ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СЕ...
12 downloads
224 Views
3MB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра приборов контроля и систем экологической безопасности
ЭКОЛОГИЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Для всех факультетов университета
Санкт-Петербург 2006
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Экология как научное направление относится к биологической науке, поэтому изучение этой дисциплины студентами технических специальностей должно иметь определенную специфику, связанную с взаимодействием хозяйственной деятельности человека с экологическими системами и окружающей средой. Целью дисциплины "Экология" является изучение основ взаимодействия живых организмов между собой и окружающей их средой, влияния хозяйственной деятельности человека на экосистемы. В Большой Советской Энциклопедии отмечается, что "основная задача экологии на современном этапе - детальное изучение количественными методами основ структуры и функционирования природных и созданных человеком систем". Основное внимание уделяется изучению структуры биосферы, экосистем, взаимоотношений организмов и среды, экологических принципов рационального использования природных ресурсов и охраны природы, основ экономики природопользования, основ экологического права, профессиональной ответственности и международного сотрудничества в области охраны окружающей среды. Эволюция живых организмов, биосферы, природы на Земле является естественным этапом развития материи во Вселенной и длится миллиарды лет. История человечества насчитывает миллионы лет, и только последнее столетие поставило под вопрос устойчивость его дальнейшего развития. Развитие техногенной деятельности человечества, ускоренное наличием разума, быстро вошло в противоречие с ограниченными возможностями системы Земля - Солнце и нуждается в радикальной реорганизации. Это не означает, что человечество должно отказаться от прогрессивного развития, воспроизводства. В основе его развития должна быть осознанная необходимость соответствия природным процессам, обеспечивающим устойчивую эволюцию жизни. Вся деятельность человечества должна органично поддерживать сложившееся равновесие в природе путем создания разумных, жестких обратных связей от нанесения ущерба окружающей среде до немедленной ликвидации причин нанесения ущерба.
з
4
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (объем - 70 часов) ВВЕДЕНИЕ (2 часа) Экология - наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и окружающей средой. Предмет и основные задачи экологии. Связь экологии с другими науками. Разделы экологии. Подходы и методы экологии: экосистемный подход, популяционный, эволюционный и исторический подходы. Аутоэкология и синэкология. Геологическая история Земли и формирование природной среды. Происхождение жизни на Земле и формирование биосферы. Уровни организации жизни. Появление человека разумного (Homo-sapiens) и человеческого общества. Роль и значение человеческого общества в формировании природной среды. Единство общества и природы. Развитие общества, научнотехнический прогресс и природная среда. Роль экологии в решении практических задач. Математическое моделирование при решении экологических проблем. Вклад российских и зарубежных ученых в изучение природной среды и создание экологической науки. 3.1. БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК (12 часов) 3.1.1. Структура биосферы Состав биосферы и область ее размещения. Атмосфера и ее структура, химический состав атмосферы, значение содержания отдельных газов в атмосфере на формирование и развитие биосферы. Гидросфера, ее состав и структура. Распределение вод гидросферы, взаимодействие гидросферы с биосферой. Литосфера, ее состав и структура. Взаимодействие литосферы с гидросферой и атмосферой. Педосфера и ее роль в биосфере как биомембраны Земли. Круговорот веществ, организмов и энергии в природе и их виды. Геологический и биологический круговорот. Круговорот углерода, кислорода, азота, фосфора, серы и других химических элементов. Роль фотосинтеза в природе. 3.1.2. Основы учения В.И. Вернадского о биосфере Основные идеи В.И. Вернадского о биосфере. Биосфера как область существования живого вещества. Роль живого вещества в формировании единой планетарной экологической системы высшего по5
рядка. Биогенное и биокосное вещества как продукты жизнедеятельности живых организмов. Вещественный состав биосферы по Вернадскому и основные биогеохимические функции живого вещества. 3.1.3. Влияние на биосферу
хозяйственной
деятельности
человека
Взаимодействие человека с окружающей средой. Основные формы воздействия человека на биосферу. Основные факторы негативного воздействия человека на биосферу. Влияние хозяйственной деятельности человека на круговорот веществ в биосфере. Техногенные загрязнения биосферы в результате хозяйственной деятельности человека. Радиационное загрязнение природной среды. 3.2. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ (20 часов) 3.2.1. Взаимодействие организма и среды Фундаментальные свойства живых систем. Уровни биологической организации (схема 1, с. 36). Организм как дискретная самовоспроизводящаяся открытая система, связанная со средой обменом вещества, энергии и информации. Разнообразие организмов. Источники энергии для организмов. Автотрофы и гетеротрофы. Фотосинтез и дыхание: кислород атмосферы как продукт фотосинтеза. Основные группы фотосинтезирующих организмов (планктонные цианобактерии и водоросли в морях и высшие растения на суше). Хемосинтез, жизнь в анаэробных условиях. Основные группы гетеротрофов (бактерии, грибы, животные). Трофические отношения между организмами: продуценты, консументы и редуценты. Гомеостаз (сохранение постоянства внутренней среды организма); принципы регуляции жизненных функций. Возможности адаптации организмов к изменениям условий среды. Толерантность и резистентность. Экологическая валентность. Типы и уровни адаптации, ее генетические пределы. Эврибионты и стенобионты. Гомойо- и пойкилотермность. Принципы воспроизведения и развития различных организмов. Особенности зависимости организма от среды на разных стадиях жизненного цикла. Критические периоды развития. Энергетика и рост организма.
б
3.2.2. Условия и ресурсы среды Представление о физико-химической среде обитания организмов; особенности водной, почвенной и воздушной сред. Абиотические и биотические факторы (схема 2, с. 37). Экологическое значение основных абиотических факторов: тепла, освещенности, влажности, солености, концентрации биогенных элементов. Заменимые и незаменимые ресурсы. Сигнальное значение абиотических факторов. Суточная и сезонная цикличность. Лимитирующие факторы. Правило Либиха, закон Шел форда. Взаимодействие экологических факторов. Распределение отдельных видов по градиенту условий. Представление об экологической нише; потенциальная и реализованная ниша. Биотестирование и биоиндикация как методы контроля качества среды. Стресс как экологический фактор. Экологические и физиологические ритмы в природе. 3.2.3. Популяции Определение понятий "биологический вид" и "популяция". Иерархическая структура популяций; расселение организмов и межпопуляционные связи. Популяция как элемент экосистемы. Статические характеристики популяции: численность, плотность, возрастной и половой состав. Биомасса и способы ее выражения: сырой и сухой вес, энергетический эквивалент. Методы оценки численности и плотности популяции. Характер пространственного размещения особей и его выявление. Случайное, равномерное и агрегированное распределение. Механизмы поддержания пространственной структуры. Территориальность. Скопления животных и растений, причины их возникновения. Регуляция численности популяций в природе. Динамические характеристики популяции: рождаемость, смертность, скорость популяционного роста. Таблицы и кривые выживания. Характер распределения смертности по возрастам в разных группах животных и растений. Экспоненциальная и логистическая модели роста популяции. Специфическая скорость роста популяции, "плотность насыщения" как показатель емкости среды, чистая скорость размножения. Динамика биомассы. Понятие о биопродуктивности. 3.2.4. Сообщества Биоценозы (сообщества), их таксономический состав и функциональная структура. Типы взаимоотношений между организмами: симби-
оз, мутуализм, комменсализм, конкуренция, биотрофия (хищничество в широком смысле слова). Межвидовая конкуренция. Эксплуатация и интерференция. Принцип конкурентного исключения. Условия сосуществования конкурирующих видов. Конкуренция и распространение видов в природе. Отношения "хищник - жертва". Сопряженные колебания численности хищника и жертвы. Сопряженная эволюция. Видовое разнообразие как специфическая характеристика сообщества. Динамика сообществ во времени. Циклические и необратимые процессы. Сериальные и климаксовые сообщества. 3.2.5. Экосистемы Определение понятия "экосистема". Экосистемы как хорологические единицы биосферы. Составные компоненты экосистем, основные факторы, обеспечивающие их существование (схема 3, с. 38). Развитие экосистем: сукцессия. Основные этапы использования вещества и энергии в экосистемах. Трофические уровни. Первичная продукция - продукция автотрофных организмов. Значение фото- и хемосинтеза. Чистая и валовая продукция. Траты на дыхание. Основные методы оценки первичной продукции. Деструкция органического вещества в экосистеме. Биотрофы и сапротрофы. Пищевые цепи "выедания" (пастбищные) и пищевые цепи "разложения" (детритные). Потери энергии при переходе с одного трофического уровня на другой. Экологическая эффективность; "пирамида продукций" и "пирамида биомасс". Микро- и макроредуценты. Климатическая зональность и основные типы наземных экосистем. Тундры, болота, тайга, смешанные и широколиственные леса умеренной зоны, степи, тропические влажные леса, пустыни. Первичная продукция разных наземных экосистем. Взаимосвязи разных компонентов наземных экосистем. Значение почвы как особого биокосного тела. Полнота биотического круговорота. Особенности сукцессии наземных экосистем. Водные экосистемы и их основные особенности. Отличия водных экосистем от наземных. Планктон, бентос, нектон. Основные группы продуцентов в водной среде: фитопланктон, макрофиты, перифитон. Роль зоопланктона и бактерий в минерализации органического вещества. Детрит. Вертикальная структура водных экосистем. Континентальные водоемы: реки, озера, водохранилища, эстуарии. Олиготрофные и евтрофные водоемы. Антропогенное евтрофирование водоемов. Биологическая структура океана. Неритические и пелагические области. Зоны подъема вод. Интенсивность первичного продуцирования в различных частях Мирового океана. 8
Емкость и устойчивость экосистем. Экологическое равновесие. Разнообразие видов как основной фактор устойчивости экосистем. 3.2.6. Основные экологические законы Закон биогенной миграции атомов. Закон внутреннего динамического равновесия. Закон генетического разнообразия. Закон исторической необратимости. Закон константности и его связь с количеством живого вещества биосферы. Закон корреляции. Закон максимума биогенной энергии. Закон минимума (закон Ю. Либиха). Закон ограниченности естественных ресурсов. Закон однонаправленности потока энергии. Закон оптимальности. Закон пирамиды энергий. Закон равнозначности условий жизни. Закон развития окружающей среды. Закон совокупного действия естественных факторов (закон Митчерлиха—Тинемана— Бауле). Закон толерантности (закон Шелфорда). Закон грунтоистощения (уменьшение плодородия). Закон физико-химического единства живого вещества. 3.2.7. Биоразнообразие и устойчивость природной среды Характеристика устойчивости экосистем в России. Распределение характеристик устойчивости экосистем в России. Нарушенность природных экосистем. Причины снижения устойчивости экосистем и их видового разнообразия. Редкие виды животных и растений России. Современное состояние лишайников, мхов, сосудистых растений, беспозвоночных животных, позвоночных животных, круглоротых рыб, амфибий и рептилий, птиц, млекопитающих. 3.3. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ (12 часов) 3.3.1. Характеристика природных ресурсов Значение природных ресурсов в развитии общества. Роль отечественных и зарубежных ученых в изучении природных ресурсов. Характеристика понятия "природные ресурсы". Освоение природных ресурсов и ресурсопотребление. 3.3.2. Классификация природных ресурсов Классификация природных ресурсов по происхождению. Ресурсы природных компонентов. Ресурсы природно-территориальных комплек9
сов. Классификация природных ресурсов по видам хозяйственного использования. Энергетические и неэнергетические ресурсы. Ресурсы сельскохозяйственного производства. Классификация природных ресурсов по признаку исчерпаемости. Исчерпаемые ресурсы: не возобновляемые, возобновляемые, относительно (не полностью) возобновляемые. Неисчерпаемые ресурсы: солнечная энергия, климатические, энергия приливов. 3.3.3. Состояние природных ресурсов Минеральные ресурсы. Топливно-энергетическое сырье. Нетрадиционные энергоресурсы. Металлы. Агроклиматические ресурсы. Ресурсы климата. Агроклиматическое районирование. Водные ресурсы. Запасы воды на планете. Водохозяйственный баланс и его категории. Мировое водопотребление. Земельные ресурсы. Земельный фонд мира и его структура. Сельскохозяйственные земли. Агроприродный потенциал и агроландшафты. Агроландшафтные пояса. Продовольственная проблема. Лесные ресурсы. Общая характеристика лесов мира. Использование лесов. Поражение лесов в результате загрязнения. Воспроизводство лесных ресурсов. Прогнозы состояния лесных ресурсов. 3.4. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (8 часов) 3.4.1. Влияние научно-технического прогресса на состояние окружающей среды Основная характеристика современного развития человеческого общества и факторы влияния научно-технического прогресса на состояние окружающей среды. Экологический кризис и его характерные черты. "Парниковый" эффект, разрушение озонового слоя, "кислотные" осадки. 3.4.2. Экология и здоровье человека Экологическое состояние окружающей среды и ее влияние на здоровье человека. Вредные вещества и излучения в окружающей среде и их степень опасности для человека и окружающей природной среды.
10
3.5. СОЦИАЛЬНО-ПРАВОВЫЕ ПРИНЦИПЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ (16 часов) 3.5.1. Принципы экологического воспитания в обществе Роль экологического воспитания детей и школьников. Деятельность партии "зеленых" и других общественных организаций и их значение в экологическом воспитании общества. Значение печати, радиовещания и телевидения в экологическом информировании общества. Экологическая хартия Земли (Декларация ООН по вопросам окружающей среды и развития, принятая в 1991 г. в Рио-де-Жанейро). 3.5.2. Экологическое образование Состояние экологического образования. Экологическая подготовка в начальной и средней школе. Состояние среднего специального и высшего экологического образования в стране. Переподготовка и повышение квалификации специалистов в области охраны окружающей среды. Подготовка научных кадров высшей квалификации в области охраны окружающей среды. 3.5.3. Природоохранительное законодательство Экологическое право и состояние природоохранительного законодательства в РФ. Закон РФ "Об охране окружающей природной среды". Основные принципы охраны окружающей природной среды. Объекты охраны окружающей среды. Государственные природоохранные организации и службы предприятий. Компетенция законодательных и исполнительных органов власти РФ, республик в составе РФ, автономных областей и округов, краев, областей и органов местного самоуправления в области охраны окружающей среды. 3.5.4. Право граждан на здоровую и благоприятную окружающую природную среду Право граждан на охрану здоровья от неблагоприятного воздействия окружающей природной среды. Полномочия граждан в области охраны окружающей природной среды. Полномочия общественных экологических объединений в области охраны окружающей природной среды. Государственные гарантии экологических прав граждан и общественных объединений. 11
3.5.5. Экологические требования при эксплуатации предприятий, сооружений и выполнении иной деятельности Общие экологические требования при эксплуатации предприятий, сооружений и иных объектов. Экологические требования в сельском хозяйстве, при планировании, проектировании, выполнении мелиоративных работ, к энергетическим объектам, при проектировании, строительстве, реконструкции городов и других населенных пунктов, при использовании радиоактивных материалов, при использовании химических веществ в народном хозяйстве, к военным и оборонным объектам и военной деятельности. 3.5.6. Особо охраняемые природные территории и объекты Природно-заповедный фонд РФ. Государственные природные заповедники. Государственные природные заказники. Национальные природные парки. Памятники природы. Охрана редких и находящихся под угрозой исчезновения растений и животных. Охрана природы курортных и лечебно-оздоровительных зон. Охрана зеленых зон. 3.5.7. Экологический контроль Задачи экологического контроля. Государственная служба наблюдения за состоянием окружающей среды. Государственный экологический контроль. Производственный экологический контроль. Общественный экологический контроль. 3.5.8. Ответственность за экологическое правонарушение Виды ответственности за экологическое правонарушение. Дисциплинарная ответственность за экологические проступки. Материальная ответственность должностных лиц и иных работников, виновных в причинении вреда экологическим правонарушением. Административная ответственность за экологические правонарушения. Профессиональная экологическая подготовка руководящих работников и специалистов. Распространение экологических знаний. Научные экологические исследования.
12
3.5.9. Возмещение вреда, причиненного экологическим правонарушением Обязанность полного возмещения вреда, причиненного экологическим правонарушением. Порядок возмещения вреда. Возмещение вреда, причиненного здоровью граждан неблагоприятным воздействием окружающей среды. Возмещение вреда, причиненного имуществу граждан Исковые требования о прекращении экологически вредной деятельности. Экологическое страхование. 3.5.10. Чрезвычайные экологические ситуации Зоны чрезвычайной экологической ситуации. Зоны экологического бедствия. Мероприятия по предотвращению экологических аварий. 3.5.11. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды Принципы международного сотрудничества. Международные договоры в области охраны окружающей среды. Обязанности иностранных юридических лиц и граждан, лиц без гражданства по соблюдению природоохранительного законодательства РФ и республик в составе РФ. Взаимодействие международного и национального права в области предупреждения трансграничного загрязнения. Международное сотрудничество по предупреждению трансграничного загрязнения.
13
4. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНО-ЗАОЧНОЙ (12 ЧАСОВ) И ЗАОЧНОЙ (8 ЧАСОВ) ФОРМ ОБУЧЕНИЯ Тема лекций 1. Биосфера и человек 2. Основы экологии 3. Природные ресурсы 4. Глобальные проблемы окружающей среды 5.Социально-правовые принципы экологической безопасности
Объем, час. Очно-заочная Заочная 3 2 4 3 1 2 1 1 1
1
5. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ (4 ЧАСА) 1. Экология и надорганизменные уровни организации жизни. Функциональное деление живых организмов (Методические указания, схема 1). 2. Классификация экологических факторов, примеры действия на живые организмы и популяцию. Экологическая ниша (Методические указания, схема 2). 3. Характеристики популяции. Динамика численности популяции (Методические указания, п. 10.1). 4. Массовые и энергетические потоки в экологической системе (Методические указания, схемаЗ). 5. Народонаселение Земли и прогноз численности человечества (Методические указания, п. 10.1). 6. Пределы роста численности человечества (Методические указания, п. 10.2, табл.1). 7. Расчет загрязненности атмосферного воздуха в районах СанктПетербурга (Методические указания п. 10.4).
14
6. ПЕРЕЧЕНЬ УЧЕБНОЙ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Основная 1. Потапов А.И., Цыплакова Е.Г. Экология: Учеб. пособие. -СПб.: СЗТУ, 2005. -275 с. 2. Потапов А.И. Вредные вещества и излучения в окружающей среде. В 5 томах: Научное, учеб.-методическое, справ, пособие. Том 1. Вредные вещества и качество окружающей среды. -СПб.: СЗТУ, 2005.455 с. 3. Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. - Ростов н/Д: Феникс, 2001. - 384 с. 4. Петров К.М. Общая экология: взаимодействие общества и природы: Учеб. пособие для вузов. - СПб.: Химия, 1997.-352 с. 5. Богдановский Г.А. Химическая экология. - М.: МГУ, 1994.-238с. 6. Бродский А.К. Краткий курс общей экологии: Учеб. пособие. - СПб.: ДЕАН, 2000. - 224 с. 7. Одум Ю. Экология. В 2 т. - М : Мир, 1986. - 376 с. 8. Реймерс Н.Ф. Экология. Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. - М.: 1994. - 350 с. 9. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Учеб. пособие для вузов. - СПб.: Химия, 1996. - 240 с. Дополнительная 10. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: В 4-х кн. Кн. 1. Народонаселение и пищевые ресурсы / Пер. с англ. - М.: Мир, 1994.340 с. 11. Сытник К.М. и др. Словарь-справочник по экологии. - Киев: Наукова думка, 1994. - 665 с. 12. Шилова Е.И., Банкина Т.А. Основы учения о биосфере: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГУ, 1994. - 200 с. 13. Ерофеев Б.В. Экологическое право: Учебник для вузов по спец. "Правоведение". - М.: Высш. школа, 1992. - 398 с. 14. Окружающая среда: Энциклопедический словарь-справочник /Пер. с нем. - М.: Прогресс, 1993. - 640 с.
15
7. ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ 1. Геологическая история Земли и формирование природной среды. 2. Происхождение жизни на Земле и формирование биосферы. 3. Роль и значение человеческого общества в формировании природной среды. 4. Развитие общества, научно-технический прогресс и природная среда. 5. Вклад российских и зарубежных ученых в изучение природной среды и создание экологической науки. 6. Атмосфера и ее структура, влияние атмосферы на формирование и развитие биосферы. 7. Гидросфера, ее состав и структура. 8. Литосфера, ее состав и структура. 9. Круговорот веществ, организмов и энергии в природе. 10. Основные идеи В.И. Вернадского о биосфере. 11. Влияние хозяйственной деятельности человека на биосферу. 12. Экология и ее основные научные направления. 13. Сообщества живых организмов и их местообитания 14. Экологические факторы. 15. Антропогенные факторы экологии, искусственные экосистемы, факторы хозяйственной деятельности человека. 16. Экология популяций. 17. Сообщества и экосистемы. 18. Систематика живых организмов по способам питания. 19. Разновидности биогеоценоза по продуктивности. 20. Критерии устойчивости биогеоценозов. 21. Рациональное использование экосистем. 22. Значение природных ресурсов в развитии общества. 23. Классификация природных ресурсов. 24. Состояние природных ресурсов. 25. Основная характеристика современного развития человеческого общества и факторы влияния научно-технического прогресса на состояние окружающей среды. 26. Экологический кризис и его характерные черты. 27. Экологическое состояние окружающей среды и ее влияние на здоровье человека. 28. Экологическое воспитание и образование в обществе. 29. Экологическое право и состояние природоохранительного законодательства в РФ. 30. Международное сотрудничество в области экологии. 16
8. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ТЕКУЩЕГО ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ 1. Назовите предмет и основные задачи экологии. 2. Какова роль и значение человеческого общества в формировании природной среды? 3. Дайте характеристику состава биосферы и области ее размещения. 4. Какое влияние на формирование и развитие биосферы оказывает содержание отдельных газов в атмосфере? 5. Дайте характеристику гидросферы, ее состава и структуры. 6. Дайте характеристику литосферы, ее состава и структуры. 7. Какую роль играет круговорот веществ, организмов и энергии в природе на развитие биосферы? 8. Какая средняя продолжительность общего цикла обмена углерода, азота и воды, вовлеченных в биологический круговорот? 9. Назовите основные факторы негативного воздействия человека на биосферу. 10. Назовите основные принципы взаимодействия организма и среды. 11. Экологическое значение основных абиотических факторов. 12. Представление о физико-химической среде обитания организмов. 13. Дайте определение понятий "биологический вид" и "популяция". 14. Назовите основные динамические характеристики популяции. 15. Дайте характеристику взаимоотношений между организмами. 16. Дайте оценку видового разнообразия как специфической характеристики сообщества. 17. Дайте определение понятия "экосистема". 18. Основные этапы использования вещества и энергии в экосистемах. 19. Назовите основные типы экосистем. 20. Классификация природных ресурсов. 21. Состояние природных ресурсов. 22. Влияние научно-технического прогресса на состояние окружающей среды. 23. Экологический кризис и его характерные черты. 24. Экологическое право и состояние природоохранительного законодательства в РФ. 25. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. 17
9. ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ В процессе изучения дисциплины "Экология" студент должен выполнить контрольную работу. При подготовке к выполнению контрольной работы необходимо ознакомиться с соответствующими разделами конспекта лекций и рекомендованной учебной литературой. Решение задачи необходимо производить в следующей последовательности. Вначале необходимо наметить ход решения задачи и собрать все исходные данные для расчета. Каждый этап расчета следует сопровождать теоретическим обоснованием (письменным пояснением), приведением необходимых расчетных выражений, а также результатами вычислений, путем использования исходных данных. Все расчеты должны производиться в единицах Международной системы (СИ). Контрольная работа, включающая условия задачи и ход ее решения, выполняется в тетради. Выполненная контрольная работа сдается (высылается) в университет на рецензирование или представляется преподавателю, прибывшему на учебную точку, для проверки и рецензирования. Работы, оформленные небрежно и без соблюдения указанных выше требований, на рецензирование не принимаются. Варианты и значения исходных данных задач контрольной работы определяются студентом по его шифру и должны строго соответствовать приведенным ниже указаниям по их выбору. Поощряется выполнение студентами различных самостоятельных работ (расчеты, исследования, разработки и др.), связанных с решением природоохранных мероприятий предприятия, на котором работает студент. Такие работы могут заменять контрольную работу, предлагаемую настоящими методическими указаниями, после согласования темы самостоятельной работы с преподавателем и надлежащим образом оформленные для представления на проверку и рецензирование. Содержание задания и исходные данные Прогноз численности человечества Рост народонаселения усугубляет экологические проблемы и перспектива ограничения роста, регулирования численности человечества становится актуальной. Из рассмотрения демографических данных видно (см. рис.3, с. 24), что прогрессивный рост численности человечества начал ослабевать в середине XX в., несмотря на огромный абсолютный прирост. Рассмотрение пределов численности (табл. 1, с. 35) предлагает 18
альтернативные варианты прогноза, что должно подкрепляться проведением соответствующей экономической и моральной политики. Исходные данные, характеризующие воспроизводство и убыль в популяции: - доля воспроизводящих особей (женщин) Кж=0.5; - среднее время половой зрелости воспроизводящей особи (женщины) Тпз=30+Х, где X - предпоследняя цифра шифра зачетной книжки; среднее время жизни особи Тс= 70+У, где У - последняя цифра шифра зачетной книжки. Предлагается рассчитать следующий сценарий прогноза. 1 этап - затухающий характер роста численности. Исходя из современных демографических данных рассчитать логистическую кривую роста народонаселения Земли в XXI в. с ограничением по максимальной численности до 2050 г. 2 этап - стабилизация численности. Определите условия обеспечивающие постоянство численности. Отвести на реализацию 2-го этапа 50 лет. 3 этап - сокращение численности. Рассчитать изменение численности по уравнению биотического потенциала до 2150 г. при реализация принципа "одна семья - один ребенок". Приведите график изменения численности человечества во времени для Вашей программы. В чем Вы не согласны с приведенным подходом к планированию численности человечества и Ваши предложения по решению проблемы устойчивого развития человечества? Как она изменится при увеличении продолжительности жизни человека? Указания к выполнению задачи Ознакомьтесь с методическими материалами к проведению практических занятий. В нем изложены формулы, необходимые для решения задачи. На 1-м этапе сохраняется тенденция в росте численности человечества, сложившаяся в последние 20-30 лет. При падении темпов рост численности моделируется по логистической кривой (3) с ограничением максимально возможной численности N м a x =9 млрд чел. Все остальные константы определяются из начальных условий: N0=6 млрд чел., То=2000 год и Фо=2. Константа К в (3) определяется из (4) при начальных значениях Ф0 иN : 0
19
Для составления графика вычисления произвести через каждые 10 лет вплоть до 2050 г. Это время необходимо для подготовки человечества к стабилизации численности. Стабилизация численности на 2-м этапе достигается рождаемостью, обеспечивающей "нулевой" прирост. Фертильность Ф о , отвечающая этому условию, находится из (7) при Кпр=0. Численность, достигнутая к 2050г., остается постоянной до 2100 г. Средняя деторождаемость, обеспечивающая постоянство численности, находится по формуле (8) при Кд=0.71. На 3-м этапе реализация программы "одна семья - один ребенок" равносильна условию Д=1. Используя уравнения (7,8) находится коэффициент прироста численности Кпр. Если Кпр