1.Охарактеризуйте автотрофное, гетеротрофное, редуцентное звенья ЭС. Можно ли говорить об этих звеньях в с/х? С точки зрения трофической структуры, ЭС можно разделить на два яруса: верхний автотрофный (продуценты) (самостоятельно питающийся: фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений) и нижний гетеротрофный (консументы) (питаемый другими: органическая пища). Автотрофы: фототрофы + хемотрофы. Гетеротрофы: сапрофаги + биофаги. В ЭС пищевые и энергетические связи между звеньями идут в направлении: автотрофы ® консументы ® редуценты.
2.Экологические функции почвенного покрова. Их определения. Почва – это экологический узел связи биосферы, в котором наиболее интенсивно протекают взаимодействия живой и неживой, синтез и разрушение органических веществ, круговорот элементов и детоксикация различных загрязнителей. Функции почв:
Основа ЭС
Жизненное пространство
Механическая опора для растений
Хранитель семян
Аккумулятор воды и питательных веществ
Депо ферментов
Регулятор гидротермического режима
Санитарная
Информационная
Геохимический барьер
Аккумулятор биогенной энергии в виде гумуса
4.Понятие о фоновом, региональном и локальном загрязнении природных сред. ПДК, ВДК, ПДВ, ВДВ, ВДС, ПДУ, ОБУВ загрязняющих веществ для воздуха, воды, почвы, биологических объектов. Методы установления (#ПДК и ПДВ).
ПДК (предельно допустимая концентрация) - количество вредных веществ в среде, практически не влияющее на здоровье человека и благополучие его потомства.
При отсутствии ПДК для расчета показателей относительной опасности применяется ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ).
ПДВ (предельно допустимый выброс) - максимальное количество загрязнителей, попадающих в среду в единицу времени.
Эти два значения лежат в основе санитарно-гигенического нормирования, которое учитывает 4 показателя:
транслокационный (переход загрязняющих веществ из почвы в растение через корневую систему);
миграционно-воздушный (переход загрязняющих веществ в воздух);
миграционно-водный (переход загрязняющих веществ в воду);
общесанитарный (влияние загрязняющих веществ на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность).
ПДУ – предельно допустимы уровень, устанавливается, как правило, для шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий
ПДС – предельно допустимый сброс.
6.Понятие об АЭС. Их отличие от естественных ЭС.
Агроэкосистема (АЭС) – совокупность биогенных и абиогенных компонентов участков суши преобразованных человеком, используемых для производства сельхозпродукции. Естественные ЭС - совокупность организмов и неживых веществ, связанных между собой потоками вещества и энергии. Процесс формирования ЕЭС происходит под воздействием солнечной энергии. Формирование АЭС требует использования дополнительной антропогенной энергии (энергии, высвобождаемой при освобождении участка от растительности). Основа существования у ЕЭС и АЭС - первичный процесс - автотрофность. Основа АЭС – почва, с/х угодия.
Типы АЭС:
Пропашное земледелие
Многолетнее земледелие
Многоурожайное земледелие
МезоАЭС (крупномасштабная)
МикроАЭС (грядка)
3.Экономический механизм охраны окружающей природной среды.
(ЗАКОН ОБ ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ, Раздел III)
Статья 15. Задачи экономического механизма охраны окружающей природной среды.
Экономический механизм охраны окружающей природной среды имеет своими задачами:
планирование и финансирование природоохранительных мероприятий;
установление лимитов использования природных ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду и размещение отходов;
установление нормативов платы и размеров платежей за использование природных ресурсов, выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду, размещение отходов и другие виды вредного воздействия;
предоставление предприятиям, учреждениям и организациям, а также гражданам налоговых, кредитных и иных льгот при внедрении ими малоотходных и ресурсосберегающих технологий и нетрадиционных видов энергии, осуществлении других эффективных мер по охране окружающей природной среды;
возмещение в установленном порядке вреда, причиненного окружающей природной среде и здоровью человека.
Статья 17. Планирование, финансирование и материально-техническое обеспечение экологических программ и мероприятий по охране окружающей природной среды.
1.Планирование мероприятий по охране окружающей природной среды и природопользованию осуществляется в составе программ, прогнозов социально-экономического развития на основе государственной экологической программы, с учетом природоресурсного потенциала отдельных регионов.
2.Финансирование экологических программ и мероприятий по охране окружающей природной среды производится за счет:
республиканского бюджета Российской Федерации, бюджетов республик в составе Российской Федерации, бюджетов автономной области,
автономных округов, областей, краев и местных Советов народных депутатов;
средств предприятий, учреждений и организаций;
федерального, республиканских, краевых, областных, местных экологических фондов;
фондов экологического страхования;
кредитов банков;
добровольных взносов населения, иностранных юридических лиц и граждан, а также других источников.
3.Финансирование экологических программ и мероприятий по охране окружающей природной среды в федеральном, республиканских и других бюджетах выделяется отдельной строкой и обеспечивается материально-техническими ресурсами.
Статья 20. Платность использования природных ресурсов.
1.Платность природопользования включает плату за природные ресурсы, за загрязнение окружающей природной среды и за другие виды воздействия.
2.Плата за природные ресурсы (земля, недра, вода, лес и иная растительность, животный мир, рекреационные и другие природные ресурсы) взимается:
за право пользования природными ресурсами в пределах установленных лимитов;
за сверхлимитное и нерациональное использование природных ресурсов;
на воспроизводство и охрану природных ресурсов.
3.Плата за загрязнение окружающей природной среды и другие виды воздействия взимается за:
выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов и другие виды загрязнения в пределах установленных лимитов;
за выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов и другие виды загрязнения сверх установленных лимитов.
4.Плата за нормативные и сверхнормативные выбросы и сбросы вредных веществ, размещение отходов перечисляется предприятиями, учреждениями, организациями в бесспорном порядке: 90 процентов - на специальные счета внебюджетных государственных экологических фондов, 10 процентов - в доход республиканского бюджета Российской
Федерации для финансирования деятельности территориальных органов государственного управления в области охраны окружающей природной среды.
5.Порядок исчисления и применения нормативов платы за использование природных ресурсов определяется Правительством Российской Федерации.
6.Внесение платы за использование природных ресурсов не освобождает природопользователя от выполнения мероприятий по охране окружающей природной среды и возмещение вреда, причиненного экологическим правонарушением.
5.Экологические аспекты использования вермикультуры и биогумуса. Вермикультура – разведение червей в неволе с целью получения биомассы и биогумуса – продукта переработки червем навоза и других органических отходов. Влияние биогумуса на растения:
Повышение урожайности
Увеличение содержания витаминов
Повышение общей стрессоустойчивости растения
Улучшение вкусовых качеств, товарного вида и лежкости продукции
Ускорение сроков созревания
7.Понятие биотехносферы и ноосферы как трансформируемой человеком косной и живой среды. Сущность принципиального различия между биосферой и биотехносферой. Антропосфера -сфера деятельности человека, развивается стихийно. В ходе развития производительных сил антропосфера превратилась в биотехносферу - в общество с индустрией, языком, религией и другими атрибутами. Ноосфера – сфера взаимодействия природы и общества, в которой разумная деятельность людей становится главнейшим определяющим фактором развития. Ноосфера – сфера разума. Основные характеристики перехода биосферы в биотехносферу и ноосферу:
Возрастающее количество извлекаемого материала из литосферы.
Массовое употребление продуктов фотосинтеза прошлых геоэпох.
Процессы ноосферы приводят к рассеиванию энергии земли, а не к ее накоплению.
Создание в массовом количестве веществ, которые раннее в биосфере отсутствовали (металлизация биосферы).
Появление новых трансурановых химических элементов, развитие ядерной техники и энергетики.
Выход за пределы планеты, развитие космонавтики.
8. С/х ЭС в условиях техногенеза.
Агроэкосистема (АЭС) – совокупность биогенных и абиогенных компонентов участков суши преобразованных человеком, используемых для производства сельхозпродукции. Основа АЭС – почва, с/х угодия. Типы АЭС:
Пропашное земледелие
Многолетнее земледелие
Многоурожайное земледелие
МезоАЭС (крупномасштабная)
МикроАЭС (грядка)
Суша занимает площадь 14,9 млрд. га, из которой 10% приходится на АЭС. Основная мысль экологии: замена крупномасштабных хозяйств на мелкомасштабные. Задачи функционирования АЭС: поддержание условий воспроизводства почвенных ресурсов и деградация АЭС в результате загрязненя почвенных ресурсов (имеются в виду загрязнения техногенного происхождения).
Техногенез – совокупность геохимических и геофизических процессов, связанных с деятельностью человека и включающих:
извлечение химических элементов из природных сред,
концентрацию химических элементов,
перегруппировку химических элементов,
рассеивание этих элементов в окружающей среде.
В условиях техногенеза биогенная миграция вещества и энергии заменяется техногенной. Проявление техногенеза в основном имеют аварийно-катасрофический, непреднамеренный и целенаправленный характер. Источниками техногенного загрязнения почв являются различные агротехнические приемы: применение пестицидов, органических и минеральных удобрений, орошение сточными водами и др. Техногенез характеризуются следующими показателями:
Технофильность (Т) - дает соотношение количества добываемого элемента к его содержанию в земной коре. Наиболее высокой технофильностью обладают C, Cl, Pb, Hg, Zn, Ni, Cu и т.д.
Биофильность - отношение среднего содержания элемента в живом веществе планеты к содержанию в земной коре.
Деструктивная активность - отношение массы элемента годовой добычи и выбросов в окружающую среду к массе элемента биологической продукции наземных растений в течении года (совмещает два предыдущих показателя). ДА для Hg=5×104
; Cd, F, As - 5×103
; Sb, Pb, U - 5×102
; Se, Be, Ba, Sn - 5×101
; для всех остальных элементов - 5.
9.Циклические процессы в атмосфере и деятельность человека. Практическое применение природной цикличности. Многие процессы и явления в природе подвержены различным циклическим изменениям. В лесостепной части России шесть раз отмечались 29-летние периоды, причем цикличность была обусловлена периодами активности солнца. За эти циклы обнаружена тесная корреляция приростов древесных (по диаметру) по сравнению с вековым ходом солнечной активности. Кроме активности солнца на популяционную активность могут влиять другие циклы космической активности, приливные и отливные явления, эволюция движения земли. Таким образом, природная цикличность - явление комплексное и характеризуется совмещенностью космических, климатических, биологических и других циклов, принадлежащих к различным причинно-следственным категориям и рангам. Общий природный цикл характерен для конкретного ландшафта и даже местности. Природный цикл - это самостоятельный экологический ранг, существующий в окружающей среде и представляющий собой систему взаимосвязанных синхронизированных колебаний в многолетней изменчивости биоценозов и их абиотических компонентов. Природный цикл является временный и территориальной единицей. Знание начала позволяют провести правильные хозяйственные мероприятия, организовать мероприятия по борьбе с вредителями и предусмотреть стадийность развития различных популяций. Определение начала циклов: опыт людей, летописи природы, микроприродные циклы(например, появление болотной растительности и некоторое увеличение зеркало вод).
Целенаправленная регуляция круговорота веществ в биосфере человеком:
Освоение новых видов энергий
Сокращение использования сырья
Совершенствование технологий
Налаживание переработки отходов
Установление природоохранных нормативов
Сохранение эталонных участков природных территорий
Запрет на уничтожение видов
В с/х – восстановление почвенного плодородия
10.Основные направления воздействия с/х производства на природные комплексы и их компоненты.
Результат деятельности с/х:
Переуплотнение почв и нарушение водно-воздушного режима.
Отсутствие научно обоснованных севооборотов и преобладание монокультуры.
Низкие нормы и нарушение технологий применения органических и минеральных удобрений ведет к потере плодородия почв.
Нарушение технологии применения пестицидов привело к избытку пестицидов в почвах, водах и т.д., что негативно влияет на все элементы ЭС.
Прогрессирующее увеличение почв с низким рН.
Отсутствие экологического обоснования с/х машин и орудий.
Отсутствие правовой ответственности специалистов с/х производства за экологические нарушения.
Резкое увеличение без должного экологического обоснования нагрузки отходов различных производств, осадков сточных вод и т.д.
Ежегодно потеря веществ в результате смыва в 2-3 раза больше, чем применяем их с удобрениями.
Потеря гуиуса, питательных веществ, эвтрофикация водоемов.
При уборке, транспортировке и хранении потеря урожая до 30%.
Повсеместное ухудшение качества продукции.
11.Порядок расчета выноса биогенных веществ в водные объекты с с/х территорий.
На состояние какого-либо водоема (озера) оказывает влияние АЭС, коммунально-бытовое хозяйство (селитебная зона), животноводческий комплекс, промышленные предприятия и др. Допустим, население города 1 млн. чел., площадь 20000 га, и период берем 1 год.
БНо
кбх
=Н ×n× 365(суток)
=1000000ч
× 8(г/сутки с человека)
× 365=2920 × 106
(г)
=2920(т)
БНд
кбх
=S×h×c=20000га
× 400 мм
× 3,8мг/л
=304т
БНо
жк
=50000голов
× 160г/сутки с головы
× 365=2920т
БНо
пп
=500000(м3)
× 160мг/л
=80т
БНо
и БНд
- организованная и дифузионно расредоточенная нагрузка
h - количество вымываемой воды.
12.Основные законы экологии. Их практическое значение. Закон лимитирующего фактора (Либих 1840) – если какой-то фактор находится в минимуме, его невозможно заменить другими факторами. Закон Шелхорда – любой живой организм имеет эволюционно унаследованные пределы устойчивости к любому экологическому фактору. Закон внутреннего динамического равновесия – вещество, энергия. Информация и динамические качества отдельных природных систем взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного показателя вызывает сопутствующие изменения других, но сохраняется общая сумма вещественных, энергетических, информационных и динамических качеств экосистемы. Следствия:
Любое изменение среды неизбежно приводит к возникновению цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации изменений или формирования новых природных экосистем.
Взаимодействие вещественно энергетических компонентов, информации и динамических качеств природных экосистем количественно не линейно, то есть слабое воздействие или изменение одного из показателей может вызывать сильное отклонение других показателей и наоборот.
Прошедшие в экосистемах отклонения относительно необратимы и проходят по иерархии снизу вверх от места воздействия до биосферы.
Естественно исторический закон проявляется в устойчивой внутренней связи явлений природы, устойчиво повторяющимися отношениями между явлениями в направленности или порядке следований событий. Закон максимизации энергии – в соперничестве с другими системами сохраняется та из них, которая наилучшим образом способствует поступлению энергии и максимально эффективному использованию этой энергии. Системно-генетический закон – многие природные системы в индивидуальном развитии повторяют в сокращенной форме эволюционный путь развития своей системной структуры. Закон развития природных систем за счет окружающей их среды – любая природная система может развиваться только за счет использования материально генетических и энергетических возможностей окружающей ее среды; обособленное развитие системы невозможно. Следствия:
Абсолютно безотходное производство невозможно.
Любая, более высокоорганизованная биосистема, видоизменяя среду жизни, представляет потенциальную угрозу для менее высокоорганизованных систем, благодаря этому в земной биосфере невозможно повторное возникновение жизни.
Закон периодичной географической зональности – со сменой физико-географических поясов, аналогичные ландшафтные зоны и их некоторые общие свойства периодически повторяются. Закон эволюционно экологической необратимости – экосистема, потерявшая часть своих элементов или сменившаяся другой в результате дисбаланса компонентов, не может вернуться к первоначальному своему состоянию, так как в ходе преобразования произошли эволюционные изменения. Законы Коммонера:
Все связано со всем
Природа знает лучше
Все должно куда-то деваться
За все надо платить
26.Экологическое значение гумуса в почве в условиях повышенного загрязнения токсичными тяжелыми металлами.
Гумус обладает высокими сорбционными свойствами, поэтому в почвах с высоким его содержанием металлы могут образовывать сложные и комплексные соединения, менее доступные для поглощения растениями. Например, гуминовая кислота почвы, содержащей 4% гумуса, может связать, в расчете на 1 га : 17929 кг Fe, 913 кг Mn, 1517 кг Cu, 4500 кг Pb, 1015 кг Zn. поэтому почвы разного генетического типа характеризуются различной сорбционной способностью.
16.Биоиндикация экологического состояния почв в условиях антропогенного загрязнения. Методы:
Ботанические (фито)
Почвенно-зоологические
Биохимические (ферментные)
Микробиологические
См. №54
24.Методы экологических исследований.
Полевые – закладка пробных площадей (1-100 м2
) и учетных площадок (1-4 м2
), закладка транссект в виде продольных площадок
Лабораторные – могут включать различные химические методы по накоплению конкретных веществ, физиологические, показывающие состояние, жизненность фитоценозов
Экспериментальные – изучение причин и следствий, происходящих изменений
Магрирования – с использованием математико-статистических способов и компьютера
Дистанционный анализ природных условий (аэрофотосъемка и космическая съемка)
13.Механизм гомеостаза. Динамика ЭС.
Гомеостаз - состояние внутреннего динамического равновесия организма или природной системы, поддерживаемое регулярным возобновлением и постоянной саморегуляцией. Сообщество живых организмов и абиотическая среда влияют друг на друга, обе части биогеоценоза необходимы для поддержания жизни. Абиотические факторы регулируют существование и жизнедеятельность популяций. В то же самое время эти факторы находятся под постоянным влиянием самих живых организмов. Важные для жизни химические элементы и органические соединения образуют непрерывной поток между живым и неживым: потребление и выделение углекислого газа, кислорода, воды, образование и разложение растительного и животного опада, образование почвенных органических соединений .живые организмы черпают из среды жизненные ресурсы (например, кислород из атмосферы в процессе дыхания и углекислый газ в процессе фотосинтеза). Они поставляют в среду продукты жизнедеятельности (кислород в процессе фотосинтеза и углекислый газ в процессе разложения органических веществ и дыхания). Солнечная энергия аккумулируется зелеными растениями и передается организмам всех популяций, населяющих биогеоценоз. Потоки энергии и вещества, связывающие живые организмы друг с другом и средой их обитания, обеспечивают целостность биогеоценозов. Способность организмов к размножению, наличие в среде пищи и энергии, необходимых для роста, развития и размножения, а также воссоздание среды обитания живыми организмами - условия самовоспроизводства экосистем. Сложившиеся в ходе эволюции экосистемы находятся в равновесии со средой и проявляют устойчивость - свойство сообщества и экосистемы выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями. Способность организмов переносить неблагоприятные условия и высокий потенциал размножения обеспечивают сохранение популяций в экосистеме, что гарантирует устойчивость. Совокупность всех факторов, способствующих увеличению численности популяций - биотический потенциал. Сочетание лимитирующих факторов среды, ограничивающих рост популяции - сопротивление среды. Принцип изменения популяции - изменение популяции какого-либо вида есть результат нарушения равновесия между ее биотическим потенциалом и сопротивлением среды. Гомеостаз обеспечивается механизмами обратной связи. Существует положительная и отрицательная обратная связь. Механизм положительной обратной связи всегда действует в ЕЭС. Поддержание определенной численности популяций основано на взаимодействии организмов в звеньях хищник - жертва, паразит - хозяин на всех уровнях пищевых цепей. Внутрипопуляционные механизмы гомеостаза: конкуренция, антагонизм, территориальность. Основной принцип стабильности ЭС: видовое разнообразие обеспечивает стабильность ЭС. В ЭС постоянно происходят изменения в их состояния, жизнедеятельности и соотношении популяций. Все изменения относят к двум типам: циклические и поступательные. Циклические изменения отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявление эндогенных ритмов организмов. В процессе суточной и сезонной динамики целостность биоценоза не нарушается. Он испытывает лишь колебания. Поступательные изменения в ЭС приводят к смене одного биоценоза другим. Причинами подобных смен могут являться внешние факторы, действующие длительное время в одном направлении, в т.ч. и антропогенный. Нарушение естественных цепей питания под воздействием антропогенного фактора (бесконтрольная вырубка лесов, загрязнение водоемов, уничтожение пестицидами микрофлоры почвы и др.), неразумное вмешательство в экосистемы приводит к неконтролируемому росту численности особей отдельных популяций и к нарушению природных экологических сообществ. С течением времени происходит развитие экосистемы, изменение его видовой структуры и протекающих в нем процессов. Последовательность сообществ, сменяющих друг друга во времени называется сукцессией. Сукцессии бывают первичными и вторичными. Первичная сукцессия - развитие ЭС на незаселенных раннее участках (постепенное обрастание голой скалы). По мере усложнения сообщества усложняются и связи между популяциями. Высшей точкой развития является стабилизированная система, в которой на единицу имеющегося потока энергии приходится максимальная биомасса организмов. Развитие экосистем во многом аналогично развитию отдельного организма. Смена экосистем под воздействием антропогенного фактора - самая быстрая. Она проходит за несколько лет, а часто скачком. Экосистемы меняются и под действием абиотических факторов, например, климата.
17.Основные токсиканты в пищевых продуктах.
Наиболее опасными токсикантами являются тяжелые металлы, остатки пестицидов, микотоксины, нитраты, нитриты, нитрозоамины, кантоменанты (антибиотики, гормональные и некоторые регуляторы роста растений), диоксины. Тяжелые металлы. Среднее содержание Pb в продуктах питания 0,2 мг/кг, в т.ч.
Фрукты 0,01-0,6
Овощи 0,02-1,6
Крупы 0,03-3
Мучные изд. 0,03-0,82
Мясо/рыба 0,01-0,78
Молоко 0,01-0,1
Взрослый человек усваивает 10% Pb, а дети - 40%. Из крови Pb поступает в мягкие ткани и кости, где депонируется в виде трифосфата. 90% Pb выводится с фикалиями. Биологический период полувыведения Pb из мягких тканях и органов 20 дней, а из костей - до 20 лет. По данным ФАО ДСД (допустимая суточная доза) Pb - 0,007 мг/кг массы тела, а ПДК в питьевой воде - 0,05 мг/кг. Нитратное загрязнение. Нитраты - естественная форма, но нитратное загрязнение подразумевает превышение ПДК. По данным института питания нитраты и их производные встречаются практически во всех мясных, рыбных и молочных продуктах. Долгое время считали, что нитраты - источник заболевания метгемаглобиния. Благодаря работам Ильницкого стало известно, что нитраты вызывают комплекс заболеваний: сердечно-сосудистой, нервной систем, ослабляют иммунитет и ряд других. Основной поставщик нитратов - овощи. Природный ингибитор нитратов - витамин С. Микотоксины - это яды, продуцируемые грибами. Грибы - вездесущи, они выдерживают высокое давление, обладают очень мощным ферментативным аппаратом, который позволяет им адаптироваться в окружающей среде. Продуцированию микотоксинов способствует длительное неправильное применение химических средств защиты, монокультура и др. Диоксины - это высокотоксичные вещества, сложной химической структуры, суперяды, ксенобиотики, имеющие техногенное происхождение, связанное, главным образом, с производством и использованием хлорорганических соединений и их утилизацией. Источниками диоксинов является также нефтепереработка, металлургическая промышленность, сталелитейное производство, переправка металлолома, производство алюминия, выхлопы автотранспорта, пестициды, хлорированная вода и др.
18.Методы определения состояния АЭС. Оценка антропогенных воздействий в системе “почва – растение”. Индикация антропогенных нагрузок. Методы индикации.
Для оценки любой экосистемы применяются следующие простые и комплексные параметры:
Запас живой биомассы (г/м2
, т/га).
Запас мертвого органического вещества (мортмасса).
Интегральная характеристика структуры органического вещества экосистемы или соотношение запасов гумуса, фитомассы, зоомассы и биомассы микроорганизмов.
Скорость воспроизводства органического вещества, как отношение величины первичной продукции к запасу живой фитомассы (в %).
Опад (г/м2
, т/га в год) - количество органического вещества, заключенное во всех ежегодно отмирающих частях растений наземных и подземных.
Истинный прирост (т/га в год) - количество органического вещества, остающегося в сообществе в результате годичного прироста за вычетом опада.
Скорость общего оборота органического вещества или отношение величины запаса живого и мертвого органического вещества; этот показатель позволяет выделить подвижность органического вещества при трансформации продукции.
Скорость деструктивных процессов - отношение ежегодного поступления мортмассы к ее запасу.
Для ЭС в условиях загрязнения используются дополнительные показатели:
Годичное накопление химических элементов (кг/га в год) биотической компоненты.
Годичный возврат химических элементов с опадом (кг/га в год).
Для определения состояния АЭС используют физические, химические, но предпочтительнее биологические методы. Все биоиндикаторы подразделяют на четыре группы:
ботанические;
зоологические;
микробиологические;
биохимические.
Растения обычно служат хорошими показателями нарушенности среды хозяйственной деятельностью, промышленными загрязнениями. Животные интересны как объект, физиологически близкий к человеку, по их реакциям можно предвидеть санитарные последствия загрязнений не только для природы в целом, но и для человека. Микробы - наиболее быстро реагирующие индикаторы, они лучше всего подходят для экотоксилогических экспериментов. Биологические факторы являются наиболее чувствительными, характеризующими физиологичексое состояние растений в системе "почва -растение".
21.Биогеценоз и его структура. Биогеохимическая. Биоценотическая деятельность биогеоценоза.
Биогеоценоз - совокупность биотической и абиотической компонент, однородных по происхождению, растительности и зооценозам, литогенной основе, находящиеся на определенной территории земной поверхности. Пространственная структура: биотоп (абиотическая компонента) и биоценоз (биотическая компоненты: фитоценозы, зооценозы, микробоценозы). Биогеохимическая роль биогеоценозов: малый биологический и большой биогеохимический круговороты. Происходит взаимодействие абиотических факторов и живых организмов биосистемы, сопровождающееся непрерывным круговоротом вещества между биотопом и биоценозом в виде чередующихся то органических, то минеральных соединений. Обмен химических элементов между живыми организмами и неорганической средой, различные стадии которого происходит внутри ЭС называется биогеохимическим круговоротом. Круговорот в биогеоценозе с одной стороны, дает возможность саморегуляции его и придает ему устойчивость, а с другой - регулирует поток всех элементов на земле. Т.е. круговорот - мощный естественный процесс, вовлекающий ежегодно в круговорот огромные массы биосферы и определяющий ее высокий кислородный потенциал. Происходит на всей поверхности земли и дает большой геохимический эффект, вовлекая ежегодно в построение органического вещества огромные количества C, P, S и т.д.
27.Агроэкологический мониторинг. Функциональные задачи. Порядок проведения.
Идея мониторинга возникла в 1972 г, а в 1983 г возникли отдельные схемы мониторинга.
Блок-схема мониторинга (по Израэлю Ю.А.).
информационная система управленческая система
наблюдения®оценка факт. сост.
¯¯ регулирование качества окр.
прогноз. сост. ®оценка прогн. сост. среды
Блок "наблюдения" может состоять из различных видов мониторинга:
глобальный (базовый, региональный, локальный), включая фоновый;
национальный;
межнациональный;
геофизический;
биологический.
Мониторинги проводят по средам (атмосфера, океан и т.д.), по факторам и источникам (радиоактивные продукты, шумы, генетический, космический и т.д.), по возможности и остроте проблемы. Порядок функционирования определяется положением, утвержденным правительством РФ. Задача экологического мониторинга заключается в том, чтобы понять степень опасности сложившейся ситуации и определить решения данной проблемы.
29.Экология популяций и сообществ. Их видовая, пространственно-временная и экологическая структура, динамика. Индивиды любого живого вида всегда представлены не изолированными отдельностями, а их определенным образом организованными совокупностями (правило объединения в популяции). Популяция – форма существования вида, элементарная группировка организмов определенного вида, занимающая определенную территорию. Групповые свойства: смертность, рождаемость, численность, плотность, половой состав и генетическая приспособляемость. Образ жизни популяции: одиночный, групповой. Отношение внутри популяции: конкуренция, агрессия, территориальность. По размеру территории П. делятся на (Наумов): элементарные (или микропопуляции, занимают небольшой участок территории), экологические (совокупность элементарных) и географические (особи на территории с географически однородными условиями). Поддержание определенной численности популяции – гомеостаз популяции. Сообщества (биоценозы) – объединения популяций всех видов живых организмов, населяющих определенную территорию, отличающуюся по ряду показателей от других территорий. Видовая структура – разнообразие видов и соотношение их численности и массы. Пространственная структура: ярусность – вертикальное расслоение биоценозов на равновысокие структурные части, мозаичность – расчлененность в горизонтальном направлении. Экологическая структура – это его состав из экологических групп организмов, выполняющих в сообществе в каждой экологической нише определенные функции. Экологическая ниша – положение вида в биоценозе не территориальное, а функциональное, то есть комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.
30.Экологические основы сохранения и воспроизводства плодородия почв.
Современные почвы характеризуются не только колоссальным антропогенным загрязнением, но и значительным снижением естественных природных механизмов, определяющих устойчивость и продуктивность экосистем, а также чистоту окружающей среды. Среди основных причин, приводящих к нарушению этих процессов, выступают дегумификация почвенного покрова, увеличение кислотности почв, нарушение гидрологического режима, переуплотнение почв и др. ухудшение экологического состояния почвенного покрова создает условия для продуцирования микроорганизмами необычайно токсичных веществ - микотоксинов, что может иметь непредсказуемые экологические последствия. В связи с этим следует поддерживать естественное плодородие почв. Основным направлением в решении этого вопроса является систематическое внесение органических удобрений. Для нечерноземных почв доза их составляет 6-7 т/га. Эффективным является и применение сидератов. Хорошие результаты дают применение соломы, 1 т которой эквивалентна 3,5-4 т навоза. Создание повышенного органического фона будет способствовать активизации биологических процессов в почве, что положительно скажется на обеспеченности растений питательными веществами и биологически активными соединениями, на лучшем фитосанитарном состоянии почв. В свою очередь, повышение этих показателей явится основой для экономии энергетических ресурсов. +вопрос 34.
31.Основные пути поступления биогенных веществ в водоемы.
Источники биогенных веществ:
агроэкосистемы;
селитебная зона (коммунально-бытовое хозяйство);
животноводческий комплекс;
промышленные предприятия;
рекляционная зона и др.
32.Современные представления о структуре экологии. Задачи и объекты экологии. Экология – это наука об изучении отношений между организмами и всеми биологическими и функциональными факторами, в совокупности воздействующими на данные организмы и находящиеся под влиянием последних. Экология является теоретической базой охраны природы и изучает различные закономерности и законы при взаимодействии организмов и окружающей среды. Структура экологии:
Аутоэология – изучает экологию особей, то есть взаимодействие организмов с окружающей средой
Демэкология – экология популяций, их взаимоотношение с окружающей средой
Синэкология - экология сообществ, их взаимоотношение с окружающей средой
Экосистемная экология – изучает взаимоотношение сообществ с абиотической внешней средой.
Основные задачи экологии:
Разработка теорий функционирования систем
Оценка воздействия на структурно-функциональную организацию и динамику систем (всех иерархических уровней) внешних факторов, в том числе и антропогенных
Разработка теоретических основ конструирования устойчивых биогеоценозов с использованием моделирования и компьютеров
Разработка системы естественных тестов-индикаторов и критериев к наблюдениям за состоянием ЭС
Управление природными ресурсами
Объектами исследования экологии: являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и пространстве.
33.Ваше представление о продуцентах, консументах и редуцентах.
Продуценты (автотрофы) – это те же фитоценозы, которые являются автрофными организмами, то есть вырабатывающие органическое вещество в процессе фотосинтеза и питающиеся неорганическими соединениями. Консументы (гетеротрофы) – это все зооценозы, питающиеся органической пищей. Делятся на сапрофиты, питающиеся простыми органическими соединениями, и голозои, питающиеся сложными органическими соединениями. Редуценты – гетеротрофные организмы, получающие энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапрофитами из растений и других организмов.
34.Пути предотвращения и снижения опасности загрязнения почв токсичными тяжелыми металлами.
Тяжелые металлы занимают особое место среди других токсикантов по масштабам загрязнения и воздействия на биологические объекты. ТМ являются микроэлементами, однако значительные концентрации их в настоящее время в почве делают их токсичными для живых организмов. По степени опасности ТМ делят на три класса:
особо токсичные (As, Cd, Hg, Pb, Se, Zn);
токсичные (B, Co, Ni, Mo, Sb, Cr, Cu);
слаботоксичные (Ba, V, W, Mn, Sr).
Опасность, вызванную загрязнением почв ТМ, обусловливает еще и слабое выведение их из почвы. В почве ТМ претерпевают ряд химических превращений, в ходе которых их токсичность изменяется в очень широких пределах. Наибольшую опасность представляют подвижные формы ТМ. Подвижность их существенно зависит от почвенно-экологических факторов, среди которых основными являются органическое вещество, кислотность почвы, ОВ-условия, плотность почв и др. Поэтому, регулируя почвенно-экологические факторы, можно снизить опасность поступления ТМ в пищевые цепи. Для ликвидации последствий загрязнения почв ТМ важное значение имеют предупредительные меры, которые базируются на совершенствовании технологий производства, в т.ч. технологий производства агрохимикатов. Хорошо очищенные отходы химической и машиностроительной промышленности после обогащения фосфором представляют большую ценность для с/х. Для очистки сточных вод, достаточно широко применяемых в качестве удобрения, используют различные вещества: известняк, ионообменные смолы, синтетические сорбенты. Эффективными методами являются обратный осмос, вымораживание, электролиз. Некоторые микроорганизмы способны концентрировать некоторые металлы. Эта способность дает возможность получать медь, уран и другие металлы микробиологическим путем и тем самым очищать сточные воды от ТМ. Для ликвидации уже существующего загрязнения применяют материалы, связывающие ТМ в недоступные формы (органические и минеральные удобрения, известь, цеолиты, синтетические смолы и др.). рекомендуется также возделывать культуры, толерантные к загрязнению и не влияющие на здоровье людей или используемые в технических целях. Для сильно загрязненных территорий практикуют удаление загрязненного слоя с последующим извлечением ТМ путем перевода их соединений в подвижную форму и дальнейшего вымывания раствором FeCl3
в кислой среде. Внесение в почву солей железа способствует улучшению физического состояния: происходит агрегирование почв за счет склеивающего эффекта железогуматных комплексов. При завершении очистки проводят комплексное окультуривание почвы: известкование, внесение органических и минеральных удобрений, компенсирующих потери биогенных элементов при промывке. Менее дорогим приемом рекультивации почв является внесение веществ-инактиваторов, например, меркапто-8-триазин. При этом Cd, Pb, Hg и Ni прочно фиксируются в почве в нерастворимом и недоступном растениям виде. Элементы питания - Ca, Mg, K и другие - при этом не закрепляются. Недостатком этого приема является ограниченная емкость и инактивирующая способность веществ-инактиваторов. В основе химической мелиорации также лежит перевод ТМ в недоступное состояние, главным образом путем изменения реакции среды. В гумидных регионах с избыточным увлажнением достигается это с помощью известкования. Защитное действие извести проявляется в результате замены водорода в ППК на кальций. При этом происходит нейтрализация среды и образование коллоидов гидроксидов ТМ, находящихся в почвенном растворе. Важное место в детоксикации ТМ отводится органическим удобрениям, которые также снижают подвижность ТМ вследствие образования органо-минеральных соединений, обладающих низкой растворимостью. Однако при этом необходимо учитывать степень разложения органического вещества. Внесение в почву неразложившейся и слаборазложившейся соломы повышало подвижность ТМ при рН 8. Для снижения фит
39.Ваше представление об антропогенном загрязнении почв и методах его диагностики. Почвы загрязняются: ТМ, Пе, радиоактивно, диоксинами, микотоксинами. Методы: биологические – биоиндикация и инструментальные (ААС, хроматография, радиометрия).
35.Классификация и свойства ЭС. Принципы классификации. Биологическая регуляция геохимической среды. Экосистема (ЭС) – биосистема, включающая все совместно функционирующие организмы и взаимодействующая с физической средой, при этом осуществляющая непрерывный круговорот веществ и энергии между живой и неживой частями природы. ЭС=биотоп (нежив.) + биота (жив.) ЭС состоит из двух ярусов: автотрофный и гетеротрофный.
Выделяют 6 компонентов ЭС:
Неорганические вещества
Органически соединения
Воздушная, водная субстратная среда
Продуценты
Консументы
Редуценты
Классификация ЭС: микроэкосистемы (ствол гниющего дерева), мезоэкосистемы (лес, пруд), макроэкосистемы (континент, океан) и глобальная – биосфера. Крупная наземная ЭС – биом.
36.Использование метода инициированного микробного сообщества в экологических исследованиях. Способность почвенных микроорганизмов чутко реагировать на малейшие изменения окружающей среды и высокая ферментативная активность позволяют использовать их для индикации состояния экосистем и деградации токсичных соединений в них. Эта особенность почвенных микроорганизмов делает их незаменимыми в современных экологических исследованиях для ранней диагностики изменений, происходящих в экосистемах под воздействием токсичных веществ и их микробной трансформации. Из множества почвенно-экологических факторов: физических, химических, агрохимических и биологических - последние являются наиболее чувствительными, характеризующими физиологическое состояние растений в системе "почва - растение". Недостаток метода из-за высокой динамичности, пестроты значений в связи с неравномерностью распределения в толще почвы и слаборазвитой микробной систематики и идентификации видов. Высокая чувствительность показателя микробной биомассы, характеризующего состояние растений, объясняется адекватностью отражения интенсивности биологического круговорота в системе "почва - растение". Чем активнее состояние растений (чем моложе растения), тем интенсивнее протекают биохимические процессы. Это отражается на характере корневых выделений, которые являются пищевым и энергетическим материалом для населяющих почву микроорганизмов. Последние увеличивают свою численность, что в конечном итоге влияет на микробную продуктивность. Микроорганизмы, обладая исключительно высокой чувствительностью и большим видовым разнообразием, являются хорошими индикаторами состояния экосистем. Так, в условиях повышенного загрязнения биогеоценозов токсичными ТМ, переуплотнения почвы изменяется комплекс микробиологических показателей. Например, на участках повышенного антропогенного воздействия отмечается 7-10-кратное снижение численности аэробных гетеротрофных микроорганизмов. Изменяется также характер круговорота азота в системе "почва-растение" в результате почвенной микробиоты связывать атмосферный азот и использовать его в процессе ассимиляции. Микроорганизмам принадлежит основная роль в деградации токсикантов в почве, что обусловлено их высокой ферментативной активностью. Процесс деградации осуществляется либо путем перевода токсиканта в связанное состояние, либо превращением его в менее токсичное соединение. При этом микроорганизмы могут потреблять его в качестве ростовых и энергетических материалов. В использовании микроорганизмами пестицидов в качестве ростовых и энергетических субстратов, возможно, заключается радикальное решение детоксикации ксенобиотиков. Это положение подтверждает необходимость создания условий для нормального функционирования почвенной биоты с целью сохранения окружающей среды, здоровья Земли и обеспечения экологически чистой с/х продукции.
37.Понятие “память почвы”. Его научное и практическое значение.
"Память" почвы - один из составляющих компонентов процессов саморегуляции. За счет различных деградационных процессов у почвы наступает ухудшение "памяти", ей не из чего восстанавливать свое первоначальное плодородие. Человек должен помочь ей в этом, но почва должна сохранить память об образовании гумуса (необходимы растительные остатки и группы, разлагающие их). Продуценты, консументы , редуценты - все это "память" почвы. На все загрязнения, техногенные и деградационные процессы существует "память". "Память" почвы является одним из самых определяющих моментов в экологии. С этой точки зрения и рассматриваются различные ПДК, фоновые усредненные показатели и т.д. Для поддержания "памяти" почвы следует поддерживать естественное плодородие почвы (вермикультура, органические удобрения и т.д.).
40.Характеристика антропогенных воздействий на АЭС.
Выделяют несколько типов воздействия человека на ЭС:
Природоохранительная
Технократический оптимум
Экологический алармизм (опасность тревоги)
Паритетное развитие природы и общества.
(1) - сводится к ликвидации противоречий между природой и человеком путем сохранения структуры ландшафтов и обеспечении жизнедеятельности за счет возобновляемых ресурсов. (2) - возник от людей технического склада мышления, считающих, что с помощью техники можно решить все проблемы. Его также называют автотрофным питанием: производство пищи на химических предприятиях; превращение всех тропических лесов в с/х угодья; производство искусственного белка; развитие с/х за счет индустриализации, интенсификации и механизации; создание сверхпродуктивной искусственной почвы; создание биотехнологических монстров. (3) - 1968г., Рим - Римский клуб - идеология экологического алармизма: человек должен остановиться и переоценить все свои действия по отношению к природе. (4) - синдром экологического сознания: высшее осознание человека его отношения к природе.
41.Основные представления об экологии. Важнейшие экологические концепции. Экология – это наука об изучении отношений между организмами и всеми биологическими и функциональными факторами, в совокупности воздействующими на данные организмы и находящиеся под влиянием последних. Экология является теоретической базой охраны природы и изучает различные закономерности и законы при взаимодействии организмов и окружающей среды. Структура экологии:
Аутоэология – изучает экологию особей, то есть взаимодействие организмов с окружающей средой
Демэкология – экология популяций, их взаимоотношение с окружающей средой
Синэкология - экология сообществ, их взаимоотношение с окружающей средой
Экосистемная экология – изучает взаимоотношение сообществ с абиотической внешней средой.
Основные задачи экологии:
Разработка теорий функционирования систем
Оценка воздействия на структурно-функциональную организацию и динамику систем (всех иерархических уровней) внешних факторов, в том числе и антропогенных
Разработка теоретических основ конструирования устойчивых биогеоценозов с использованием моделирования и компьютеров
Разработка системы естественных тестов-индикаторов и критериев к наблюдениям за состоянием ЭС
Управление природными ресурсами
Объектами исследования экологии: являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и пространстве.
42.Этапы развития биосферы.
Химическая эволюция:
образование из метана, циановодорода, водорода и других газов дезоксирибозы, рибозы и аминокислот;
полимеризация молекул.
Биологическая эволюция:
возникновение клетки;
появление многоклеточности;
бурный процесс видообразования;
возникновения фотосинтеза.
Основываясь на биологических учениях, Долло сформировал закон необратимости эволюции: организм не может вернуться хотя бы частично к предшествующему состоянию, которое было присуще его предкам. Основные тенденции:
постепенное увеличение общей биомассы и продуктивности;
увеличение информационной емкости биосферы;
увеличение числа геохимических барьеров и возрастание дифференцированной физико-географической структуры биосферы;
увеличение роли живого вещества и усложнение круговорота веществ;
трансформирующее воздействие человека (снижение биомассы, ее продуктивности и информационности, изменение характера аккумуляции солнечной энергии).
43.Понятие “качество с/х продукции”. Какими основными показателями его можно охарактеризовать.
Обеспечение населения продуктами питания является одной из главных задач с/х производства. Резкий спад продовольствия отмечается с 1990г. уровень падения в 1994г. составил от 30 до 60%. Общее количество продуктов питания в РФ 701,6 кг, а в передовых зарубежных странах - 959,9 кг. Вопрос не только в том, чтобы накормить население, но и в производстве экологически безопасной продукции. Эта проблема резко обострилась в последнее время с увеличением экологической напряженности. В обстановке глобального антропогенного загрязнения наибольшему отрицательному влиянию подвергается с/х. С продуктами питания человек получает от 70 до 90% загрязнителей. Примерно 6% детей рождается с отклонениями от генетического кода. Если эта цифра достигнет 11%, то человеку придет конец как виду. Качество продукции включает три основных показателя:
Пищевая ценность - полезность продукта для человека и содержание в нем ценных веществ (белков, жиров, углеводов, витаминов и пр.).
Органолептические свойства - хороший внешний вид продукта: цвет, запах, консистенция.
Безопасность продукта (отсутствие содержания в допустимых пределах токсичных веществ).
В РФ только в 1989г. был учрежден документ "медико-биологические требования и санитарные нормы пищевых продуктов", в то время как в зарубежных странах существует закон об ответственности исполнителя за качество продукции. В РФ недавно (конец 1991г.) было принято решение вносить показатель санитарной безопасности во все виды продуктов. В начале 80-ых в Р были разработаны нормативы для поллютантов. Среди известных токсикантов наиболее опасными являются тяжелые металлы, остатки пестицидов, микотоксины, нитраты, кантометанты (антибиотики, гормональные и некоторые регуляторы роста растений), диоксины. +вопрос 17.
44.Пищевые цепи и сети, трофические уровни. Трофическая структура и экологические пирамиды. Пищевая цепь – это механизм передачи энергии через ряд организмов, в котором каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему энергию и сырье. Место каждого звена в цепи – трофический уровень. Пищевые цепи: пастбищные (цепи выедания), паразитные, детритные. Трофическая сеть – совокупность 3-х пищевых цепей. Внутри каждой ЭС трофические сети имеют хорошо выраженную структуру, которая характеризуется природой и количеством организмов, представленных на каждом уровне различных пищевых цепей. Экологические пирамиды - графическое изображение взаимоотношений между организмами в ЭС, выражающее трофическую структуру ЭС в геометрической форме; высота пропорциональна длине рассматриваемой пищевой цепи, то есть числу содержащихся в ней трофических уровней, а форма отражает эффективность превращения энергии при переходе с одного уровня на другой. Существуют пирамиды численности, биомассы и энергии.
47.Распределение нитратов в с/х культурах. Определение содержания нитратов в различных биологических объектах.
Нитратное загрязнение. Нитраты - естественная форма, но нитратное загрязнение подразумевает превышение ПДК. Источники нитратов: овощи, фрукты, картофель, вода, молочные и мясные продукты, хлебобулочные изделия, лекарства, воздух. Симптомы действия:
Острая и подострая токсичность - бессимптомный цианоз, наоушение поведенческих реакций; гепоксия, тахикардия, нарушения ЦНС и снижение работоспособности; летальный исход, головокружение и потеря сознания.
Хронические отравления, концерагенное действие - морфологические изменения внутренних органов; снижение иммуно-биологической реактивности; рак желудка, все это приводит к снижению аппетита, исхуданию.
Эмбриотоксическое действие - снижение массы и роста тела новорожденного, рассасывание плодов, выкидыши.
Мутагенное действие - ? (американцы считают, что нитраты оказывают мутагенное действие, наши - только в комплексе с другими токсикантами).
Вопрос о допустимом содержании нитратов в дневном рационе до сих пор остается спорным. По различным данным ПДК по нитратам варьирует от 100 до 900 мг/100 кг живого веса. ВОЗ при ООН установила единую норму - 500 мг/сутки. Для грудного ребенка доза 10 мг/сутки считается токсичной; для крупного рогатого скота - 75-140 мг/кг ж.в.; для рыбоводческих хозяйств - 20 мг/л. Нитраты, восстанавливаясь до нитритов, взаимодействующих с гемоглобином, служат источником заболевания метгемаглобиния. Благодаря работам Ильницкого стало известно, что нитраты вызывают комплекс заболеваний: сердечно-сосудистой, нервной систем, ослабляют иммунитет и ряд других. Природный ингибитор нитратов - L-форма аскорбиновой кислоты.
48.Какие территории относятся к ЗЧЭС и ЗЭБ.
(ЗАКОН ОБ ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ, Раздел VII)
Чрезвычайные экологические ситуации
Статья 58. Зоны чрезвычайной экологической ситуации
1. Зонами чрезвычайной экологической ситуации объявляются участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной и иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных.
Зоны чрезвычайной экологической ситуации объявляются постановлениями Верховного Совета Российской Федерации либо указами Президента Российской Федерации по представлению специально уполномоченных на то государственных органов Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды на основании заключения государственной экологической экспертизы.
В зоне чрезвычайной экологической ситуации прекращается деятельность, отрицательно влияющая на окружающую природную среду, приостанавливается работа предприятий, учреждений, организаций, цехов, агрегатов, оборудования, оказывающих неблагоприятное влияние на здоровье человека, его генетический фонд и окружающую природную среду, ограничиваются отдельные виды природопользования, проводятся оперативные меры по восстановлению и воспроизводству природных ресурсов.
Финансирование мероприятий по оздоровлению зон чрезвычайной экологической ситуации производится, в первую очередь, за счет средств министерств и ведомств, предприятий, учреждений, организаций, непосредственных виновников деградации природной среды, аварий или катастроф, а также за счет целевых средств федерального и республиканского бюджетов.
Статья 59. Зоны экологического бедствия
Зонами экологического бедствия объявляются участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной либо иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны.
Зоны экологического бедствия объявляются в том же порядке, что и зоны чрезвычайной экологической ситуации.
В зоне экологического бедствия прекращается деятельность хозяйственных объектов, кроме связанных с обслуживанием проживающего на территории зоны населения, запрещается строительство, реконструкция новых хозяйственных объектов, существенно ограничиваются все виды природопользования, принимаются оперативные меры по восстановлению и воспроизводству природных ресурсов и оздоровлению окружающей природной среды.
Финансирование мероприятий по оздоровлению зон экологического бедствия производится в порядке, установленном частью четвертой статьи 58 настоящего Закона.
49. Природно-хозяйственная система. Каким должно быть соотношение между природоемкостью производства и экологической техноемкостью территории.
Главная сущность нашего взаимодействия с окружающей природной средой: владение веществом, энергией и информацией.
| Способы утилизации природных ресурсов | |
| Функционирование биоэкономических систем | |
| экономическая | Экологическая |
| Подсистемы | |
| 1.экономический рост | 1.развитие экол. сист. |
| 2.стабилизация | 2.сохр. экол. сист. |
| 3.падение экономического роста | 3.травма экол. сист. |
| 4.гибель экол. сист. | |
| Интегральный показатель | |
| Обратная связьÝ | |
Экономическая подсистема (природоемкость производства П):
Пч (чистая прибыль)
®max
З (затраты)
®min
Vt(поток техногенного загряз.)
®min
П изменяется в пространстве и во времени - П (R, t).
Экологическая подсистема (эколог. техноемкость территории - ЭТТ):
Рв (продуктивность)
®const
S(устойчивость)
®max
An(степень изменения экосистем)
®min
П <(=) jЭТТ
j - коэффициент уравновешивания.
ЭТТ - это обобщенная характеристика территории, количественно соответствующая максимальной техногенной нагрузки, которую может выдержать в течении длительного времени совокупность реципиентов и экосистем территории без нарушения их структуры и свойств. Является частью полной экологической емкости.
Эколого-экономическая система - это определенное сочетание совместно функционирующих экологичейкой и экономической систем, обладающее новыми, эмержентными свойствами, не сводимыми к свойствам этих систем по отдельности.
Экологическая емкость территории - показатель способности территории к нейтрализации вредного воздействия.
50.Агроэкологическое значение альтернативных систем земледелия.
Современное с/х России находится в такой ситуации, когда стало очевидно, что концепция традиционного развития АПК должны быть существенно пересмотрена с учетом эколого-экономических проблем. Ведение с/х в Р привело к тому, что при увеличивающихся энергозатратах на единицу продукции мы не стали получать больше. За последние 30 лет с/х угодья РФ сократились с 51 до 46 млн. га. Главный итог развития нашего аграрного сектора - это противоречие экономической политики и агроэкологических аспектов интенсификации с/х производства. Очевидно, что нормальное воспроизводство в аграрном секторе невозможно осуществить без затрат на экологию. Затраты на экологию подразделяют на плановые и неплановые. К первым относятся затраты, связанные с расходами на производство экологически безопасной продукции, повышение плодородия почв, предотвращение загрязнения и сохранение окружающей среды. К неплановым относятся убытки, связанные с невозможностью реализации продукции отраслей животноводства и растениеводства из-за нарушения медицинских нормативов. Также сюда относят расходы, связанные с компенсацией потерь при загрязнении АЭС. В условиях интенсивного ведения с/х производства АЭС, как правило, выходит из равновесия (сбой по биоэнергетическому потенциалу). В основу альтернативного земледелия входит задача сокращения до минимума негативного воздействия на АЭС и создание предпосылок для использования собственного (скрытого) биопотенциала. В ряде западных стран в 50-60-ые годы альтернативное земледелие (АЗ) получило название "с/х выживания". В начале 70-ых это направление приняло довольно большое распространение и в 1972г. в Версале состоялась первая международная конференция по АЗ. Решением этой конференции явилось образование международной организации по органическому земледелию (IFOAM). В 1997г. состоялось последнее собрание IFOAM, где была сформулирована генеральная задача: довести производство биологических продуктов питания до 10-20% от общего объема рыночного потенциала. Четко разграничить традиционное и альтернативное земледелие невозможно, поэтому между ними существуют перекликания. Цели АЗ:
Сохранение и повышение плодородия почв.
Защита окружающей природной среды.
Активизация круговорота веществ.
Улучшение качества продукции.
Производство гарантированного количества продукции.
Экономия невосполнимой энергии.
Существует несколько типов АЗ.
Органическое земледелие (США). Обеспечивает рациональное использование природных ресурсов, минимальное снижение или повышение урожаев при неблагоприятных почвенно-климатических условиях, эффективное вовлечение природной энергии при производстве пшеницы, картофеля, яблок. До 20% увеличиваются затраты рабочей силы, производительность труда в некоторых случаях снижается до 95% и возможно уменьшение урожая пшеницы до 45%, т.к. запрещено применение быстрорастворимых азотных удобрений, пестицидов и др. защита растений основывается на использовании биопрепаратов бактериального и грибного происхождения.
Биодинамическое земледелие. Возникло в начале нашего столетия, основатель - Р. Штайнер. В этой системе рассматривается с/х предприятия как самостоятельный организм, который развивается и функционирует вместе с общими процессами развития в биосфере и космонавтике. В основе всех препаратов лежит применение молотого Si. По законам биодинамики приготовленные растворы хранят только в емкостях естественного происхождения. Применение элементов биодинамики в традиционном с/х целесообразно лишь при относительно низком уровне агроценоза.
Органобиологическое земледелие. Минеральные вещества из почвы поглощаются растениями не только в форме ионов, но и в виде макромолекул.
54.Биоиндикация как способ оценки экологического состояния системы "почва - растение"
Методы оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем часто называют биоиндикацией (лат. - indicare - указывать). В соответствии с этим, организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых так тесно коррелируют с определенными факторами среды, что могут применяться для их оценки, называют биоиндикаторами. При биоиндикации изменения биологической системы всегда зависят как от антропогенных, так и от природных факторов среды. Эта система реагирует на воздействие среды в целом в соответствии со своей предрасположенностью, то есть такими внутренними факторами, как условия питания, возраст, генетически контролируемая устойчивость и уже присутствующими нарушениями. Существуют различные формы биоиндикации. Если две одинаковые реакции вызываются различными антропогенными факторами, то говорят о неспецифической биоиндикации. Если же те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, то речь идет о специфической биоиндикации. Если биоиндикатор реагирует значительным отклонением жизненных проявлений от нормы, то он является чувствительным биоиндикатором. Аккумулятивные биоиндикаторы, напротив, накапливают антропогенное воздействие большей частью без быстро проявляющихся нарушений. Для биоиндикации пригодны в основном два метода - пассивный и активный мониторинг. В первом случае у свободно живущих организмов исследуются видимые или незаметные повреждения или отклонения от нормы, являющиеся признаками стрессового воздействия. При активном мониторинге пытаются обнаружить те же самые воздействия на тест-организмах, находящихся в стандартизированных условиях на исследуемой территории.
Все биоиндикаторы подразделяют на четыре группы:
ботанические;
зоологические;
микробиологические;
биохимические.
Растения обычно служат хорошими показателями нарушенности среды хозяйственной деятельностью, промышленными загрязнениями. Животные интересны как объект, физиологически близкий к человеку, по их реакциям можно предвидеть санитарные последствия загрязнений не только для природы в целом, но и для человека. Микробы - наиболее быстро реагирующие индикаторы, они лучше всего подходят для экотоксилогических экспериментов. Биологические факторы являются наиболее чувствительными, характеризующими физиологичексое состояние растений в системе "почва -растение". Высокая чувствительность показателя микробной биомассы, характеризующего состояние растений, объясняется адекватностью отражения интенсивности биологического круговорота в системе "почва - растение". Чем активнее состояние растений (чем моложе растения), тем интенсивнее протекают биохимические процессы. Это отражается на характере корневых выделений, которые являются пищевым и энергетическим материалом для населяющих почву микроорганизмов. Последние увеличивают свою численность, что в конечном итоге влияет на микробную продуктивность. Микробиологические методы индикации разработаны еще недостаточно. Высокая динамичность микробиологических показателей, пестрота значений в связи с неравномерностью в почвенной толще, слабо разработанная микробная систематика и идентификация видов и другие причины затрудняют работу исследователей в этой области.
56.Почвенно-биотические комплекс (ПБК) как основа АЭС. Значение ПБК при решении вопросов производства экологически безопасной с/х продукции.
Почва - это особое биокосное тело, сложнейшая система, где непрерывно совершается синтез органического вещества, круговорот элементов зольной и азотной пищи растений, детоксикация различных загрязнителей, которые поступают в почву и т.д. Эти процессы осуществляются благодаря уникальному строению почвы, которое представляет собой систему взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов: твердой, жидкой, газообразной и живой. Оптимальное сочетание этих факторов способствует лучшему развитию растений. Последние, формируя большую биомассу, поставляют больше пищевого и энергетического материала для населяющих почву живых организмов, что улучшает их жизнедеятельность и способствует обогащению почвы питательными веществами и биологически активными соединениями. Твердая фаза почвы, имеющая максимальное сосредоточение основных источников питательных и энергетических веществ, также взаимосвязана с распространением и функционированием ПБК. В процессах превращения веществ огромную роль играют населяющие почву живые организмы - ПБК. ПБК представляет собой большую и многочисленную группу организмов, среди которых известны микроорганизмы, простейшие, беспозвоночные животные, черви, моллюски и пр. эти организмы находятся в постоянном взаимодействии и взаимовлиянии друг м другом, очень динамичны в пространстве и во времени, некоторые обладают необычайно мощным ферментативным аппаратом и способностью выделять в окружающую среду различные токсины. От деятельности почвенной биоты в значительной степени зависит плодородие почвы, ее здоровье, качество с/х продукции, состояние окружающей среды. Поэтому знание особенностей функционирования ПБК в различных экологических условиях, их роли в жизни почвы поможет в решении проблемы создания продуктивных и устойчивых АЭС, производства экологически чистой с/х продукции и минимального загрязнения окружающей среды.
58.Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления ЗЧЭС и ЗЭБ.
В оценку среды обитания и здоровья население включается оценка состояния воздуха, питьевой воды, продуктов питания и ионизирующего излучения. Качество среды обитания оценивается комплексом требований: санитарно-гигиенических, рыбохозяйственных и экологических. Степень ухудшения здоровья: медико-демографический показатель, который оценивается по состоянию атмосферы воздуха, воды и почвы. Состояние природной среды: по общеэкологическим и санитарно-гигиеническим требованиям. Критерий - описание совокупности показателей, позволяющих охарактеризовать ухудшение состояния здоровья населения и окружающей среды. Показатели означают меру, а параметры - границы интервалов, соответствующих степени экологического неблагополучия. Параметры применяются либо на научных основании экспериментальных данных, либо на основании экспертной оценки специалистов. Полный документ по состоянию окружающей среды должен содержать следующие критерии: медико-демографический, экологический, социальный и экономический. Медико-демографический критерий: основные и дополнительные показатели. Первые включают в себя:
изменение структуры и увеличение смертности;
медико-генетические;
болезни;
отдельные формы злокачественных новообразований у детей;
специфические заболевания.
К дополнительным относят:
отставание средней продолжительности жизни от нормы…4
физическое развитие детей;
психическое развитие детей;
генетические нарушения.
Оценка загрязнения воздуха:
По максимально разовым концентрациям - концентрации загрязняющего вещества, не вызывающие у человека концерагенных воздействий в течении первых 20-30 минут. Критерием является кратность превышения: К=С95
/ПДКmax раз.
Допустим, в воздухе содержится SO2
(C2), SO3
(C1), H2
SO4
(C3), H2
SO3
(C4), которые обладают эффектом суммации действия. Тогда показатель оцениваем по усредненной концентрации (вещества, относящегося к большему классу опасности). Для повышенной точности проводят статистическую обработку, которая позволяет получить значения с вероятностью 95%.
С95
=С1
+ C2
× ПДК1
/ПДК2
+ С3
× ПДК1
/ПДК3
+ С4
× ПДК1
/ПДК4
По среднесуточной концентрации - используют среднесуточные пробы, которые получили в результате непрерывной или периодической (не меньше 4 раз в сутки) аспирации воздуха. Все пробы анализируют, рассчитывают для каждого показателя К. ПДКсреднесуточ.
всегда меньше ПДКmax разов.
в 7,5 раз (ст.59) или в 3-5 раз (ст.58).
По среднегодовым концентрациям - согласно ГОСТу. Рассчитывают с учетом К. используют также коэффициент комбинированного действия - а: ПДКгодовое
=а × ПДКmax разовое
. Коэфф. а изменяется от 0 до 1.
59.Биосфера. Характеристика современной биосферы. Законы ее развития и саморегуляции. Биосфера – область жизни организмов, оболочка Земли, состав структура и энергетика которой в настоящем или прошлом обусловлена действием живых организмов. Законы развития и саморегуляции биосферы. 1-й закон биогенной миграции атомов Вернадского – миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества, или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей биологической эпохи. 2-й закон физико-химического единства живого вещества – все живое вещество биосферы физико-химически едино.
Законы Голдсмита:
Закон сохранения информационной и соматической структуры биосферы.
Для сохранения структуры биосферы живое стремится к достижению состояния зрелости или экологического равновесия – закон стремления к климаксу.
3-й закон экологического порядка – целое оказывает влияние на части, а части на целое, в сумме это ведет к стабильности биосферы в целом. 4-й закон упорядоченности заполнения пространства и пространственно-временной определенности – заполнение пространства внутри природных систем из-за взаимодействия между ее подсистемами упорядоченно так, что позволяет реализоваться гомеостатичным свойствам системы с минимальными противоречиями между частями внутри нее. Правило автоматического поддержания глобальной среды обитания – живое вещество в ходе саморегуляции и взаимодействия с абиотическими факторами автодинамично поддерживает среду жизни, пригодную для развития. Принцип Роде – живое происходит только от живого, между живым и неживым проходит граница, несмотря на их постоянное взаимодействие. В биосфере существуют 2-а основных круговорота: большой геологический (разрушение, выветривание, отложение в океане, круговорот воды и циркуляция атмосферы) и биологический (часть БГ, заключается в том, что питательные вещества, вода аккумулируется в веществе растений, расходуются на построение тела и осуществления жизненных процессов, как их самих, так и консументов).
61.Экологические приемы предотвращения накопления микотоксинов в почве.
Микотоксины - яды, продуцируемыми в основном микроскопическими грибами. Из известных в природе многочисленных видов грибов продуцировать яды могут примерно 50%. Микотоксины вредны для клетки уже в незначительных концентрациях. ПДК микотоксинов 0,5 мкг/кг. Механизм действия микотоксинов заключается в блокировке жизненно важных аминокислот и образовании аминосоединений, которые даже в незначительных количествах обладают мощным фармакологическим эффектом на кровеносные сосуды. Учитывая высокую устойчивость микотоксинов в окружающей среде, основным, а иногда и в единственным методом предупреждения опасности микотоксикозов является предотвращение появления плесневых грибов во время выращивания, уборки и хранения с/х продукции. К числу агротехнических мероприятий относятся следующие: ранняя вспашка зяби, своевременное лущение стерни, сжигание всего погибшего материала на земельном участке, севооборот, недопущение сева в холодную влажную погоду, уборка растений после полного созревания и в сжатые сроки и др. Для снижения и предотвращения опасности загрязнения микробными токсинами необходимо использовать естественные биологические механизмы защиты в почве, одним из которых является структура микробного ценоза и его биоразнообразие. Для поддержания этого механизма необходимы прежде всего сохранение гумуса в почве, оптимизация кислотности почвенного раствора, предотвращение переуплотнения почвы, регулирование ОВ-потенциала и пр.
62.Основные компоненты биосферы. Функции живого вещества в биосфере.
Биосфера - область жизни организмов, оболочка земли, состав, структура и энергетика которой в настоящем (или прошлом) обусловлена действием живых организмов. По физическим природным средам выделяют атмосферу (газы, пыль и водяные пары), гидросферу (воды) и литосферу (верхняя твердая оболочка земли). Классификация веществ:
живое - вся совокупность организмов на планете;
косное - вещества, в образовании которых не участвуют живые организмы;
биогенное - вещества, созданные и переработанные жизнью;
биокосное - вещества, созданные одновременно живыми организмами и косными процессами, представляют систему динамического равновесия тех и других.
Живое вещество по массе занимает всего 0,05% от массы всех оболочек земли. Самая активная и организованная часть вселенной, проводит гигантскую геохимическую работу. Уровни существования живого вещества:
молекулярный;
клеточный;
тканевый;
органный;
организменный;
популяционно-видовой;
биоценоз и биогеоценоз;
биосфера.
Наиболее специфичное свойство живого вещества - способность к самовоспроизведению. Наследственность и изменчивость необходимы для эволюции живого вещества. Функции живого вещества: газовая (поглощает и выделяет газы), ОВ (окисляет, например, углеводы до углекислого газа и восстанавливает его до углеводов), концентрационную (организмы-концентраторы накапливают в своих телах и скелетах различные элементы). В результате выполнения этих функций живое вещество биосферы из минеральной основы создает природные воды и почвы и т.д. Первые две функции тесно связаны с жизненно важными процессами - фотосинтезом и дыханием.
64.Понятие "допустимая антропогенная нагрузка". Его значение.
Антропогенная нагрузка на ЭС проявляется в том, что человек влияет на земельные ресурсы, водные и воздушные среды, растительный и животный мир, недра земли. ДАН - это воздействие человека на ЭС, вызванное процессами расселения (заселения) и, в первую очередь, процессами урбанизации. ДАН определяется по отношению к фоновому состоянию и к ПДК.
66.Концепция формирования устойчивых АЭС. Ландшафтно-экологические основы формирования систем с/х производства.
Для ЭС выделяют два типа устойчивости: резистентную и упругую. Первая обусловлена свойством системы сопротивляться нарушениям, поддерживать свою структуру и функции. Упругая устойчивость - это способность почвы восстанавливать свое состояние, т.е. важнейшие характеристики на определенном временном интервале после того, как структура и функции системы были нарушены. АЭС характеризуются следующими показателями:
Емкость ЭС - способность ЭС адсорбировать чужеродные воздействия внешних факторов без изменения своего состояния.
Самоочищающая способность - совокупность всех природных процессов, направленных на восстановление первоначальных свойств ландшафта в целом или отдельных его компонентов.
Инерция - способность природных систем в некоторых пределах противостоять действию внешних факторов без изменения своего состояния.
Допустимые пределы изменений - максимальная и минимальная критические величины параметров состояния природных систем, внутри которых они обладают устойчивостью и не разрушаются.
14.Эвтрофикация водоемов: причины, масштабы, последствия.
15.Природная среда и закономерности действия экологических факторов.
19.Экологические функции почвенного покрова. См. №2.
20.Экологическая роль Санитарно-Защитных Зон предприятий.
22.Как рассчитывают показатели изменения плодородия почв, обусловленные антропогенными воздействиями.
23.Показатели и критерии эвтрофированности водных объектов.
25.Понятие о ресурсном цикле в с/х.
28.Определение токсикантов техногенного происхождения в зерне, овощах, фруктах, молоке, мясе
38.Принципы экологической классификации организмов.
45.Задачи охраны окружающей природной среды в процессе с/х производства.
46.Составить программу мониторинга в системе "почва - растение" в условиях повышенного загрязнения почв тяжелыми металлами.
51.Биогенное загрязнение вод в условиях интенсификации аграрного производства.
52.Основные токсиканты в АЭС. Источники поступления. См. в. 17.
53.Основные структурные и функциональные свойства АЭС.
55.Классификация, структурно-функциональные свойства и основные составляющие с/х ЭС.
57.Влияние агрохимикатов на качество природных вод.
60.Порядок расчета выноса биогенных веществ из природно-аграрных систем.
63.Проблемы экологизации с/х.
65.Значение вермикультуры и биогумуса в вопросах охраны окружающей среды. См. воп. 5.
Дополнительный материал.
Внешняя среда – все живое или неживое, что окружает организмы. Элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Они имеют различную природу: абиотические, биотические и антропогенные. График зависимости реакции от фактора – кривая Раткевича имеет пик – оптимум, спады – стресс и критические точки. Ширина оптимума – критерий пластичности организма по отношению к фактору, узкая – стенобионты, широкая – эврибионты.
Экологическая ниша – положение вида в биоценозе не территориальное, а функциональное, то есть комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.
Экосистема (ЭС) – биосистема, включающая все совместно функционирующие организмы и взаимодействующая с физической средой, при этом осуществляющая непрерывный круговорот веществ и энергии между живой и неживой частями природы.
ЭС=биотоп (нежив.) + биота (жив.)
ЭС состоит из двух ярусов: автотрофный и гетеротрофный.
Выделяют 6 компонентов ЭС:
Неорганические вещества
Органически соединения
Воздушная, водная субстратная среда
Продуценты
Консументы
Редуценты
Антропосфера – сфера первобытной деятельности человека, развивающаяся стихийно.
Классификация веществ: живое, косное, биогенное и биокосное. Уровни существования живого вещества:
Молекулярный
Клеточный
Тканевый
Органный
Организменный
Популяционно-видовой
Биоценоз и биогеоценоз
Биосфера