Тема 1. Общая экология (экология природных систем).

Кафедра общей химии

Экология

Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов-заочников специальностей

Высшего профессионального образования

Краснодар

УДК 574 (07)

Составители: канд. хим. наук, доцент З.И. Тюхтенева,

канд. хим. наук, доцент Л.Н. Сороцкая

Экология. Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ для студентов-заочников специальностей высшего профессионального образования. – Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2005. - 28 с.

В учебно-методическом пособии изложены программа дисциплины, варианты контрольных заданий, темы практических занятий, вопросы к зачету, рекомендуемая литература и требования к оформлению контрольных работ.

Печатается по решению методического совета Кубанского государственного технологического университета

Рецензенты:

д-р. техн. наук, профессор Т.Н. Боковикова,

канд. техн. наук, доцент В.В. Осокин

© КубГТУ, 2005

Содержание

Введение . . . . ……………………………………………………….4

1. Инструкция по работе с учебно-методическим пособием……4

2. Программа дисциплины…………………………………………5

3. Контрольная работа…………………………………………….12

4. Содержание и оформление контрольных работ……………...12

5. Задания на контрольные работы ………………………………13

6. Темы практических занятий……………………………………20

7. Вопросы для подготовки к зачету……………………………...24

8. Список рекомендуемой литературы……………………………27

Введение

Методические указания составлены в соответствии с образовательным стандартом Высшего образования по дисциплине «Экология» (ЕН-06, ЕН-05 и ЕН-04) для инженерно-технических (нехимических) специальностей. Экология относится к фундаментальным наукам, знание основ которой необходимо любому инженеру.

Инженер в области экологии должен иметь представление:

- о Вселенной в целом как физическом объекте и ее эволюции;

- о динамических и статических закономерностях в природе;

- о состояниях в природе и их изменениях со временем;

- о новейших открытиях естествознания, перспективах их использования для построения технических устройств;

- об особенностях биологической формы организации материи, принципах воспроизводства и развития живых систем;

- о биосфере и направлении ее эволюции;

- о целостности и гомеостазе живых систем;

- о взаимодействии организма и среды, сообществе организмов, экосистемах;

- об экологических принципах охраны природы и рациональном природопользовании, перспективах создания не разрушающих природу технологий;

- о последствиях своей профессиональной деятельности с точки зрения биосферы и биосоциальной природы человека;

знать и уметь использовать:

- основные понятия, законы и модели экологии;

- методы исследования в экологии.

Инструкция по работе с учебно-методическим пособием

Работа студента над курсом дисциплины «Экология» состоит из самостоятельного изучения материала по учебникам и учебным пособиям, выполнения контрольной работы, посещения лекций и практических занятий, защиты контрольной работы и сдачи зачета по всему курсу. В методическом пособии приводятся указания, руководствуясь которыми студент успешно освоит дисциплину.

В разделе «Программа дисциплины» приведены темы и указания, что необходимо знать в пределах каждой темы. В заключении приводятся вопросы для самопроверки и ссылки из списка рекомендуемой литературы с указанием страниц, на которых излагается материал темы.

Пример

Литература: [2, с. 3-9], [4, с. 143-149],

где 2 и 4 – порядковые номера литературных источников из списка рекомендуемой литературы;

с. 3-9, с. 143-149 – страницы в соответствующих литературных источниках.

В разделе «Темы практических занятий»приводятся наименования практических занятий, которые будут проводиться в период лабораторно-экзаменационной сессии, и указывается литература для подготовки.

2 Программа дисциплины

Программа включает следующие основные темы: биосфера и человек; структура биосферы, экосистемы, взаимоотношение организма и среды; экология и здоровье человека; глобальные проблемы окружающей среды; экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы; основы экономики природопользования; экозащитная техника и технологии; основы экологического права, профессиональная ответственность; международное сотрудничество в области окружающей среды; механизмы и масштабы воздействия технологий, используемых в отрасли, на окружающую среду.

Введение.Предмет экологии как науки. Определение. Место среди других наук. Экологическая ситуация в мире и стране. Экология как теоретическая основа деятельности человека в природе. Роль экологии в жизни современного общества. Решение Конференции ООН по окружающей среде и развитию (1992). Основные разделы экологии – общая, социальная, прикладная.

Литература: [1, 12-24; 2, 5-11]

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое экология и каков предмет ее изучения?

2. Сформулируйте основные особенности и задачи современной экологии.

3. Какие основные этапы в развитии экологии как науки можно выделить?

4. Каковы основные причины конфликта между обществом и природой в современных условиях?

5. Чем отличаются антропоцентрическое и биоцентрическое направление в экологии?

6. Что такое природоохранная деятельность и каковы ее основные виды?

7. Почему каждому члену общества, в том числе инженерно-техническим работникам, необходимы экологическая культура и экологическое образование?

Тема 1. Общая экология (экология природных систем).

Общая экология – наука о наиболее общих закономерностях функционирования природных систем (экосистем, биосферы), взаимоотношениях живых организмов со средой обитания. Ее значение как теоретической основы для выхода из экологического кризиса. Разделы дисциплины.

Среда и адаптация к ней организмов. Определение: среда, факторы среды, среды, среды жизни. Классификация факторов. Закономерности их действия на организмы. Минимум, оптимум факторов, их взаимодействие. Адаптация организмов к основным факторам и средам жизни. Биосфера, популяции и экосистемы как основные звенья биосферы.

Популяции. Определение. Основные характеристики: размеры, структура, темпы роста, динамика, численность и др. Популяционный гомеостаз. Возможности управления популяциями. Пределы устойчивости.

Экосистемы. Определение. Основные компоненты экосистем: запас биогенных элементов, продуценты, консументы, редуценты. Биоценозы и биотопы, их единство. Связи в экосистемах. Экологические ниши. Цепи питания, круговороты веществ. Продуктивность и биомасса. Экологические пирамиды. Потоки энергии. Последствия нарушения круговорота веществ и потока энергии. Энергетическая цена животной и растительной пищи. Динамика экосистем. Сукцессии и их закономерности. Специфика антропогенных сукцессий. Агроценозы. возможности управления экосистемами и их ресурсами.

Литература: [1, 26-150; 2, 11-79]

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте понятие о среде обитания.

2. Дайте понятие об экологических факторах и классификации факторов по разным признакам.

3. Абиотические факторы экосистем, их значение и влияние на равновесие в экосистемах.

4. Биотические факторы среды, внутривидовые и межвидовые взаимоотношения.

5. Зоны оптимума, стресса, устойчивости. Пределы устойчивости. Приведите примеры.

6 Лимитирующие факторы. Закон минимума Ю.Либиха. Приведите примеры.

7. Понятие о толерантности. Законы В.Р. Вильямса и В. Шелфорда.

8.. Биогенные вещества как экологические факторы.

9. Что такое популяция? Какие факторы обусловливают образование популяций данного вида? Приведите примеры популяций.

10. Какова биотическая структура экосистем? Опишите ее.

11. Перечислите основные типы организмов по их функциональному назначению в экосистемах.

12. Продуценты и их функции в экосистемах. Значение продуцентов для существования экосистем.

13. Консументы. Типы консументов. Приведите примеры

14. Детритофаги и редуценты. Их значение в функционировании экосистем.

15. Пищевые цепи. Пищевые сети. Приведите примеры.

16. Непищевые отношения в экосистемах: мутуализм, конкурентные и другие отношения. Приведите примеры.

17. Адаптация организмов.

18. Дайте понятие о большом (геологическом) и малом (биогеохимическом) круговороте веществ в биосфере.

19. Опишите биогеохимический круговорот углерода. Как человек вмешивается в естественный круговорот углерода?

20. Опишите биогеохимический круговорот кислорода. Как человек вмешивается в естественный круговорот кислорода?

21. Опишите биогеохимический круговорот азота. Как человек вмешивается в естественный круговорот азота?

22. Опишите биогеохимический круговорот фосфора. Как человек вмешивается в естественный круговорот фосфора?

23. Опишите биогеохимический круговорот воды. Как человек вмешивается в естественный круговорот воды?

24. Условия устойчивости численности популяции. Факторы, приводящие к популяционному (демографическому) взрыву и вымиранию вида.

25. Трофические уровни. Экологические пирамиды чисел, биомасс и энергии. Правило «10 процентов».

26. Основные принципы функционирования экосистем. Структура экосистемы и ее компоненты.

27. Охарактеризуйте обмен веществом, энергией и информацией в экосистемах.

28. Гомеостаз экосистемы. Причины изменения экосистем.

29. Сукцессии. Первичная и вторичная сукцессии. Приведите примеры.

30. Человек и экосистемы (природные и антропогенные).

31. Сельскохозяйственные экосистемы (агроэкосистемы).

32. Урбанизация, урбанистические экосистемы.

33. Искусственная среда и эволюция человека.

Тема 2. Учение о биосфере.

Биосфера. Определение. Границы биосферы. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Роль жизни в преобразовании верхних оболочек Земли. Связывание и запасание космической энергии. Глобальные круговороты веществ. Роль живых организмов (живого вещества) в формировании и сохранении биосферы, среды обитания. Свойства и функции живого вещества. Устойчивость биосферы, ее механизмы и факторы. Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы.

Литература: [1, 151-226; 2, 74-79]

Вопросы для самопроверки:

1. В чем уникальность Земли по сравнению с другими планетами Солнечной системы?

2. Какие факторы привели к образованию биосферы на нашей планете?

3. Дайте определение живых систем. Перечислите признаки и функции живых систем.

4. Дайте определение биосферы. Каковы ее границы? Что лимитирует верхнюю и нижнюю границы биосферы?

5. Какие функции выполняет биосфера? Охарактеризуйте их.

6. Каковы важнейшие аспекты учения В.И. Вернадского о биосфере, ноосфере?

7. В чем состоит значение для биосферы сопряженной эволюции (коэволюции) и группового отбора?

8. Почему человек абсолютно зависим от жизнедеятельности и разнообразия других организмов?

9. Расскажите о роли «живого вещества» в геохимических процессах.

10. В чем основное отличие «живого вещества» от «косного»?

11. Какие ограничения имеет распространение жизни на Земле?

Тема 3. Экология человека

Место и роль человека в окружающем мире. Становление человека как биосоциального вида. Популяционная характеристика человека. Лимитирующий фактор выживания человека. Экосистемы, измененные человеком или искусственно созданные. Специфика создаваемой (изменяемой) человеком среды, адаптация к ней организмов. Социальная среда. Экология и здоровье человека. Влияние различных факторов на здоровье человека. Химическое и биологическое загрязнение атмосферы и природных вод и здоровье человека. Шумовые загрязнения среды и связанные с ними болезни. Экосистема города. Адаптация человека к условиям окружающей среды. Факторы добровольного риска.

Литература: [1, 227-274; 2, 265-269, 285-290]

Вопросы для самопроверки:

1.Какие биологические факторы среды влияют на здоровье людей?

2. Какие физические экологические факторы влияют на здоровье людей?

3. Что называется «шумовым загрязнением» окружающей среды? Как оно влияет на здоровье людей?

4. Какая связь между химическим загрязнением и возникновением различных заболеваний у человека?

5. Какие заболевания обусловлены загрязнением воды?

6. Какие вещества относятся к канцерогенным? Каковы последствия воздействия канцерогенных веществ на здоровье человека?

7. Какая группа веществ является супертоксикантами?

8. На какие стороны состояния здоровья оказывают наибольшее влияние экологические факторы городской среды?

9. Какие экологические факторы приводят к акселерации, нарушению биоритмов и аллергизации населения?

10. Что такое гигиена и гигиенические нормативы? Экологический оптимум среды обитания человека?

11. Что называют «факторами добровольного риска»? Каковы последствия курения, алкоголизма, наркомании?

12. Каковы источники поступления ионизирующих и неионизирующих излучений и последствия воздействия их на людей?