БІОЛОГІЯ_11_КЛАС

Навчальний матеріал за 24.01.2023

Тема:  Короткий нарис розвитку екології.

Своїми коренями екологія сягає природничої історії. Як самостійна дисципліна вона виділилась лише з початку XX століття. Формування екології як науки почалося в XX ст. і триває й досі.

Довгий час екологія існувала, як розділ біології, як її складова частина.

Глобальність екологічної проблеми, екологічна криза деяких регіонів, призвела до необхідності дослідження середовища проживання людини. Це призвело до "екологізації" багатьох галузей сучасної науки. Питаннями охорони середовища проживання людини, раціонального природокористування нині активно переймаються такі науки, як географія, економіка, геологія, хімія, фізика, математика та інші.

Протягом останнього століття екологія тричі змінювала свій предмет і принцип досліджень. На цій основі в розвитку екології можна виділити три етапи.

На першому етапі (до 30-х років XX ст.) екологія базувалась на визначні праці Ч. Дарвіна, О. Гумбольдта, К.Ф. Рульє, Е. Геккеля і концентрувалася на дослідження впливу чинників довкілля на життєдіяльність окремої особини чи цілого виду (наприклад, вплив мінеральних добрив на ріст рослин і обсяги врожаю).

Екологи тих часів були малопомітними представниками "чистої науки". Громадськість мало цікавилась їхніми дослідами. Екологи привернули увагу до себе, коли стали на захист природи, почали створювати заповідники та національні парки для порятунку рослин і тварин, яким загрожувало зникнення. Екологія тимчасово звузилась до аутекології- екології особини. Автекологія вивчає взаємозв'язки представників виду з оточуючим середовищем.

Другий етап був порівняно коротким і стосувався дослідження великих груп організмів під кутом аналізу взаємодії окремих особин і популяцій різних видів істот. Лідером стала популяційна екологія (демекологія). (Наприклад, взаємовплив хижака і здобичі). Демекологія вивчає структуру виду, описує коливання чисельності різних видів і встановлює їхні причини.

Третій етап розпочався після Другої світової війни, коли домінуючим стало уявлення про "пов'язаність усього з усім". Стало зрозумілим, що зміна одного з компонентів природи призводить до змін комплексу, до змін природного середовища. На необхідність такої сфери досліджень вказував академік В.І. Вернадський.

Синекологія - вчення про взаємодію популяцій між собою і найближчим довкіллям- швидко поступалася першістю глобальній екології- вченню про всіх і про все. Почали швидко розвиватися розділи, підрозділи і галузі екології.

Д/З:  параграф 78, впр. 3

Навчальний матеріал за 21.03.2023

Тема: Звязки екології з іншими науками. Структурні підрозділи екології.

Працюємо з презентацією, робимо опорний конспект.

Домашнє завдання: опрацювати параграф 78, дати відповідь на питання (у презентації).

Навчальний матеріал за 23.03.2023

Тема:  Методологія екологічних досліджень

Домашнє завдання: опрацювати параграф 78, дати відповідь на питання 

- Що таке екологічний моніторинг?

- Які екологічні проблеми вирішує екологічна наука?

Навчальний матеріал за 03.04.2023

Тема: Екологічні фактори та їхня класифікація, умови та ресурси.

АУТОЕКОЛОГІЯ (факторіальна екологія, екологія особин) - розділ екології, що вивчає видові особливості реакцій організмів на чинники середовища. Термін запропонував швейцарський ботанік К. Шретер в 1896 р.

         Основні завдання аутекології:

1. вивчення екологічних зв'язків організму із середовищем,

2. вивчення типів середовища життя,

3. різноманіття екологічних чинників і закономірностей їхнього впливу,

4. різноманітності адаптацій та механізмів їх формування,

5. класифікації екологічних груп організмів, життєвих форм.

         2. Аутекологічні дослідження - це вивчення впливу екологічних чинників на організми впродовж їхнього життєвого циклу. Об'єктами досліджень є організми окремих видів рослин, грибів або тварин. Мета таких досліджень - це встановлення способів і закономірностей формування адаптацій організмів у певному середовищі. Результати аутекологічних досліджень застосовують у рослинництві, тваринництві, бджільництві, рибному та лісовому господарстві (для вибору сортів рослин і порід тварин, що їх найдоцільніше вирощувати або розводити в конкретному районі), медицині (для визначення впливу ксенобіотиків на здоров'я людини), еволюційній біології (для виявлення закономірностей впливу чинників на формування адаптацій) та ін.

         Отже, основними завданнями аутекологічних досліджень є вивчення впливу екологічних чинників на організми та формування в них адаптацій на такий вплив.

         3. Значення та особливості екологічних чинників

         ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ - це усі природні компоненти й явища навколишнього середовища, що впливають на живі організми. Ці чинники є причиною, рушійною силою процесів у взаємовідносинах організмів і середовища.

         Під дією чинників середовища відбувається формування пристосувань на різних рівнях організації життя (адаптаційне значення) та зміни дії інших чинників і пристосувань у відповідь на зміни середовища (модифікаційне значення). Світловий, звуковий, хімічний, механічний вплив чинників сприймається рецепторами живих організмів і є для них джерелом інформації про стан середовища (сигнальне значення), магнітний вплив забезпечує визначення місце існування або напрямків переміщення у просторі (біонавігаційне значення). Дія чинників різної інтенсивності може сприяти життєдіяльності (вітальне значення), обмежувати (лімітуюче значення) або спричиняти загибель (летальне значення) організмів.

         Таким чином, екологічні чинники середовища чинять різний прямий та опосередкований, позитивний чи негативний вплив і можуть бути для живих організмів подразниками, обмежувачами, модифікаторами, сигналами та ін.         Екологічні чинники можуть мати фізичну (світлові промені, магнітні поля), хімічну (сольовий склад води, вміст кисню) або біологічну (віруси, бактерії, рослини) природу. Між ними існують тісні взаємозв'язки; їхній вплив має комплексний характер.

         Ще однією особливістю більшості екологічних чинників є їхня мінливість. Так, на дні Світового океану температура води є сталою +4 °С, а температура повітря в пустелі Сахара вдень сягає +50 °С, а вночі різко спадає, іноді до 0 °С. Організми сприймають не статичні незмінні чинники, а їх режими - послідовності змін за певний проміжок. Через те для характеристики середовищ життя застосовують поняття світлового, температурного, водного режимів впливу чинників.

         Серед екологічних чинників є такі, що змінюються під дією живих організмів, а є й такі, що не змінюються. Ресурси навколишнього середовища - це ті чинники, що їх організми використовують, споживають, тим самим зменшуючи їхню кількість. Це вода, їжа, кисень або вуглекислий газ повітря, схованки, місця для розмноження. Умови існування - це чинники, до яких організми змушені пристосовуватися, але вплинути на них зазвичай не можуть.

4. Класифікація екологічних чинників:

         1. за походженням- космічні, геологічні, техногенні;

         2. за середовищем виникнення - атмосферні, гідрологічні, едафічні;

         3. за характером впливу - фізичні, хімічні, біологічні;

         4. за об'єктом впливу - індивідуальні, групові, видові, соціальні;

         5. за ступенем впливу - летальні, екстремальні, обмежувальні та ін.    Залежно від мінливості екологічні чинники поділяють на:

- періодичні (наприклад, добові зміни температури);

- неперіодичні (наприклад, виверження вулканів);

- стабільні (наприклад, земне тяжіння).

         Найпоширенішою й найзагальнішою є класифікація екологічних чинників за природою впливу, згідно з якою виокремлюють: абіотичні (вплив чинників неживої природи), біотичні (вплив чинників живої природи) та антропічні (прямий та опосередкований вплив діяльності людини).

ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ
Абіотичні	Біотичні	Антропічні
Кліматичні (вплив світла, температури, вологості) Атмосферні (вплив повітря) Едафічні (вплив ґрунту) Гідрологічні (впливи води) Топографічні,або орографічні (вплив рельєфу)	• Симбіотичні, нейтральні та антагоністичні • Вірусогенні, мікробіогенні, фітогенні, мікогенні й зоогенні • Внутрішньовидові й міжвидові	Техногенні (вплив галузей промисловості) Антропогенні (опосередкований вплив людини)

         Отже, різноманітність екологічних чинників пов'язана з різноманітністю умов довкілля, що впливають на існування живого та визначають біологічне різноманіття.

Домашнє завдання: параграф 80, опорний конспект у зошиті, впр. 1,4

Навчальний матеріал за 18.03.2022

Тема: Основні закони факторіальної екології

Домашнє завдання: параграф 81, опорний конспект у зошиті, впр. 3,4

Навчальний матеріал за 21.03.2022

Тема: Практична робота: визначення оптимального та песимального значення екологічного фактору зони толерантності та проведення порівняння екологічної валентності модельних видів

Екологічна валентність виду (межі витривалості)

Прояв впливу чинників виявляється в зміні життєдіяльності організмів. Це призводить до зміни чисельності популяції. При цьому слід виділити такі закономірності: 1) за певних значень чинника складаються найсприятливіші умови для життєдіяльності організмів; такі умови називають оптимальними, а відповідні значення чинника – оптимумом; 2) чим більше значення чинника відхиляється від оптимальних, тим сильніше пригнічується життєдіяльність особин; у зв'язку з цим виділяють зону нормальної життєдіяльності, 3) діапазон значень чинника, за межами якого нормальна життєдіяльність особин стає неможливою, називають межею витривалості. Розрізняють верхню і нижню межі витривалості. Діапазон значень чинника, за межами якого організм почувається пригнічено, називають зоною пригнічення (песимуму). Діапазон значень оптимуму й песимуму є критерієм для визначення екологічної валентності.

Екологічна валентність (екологічна толерантність) – здатність організмів успішно протистояти дії зовнішніх чинників у певному інтервалі даного біотопу, або, іншими словами, адаптованість видів до певних умов існування.

Кількісно вона охоплює діапазон від нижнього песимуму (екологічний мінімум на шкалі чинника) до верхнього песимуму (екологічний максимум). Екологічна валентність різних видів може значно різнитися. Так, північні олені витримують коливання температури повітря від –55° до +30°С, а тропічні корали гинуть вже в разі зміни температури на 5-6°С.

Еврибіонтні та стенобіонтні організми

За екологічною валентністю організми поділяють на стенобіонти і еврибіонти.

Стенобіонтн (грец. "стенос" – вузький та "біос" – життя) – організми, які можуть жити лише при дуже незначній зміні чинників середовища (температури, кислотності, тиску, вологості, солоності тощо). Зазвичай стенобіонтами є симбіонти, мешканці великих морських глибин, печер, вологих тропічних лісів високогір'я. До стенобіонтних організмів належать:

• • стенофаги – тварини, які живляться небагатьма видами корму (олігофаги) або лише одним (монофаги). Типовими стеофагами є колібрі, осоїди, коала та ін.;
• • стенобати – водяні тварини, існування яких можливе тільки на певній глибині за певного тиску води. До стенобатів належать клопи-водомірки, личинки комарів, глибоководні кальмари, риби-вудильники;
• • стенотерми – організми, що пристосовані до відносно постійних температурних умов довкілля і не витримують їх коливань. Це організми гарячих джерел, холодних гірських річок (форель), високих широт та ін.

Еврибіонти (грец. "еурі" – широкий) – організми, що можуть жити при значних змінах чинників середовища. Так, багато наземних тварин і рослин помірних широт можуть витримувати великі сезонні коливання температури, вологості та інших чинників середовища. До еврибіонтних організмів належать:

• • еврифаги – тварини, які живляться найрізноманітнішою рослинною і тваринною їжею (пацюки, таргани, свині, бурий ведмідь, ворони);
• • еврибати – водяні тварини з широким діапазоном вертикального поширення, які витримують значні коливання тиску води (губки, голкошкірі, кити);
• • евритерми – організми, що пристосовані до значних коливань температури зовнішнього середовища. До евритермів належать багато видів птахів (сокіл), ссавців (вовк) та ін.

Практична робота № 9

Тема: Визначення оптимального та песимального значення екологічного фактору, зони толерантності та проведення порівняння екологічної валентності модельних видів.

Мета: поглибити знання про екологічну валентність організмів, навчитись будувати криві екологічної толерантності, аналізувати отримані результати .

 

Обладнання: зошит

 

Хід роботи

1. Побудуйте криві екологічної толерантності для людини відносно факторів: температура середовища, концентрація СО₂, концентрація О₂. Відзначте оптимуми, песимуми, критичні точки та діапазони толерантності.

Крива толерантності 

2. Порівняйте екологічну валентність горили й людини.

Горила	Людина

3. Зробити висновки

Навчальний матеріал за 22.03.2022

Тема: Адаптація до впливу факторів

Домашнє завдання: параграф 82, впр. 1

Навчальний матеріал за 23.03.2022

Тема: Екологічна ніша. Структура екологічної ніші

Домашнє завдання: параграф 83, впр. 3

Навчальний матеріал за 24.03.2022

Тема: Правило обовязкового заповнення екологічної ніші та принцип конкурентого включення, екологічне дублювання, диверсифікація

Правило обов’язкового заповнення екологічної ніші – не існує виду без ніші, не існує ніші без виду. Всі екологічні ніші в екосистемі є зайнятими. При випадінні (вимиранні) одного виду, його ніша буде зайнята або поділена іншими. На цей процес може піти багато часу. Людині з її коротким життям часто здається, що залишається вільна екологічна ніша, яка врешті-решт буде обов’язково заповнена.

    Часто на перший погляд порожні екологічні ніші насправді зайняті видами, які є нетиповими користувачами таких ніш. Наприклад, у бамбукових лісах Сахаліну немає дрібних хижаків – їх функцію виконують сірі щури, які ведуть хижацький спосіб життя. Швидке поширення інтродукованих видів часто використовують як свідчення наявності вільних екологічних ніш. Поява в екосистемі інтродукованих видів вказує на те, що рано чи пізно вільна екологічна ніша буде заповнена. Підтвердженням цього є те, що найбільше поширення інтродуценти отримають саме в порушених екосистемах. Якщо вид зникає, може залишатися невикористаним ресурс (але не ніша!), який або зберігається та накопичується в екосистемі, або транспортується в сусідні (формуються потоки речовини та енергії).

    З правила обов’язкового заповнення ніші витікає два поняття:

    Екологічне дублювання – займання звільненої екологічної ніші іншим видом, здатним виконувати ті ж функції, що і зниклий вид. Можна наперед змоделювати, який вид потенційно є дублером. Наприклад, появу СНІДу було спрогнозовано за 10 років до його відкриття як «грипоподібне захворювання з високою летальністю» як наслідок зменшення частоти захворюваності на більшість інфекційних хвороб у зв'язку з широким застосуванням антибіотиків.

    Екологічна диверсифікація – явище розділення екологічної ніші в результаті зростання спеціалізації видів та конкуренції між ними при їх сумісному мешканні (симпатричні види). Якщо екологічна ніша одного виду перетинається з нішею іншого, то виникає гостра міжвидова конкуренція. Обидва види будуть витрачати значну частку ресурсів на пригнічення один одного. Вихід з гострої конкуренції досягається шляхом розходження вимог до умов та ресурсів середовища, зміни поведінки та способу існування видів. При цьому особини з проміжними характеристиками виявляються менш пристосованими. Групи, що розходяться, формують нові види. Екологічна диверсифікація – один з основних механізмів стійкості біоценозів та формування високого видового різноманіття. Якщо один вид зникає, його функцію в угруповання можуть взяти на себе інші.

    Таким чином міжвидова конкуренція призводить до звуження реалізованої екологічної ніші. У той же час наслідком внутрішньовидової конкуренції є розширення фундаментальної ніші, коли окремі особини намагаються максимально не перетинатися з іншими за своїми вимогами.

Домашнє завдання: параграф 84, впр.3

Навчальний матеріал за 25.03.2022

Тема: Популяція, види популяцій та субпопуляційних груп 

Домашнє завдання:

1. Що таке демекологія?

2. Що є об'єктами досліджень демекології?

3. Що таке популяції?

4. Яка основна функція популяцій в екосистемі?

Навчальний матеріал за 28.03.2022

Тема: Статичні параметри популяції: чисельність, динаміка чисельності методи її оцінки

Домашнє завдання: параграф 85, впр 3 (в презентації)

Навчальний матеріал за 29.03.2022

Тема:Вікова, статева, генетична, етологоічна структура популяції

Домашнє завдання: Що таке демекологія? 2. Що є об'єктами досліджень демекології?

Навчальний матеріал за 30.03.2022

Тема:Динамічні параметри популяції. Поняття ємкості середовища.Типи життєвих стратегій популяцій

Домашнє завдання: параграф 86, впр 5

Навчальний матеріал за 31.03.2022

Тема: Екосистема як центральний обєкт вивчення екології. Види екосистем

Домашнє завдання: параграф 87, впр.4

Навчальний матеріал за 01.04.2022

Тема: Склад екосистеми: біоценоз та біотоп

В 1944 р. Сукачовим введений термін біогеоценоз.

Біогеоценоз - це сукупність на певному просторі земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, ґрунту, кліматичних умов, рослинного, тваринного світу), поєднаних обміном речовин і енергії в єдиний природній комплекс.

 

Отже, під біоценозом розуміють стійку систему сумісно існуючої біоти (автотрофних і гете­ротрофних організмів). Таким чином, біоценоз - це конкретна сукупність живих організмів на певному просторі суші або акваторії. Цей простір з конкретними умовами місцезростання і є біотопом.

До складу біогеоценозу входять біотоп та біоценоз.

Біотоп - однорідний за абіотичним факторами простір середовища, зайнятий біоценозом (тобто місце життя видів, організмів).

Біоценоз - це конкретна сукупність живих організмів на певному просторі суші або акваторії, що називається біотопом.

Необхідність введення поняття біогеоценоз викликана тим, що екологічна система не має просторової прив'язки (екосистемою може бути корова із мікроорганізмами, що паразитують на її тілі). Біогеоценоз - це завжди визначена окрема ділянка біосфери. З цієї точки зору біогеоценоз можна розглядати як окремий випадок, або один з видів екосистеми, який має чітку територіальну прив’язку. Поняття “біоценоз“ - умовне, оскільки поза середовищем існування організми жити не можуть, але ним зручно користуватися у процесі вивчення екологічних зв’язків між організмами.

Часто екосистему ототожнюють з біогеоценозом. І.Дедю вважає, що категорії екосистема та біогеноценоз збігаються на рівні рослинної сукупності й принципово різняться лише вище і нижче цього рівня.

Угруповання і неживе середовище функціонують разом як екологічна система (екосистема). Угрупованню відповідає термін біоценоз, а екосистемі - біогеоценоз. Таким чином накладаються не тільки два терміни - екосистема (запропонований А.Тенслі) і біогеоценоз (запро­понований В.М.Сукачовим), а й два дещо різних підходи. Екосистемою, наприклад, може бути, за широким трактуванням західних учених, і оке­ан, і крапля води. В уявленні В.М.Сукачова, біогеоценоз - це екосисте­ма в межах конкретного фітоценозу .

З екологічної точки зору критеріями виділення біоценозів і біогеоценозів є видовий склад флори і фауни, часова тривалість системи та просторових меж. Угруповання можна назвати біоценозом лише тоді, коли воно відповідає таким критеріям (Тrojan, 1978):

1. Має характерний видовий склад. Існує дві характерні групи видів:

а) домінантні види, які творять зовнішній вигляд біоценозу (очеретовий, сосновий, ковиловий, сфагновий, вересковий), причому кожен з них має свою особливу, неповторну зовнішність;

б) субдомінантні види, які хоч і не виділяються так виразно, як перша група, але своєю присутністю віддзеркалюють умови місце­зростання. Характерні види вказують на ці специфічні умови середо­вища, хоча часто не є видами-домінантами. Наприклад, коли ми згадує­мо про барвінок, то бачимо діброву, в якій домінує дуб.

2. Має необхідний набір видів. Біоценоз є системою, в межах якої реалізується обіг матерії й енергії, який здійснюється між компонента­ми біоценозу і середовища. Тому біоценозом може називатися лише така система, яка містить усі елементи, необхідні для реалізації обігу матерії, - передусім продуценти, консументи, редуценти. Всі групи організмів забез­печують те, що ми називаємо повночленністю біоценозу. Відсутність окремих членів у тій чи іншій системі не дає права називати її біоцено­зом, а лише частиною біоценозу, або ж неповночленним біоценозом.

3. Характеризується певною тривалістю в часі. Біоценоз з його видовим складом є системою стійкою і довговічною, однак його мешканці мають різну тривалість життя. Наприклад, у мікробів вона триває хвилини, в дрібних безхребетних - дні, в крупних - роки, а лісові дерева живуть сотні років. Окремі біоценози тропічних лісів вирізняються геологічною історією, тоді як на місцях згарищ чи евтрофних озер роз­виваються цілком юні біоценози.

4. Має свою територію і межі. Простір, на якому функціонує окре­мий біоценоз, вирізняється однорідністю й особливістю умов біотопу. Малі біоценози можуть існувати на кількох метрах квадратних (джерело з його особливим тваринним і рослинним світом), тоді як діброви україн­ського Чорного лісу, наприклад, простяглись на сотні квадратних кіло­метрів зі сходу до заходу. Головним у визначенні межі біоценозу є повночленність і реалізація обігу матерії.

Виділити межі між двома біоценозами нескладно, якщо їх абіотичні та біотичні чинники помітно відрізняються (озеро і лука, ліс і поле, болото і лука річної заплави). Однак і в межах цих біоценозів, якщо уважніше їх дослідити, можна побачити дрібніші повночленні утворен­ня. Найчастіше межі біоценозу визначаються з урахуванням характер­них життєвих форм (дерева, чагарники, лісові, лучні чи степові трави), тобто членуванням фітоценозу. Складність у вивченні біоценозів полягає в тому, що тваринні організми можуть мігрувати у сусідні фітоценози і тому не можна стверджувати, що певному рослин­ному угрупованню обов'язково відповідає якесь одне угруповання тва­рин. Одне рослинне угруповання може служити кормовою базою для кількох видів консументів, і навпаки, один вид тварин може годуватися в декількох різнотипних рослинних угрупованнях. Тому вивчення біоценозів вимагає глибоких досліджень не лише флори і фауни, але і функціонування окремих чинників біоценотичної системи. Протягом останніх десятиріч дедалі частіше вживається термін “агроценоз”.

Стуктура біоценозу в межах екосистеми може підрозділятися на такі види.

1.Видова структура:

· фітоценози;

· зооценози;

· мікроценози.

Видове різноманіття є одним з основних показників структури біоценозу.

2.Просторова структура

Видові популяції у складі екосистем (або біогеоценозів) розташовуються як по площині (горизонтально), так і по вертикалі. Завдяки цьому система завжди займає трьохмірний простір.

Наприклад, лісові фітоценози вертикально структуровані за ярусністю:

· Перший ярус – ґрунтова, листяна підстилка, лишайники, водорості.

· Другий ярус – низькорослі трави, мохи.

· Третій ярус – високорослі трави, напівкущики.

· Четвертий ярус – кущі.

· П’ятий ярус – середньо рослі дерева.

· Шостий ярус – високорослі дерева.

Горизонтальна структура обумовлена мозаїчністю і пов’язана з нерівномрним розподілом популяцій по площині.

Просторова структура обумовлює виникнення топічних зв’язків між організмами, - це боротьба за місце поселення та сховища.

З іншого боку, топічні зв’язки позитивно впливають на формування більш повночленних біоценозів (наприклад, крони дерев перехвачують більшу частину сонячної енергії, формуючи при цьому температурний та водний режим для інших рослин біоценозу).

3. Трофічна структура

Трофічна структура передбачає розподіл організмів на продуценти, консументи та редуценти, які в конкретних екосистемах формуються за рахунок популяцій багатьох видів.

Продуценти (автотрофи, виробники) - це організми, що створюють (продукують) органічну речовину з неорганічної (води, вуглекислого газу та мінеральних солей) за рахунок сонячної енергії в процесі фотосинтезу. Утво­рена глюкоза (виноградний цукор), є вихідною речовиною для інших органічних спо­лук. Ці сполуки рослини використовують для підтримки обміну ре­човин та для побудови суб­станції власного тіла (фітомаса). При цьому енергія втрачається під час дихання та від­дачі тепла. Лише незначна частина світло­випромінювання - променевої енергії пере­творюється на хімічну енергію. Продуценти здатні самостійно створювати і забезпечувати себе органічною речовиною і виконують роль накопичувачів органічної речовини. До продуцентів належать зелені рослини.

Консументи (гетеротрофи) - це організми, що одержують енергію за рахунок харчування автотрофами чи іншими консументами. Вони залежать від автотрофів, оскільки для живлення потребують багатих на енергію речовин, щоб із них будува­ти субстанцію свого тіла(зоомаса). Гетеротрофи використовують енергію хімічних зв'язків органічних речовин, яка була акумульована автотрофами. Части­на енергії втрачається через дихання. Консументи розрізняють за порядками:

· консументи 1-го порядку - це росли­ноїдні тварини, наприклад рослиноїдні комахи.

· консументи 2-го порядку – поїдають консументів 1-го порядку (хижаки), наприклад ящірки, жаби, комахоїдні птахи тощо.

· консументи 3-го порядку – можуть живитися консументами 2-го порядку. Часто ними є хижі звірі, птахи.

Редуценти - це мікроорганізми, що розкладають органічну речовину продуцентів і консументів до простих сполук - води, вуглекислого газу, мінеральних солей, замикаючи таким чином колообіг речовин у біосфері; це – мікроорганізми (бактерії та гриби), які є гетеротрофнимидеструкторами. Їхню діяльність підтримують в екосистемі багато маленьких безхребетних тварин (рівноногі ракоподібні, кліщі, личинки комах):

· тварини-сапрофаги живляться мертвою органічною субстанцією;

· копрофаги поїдають тва­ринні екскременти, при цьому бактерії та гриби, які на них оселяються, становлять важливу частину харчування;

· некрофаги - мертвоїди.

Праця деструкторів закінчує колообіг речо­вин утворенням СО2, NН4, Н2S, СН4, Н2 та іонів, таких як РО43-,С1-, Na+, К+, Са2+ та ін.

Продуценти та деструктори самі створю­ють короткий колообіг. У довгому коло­обігу між ними знаходяться консументи.

Ланцюг живлення (трофічний ланцюг) - взаємовідносини між організмами під час переносу енергії їжі від її джерела (зеленої рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні;

або:

- ряди взаємопов'язаних видів, в яких кожний попередній є об'єктом живлення наступного, називають ланцюгами живлення.

Розрізняють ланцюги живлення різних типів. Тип ланцюга залежить від початкової ланки. Початковою ланкою в ланцюгах живлення можуть бути рослини, мертві рослини, рештки чи послід тварин. Наприклад:

Ø рослини - попелиці - дрібні комахоїдні птахи - хижі птахи;

Ø рослини – зайці – лисиці - вовки.

В даних випадках ряди починаються з рослин. До іншого типу рядів живлення належать ряди, що розпочинаються з посліду тварин з невикористаними запасами речовин:

Ø коров'ячий послід - личинки мух - комахоїдні птахи - хижаки.

Прикладом ланцюгів живлення, які починаються з рослинних решток, може бути:

Ø рослинний перегній - дощові черв'яки - кроти.

Кож­на з ланок ланцюга живлення може використати лише 5-15 % енергії харчів для побудови речовини свого ті­ла. Внаслідок неминучої втрати енергії кількість утво­рюваної органічної речовини в кожній наступній ланці зменшується. Таким чином, кожен ланцюг споживання містить, як правило, не більше 4-5 ланок, тому що вна­слідок втрати енергії загальна біомаса кожної наступ­ної ланки приблизно в 10 разів менша за попередню. Ця закономірність називається правилом екологічної піра­міди.

Екологічна піраміда буває трьох типів:

1) піраміда чисел - показує чисельність окремих організмів на кож­ному рівні, причому загальне число особин, що беруть участь у ланцюгах живлення, з кожною ланкою зменшу­ється;

2) піраміда біомаси - кількісне співвідношення органічної речовини; при цьому сумарна маса рослин виявляється більшою, ніж біомаса всіх травоїдних організмів, маса яких, у свою чергу, перевищує масу всіх хижаків;

3) піраміда енергії (продукції) - кількість енер­гії в харчах кожного рівня, причому на кожному наступному трофічному рівні кількість біомаси, що утворюєть­ся за одиницю часу, більша, ніж на наступному.

Основа в пірамідах чисел і біомаси може бути менша, ніж наступні рівні (залежно від співвідношення розмі­рів продуцентів і консументів). Піраміда енергії завжди звужується до верху.

Усі три правила пірамід - продукції, біомаси і чи­сел - виражають у підсумку енергетичне відношення в екосистемах. Перші два правила виявляються в угрупо­ваннях із певною трофічною структурою, останнє (піра­міда продукції) має універсальний характер.

Знання законів продуктивності екосистем і а кількіс­ний облік потоку енергії мають велике практичне значен­ня:

по-перше, первинна продукція агроценозів і природ­них угруповань - основне джерело харчування для людства;

по-друге, одержана за рахунок сільськогоспо­дарських тварин вторинна продукція не менш важлива, тому що містить тваринні білки.

Ефективність трофічних ланцюгів оцінюється величиною біомаси екосистеми та її біологічною продуктивністю.

Уміння точно розрахувати потік енергії і масштаби продукції екосистем дозволяє одержати найбільший ви­хід продукції, необхідної людині. 

На домашнє завдання пізніше скину тести...

Тест на визначення правильного твердження
«Склад і структура біоценозів»

1. Редуценти – це живі організми, які живляться органічними речовинами неживих організмів.

2. Продуценти – це гетеротрофні організми, які живляться іншими живими організмами або їх похідними.

3. Консументи- це автотрофні організми, які утворюють органічні речовини з неорганічних, завдяки енергії, що надходить ззовні.

4. Абіотична частина біогеоценозу містить неорганічні й органічні речовини.

5. Біотоп – це ділянка земної поверхні з відносно однорідними умовами дії абіотичних факторів. Біотоп – це неорганічний компонент біогеоценозу.

6. Трофічні зв’язки утворюють ланцюги й сітки живлення.

7. Видова різноманітність біогеоценозу визначає його стійкість: чим різноманітніший видовий склад біогеоценозу, чим різноматніші взаємини між особинами в біогеоценозі, тим більш стійкий він до впливу зовнішнього середовища.

8. Саморегуляція чисельності особин у біогеоценозі пов’язана з діяльністю людини.

9. Кожний біоценоз складається з безлічі видів, але види входять до нього не окремими особинами, а популяціями або їхніми частинами.

10. Екосистема – це взаємодія популяцій різних видів у межах певного середовища існування таким чином, що всередині цієї системи виникають потік енергії й колообіг речовин.

11. У будь-якому біогеоценозі інує коло обіг енергії.

Навчальний матеріал за 04.04.2022

Тема: Функціональна роль популяцій в біоценозі - консорції та еколого-ценотичні групи. Просторово-часова неоднорідність біоценозів

Ярусність

Просторова структура біоценозу — закономірне розташування видів у біотопі як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямках. Просторова структура біоценозу може бути схарактеризована вертикальною ярусністю й горизонтальною мозаїчністю.

Ярусність — це вертикальне розшарування біоценозів. Частини біоценозу, що займають різне положення відносно рівня ґрунту, називаються ярусами. Їх визначають як над поверхнею землі, так і під нею.

Особливо чітко ярусність виражена в рослинних угрупованнях. Вона формується, коли в біоценозі ростуть рослини різної висоти. У лісах вирізняють такі основні яруси:

• дерев;
• чагарників;
• трав'янистих рослин;
• мохів і лишайників.

Кожний ярус може поділятися на під'яруси. У широколистяному лісі зазвичай виділяють п'ять-шість ярусів (мал. 88.1). На деяких лугах можна також виявити яруси — високо-, середньо- й низькотрав'я.

Головну роль у формуванні рослинних ярусів відіграє кількість світла. Верхні яруси займають світлолюбні рослини, нижче розташовуються тіньовитривалі, а біля землі зростають тіньолюбні види. Наприклад, до лісової підстилки доходить усього 2 % сонячного світла, тому на цьому ярусі можуть рости тільки рослини, пристосовані до низької освітленості.

Завдяки ярусному розташуванню рослини в угрупованні найбільш повно використовують природні умови (простір, світло, тепло). Ярусність послаблює конкуренцію між рослинами. Так вони краще уживаються в угрупованні, і в результаті збільшується кількість організмів на одиницю площі.

Кожний рослинний ярус заселяється певними видами тварин і мікроорганізмів. У першому ярусі мешкають комахи-листогризи — мешканці крон дерев; у другому — птахи та стовбурові шкідники (короїди, скрипуни, златки); у третьому й четвертому — копитні й хижі тварини, птахи, гризуни; п'ятий заселяють різні багатоніжки, жужелиці, джмелі, кліщі та інші дрібні тварини.

Мал. 88.1. Яруси лісу

Мозаїчність

Мозаїчність — це неоднорідний горизонтальний розподіл видів у біоценозі. Наприклад, у лісовому біоценозі суттєво відрізняються одне від одного узлісся й галявина, ділянки із чагарником і суцільним моховим покривом. У біоценозах лугів можна виявити мікроугруповання бобових, злаків, складноцвітих.

Така мозаїчність зумовлена неоднорідністю рельєфу, ґрунтів, діяльністю людини (вирубування, розведення багать) або тварин (утворення мурашників, витоптування травостою копитними). Мозаїчність може виникнути під впливом життєдіяльності окремих видів рослин. Наприклад, у мішаних лісах ялинові ділянки дужче затінені й зволожені порівняно з ділянками широколистяних порід.

Як і ярусність, мозаїчність забезпечує більш повне використання простору й інших ресурсів середовища.

Еколого-ценотичні групи рослин

Комбінації видів у фітоценозах не випадкові. Вони зумовлені, по-перше, схожим напрямком адаптацій рослин до умов середовища, а по-друге, взаємним «пристосуванням» рослин одна до одної.

Такі групи взаємозв'язаних рослинних видів, що залежать від місць проживання певного типу, схожих екологічних чинників того чи іншого біотопу, називаються еколого-ценотичними групами.

Прикладами таких груп можуть бути: група рослин широколистяних лісів лісостепу (байрачних дібров), група рослин степу, група рослин вологих лугів, група прибережно-водяних рослин тощо (мал. 88.2).

Консорції

Усередині біоценозів завжди існують угруповання організмів, які виникають на основі особливо тісних взаємозв'язків між видами.

Мал. 88.2. Еколого-ценотична група прибережно-водяних рослин

До таких угруповань належать консорції — системи організмів, щільно об'єднаних у своїй життєдіяльності навколо одного певного виду в угрупованні. Центральним членом консорції зазвичай є рослинний вид. Наприклад, дуб, із яким тісно пов'язані представники інших видів,— мікроорганізми, гриби, лишайники, комахи, птахи (мал. 88.3). Популяцію рослини називають ядром консорції, інші організми — консортами. Ядром консорції можуть бути й тварини. Наприклад, одна особина може бути хазяїном цілого комплексу паразитів.

Домашнє завдання: Опишіть склад і зв'язок організмів консорції, що утворилася навколо пня.

Навчальний матеріал за 05.04.2022

Тема: Структурне біорізноманіття біоценозу

Домашнє завдання: параграф 89, впр 3.

Навчальний матеріал за 06.04.2022

Тема: Часова неоднорідність екосистем

Домашнє завдання: параграф 90, запитання 3.

Навчальний матеріал за 07.04.2022

Тема: Трофічна структура біоценозу, та екологічні піраміди

Трофічна структура

Загальновідомо, що вся різноманітність прояву життя на Землі супроводжується перетворенням енергії, хоча енергія при цьому не створюється та не знищується (1-й закон термодинаміки, енергія може переходити з однієї форми в іншу, але не створюється заново та не зникає). Енергія, отримана завдяки сонячному випромінюванню поверхнею Землі, врівноважується енергією, що випромінюється з поверхні Землі у вигляді невидимого теплового випромінювання.

Сутність життя полягає в безперервній послідовності таких змін, як ріст, самовідтворення та синтез складних хімічних сполук. Без переносу енергії, що супроводжує всі ці зміни, не було б ні життя, ні екологічних систем.

Як раніше було встановлено (за визначенням Сукачова), в біогеоценозі повинен здійснюватися певний тип обміну речовиною та енергією між компонентами, що входять до його складу. Тяжко собі уявити існування рослиноїдних тварин без рослин, або інших живих організмів без взаємодії з рядом живих організмів. Найголовніша взаємодія між живими організмами - це трофічні зв'язки, тобто поїдання одних організмів іншими. Вони забезпечують перенос енергії їжі від її джерела - зелених рослин - через ряд організмів. Трофічні зв'язки - це форма взаємодії між популяціями в біоценозі, яка проявляється в харчуванні особин одного виду за рахунок живих особин інших видів, продуктів їхньої життєдіяльності або їхніх мертвих залишків. Організація угруповання, що базується на трофічних взаємовідносинах популяцій, називається трофічною структурою біоценозу.

Трофічна структура біоценозу передбачає існування принаймні трьох різних груп організмів, які забезпечують перенесення речовини та обмін енергією в ньому. Цим трьом групам організмів відповідають три складові частини біоценозу:

продуценти - фітоценоз;

консументи - зооценоз;

редуценти - мікробоценоз.

Трофічні ланцюги та мережі. Трофічна структура біоценозу базується на зв'язках між організмами, які мають певну послідовність і нагадують собою ланцюги. Тому в екології розрізняють трофічні, або харчові, ланцюги. Трофічний ланцюг - це послідовність зв'язків організмів в екосистемі, що будується на харчовій залежності одних видів від інших щодо переносу речовин та енергії. Прикладом трофічного ланцюга може бути така схема: трава -" заєць -> лисиця -" беркут -> кліщ -> паразити кліща. Залежно від того, з якого організму починається трофічний ланцюг, розрізняють два їх типи: пасовищні (або ланцюги виїдання) та детритні (ланцюги розкладання). Перші починаються з зелених фотосинтезуючих рослин, а другі - з детриту та мікроорганізмів. Принципова різниця між ними полягає в тому, що зелені рослини ростуть, розмножуються, синтезують органічні сполуки і накопичують у своїй масі сонячну енергію, а мікроорганізми детритних ланцюгів черпають енергію з органічних речовин у процесі їхнього розкладання.

Існування ланцюгів живлення в чистому вигляді в природі неможливе, оскільки це передбачає існування ряду видів тварин вузько спеціалізованих за харчуванням (стенотрофів). Якби, виходячи із вищезазначеного прикладу, всі ланки трофічного ланцюга харчувалися тільки тими організмами, з яких він складається, то навряд чи такий ланцюг зміг би довго існувати в природі. Взимку трава не росте, отож, зайці б загинули, якби вони не могли харчуватися іншими кормами (кора та тонкі гілки дерев, сіно тощо). Так само й лисиці в разі зникнення зайців не вижили б, якби не могли харчуватися іншою жертвою або рослинними кормами.

Тому для забезпечення надійності існування більшості організмів потрібен широкий спектр харчування (живлення). Це означає, що вони одночасно є ланками декількох трофічних ланцюгів. Отже, реально в природі існують не окремі трофічні ланцюги, а їхнє плетиво, чи трофічні мережі. Завдяки трофічним мережам речовина та енергія проходять через біоценоз.

Продуценти, консументи та редуценти.

Біоценози об'єднують угруповання різноманітних організмів за систематичним положенням, фізіологією і багатьма іншими різними ознаками. Однак трофічна структура біоценозу, незважаючи на це, передбачає наявність у ній трьох екологічних груп організмів: продуцентів, консументів та редуцентів. Отож, якими б організми не були за своєю природою, до яких би трофічних мереж не входили, але все одно в екосистемі вони належать до однієї з названих груп, що виконують певну екологічну функцію в біоценозі.

Так, до продуцентів відносять автотрофні (фото- або хемосиптезуючі) організми, які здатні синтезувати складні органічні речовини з простих неорганічних сполук. Основними продуцентами в наземних та водних екосистемах є зелені рослини.

Консументами називають організми, які живляться готовою органічною речовиною, тобто такі, що підтримують своє існування за рахунок перетворення речовин, вироблених продуцентами. До них відносять тварин, більшість мікроорганізмів, частково комахоїдних рослин. Залежно від того, чим харчується консумент, розрізняють консументів декількох порядків. Консументи 1-го порядку живляться продуцентами, тобто в основному зеленими рослинами (рослиноїдні, травоїдні тварини). Консументи 2-го порядку живляться консументами 1-го порядку. Це м'ясоїдні тварини (комахоїдні, рибоїдні, хижі тварини). Консументи 3-го порядку існують за рахунок поїдання консументів 2-го порядку (хижаки хижаків), як, наприклад, беркут полює на лисиць, рибоїдний хижий птах скопа ловить щук, які теж є хижими тощо. У хижаків є паразити, які харчуються за рахунок перших. Таких паразитів відносять до консументів 4-го порядку. А за рахунок консументів 4-го порядку живляться консументи 5-го порядку (паразити паразитів). Розподіл консументів на порядки різного рангу досить умовний. Один і той самий вид у цьому біоценозі може бути віднесений до консументів різних рівнів. Якщо, наприклад, скопа живиться щукою, то вона посідатиме в екосистемі рівень "хижак хижака", або консумента 3-го порядку. В разі харчування нехижими рибами, скопа посідатиме рівень консумента 2-го порядку. Лисиця, яка живиться влітку ягодами, займає рівень консумента 1-го порядку, коли ж вона взимку полює на мишей, то тоді - рівень консумента 2-го порядку.

У групу редуцентів, або деструкторів, входять такі організми, які розкладають мертву органічну речовину та перетворюють її в неорганічні сполуки, що легко засвоюються іншими організмами. Сюди належать бактерії, гриби, з тварин - сапрофаги (ті, що харчуються органічною речовиною мертвих тіл або екскрементами інших тварин: жуки-мертвоїди, кожеїди, гнойовики, личинки деяких мух, дощові черв'яки, донні бокоплави, раки, гієни, грифи, ворони та ін.), копрофаги (харчуються екскрементами головним чином ссавців: жуки гнойовики, личинки багатьох двокрилих та ін.), некрофаги (харчуються мертвими тваринами, головним чином хребетними: жуки-могильники, гнойовики, грифи, марабу, гієни, шакали та ін.).

Таким чином, продуценти створюють органічну речовину в екосистемі з простих неорганічних сполук за рахунок сонячної енергії або енергії хімічних зв'язків, чим забезпечують себе всіма необхідними поживними речовинами та енергією (автотрони). На противагу їм, консументи та редуценти використовують уже готову органічну речовину і запасену в ній енергію для забезпечення своєї життєдіяльності (гетеротрофи).

Належність організмів до тієї чи іншої екологічної групи не є абсолютом. У деяких екосистемах (наприклад, донні біоценози морських глибин) редуценти є основними продуцентами.

Наявність усіх трьох трофічних груп організмів в екосистемі не є обов'язковою. Прості екосистеми можуть складатися з продуцентів та редуцентів.

Екологічні піраміди

Положення окремих екологічних груп організмів у трофічних ланцюгах та мережах можна відобразити графічно у вигляді пірамід. Такий підхід вперше був запропонований Ч. Елтоном (1927). Він побудував піраміди чисел, біомас та енергії за принципом, відповідно до якого в основі пірамід стоять продуценти, над ними відповідно консументи 1-го, 2-го, 3-го і так далі порядків. Екологічні піраміди Елтона мають вигляд трикутника, закономірно звужуючись до вершини і вказуючи на зниження всіх показників з підвищенням трофічного рівня.

Піраміда чисел відображає розподіл чисельності популяцій у трофічних ланцюгах, основою якої завжди є перший трофічний рівень (продуценти). З переходом до вищих трофічних рівнів - консументів різних порядків - чисельність популяцій знижується. В деяких випадках піраміди чисел можуть бути перевернутими. Наприклад, влітку в лісових екосистемах помірних широт чисельність особин рослин значно менша, ніж їхніх споживачів, зокрема, комах та гризунів (рис. 1.2.3).

Піраміда біомас є графічним відображенням розподілу біомаси продуцентів і відповідно консументів різного порядку. Як правило, біомаса продуцентів більша за біомасу організмів наступного трофічного рівня. Біомаса організмів найвищого трофічного рівня - найменша. Як виняток, у деяких екосистемах піраміди біомас можуть також бути перевернутими, тобто біомаса вищого трофічного рівня перевищує біомасу організмів нижчого рівня. Наприклад, на пасовищі біомаса травоїдних більша, ніж біомаса рослин, або в морі біомаса фітопланктону менша, ніж крилю, а біомаса останніх менша, ніж біомаса китів, які харчуються цим зоопланктоном.

Рис. 1.2.3. Піраміда біомаси (відрізки піраміди відображають частку загальної біомаси спільноти на кожному трофічному рівні)

Піраміда енергії графічно відображає потік енергії через трофічні рівні. Ці піраміди завжди звужуються до вершини за умов врахування всіх джерел трофічної енергії в системі. На противагу попереднім пірамідам чисел та біомас, які відображають статику систем, тобто характеризують кількість організмів (чи їхню біомасу) у цей момент, піраміди енергій показують швидкість проходження енергії їжі через трофічний ланцюг відповідно до закону Ліндемана. Піраміда енергії демонструє ту закономірність, що більша частина енергії при передачі з нижчого трофічного рівня на вищий витрачається у вигляді тепла, а запасається лише 10-20%.

Поняття про екологічну нішу

Екологічна ніша - це просторове і трофічне положення виду, яке він займає в біогеоценозі, комплекс його зв'язків з іншими видами і вимог до фізичного середовища існування. Екологічна ніша виду визначається як абіотичними факторами довкілля, так і взаємозв'язками з іншими видами (біоценотичними зв'язками).

Іншими словами, екологічна ніша - це притаманне кожному виду місце в біогеоценозі, яке є наслідком його взаємодії з абіотичними та біотичними факторами довкілля. Отже, в біогеоценозі існує стільки ж екологічних ніш, скільки й видів. Чим ближчі екологічні ніші двох видів в одному біогеоценозі, тим гостріша між ними конкуренція. Наслідком такої конкуренції є або витискання одного виду іншим, або зниження її гостроти шляхом розходження вимог обох видів до характеру їжі, просторового розміщення, часу розмноження тощо (наприклад, ярусність у рослинному угрупованні виникає саме з цієї причини).

Сукцесії як зміни угруповань в біоценозах

У біогеоценозах постійно відбуваються зміни, які можуть бути циклічними, пов'язані з періодичністю зовнішніх умов та поступальні, пов'язані з поступовою їх зміною в певному напрямку. Такі зміни можуть призвести до заміни одного біогеоценозу іншим.

Спрямовані послідовні заміни в часі одних біогеоценозів іншими називають сукцесією. Сукцесії - це процес саморозвитку біогеоценозів, який відбувається внаслідок взаємодії живих організмів з довкіллям. Причинами сукцесії може бути не тільки зміна умов середовища існування, але й неповнота кругообігу речовин у певному біогеоценозі.

Зробити конспект, вивчити закон екологічної піраміди, Параграф 91, запитання: У луговому угрупованні живуть гусениця, жайворонок, люцерна, шуліка. Складіть харчовий ланцюг. 

Навчальний матеріал за 08.04.2022

Тема: Розвязування екологічних задач 

Для того , щоб навчитися розв'язувати задачи з екології , потрібно спочатку опрацювати теоретичну частину цієї теми : Ланцюг живлення (трофічний ланцюг)–взаємовідносини між організмами під час переносу енергії їжі від її джерела (зеленої рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні. Ланцюги живлення – це ряди взаємопов'язаних видів, у яких кожний попередній є об'єктом живлення наступного. Правило екологічної піраміди :кожна з ланок ланцюга живлення може використати лише 5–15 % енергії їжі для побудови речовини свого тіла. Внаслідок неминучої втрати енергії кількість утворюваної органічної речовини в кожній наступній ланці зменшується. Таким чином, кожен ланцюг живлення містить, як правило, не більше ніж 4–5 ланок, оскільки внаслідок втрати енергії загальна біомаса кожної наступної ланки приблизно в 10 разів менша за попередню. Ця закономірність називається правилом екологічної піраміди. 

Правило екологічної піраміди:

При переході енергії на наступний трофічний рівень лише 10 % від неї використовується для продукування нової біомаси, стаючи запасеною енергією (решта витрачається в процесах метаболізму). Отже, у піраміді біопродуктивності кожний наступний рівень становить приблизно 10 % від попереднього (100, 10, 1, 0.1, 0.01 % від первинної кількості і т. д.). Екологічна піраміда буває трьох типів: 

• піраміда чисел– відображує чисельність окремих організмів на кожному рівні, причому загальне число особин, що беруть участь у ланцюгах живлення, з кожним наступним рівнем зменшується;

 • піраміда біомаси– відображує кількісне співвідношення маси органічної речовини на трофічних рівнях; при цьому сумарна маса рослин виявляється більшою, ніж біомаса всіх травоїдних організмів, маса яких, у свою чергу, перевищує масу всіх хижаків; 

• піраміда енергії– відображує кількість енергії, яка запасається (в їжі) на кожному рівні, причому на кожному наступному трофічному рівні кількість біомаси, що утворюється за одиницю часу, є більшою, ніж на попередньому. Усі три типи пірамід – продукції, біомаси і чисел – виражають у підсумку енергетичне співвідношення в екосистемах. Перші два правила виявляються в угрупованнях із певною трофічною структурою, останнє (піраміда продукції) має універсальний характер. Знання законів продуктивності екосистем і кількісний облік потоку енергії мають велике практичне значення. Уміння точно розрахувати потік енергії і масштаби продукції екосистем дозволяє одержати найбільший вихід продукції, необхідної людині. 

Приклади типових задач з екології 

Задача № 1. За правилом екологічної піраміди визначте, скільки рослинної речовини необхідно для того, щоб у наведеному біоценозі могли існувати три рослинноїдні птахи масою 1 кг. Розв'язання: Складаємо ланцюг живлення: рослини → птахи. Маса одного птаха – 1 кг, отже йому необхідно 10 кг рослин. Кількість птахів – 3, тому помножуємо кількість птахів на масу рослин і визначаємо масу рослинної речовини, яка необхідна для того, щоб у цьому біоценозі змогли існувати три рослинноїдні птахи масою 1 кг: 3 ∙ 10 = 30 кг рослинної речовини. Відповідь:необхідно 30 кг рослин. Задача № 2. Трофічний ланцюг складається з трьох рівнів. Вовк набрав 1 кг маси. Скільки для цього знадобилось рослинної речовини? Розв'язання: Складаємо ланцюг живлення: рослини → заєць → вовк. Маса вовка збільшилась на 1 кг, отже йому необхідно було з'їсти на 10 кг більше зайців, а їм, у свою чергу, необхідно з'їсти на 100 кг рослин більше. Відповідь:знадобилось 100 кг рослинної речовини. 

Задача № 3 . За правилом екологічної піраміди, визначте, скільки рослинності необхідно, щоб прогодувати лисицю масою 32 кг. Розв'язання: Складаємо ланцюг живлення: рослини → заєць → лисиця. Згідно з правилом екологічної піраміди на кожен трофічний рівень переходить не більше ніж 10 % енергії, отже, знаючи масу лисиці, можна обчислити потрібну масу рослинності. 3200кг —320кг—32кг рослини—заєць—лисиця Відповідь:щоб прогодувати лисицю масою 32 кг, необхідно 3200 кг рослинності. 

Задача №4.Визначте площу (га) поля, що необхідна для прогодування яструба масою 6 кг (суха речовина становить 40 %). Суха маси трави з 1 м 2 становить 300 г. Розв'язання: Складаємо ланцюг живлення: рослини → гризуни → яструб. Спочатку визначаємо масу сухої речовини яструба (складаємо пропорцію): 6 кг– 100 % xкг – 40 % x кг (маса сухої речовини яструба). 6 кг ×40% : 100 %= 2,4 кг ( маса сухої речовини яструба) Визначаємо суху масу рослин у ланцюзі живлення за правилом екологічної піраміди: 240 кг —24 кг —2,4 кг рослини—гризуни—яструб Тепер визначаємо площу поля, на якій зростає 240 кг рослин (складаємо пропорцію): 1 м2– 300 г (0,3 кг) x– 240 кг 1м2×240 кг : 0,3 кг = 800 м2 800 м 2 = 0,08 га. Відповідь:щоб прогодувати яструба вагою 6 кг, необхідно 0,08 га поля. 

Домашнє завдання:

1.Визначте площу (га) поля, що необхідна для прогодування яструба масою 6 кг (суха речовина становить 40 %). Суха маси трави з 1 м² становить 300 г.

2.Трофічний ланцюг складається з трьох рівнів. Вовк набрав 1 кг маси. Скільки для цього знадобилось рослинної речовини?

Навчальний матеріал за 11.04.2022

Тема: Трансформація речовини та енергії в екосистемах, продуктивність біоценозу

Домашнє завдання: Як ви вважаєте, чи може мати ланцюг живлення більше 5 ланок?

Навчальний матеріал за 12.04.2022

Тема: Практична робота: Складання блок-схем енергетичних потоків в екосистемах різних типів. Розрахунок ефективності переходу енергії на різних трофічних рівнях

Тема: Розкриття трофічної структури біоценозу за наданим переліком видів. Встановлення біоценотичної ролі для окремих видів.

Мета: навчитися складати блок-схеми трофічних зв'язків в екосистемах лугу й озера,розраховувати ефективність переходу енергії на різних трофічних рівнях

Обладнання: зошит

Хід роботи

 1.Складіть схеми трофічних ланцюгів із наведених організмів, позначте трофічні рівні, встановіть роль окремих видів у біоценозах:

• сонечко, тля, сосна, комахоїдний птах, павук;
• листовий опад, дощовий черв'як, яструб малий, чорний дрізд;
• личинки падальних мух, мертва тварина, жаба, звичайний вуж.

1.     2. Складіть блок-схеми трофічних зв'язків в екосистемах лугу й озера.

3.      Зробіть висновки

 

Навчальний матеріал за 13.04.2022

Тема: Розвязування екологічних задач

Задача 1: В лісовому угрупуванні мешкають: гусінь, синиця,сосна, коршун.

Складіть ланцюг живлення та назвіть консумента ІІ порядку.

Задача 2: Як з перерахованих організмів екосистеми тайги відносять до продуцентів, консументів І порядку, консументів ІІ порядку: бактерії гниття, лось, ель, заяць, вовк, лісвиіниця, рись? Складіть ланцюг з 4 та 5 ланок.

3. Ланцюг живлення складається з наступних ланок: рослини — миша —змія — орел-змієїд. Визначте масу мишей, якщо маса орла-змієїда становить 2 кг. 

Навчальний матеріал за 14.04.2022

Тема: Розвязування екологічних задач

Задача 1

Визначте масу компонентів ланцюга живлення, якщо відомо, що маса консументів третього порядку становить 8 кг.

Трава – гусінь – ящірка – куріпка – яструб

 

Задача 2

Визначте продуктивність агроценозу площею 1га (суху речовину та енергію, яка в ній запасається), якщо протягом доби рослинами створюється 560г/м2 сухої речовини, а в 1г сухої біомаси, створеної рослинами, запасається 22 кДж енергії.

Навчальний матеріал за 15.04.2022

Тема: Розвязування екологічних задач

Задача 1

Які  з вказаних організмів екосистеми лісу відносять до продуцентів, первинних консументів, вторинних консументів, редуцентів: 1.Бактерії гниття, 2. Лось,       3.Ялина, 4.Заєць, 5.Вовк, 6.Модрина, 7.Рись, 8.Береза, 9.Аскарида, 10.Білий гриб,       11. Щука, 12.Пеніцил

Продуценти:________________________________________________________

Первинні консументи:________________________________________________

Вторинні консументи: :_______________________________________________

Третинні консументи : ________________________________________________

Редуценти:__________________________________________________________

 

Навчальний матеріал за 18.04.2022

Тема: Сучасні уявлення про біосферу як глобальну екосистему

Перші "біосферні" ідеї, тобто ідеї щодо взаємозв'язку між живою та неживою природою, участі рослин і тварин у газообміні, формуванні ґрунтів і горючих копалин зустрічаються у працях таких вчених, як Ж. Бюффон, Д, Вудворт, Дж. Геттон, А. Лавуаз'є, К. Лінней, М, Ломоносов, ще у XVII-XVIII ст. Впритул до поняття "біосфера" (без вживання самого терміна) на початку XIX ст. наблизився Ж.-Б. Ламарк, у працях якого є чимало глибоких геохімічних ідей, хоч і не дуже вдало викладених. Зокрема, у праці "Гідрогеологія" він перший звернув увагу на те, що живі організми впливають на земну кору і що всі мінерали цієї кори є продуктами життєдіяльності рослин і тварин, котрі існували на земній поверхні.

Велике значення для розвитку уявлень про біосферу мали також праці О. фон Гумбольдта початку XIX ст., у яких вчений розглядав органічний світ як невід'ємний складник земної кори і стверджував, що хімічний склад живих організмів прямо залежить від хімічного складу неживих компонентів середовища їхнього мешкання. Крім цього, Гумбольдт висував ідею про існування своєрідної оболонки Землі, у якій функціонально взаємопов'язані атмосферні, гідрологічні, континентальні і біотичні процеси.

Пізніше, у 1863 р., французький географ Елізе Реклю (1830-1905) увів і активно вживав у своїй 19-томній праці "Нова всесвітня географія. Земля і люди" поняття "географічне середовище", завдяки чому змінилися погляди на роль природних умов, котрі тепер розуміють не як набір окремих чинників, а як комплексне утворення. Саме Е. Реклю належить відомий вислів: "Людина створює навколишнє середовище за своїм образом і подобою".

Найбільш вдалий термін "біосфера" (від грец. bios - життя і sphaira - куля) як "лик Землі" запропонував австрійський гідробіолог Едвард Зюсс у 1875 р. для виділення поряд з атмосферою, гідросферою та літосферою ще однієї оболонки, яка розміщена на сухопутній та водній поверхнях, хоча на початку свого існування була пристосована лише до життя у гідросфері. У своїй праці з опису геології Альп Зюсс позначив терміном "біосфера" простір земної поверхні, населений життям. Пізніше він визначав біосферу ширше - як обмежену у часі і просторі сукупність організмів на поверхні Землі.

Сучасна концепція біосфери пов'язана з ім'ям академіка Володимира Івановича Вернадського (1863-1945). Проте комплексне вчення про біосферу розробив не лише В. Вернадський: паралельно і незалежно від нього свою власну концепцію створив інший великий вчений - Павло Аполлонович Тутковський. У 1913 р. П. Тутковський повернувся з Житомира до Київського університету, спочатку - приват-доцентом, а з 1914 р. - професором географії. З цієї нагоди він виступив в університеті із вступною лекцією, у якій вперше цілісно виклав власне вчення про біосферу. Тобто є всі підстави говорити про незалежність обох учень, кожне з котрих є оригінальним і самодостатнім.

На думку П.А. Тутковського, як і в давні часи, завданням географії залишається вивчення вигляду Землі у його сучасному стані, у всіх його сферах (вивчення літосфери, гідросфери, атмосфери і біосфери), з погляду розподілу сучасних фактів і явищ у просторі та їх генези". Отже, термін "біосфера" введений до предметного поля географії поряд з іншими земними сферами - літосферою, гідросферою та атмосферою. Тутковський писав, що біосфера проймає собою всі ці три оболонки поблизу фізичної поверхні Землі - повітря і воду до значних височин та глибин і твердий ґрунт у його горішніх верствах. До біосфери належать усі рослини, тварини і людина; відділ науки, що вивчає біосферу з географічного погляду, названо біогеографією.

Проблеми біосфери досить докладно висвітлені у фундаментальній праці П.А. Тутковського "Загальне землезнавство", котра не втратила своєї новаторської цінності й донині. У ній викладено вчення про біосферу, причому аж до рівня функціонування у ній самої людини. Біосфера, за П.А. Тутковським, - це сукупність живих організмів, котрі не можуть існувати поза інших сфер, але виокремлені з них. У цьому контексті простежується генетична спадкоємність поглядів П.А. Тутковського І Ж.-Б. Ламарка. Якщо ж шукати аналогії між вченнями про біосферу ВЛ. Вернадського і П.А. Тутковського, то біосфера для останнього відповідає "плівці життя" у розумінні ВЛ. Вернадського.

По-різному П.А. Тутковський і ВЛ. Вернадський тлумачили місце людини у біосфері. Для ВЛ. Вернадського людина - головна, найпотужніша геологічна сила. Перевлаштування на засадах розуму й управління взагалі трансформує її у новий якісний стан - ноосферу. П.А. Тутковський також визнає значний вплив людини на біосферу, але зауважує, що людина не може змінити, наприклад, межі розповсюдження корисних рослин. Очевидно, подібна характеристика антропогенного чинника прямо пов'язана із сутністю біосферної концепції П.А. Тутковського: якщо біосфера - лише живі істоти (неорганічні сфери - вилучені), то і вплив на них людини важко порівняти з класичними еволюційними рушіями: добором, боротьбою за існування, спадковістю, мінливістю тощо.

Таким чином, П.А. Тутковський є автором оригінального вчення про біосферу, створеного незалежно від академіка ВЛ. Вернадського. Його сутність більш детермінована класичною традицією, котра тягнеться ще від Ж.-Г. Бюффона та Ж.-Б. Ламарка, далі - через праці О. фон Гумбольдта, який під біосферою розумів сукупність лише живих організмів на Землі. Тут не час і не місце оцінювати переваги кожної з концепцій біосфери - історія сама визначить пріоритети і переваги кожної. Але важливо інше: у річищі біосферного мислення існував не один, а принаймні два теоретичні потоки, і кожен з них (у особах ВЛ. Вернадського і П.А. Тутковського) органічно вивершувався оригінальними концепціями біосфери.

ВЛ. Вернадський переглянув поняття біосфери Е. Леруа і П. Тейяра де Шардена, котрі виходили з розуміння біосфери тільки як "плівки життя " на Землі. Вчений надав цьому поняттю значення охопленої життям геологічної оболонки, оскільки, незважаючи на незначну вагу власне живого у біосфері (лише 0,25 %), його роль у розвитку планети має могутнє геологічне значення. Біогенними, тобто створеними організмами, є й породи, що становлять величезну частину маси біосфери, і такі сліди життя знаходяться аж у гранітній оболонці Землі. Ці ідеї В.І. Вернадський виклав у своїй фундаментальній праці "Біосфера", виданій 1926 р.

В.І. Вернадський писав: "Біосфера - це явище космічного характеру, ЇЇ важливою особливістю, головною геологічною силою є життя - "жива речовина", що не просто населяє біосферу, а перетворює зовнішній вигляд Землі...". Терміном "жива речовина" вчений позначив усю сукупність живих організмів, в тому числі і людину, що розглядав як однорідну живу речовину на рівні видів, різноманітність якої визначав з геохімічних позицій, тобто на основі поділу організмів за способом живлення (автотрофи, гетеротрофи тощо). За В.І. Вернадським, біосфера відрізняється від інших земних сфер тим, що тільки у її межах проявляється геологічна діяльність живої речовини планети. І лише ця область життя включає як живі організми, так і середовище їхнього мешкання. Тобто біосфера - це похідне життя, оскільки у своїх головних рисах вона створена життям и певним чином організована ним.

Біосфера охоплює усі частини планети, освоєні життям. Ті ділянки біосфери, де є умови не тільки для виживання, а й для розмноження живих істот, називають полем існування життя. А прилеглі території, де організми лише виживають, але не здатні до розмноження, називають полем стійкості життя. Поле існування життя визначають такі абіотичні умови:

• - достатня кількість кисню та вуглекислого газу;
• - достатня кількість рідкої води, але не пару чи льоду;
• - температура не надто висока, щоб не зсівся білок, та не надто низька, щоб нормально функціонували ферменти - прискорювачі біохімічних реакцій;
• - необхідний мінімум мінеральних речовин.

Донедавна вважали, що у глибинах океану немає життя, але у 1960 р виявлено живі організми на дні Маріанської западини, а вже у 70-х роках XX ст. в Антарктиді під товщею льоду у 420 м. Усі живі істоти залежать від збереження цілісності біосфери. Якщо надто сильно змінити будь-який зі складників біосфери, то вона може бути повністю зруйнована. Не виключено, що атмосфера, гідросфера та літосфера при цьому збережуться, але в їх взаємовідносинах вже не буде брати участь живе.

Навчальний матеріал за 19.04.2022

Тема:  Структура та складові біосфери

Біосфера — це оболонка Землі, що містить у собі всі живі організми планети й усі зони їх існування. Термін «біосфера» ввів геолог Е. Зюсс 1875 року для позначення простору на поверхні Землі, де існує життя.

Біосфера почала формуватися близько 4 млрд років тому, щойно з'явилися перші ознаки життя на нашій планеті. Зараз Землю населяє близько 3 млн видів різноманітних живих істот. Загальна маса живих організмів оцінюється в 2,43 х 1012 т.

Становлення біосфери і її поетапне формування зумовлене впливом низки факторів: дією на Землю космічної енергії, розвитком живих організмів і людства та ін.

На початку XX ст. український науковець В. І. Вернадський створив вчення про біосферу. Він одним із перших усвідомив величезний перетворюючий вплив живих організмів на всі три зовнішні оболонки Землі в планетарному масштабі. Поверхню Землі вчений розглядав як своєрідну оболонку, розвиток якої значною мірою визначається діяльністю живих організмів. В. І. Вернадський умовно поділяв навколишнє середовище на природне — біосферу, і штучно створене людиною — ноосферу (сферу розуму).

Мал. 92.1. Межі біосфери

Дізнайтеся більше

Гірські гуси зазвичай мігрують на висоті не менш ніж 8300 м, дикі яки живуть у гірських районах Тибету на висоті приблизно 3200-5400 м над рівнем моря, а гірські козли мешкають на висотах до 3000 м. Мікроорганізми трапляються у верхніх шарах атмосфери Землі на висоті декількох десятків кілометрів. Одноклітинні форми життя були знайдені в найглибшій частині Маріанської западини на глибині 11 034 м.

Межі біосфери

Межі біосфери визначаються можливістю окремих індивідуумів виживати в умовах навколишнього середовища (мал. 92.1).

У верхніх шарах ультрафіолетове випромінювання не дає розвиватися живим організмам — це верхня межа біосфери. Вона розміщується на висоті приблизно 20-25 км від поверхні Землі й обмежена озоновим шаром, за межами якого живі організми не можуть існувати. Озоновий шар захищає біосферу від згубного космічного випромінювання, що не дає розвиватися живим організмам.

Нижня межа біосфери визначається високими температурами в земних надрах. У ґрунті живі організми можна зустріти на глибині 4-7 км. Межа життя на дні океанічних западин простягається вглиб до 11 км.

Життя в біосфері поширене нерівномірно, мозаїчно. Воно слабко виражене в холодних і жарких пустелях, високо в горах, у центрах океанів. Високе видове багатство й різноманітність спостерігаються на межах поділу різних середовищ: на лінії літосфери й атмосфери (наземне життя й особливо — у ґрунтах), атмосфери й гідросфери (поверхневі шари океану), літосфери й гідросфери (дно водойм). Особливо багате життя в зонах, де ґрунт, вода й повітря близько сусідять одне з одним — узбережжя й мілководдя морів, лимани, естуарії річок.

Дізнайтеся більше

Серед тварин біосфери 96 % видів припадає на частку безхребетних і тільки 4 % — на хребетних, серед яких ссавці становлять приблизно 10 %. Наведені співвідношення ілюструють фундаментальну закономірність організації біосфери: у кількісному співвідношенні переважають форми, які досягли в процесі еволюції відносно низьких ступенів морфофізіологічного прогресу.

Компоненти біосфери

Залежно від середовища існування живих організмів виділяють:

• аеробіосферу (організми перебувають у просторі від верхівок дерев до стратосфери);
• геобіосферу (організми населяють ґрунт, печери, поверхню суші, дерева);
• гідробіосферу (організми населяють усі водні структури).

За В. І. Вернадським, біосфера містить у собі 7 видів речовини, зокрема:

• жива — сукупність усіх організмів, які населяють планету;
• біогенна — неживий матеріал, утворений у процесі життєдіяльності організмів (наприклад, вугілля, нафта, торф, вапняк) (мал. 92.2);
• косна — неорганічна речовина, походження якої не пов'язане із живими організмами (наприклад, гірські породи);
• біокосна — речовина, що є результатом спільної діяльності живих організмів і абіогенних процесів (наприклад, ґрунту).

Біосфера — глобальна екосистема

Біосфера має ієрархічну структуру. Окремі організми утворюють популяції. Декілька популяцій, що взаємодіють між собою, становлять біоценоз. Біоценози, які населяють певні біотопи, утворюють екосистеми. Біосфера — це екосистема вищого порядку, що поєднує будь-які інші екосистеми Землі. Для біосфери характерні всі властивості екосистем.

• Біосфера містить у собі живі організми, які населяють Землю, а також середовище їх існування: океани, сушу, атмосферу.
• У ній є всі компоненти трофічних ланцюгів: продуценти (автотрофи), консументи й редуценти (гетеротрофи).
• У ній існують відносно замкнені потоки речовини й енергії між біотичною й абіотичною частинами (колообіги речовин і енергії).
• Біосфера як екосистема має стабільність.

Мал. 92.2. Вапняк і кам'яне вугілля — гірські породи біогенного походження

Оскільки біосфера поєднує в собі всі екосистеми на планеті, її називають «глобальною» екосистемою.

Домашнє завдання:  Як ви вважаєте, чому найбільша видова різноманітність у біосфері спостерігається на межах поділу середовищ?

Навчальний матеріал за 20.04.2022

Тема: Жива речовина і її роль у біосфері

Роль живої речовини в біосфері

Живі організми впливають на геологічні процеси, що формують зовнішній вигляд Землі. Вони беруть участь у біогеохімічних циклах речовин, в утворенні ґрунтів та осадових порід, уловлюють і перетворюють енергію, формують склад атмосфери.

У біосфері відбувається переважна більшість хімічних перетворень на планеті, тобто вона виконує глобальну метаболічну функцію. Діяльність живих організмів впливає на всі геологічні процеси, що формують зовнішній вигляд Землі. Живі організми не лише пристосовуються до умов зовнішнього середовища, але й активно їх змінюють. Вони вловлюють і перетворюють енергію Сонця, змінюють хімічний склад атмосфери, беруть участь в утворенні ґрунтів і осадових порід.

В. І. Вернадський виокремлював 4 функції живої речовини в біосфері.

Газова функція полягає в здатності змінювати й підтримувати газовий склад атмосфери. У здійсненні газової функції провідна роль належить зеленим рослинам, які в процесі фотосинтезу поглинають вуглекислий газ і виділяють в атмосферу кисень. У процесі функціонування організмів виділяються також вуглекислий газ (дихання тварин, рослин та ін.), азот (азотфіксуючі бактерії), сірководень (сіркобактерії), метан (метаноутворюючі бактерії). Виконання цієї функції також спричинило утворення захисного озонового екрану.

Окисно-відновна функція полягає в хімічному перетворенні речовин з утворенням солей, кислот, оксидів і інших класів хімічних сполук у результаті окисно-відновних процесів. Ця функція, зокрема, здійснюється бактеріями, які в процесі життєдіяльності окиснюють або відновлюють різні сполуки, отримуючи енергію. Вони мають велике значення для утворення корисних копалин.

Наприклад, у результаті діяльності залізобактерій утворилися осадові залізні руди, сіркобактерій — родовища сірки.

Концентраційна функція — здатність накопичувати розсіяні в навколишньому середовищі (атмосфері, воді, ґрунті) атоми хімічних елементів. Деякі організми накопичують певні елементи в концентраціях, значно більших, ніж у природному середовищі, наприклад, сполуки Силіцію відкладаються у скелетах діатомових водоростей і губок, Кальцію — у черепашках молюсків і коралових поліпах, Фосфору — у кістках хребетних, Феруму — у залізобактеріях, Магнію — у деяких водоростях, Йоду — у водорості ламінарії, Карбону — в усіх організмах. Відмираючи, ці організми утворюють скупчення речовин, формують гірські породи та корисні копалини (залізні руди, вапняки, крейда, торф, вугілля тощо).

Біохімічна функція здійснюється в процесі обміну речовин у живих організмах (живлення, дихання, виділення) і деструкції відмерлих організмів та продуктів їхньої життєдіяльності. Біохімічна функція є основою колообігу хімічних елементів у біосфері. Вона забезпечує накопичення й перетворення енергії, яка вловлюється в процесах фотосинтезу і хемосинтезу та передається по трофічних ланцюгах разом із рухом органічних речовин.

Домашнє завдання: Поясніть, як концентраційна функція живих організмів пов'язана з утворенням корисних копалин.

Навчальний матеріал за 21.04.2022

Тема: Біохімічні цикли

Домашнє завдання: Які особливості біогеохімічних циклів у біосфері?

Навчальний матеріал за 22.04.2022

Тема:  Біохімічні цикли

Домашнє завдання: параграф 93,  - Які негативні наслідки впливу діяльності людини на біогеохімічні цикли?

Навчальний матеріал за 25.04.2022

Тема: Еволюція біосфери, причини та наслідки змін біосфери

Етапи еволюції біосфери

Біосфера існує вже близько 4 млрд років. У її еволюції виокремлюють кілька етапів.

1. Утворення біосфери. Приблизно 3,5-3,8 млрд років тому на Землі виникло життя, й сформувалася первинна біосфера з біотичним колообігом речовин. Провідні чинники цього етапу — геохімічні й кліматичні зміни на Землі.

Геохронологічна шкала історії біосфери

Ера	Період	Початок	Основні події
Архейська		3,5 млрд років тому	Виникли перші прокаріотичні клітини. З'явилися ціанобактерії, виник фотосинтез
Протерозойська		2,5 млрд років тому	Виникли аеробні прокаріоти, з'явилися перші багатоклітинні еукаріоти
Палеозойська	Кембрійський	570 млн років тому	Значно поширилися водорості. З'явилися всі типи безхребетних
	Ордовицький	480 млн років тому	Розвинулися всі відділи водоростей. Переважали губки, кишковопорожнинні, черви, голкошкірі, трилобіти. З'явилися перші хребетні — безщелепні риби
	Силурійський	420 млн років тому	Рослини вийшли на сушу (рініофіти). З'явилися перші риби і наземні безхребетні (багатоніжки, скорпіони, комахи)
	Девонський	400 млн років тому	Панували рініофіти; з'явилися мохи й папороті, кистепері, дводишні й променепері риби, стегоцефали, скорпіони і комахи
	Кам'яновугільний	330 млн років тому	Густі деревоподібні папороті утворили «кам'яновугільні ліси»; зникли рініофіти, з'явилися насінні папороті. Домінували земноводні, молюски, акули. Розвивалися комахи. З'явилися плазуни
	Пермський	270 млн років тому	Вимерли деревоподібні папороті. З'явилися перші голонасінні. Вимерли стегоцефали й трилобіти. Поширились наземні хребетні
Мезозойська	Тріасовий	230 млн років тому	Переважали голонасінні рослини, вимерли насінні папороті. Домінували земноводні, головоногі молюски, плазуни. З'явилися костисті риби, яйцекладні й сумчасті ссавці
	Юрський	180 млн років тому	Панували голонасінні рослини й гігантські плазуни. З'явився археоптерикс. З'явились перші покритонасінні
	Крейдовий	135 млн років тому	Поширилися покритонасінні, скоротилися папороті й голонасінні. З'явилися плацентарні ссавці й птахи. Вимерли гігантські плазуни
Кайнозойська	Палеогеновий	67 млн років тому	Поширилися покритонасінні, скоротилися папороті й голонасінні. Домінували ссавці, птахи, комахи, костисті риби. З'явилися примати. Зникло багато груп плазунів, головоногих молюсків
	Неогеновий	5 млн років тому	Формувалася сучасна флора й фауна. Виникли людиноподібні примати
	Антропогеновий	2,6 млн років тому	Еволюція людини

2. Біологічна еволюція організмів. Етап розпочався з виникнення прокаріотичних організмів близько 3,5 млрд років тому. Структура біосфери ускладнювалась у результаті появи численних і різноманітних організмів. Головними чинниками стають рушійні сили біологічної еволюції.

3. Поява людини. Етап розпочався 4050 тис. років тому, і пов'язаний він з еволюцією людини (антропогенезом). Чинником, що змінює біосферу, є діяльність людини.

Хімічна еволюція біополімерів

Синтез найпростіших органічних сполук розпочався близько 4,5 млрд років тому, у період найбільш ранньої геологічної історії Землі.

У результаті природних процесів синтезувалися достатньо великі біологічні полімери. За сучасними уявленнями, одні з таких полімерів — молекули РНК — виявили здатність до самокопіювання й каталітичної активності. Ці самокопіювальні системи вдосконалювалися в ході тривалої молекулярної еволюції. Уважають, що ці процеси відбувалися у порах глинистих порід в умовах гідротермальних джерел суші.

На подальших етапах сформувалися складні метаболічні процеси, зокрема білковий синтез. Відбулася передача функції спадкового матеріалу від РНК до ДНК. Точний плин цих подій не зовсім зрозумілий. Однак передбіологічна еволюція зараз є однією з найбільш інтенсивно досліджуваних тем науковою спільнотою.

Початкові етапи біологічної еволюції

Біологічна еволюція розпочалася з появи перших прокаріотичних клітин близько 3,5 млрд років тому. На наступному етапі (1,6-2,1 млрд років тому) виникли перші еукаріотичні клітини. А в період 0,5-1 млрд років тому — перші багатоклітинні організми.

У процесі розвитку біосфери з'являлися нові форми організмів, виникали вигідні типи обміну речовин, формувались екологічні системи з колообігом речовин (мал. 94.1). Перші організми були анаеробами. Гетеротрофи накопичували енергію за рахунок гліколізу й бродіння. Автотрофи здобували енергію та синтезували органічні речовини шляхом хемо- або фотосинтезу. Близько 2-3 млрд років тому виникли організми з оксигенним фотосинтезом — як побічний продукт вони виділяли кисень. Ці живі істоти поступово змінили склад атмосфери і зумовили появу аеробів.

Мал. 94.1. Сучасні строматоліти. Строматоліти були первісними екосистемами, що 3,5 млрд років тому, складались з аеробних і анаеробних, фотосинтезуючих і гетеротрофних бактерій

Кисень утворював озоновий екран, який захищав живі організми від сонячних і космічних променів. Ці умови спричинили вихід організмів на сушу. Рештки відмерлих рослин і тварин стали матеріалом для ґрунтоутворення.

Так організми почали свою величезну за масштабами геохімічну діяльність. У підсумку життя, що виникло на Землі, змінило ті умови, які уможливили його появу.

Еволюція біологічної різноманітності

Згідно з даними палеонтології, у протерозойську еру (0,5-2,5 млрд років тому) з'являлися бактерії, водорості, примітивні безхребетні; у палеозойську (230-570 млн років тому) — наземні рослини, амфібії, плазуни; у мезозойську (70-230 млн років тому) — ссавці, птахи, хвойні й покритонасінні рослини; у кайнозойську (70 млн років тому) — сформувалися всі сучасні групи організмів.

Домашнє завдання: § 94, На вашу думку, що є рушійними силами біологічної еволюції?

Навчальний матеріал за 26.04.2022

Тема: Основні чинники еволюційного процесу

Фактори еволюції - це впливи, що спричиняють адаптивні зміни організмів, популяцій і видів. Починаючи з Ж.-Б. Ламарка і Ч. Дарвіна, питання про фактори еволюції було і є предметом наукових дискусій. Найпоширеніші нині пояснення еволюції як результату впливу переважно внутрішніх факторів (наприклад, «внутрішнє прагнення організмів до прогресу», за Ж.-Б. Ламарком, чи ароморфози, за О.М. Сєверцовим). Багато вчених вважає еволюцію наслідком впливу умов довкілля. Наприклад, учення про рушійні сили еволюції надає природному добору роль скульптора, а організму - глини. Неважко помітити, що ці погляди не враховують багаторівневої організації живої матерії: те, що для клітини є зовнішнім чинником, для організму може бути внутрішнім (наприклад, обмін речовин клітини відбувається з внутрішнім середовищем організму).

Згідно із сучасними уявленнями, на кожному з рівнів організації живої матерії діють особливі фактори еволюції, а їхня спільна дія зумовлює адаптації організмів і популяцій до умов довкілля.

У чому полягає роль спадкової інформації як фактора еволюції? Спадкова інформація (генотип) найзахищеніша від зовнішніх впливів, бо зосереджена всередині клітини - в цитоплазмі (прокаріоти) чи додатково оточена особливою ядерною оболонкою (еукаріоти). Вона забезпечує сталість генофонду виду.

Спрямованість спадкових змін, які відбуваються на молекулярному та клітинному рівнях (мутації та комбінативна мінливість), не залежить від умов довкілля, хоча їхня частота зростає під впливом особливих факторів - мутагенів.

На клітинному рівні відбуваються всі основні функції живого, які проявляються внаслідок взаємодії генотипу клітини з її оточенням. Наприклад, у багатоклітинних організмах усі соматичні клітини мають однаковий генотип, але диференціюються, розвиваючись у різних напрямах, через вплив біологічно активних речовин тощо.

Чи має місце в живій природі боротьба за існування? Сам термін «боротьба за існування» не має біологічного сенсу. Його вживають для позначення всієї сукупності взаємозв’язків між організмами і довкіллям, тобто він охоплює цілий розділ екології - вчення про екологічні фактори. Ніяких особливих механізмів боротьби за існування не виявлено, хоча це поняття відіграло значну роль у побудові різних еволюційних гіпотез.

Усі екологічні фактори, якщо вони діють з відносно постійною інтенсивністю або остання періодично змінюється, є водночас і факторами еволюції. Внаслідок їхньої комплексної дії на популяції менш адаптовані особини гинуть, не залишаючи потомства.

Що таке елімінація? Елімінація (від лат. елімінаре - виганяти) - загибель особини на будь-якому етапі індивідуального розвитку, коли вона не залишає нащадків. Елімінація змінює частоти зустрічальності організмів з певними генотипами. Її слід відрізняти від природної смерті як завершення процесу старіння після розмноження, що не впливає на генофонд популяції.

Важливим показником біологічного процвітання виду є оптимальна густота просторового розміщення особин кожної з його популяцій, яка зумовлена збалансованістю народжуваності та загальної смертності (сума елімінації та природної смертності).

Домашнє завдання: Що таке елімінація і природна смертність?

Навчальний матеріал за 27.04.2022

Тема: Основні чинники еволюційного процесу

Що таке внутрішньовидові фактори еволюції? Внутрішньовидові фактори еволюції - це взаємозв’язки між особинами всередині популяції: міграції, хвилі життя, статевий добір, ієрархічні та інші взаємовідношення в зграях, табунах, колоніях, родинах, розподіл гніздових чи мисливських територій між особинами чи їхніми групами тощо.

Сукупна дія цих факторів зумовлює саморегуляцію густоти популяцій. Така саморегуляція обмежена, оскільки чисельність певної популяції насамперед залежить від стану популяцій інших видів даної екосистеми, пов’язаних ланцюгами живлення чи спільною територією.

Що таке міжвидові фактори еволюції? Міжвидові фактори еволюції - це різні форми симбіозу, конкуренція, виїдання та інші типи міжвидових зв’язків. У різних умовах кожен із них діє з певною інтенсивністю, яка прямо пропорційна густоті популяцій видів, які взаємодіють. Так, кількість хижаків і паразитів зростає, коли збільшується чисельність популяції здобичі або хазяїна.

Антропогенний фактор, крім відомих негативних впливів на довкілля, є ще чинником еволюції паразитів, кровосисних комах, шкідників культурних рослин та синантропних видів, що мешкають у житлах людини чи поблизу них. Кліматичні фактори значно впливають на формування адаптацій окремих популяцій і видів у цілому, а також на зміни, що відбуваються в біогеоценозах.

Домашнє завдання: Як можна охарактеризувати поняття «боротьба за існування» з точки зору сучасних еволюційних поглядів?

Навчальний матеріал за 28.04.2022

Тема: Сучасний етап розвитку біосфери та роль людини

Сучасний етап розвитку біосфери відрізняється тим, що потужною перетворювальною силою стає діяльність людини.

Спочатку людина за впливом на природу не відрізнялася від інших біологічних видів. Але починаючи з XX ст. завдяки стрімкому зростанню господарської активності, людина почала змінювати своє середовище проживання. У міру науково-технічного прогресу роль людини в перетворенні біосфери можна порівняти з дією потужних геологічних процесів.

У результаті біосфера Землі докорінно змінюється й стає, за визначенням В. І. Вернадського, ноосферою — «сферою розуму». Ноосфера визначається як нова, вища стадія еволюції біосфери. Це «сфера взаємодії природи й суспільства, у межах якої розумна людська діяльність стає головним визначальним чинником розвитку».

У процесі своєї діяльності людина по-різному впливає на складові біосфери. Причини або чинники такого впливу називають антропогенними. З одного боку, вони призводять до виснаження природних ресурсів, виникення видів тварин і рослин, забруднення природного середовища й утворення штучних ландшафтів. З іншого боку, людина інтенсивно розводить культурні рослини й свійських тварин, створює нові сорти й породи. При цьому виникає інше середовище проживання.

Показники порушення стійкості біосфери

Біосфера як саморегулювальна екосистема має високу стійкість. Вона здатна підтримувати свої склад, структуру й функції. Однак у цієї стійкості є певні межі, і вони все частіше порушуються діяльністю людини.

На думку науковців, поступова зміна клімату планети — це наслідок антропогенної зміни балансу газів в атмосфері. За останні 100 років середня температура на поверхні Землі збільшилася на 0,5-0,6 °С через інтенсивне надходження в атмосферу вуглекислого газу, метану, нітроген оксиду, що утруднює віддачу тепла з поверхні (парниковий ефект). Джерелами таких газів є, зокрема, використання палива. Щорічно спалюється близько 1 млрд тонн природного палива.

Видобування з надр корисних копалин, їх використання в промислових процесах змінює біогеохімічні цикли. Щорічно з геосфери видобувається близько 100 млрд тонн руди, палива, мінеральних добрив. Сучасне людство грубо втручається в цей колообіг Оксигену, споживаючи щорічно за рахунок спалювання мінерального й органічного палива 20 000 000 000 тонн атмосферного кисню.

Змінюється склад навколишнього середовища: воно забруднюється промисловими відходами. Щорічно у світовий океан потрапляє 50 тис. тонн пестицидів, 5 тис. тонн ртуті, 10 млн тонн нафти й безліч інших забруднювачів; у ґрунт вноситься до 100 млн тонн мінеральних добрив; в атмосферу викидається понад 20 млрд тонн CO2, 50 млн тонн NO, 150 млн тонн SO2. Дно Світового океану, зокрема глибоководні западини, використовуються для захоронення особливо небезпечних токсичних речовин.

Змінюються ландшафти. Близько поверхні Землі розорані або є пасовищами для свійських тварин. Кожні 10 років світові втрати верхнього шару ґрунту складають 7 %. На великих площах будуються нові міста. Значні території виключені з господарської діяльності через накопичення на них промислових відходів. Разом із тим, зменшуються площі, зайняті лісами. Масштаби винищування тропічних лісів становлять 245 тис. км2 на рік. З першої половини XX ст. винищено 2/3 лісів в Азії, 1/2 в Африці, до 1/3 в Латинській Америці. Значною проблемою став процес опустелювання в результаті неправильного ведення господарства.

Мал. 95.1 Забруднення океану побутовими відходами й нафтою

Зникнення біологічних видів. За період з кінця XVI до 70-х років XX століття з лиця Землі зникло 109 видів птахів, 64 види ссавців, 20 видів плазунів. З початку 80-х років XX століття щодня зникав 1 вид тварин. Вимирання загрожує майже 1000 видам птахів і ссавців, які ще існують. Під загрозою зникнення перебуває кожний 10-й вид вищих рослин, кожний 4-й вид земноводних і кожний 7-й вид плазунів.

Домашнє завдання: Сучасне людство є потужним фактором, що змінює біосферу. Як, по-вашому, будуть розвиватися події в майбутньому?

Навчальний матеріал за 28.04.2022

Тема: Основні глобальні екологічні проблеми сучасної біосфери

Сьогодні існує ціла низка екологічних проблем, які вийшли за межі локальних регіонів і мають глобальний характер.

Зростання чисельності населення Землі. Небезпечне для біосфери тим, що для забезпечення продуктами харчування будуть знищуватися дикі тварини, вирубуватися ліси й розорюватися нові землі. Збільшиться обсяг виробництва, споживання енергії й природних копалин, кількість транспортних засобів.

Посилення парникового ефекту. Підвищення температури нижніх шарів атмосфери через скупчення в ній парникових газів (зокрема, CO2) може призвести до глобального потепління, підняття рівня Світового океану через танення льодовиків, затоплення суші, зміни течій та інших катастрофічних наслідків.

Руйнування озонового шару. Його стоншення є небезпечним для існування всіх живих організмів, оскільки озоновий шар захищає Землю від жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Скорочення площі тропічних лісів. Призводить до зниження інтенсивності фотосинтезу на планеті й скорочення вироблення атмосферного кисню, до зміни клімату, руйнування місць проживання багатьох біологічних видів.

Опустелювання родючих земель. Здатне викликати розвиток продовольчої кризи й руйнування місць проживання багатьох біологічних видів.

Забруднення Світового океану й прісних вод. Призведе до дефіциту водних ресурсів, поширення забруднень по всій земній кулі, до руйнування місць проживання багатьох біологічних видів

Домашнє завдання:  Людина створює нові речовини, яких раніше не було в природі. Наприклад, синтетичні полімери, що не розкладаються редуцентами. Чи призведе це до чергової глобальної екологічної проблеми?

Навчальний матеріал за 02.05.2022

Тема: Показники порушення біосфери

Домашнє завдання: Чому існують порушення біосфери?

Навчальний матеріал за 03.05.2022

Тематичне оцінювання з розділу  «Екологія»

І рівень (за кожну правильну відповідь 0,5 б)

1. Термін «екологія» запропонував відомий біолог:

      а) Геккель               в) Шелфорд

б) Лібіх             г)  Блекман

2. Угрупування мешканців водойм вивчає:

    а) грунтова біологія                                                     

     б) гідробіологія

       в) фітоценологія

       г) геоекологія

       3.Метод, який ґрунтується на постійних комплексних спостереженнях за перебігом    певних процесів в окремих популяціях, екосистемах, біосфері:

а) метод екологічної індукції

б) моделювання

в) метод екологічного моніторингу

г) математично-статистичний метод

 

    4.Різні форми взаємодії між особинами в популяціях і між популяціями в угрупуваннях:

    а) екологічні фактори

    б) біотичні фактори

    в)  абіотичні фактори

    г) антропогенні фактори

     5.Визначається  як видовим різноманіттям, так і співвідношенням чисельності та  густоти популяції окремих видів:

а) просторова структура біогеоценозу

б) екологічна структура біогеоценозу

      в)  видова структура біогеоценозу

      г) видова та просторова структура              біогеоценозу

    6.Біотичну частину біогеоценозу складають різні екологічні групи організмів, популяції, які пов’язані між собою зв’язками:

а) продуценти, консументи

б)  консументи, редуценти

в) продуценти

г) продуценти, консументи, редуценти

ІІ рівень (за кожну правильну  відповідь  у реченні  1 б)

  7.Вставте пропущені слова у реченні.

________- сукупність особин виду, які тривалий час мешкають у певній частині ареалу, частково чи повністю ізольовані від інших подібних сукупностей особин цього ж виду, і характеризуються певним генофондом.

 Кожна популяція має певну________  тобто складається з певного числа особин.

 Різниця між народжуваністю і смертністю становить_______________________

ІІІ рівень (за кожну правильну  відповідність  по  1 б)

8. Установіть відповідність між компонентам ланцюга живлення (1-4) та їхньою загальною масою, якщо загальна маса консументів першого порядку становить 300 кг (а-д).

1.      дрібні ракоподібні	а) 3 кг
2.      карась	б) 30кг
3.      планктон	в) 300кг
4.      щука	г) 3000 кг
	д) 30 000 кг

9. Увідповідніть трофічні рівні (1-4) з організмами екосистеми (а-д).

1.      продуценти	а) вівця
2.      консументи І порядку	б) вовк
3.      консументи ІІ порядку	в) малярійний плазмодій
4.      редуценти	г) бобові рослини
	д) дощовий черв’як

 

10. Увідповідніть типи зв’язків(1-4) між популяціями різних видів в екосистемах (а-д).

1.      трофічні	а) пов’язані з наданням середовища чи притулку
2.      топічні	б)  зв’язки живлення
3.      фабричні	в) пов’язані з перенесенням  особинами одних видів особин іншого виду
4.      форичні	г) просторові зв’язки
	д) існування на спільній  території популяцій різних видів не спричинює для кожної із них ніяких наслідків

ІV рівень ( розгорнута відповідь 3 б)

11.Обгрунтуйте, у чому полягає значення вчення В.І.Вернадського про ноосферу для подальшого існування людства.

Навчальний матеріал за 04.05.2022

Тема: Основні уявлення про антропогенний вплив на біосферу

Планета Земля має кілька оболонок. Це атмосфера, гідросфера, літосфера. Ці оболонки не є відокремленими одна від одної. Вони тісно взаємодіють, і процеси в одній впливають на стан інших. Наприклад, під час виверження вулкан викидає багато газів і твердих речовин (пилу) в атмосферу. Звідти вони разом з опадами потрапляють у гідросферу і на суходіл, де живуть організми — компоненти біосфери.

Усі компоненти верхніх шарів планети поступово перемішуються і обмінюються між собою речовинами й енергією. Вугілля, яке мільйони років тому утворилося з мертвих дерев і стало частиною літосфери, з часом опиняється на поверхні. Воно згоряє й утворює вуглекислий газ, який потрапляє до атмосфери і знов поглинається рослинами.

Мал. 96.1. Пластикове сміття дрейфує в океані і скупчується в певних місцях, утворюючи сміттєві плями

Тому наслідки будь-якого явища, яке відбувається на поверхні планети, рано чи пізно досягнуть усіх її куточків і вплинуть на стан середовища. Викидаючи пластикову пляшку або пакет, людина не думає, що це може спричинити велику проблему. Але пластик потрапляє в річки, а з них — у моря й океани (мал. 96.1). І загальна площа великої тихоокеанської сміттєвої плями, яка є одним із центрів скупчення плаваючого пластику, уже перевищила 700 тис. км2, що більше, ніж площа всієї України.

Екологічні проблеми різних рівнів

Екологічні проблеми — це ситуації, причиною яких є зміна природного середовища, а наслідком — порушення структури і функціонування природних екосистем. Екологічні проблеми бувають різного масштабу. Їх причинами можуть стати дія абіогенних, біогенних та антропогенних факторів. Абіогенними факторами, які створюють екологічні проблеми, є виверження вулканів (особливо великих), падіння на планету астероїдів, дрейф континентів та інші геологічні процеси та ін. Біогенними причинами екологічних проблем може бути інвазія видів на нові території, виникнення успішних форм паразитів або збудників захворювань тощо. Але найбільш актуальними на сьогодні стали екологічні проблеми, які виникають під впливом антропогенних чинників.

Екологічні проблеми поділяються за своїм масштабом на три великі групи: локальні, регіональні та глобальні (мал. 96.2). Локальні проблеми мають місцеве значення і є актуальними для конкретного населеного пункту або біоценозу. Регіональні є актуальними для окремої області або регіону певної країни. Глобальні проблеми є проблемами всього людства. Вони охоплюють тією чи іншою мірою всі біоми нашої планети.

Мал. 96.2. Рівні екологічних проблем

Із глобальними екологічними проблемами, які є актуальними, ви вже познайомилися в § 95.

Екологічні проблеми України

В Україні порушення рівноваги у взаємодії людини і природи стало причиною багатьох проблем. Серед них є і глобальні екологічні проблеми, які діють на Україну так само, як і на інші регіони планети. А є екологічні проблеми місцевого рівня, багато з яких є особливо актуальними тільки для певних областей.

Проблемами всієї України глобального рівня можна назвати забруднення водойм і ґрунтів, деградацію ґрунтів і знищення лісів. Забруднення повітря є актуальним для всієї території України (як одна з глобальних проблем), але ступінь цього забруднення значно різниться в певних регіонах. Ще однією з глобальних світових проблем, нагальних для всієї країни, є проблема утилізації побутових відходів.

До злободенних проблем для певних регіонів належить проблема знищення степів. Вона є найбільш актуальною для південної частини України. Наслідки Чорнобильської катастрофи насамперед є проблемою для півночі країни. Небезпечні геологічні процеси (наприклад, просідання поверхні ґрунту, зсуви тощо) відбуваються там, де здійснювався видобуток корисних копалин або порушувалися правила забудови.

Військові дії на Сході України стали причиною руйнування екосистеми в цьому регіоні та виникнення низки екологічних проблем. Крім безпосереднього впливу на екосистеми (дія вогнепальної зброї, мін, військової техніки), велике значення мають і опосередковані ефекти. Так, продукти розпаду багатьох вибухових речовин є токсичними, а паливно-мастильні матеріали, які потрапляють у ґрунти під час експлуатації або знищення техніки, створюють локальні зони забруднень. У багатьох випадках стає неможливим здійснення технічного догляду за господарськими і промисловими спорудами. Через це затоплюються шахти, змінюється рівень ґрунтових вод, виходять із ладу гідроспоруди тощо.

Необхідність утилізації відходів

Значне виробництво відходів, яке можна спостерігати в усіх регіонах України,— від рівня звичайного будинка до масштабів великого промислового комбінату — є серйозною проблемою. Ці відходи треба утилізувати, адже їхня кількість стрімко збільшується. Складувати їх на звалищах немає сенсу, бо площі під звалища в короткі терміни можуть перевищити площу міст, біля яких вони розташовані.

Ще один аргумент на користь утилізації відходів — їхня цінність. Насправді, з точки зору екології, відходів немає. Є велетенський цінний ресурс, який не використовують. Відходи містять велику кількість потрібних і корисних речовин. Їх тільки слід звідти вилучити і використовувати знов. Найбільш перспективним було б створення колообігу потрібних людині речовин і енергії за зразком природних екосистем, у яких речовини постійно циркулюють між окремими ланками, а не накопичуються, утворюючи звалища.

Домашнє завдання: параграф 96, впр. 2

Навчальний матеріал за 05.05.2022

Тема: Види забрудення, їх наслідки для екосистем та людини. Поняття якість довкілля

ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ - це надходження в навколишнє середовище речовин та енергії, що призводить до порушення структури й функцій біосистем.

Забруднення може статися внаслідок дії природних (землетруси, виверження вулканів, зсуви) і антропогенних (забруднення атмосферного повітря, водойм, ґрунту, екосистем) чинників. Основними антропогенними забруднювачами є: хімічна промисловість, металургія (чорна та кольорова), сільське господарство, енергетика (нафтопереробні заводи, ТЕС, ТЕЦ, ГЕС, АЕС), транспорт (передусім автомобільний).

Забруднювачем (полютантом) є будь-який фізичний агент, хімічна речовина або біологічний вид, котрий потрапляє в довкілля чи виникає у ньому в кількості, що виходять за межі звичайної наявності. Їх класифікують за тривалістю дії (стійкі та нестійкі), впливом на біоту (забруднювачі прямої й непрямої дії), походженням (первинні й вторинні). За природою забруднювачів розрізняють такі види забруднення:

Іл. 74. Механічне забруднення пластиком є глобальною екологічною проблемою

• механічне - засмічення довкілля стійкими продуктами діяльності (пластмасові вироби, скло, цегла), відходами гірничодобувної промисловості (так, з 1 т видобутої корисної копалини лише 1-3 % перетворюються на корисну продукцію, а 98 % йдуть у відходи) (іл. 74);
• фізичне - забруднення, пов'язане зі змінами фізичних параметрів середовища (теплове, світлове, електромагнітне, радіаційне, шумове, електромагнітне забруднення), пов'язане з роботою високовольтних ліній електропередачі, електростанцій, телерадіостанцій, а також мікрохвильових печей, комп'ютерів, мобільних телефонів);
• хімічне - привнесення в довкілля ксенобіотиків або великої кількості речовин, що є найзначнішою формою забруднення: забруднення сполуками важких металів, нафтове забруднення, фармакологічне забруднення (так, 70-80 % антибіотиків, антипаразитарних препаратів потрапляють у річки); у глобальному масштабі переважають шість забруднювачів: Плюмбум, Кадмій, Хром, ртуть, пестициди та радіонукліди;
• біологічне - привнесення й масове розмноження в довкіллі організмів: зоогенне (наприклад, вселення колорадського жука), фітогенне (наприклад, поширення опунції), мікробіогенне (наприклад, масове розмноження ціанобактерій), генетичне (пов'язане з розвитком генної інженерії).

Отже, забруднення довкілля відбувається внаслідок надходження нехарактерних механічних, хімічних, фізичних або біологічних забруднювачів.

Які наслідки забруднення для екосистем і людини?

Екологічними наслідками забруднення є результат дії різних видів забруднення, що виявляється у негативних змінах стану й функціонування біосфери, природних і штучних екосистем, популяційних механізмів саморегуляції та процесів життєдіяльності організмів.

Серед екологічних наслідків біосферного забруднення глобального значення набули парниковий ефект, озонові діри, кислотні опади, смог, цвітіння води, евтрофікіція водойм та ін.

На рівні екосистем привнесення або вилучення певних речовин спричиняє порушення їх структури й функціонування. Такі порушення можуть призвести до негативних наслідків на рівні екосистем: накопичення забруднювачів трофічними рівнями, збільшення або зменшення таксономічного різноманіття екосистеми, зниження первинної продуктивності екосистеми, що впливає на видовий склад редуцентів і консументів, її стійкість і стабільність та ін.

На популяційно-видовому рівні у більшості видів рослин спостерігаються: зниження енергії проростання насінин, гальмування процесів росту й розвитку, морфологічні порушення кореневої системи та пагонів. У природних популяціях тварин змінюються вікова, генетична, просторова й статева структура, інтенсивність розмноження, вік досягнення статевої зрілості та ін. Найбільший негативний вплив відчувають живі організми, чия життєдіяльність пов'язана з ґрунтом (едафобіонти) та дном водойм (бентос), оскільки саме в цих ділянках накопичуються забруднювачі.

На рівні організмів найвразливішими до забруднення є тканини, у яких відбуваються активні процеси поділу. Через те меристеми зелених рослин, ретикулярні тканини червоного кісткового мозку хребетних тварин і людини зазнають найбільшої шкоди. Результатом такого впливу є онкологічні захворювання. Найчутливішими до забруднювачів є ранні стадії розвитку: негативна дія полютантів призводить до появи різних вад розвитку.

Отже, наслідки забруднення ведуть до змін стану довкілля, порушень екологічних процесів і зв'язків на усіх рівнях організації життя.

Які критерії забруднення довкілля?

ЯКІСТЬ ДОВКІЛЛЯ - міра відповідності навколишнього середовища і природних умов потребам людей та інших організмів. Ця найзагальніша властивість довкілля оцінюється передусім через вплив і розвиток негативних процесів у екосистемах. Організаційні засади оцінювання впливу на довкілля, спрямованого на запобігання шкоді довкіллю, забезпечення екобезпеки, охорони довкілля, раціонального природокористування, регулюються Законом України «Про оцінку впливу на довкілля» від 2017 р. Для визначення, обмеження, передбачування змін й якості довкілля застосовують певні механізми. Це екологічна експертиза, екологічні нормування, прогнозування, сертифікація, стандартизація, ліцензування, екологічний аудит.

Оцінювання впливу забруднення на довкілля здійснюється на державному рівні шляхом екологічної експертизи за певними параметрами (наприклад, кількість сполук важких металів, деяких ксенобіотиків, температура, кількість кисню, СО2, NO в атмосфері). Нормування в галузі охорони довкілля визначає показники, що мають зменшувати антропогенний вплив і сприяти процесам самовідновлення й саморегуляції екосистем.

Екологічне нормування - це закріплення на законодавчому рівні певних правил, вимог, стандартів щодо охорони довкілля, використання природних ресурсів і забезпечення екологічної безпеки.

Система екологічних нормативів якості довкілля включає:

• 1) нормативи екологічної безпеки (наприклад, нормативи якості атмосферного повітря);
• 2) гранично допустиму кількість викидів і скидів у довкілля забруднювачів (наприклад, гранично допустима концентрація, ГДК - максимальний рівень забруднення, що його людина витримує без шкоди своєму здоров'ю);
• 3) рівні шкідливого впливу забруднювачів (наприклад, усі шкідливі речовини за ступенем дії на організм людини поділяють на такі класи безпеки: І - надзвичайно небезпечні (ртуть, нікель), ІІ - високонебезпечні (сірководень, нітроген (IV) оксид), ІІІ - помірно небезпечні (сажа, цемент), IV - малонебезпечні (бензин, фенол).

Екологічне прогнозування - це діяльність із застосуванням специфічних методів для передбачення можливих змін довкілля. Результатом прогнозування є екологічний прогноз, прогнозні карти; наприклад, прогноз кліматичних змін, карта родючості ґрунту тощо. Існує три основні групи методів прогнозування: методи експертного оцінювання (способи отримання інформації за участі спеціалістів-експертів), методи екстраполювання (перенесення даних, отриманих у певній галузі діяльності, на аналогічні галузі), методи моделювання процесів (створення спрощеної версії екологічного процесу).

Отже, однією з обов'язкових умов організації охорони довкілля є створення системи критеріїв визначення якості довкілля.

Домашнє завдання: Які критерії забруднення довкілля?

Навчальний матеріал за 06.05.2022

Тема: Критерії забруднення довкілля. Екологічна складова управління та поводження з відходами виробництва та споживання

Державна екологічна експертиза являє собою систему державних природоохоронних заходів, спрямованих на перевірку відповідності проектів, планів та заходів у галузі народного господарства і природних ресурсів вимогам захисту навколишнього середовища від шкідливих впливів. 

Токсикологічна характеристика технологічних процесів вимагає обґрунтування рекомендацій щодо такої зміни виробництва, щоб зменшити кількість шкідливих напівпродуктів або побічних з'єднань або виключити їх, і медико-технічних вимог до планування виробничих приміщень, апаратури, санітарно-технічного устаткування, в тому числі очисному або розсіює, і – в разі потреби – до індивідуальних засобам захисту. В основі цього лежить встановлення гранично допустимих концентрацій (ГДК) шкідливих речовин у різних середовищах. 

У повітряному середовищі:

ГДКр.з - гранично допустима концентрація речовини в повітрі робочої зони, мг/м³. Ця концентрація при щоденній (крім вихідних днів) роботі в межах 8 год або інший тривалості, але не більше 41 годин на тиждень, протягом усього робочого стажу не повинна викликати в стані здоров'я теперішнього і наступного поколінь захворювань або відхилень, що виявляються сучасними методами дослідження в процесі роботи. Робочою зоною вважається простір висотою до 2 м над рівнем підлоги або майданчика, на якій знаходяться місця постійного або тимчасового перебування працюючих;

 

ГДКм.р - гранично допустима максимальна разова концентрація речовини в повітрі населених місць, мг/м³. Ця концентрація при вдиханні протягом 20 хв не повинна викликати рефлекторних (у тому числі субсенсорних) реакцій в організмі людини;

 

ГДКс.д - гранично допустима середньодобова концентрація токсичної речовини в повітрі населених місць, мг/м³. Ця концентрація не повинна надавати на людину прямого або непрямого шкідливого впливу при необмежено тривалому вдиханні

У водному середовищі: 

ГДКв - гранично допустима концентрація речовини у воді водойми господарсько-питного та культурно-побутового водокористування, мг/л. Ця концентрація не повинна спричинювати прямого чи непрямого впливу на органи людини протягом усього його життя, а також впливати на здоров'я наступних поколінь і не повинна погіршувати гігієнічні умови водокористування; 

ГДКв.р - гранично допустима концентрація речовини у воді водойми, що використовується для рибогосподарських цілей, мг/л;

Домашнє завдання: опрацювати параграф 97,  Чи буде ГДК для однієї речовини однаковим для водного середовища і для ґрунту? 

Навчальний матеріал за 09.05.2022

Тема: Фактори порушення якості атмосфери

Домашнє завдання:  Які основні негативні наслідки забруднення атмосфери?

Навчальний матеріал за 10.05.2022

Тема: Основні причини порушеня якості природних вод

ЗАБРУДНЕННЯ ГіДРОСФЕРИ – це надходження у водойми рідких, твердих і

газуватих речовин у кількостях , що змінюють властивості води і є шкідливими

для водних екосистем.

1) Основні забруднювачі гідросфери:

Ø нафтопродукти,

Ø стічні води,

Ø  пестициди,

Ø нітрати,

Ø фосфати,

Ø синтетичні мийні засоби,

Ø пластикові вироби,

Ø поліетиленові пакети.

Нині надходження цих речовин зазвичай перевищує здатність водойм до самоочищення, тому забруднювачі гідросфери (пестициди, сполуки важких металів, радіонукліди) мають здатність накопичуватися в ланцюгах живлення (біоакумуляція).

 

Підтвердженням цьому є приклад з інсектицидом ДДТ, вміст якого в тканинах птахів може бути перевищеним у 1 млн разів, порівняно з вихідним вмістом у воді.

 

2. Види забруднень гідросфери

Ø механічного (засмічення, забруднення піском, глиною),

Ø хімічного (нафта, нафтопродукти, пестициди, сполуки важких металів, діоксини, антибіотики, добрива),

Ø фізичного (тепло, радіонукліди Цезій-137, Стронцій-90, Калій-40);

Ø біологічного (бактерії, ентеровіруси, яйця гельмінтів, спори грибів).

 

Найбільш небезпечним для водних екосистем є хімічне забруднення. Його особливими видами є теплове, фармакологічне та пластикове забруднення.

 

3. Забруднення Світового океану:

Ø через суходіл (стічні води, стоки сільськогосподарських виробництв і населених пунктів);

Ø  через атмосферу (з димом, пилом, вихлопними газами), з якими гідросфера тісно пов’язана кругообігом води.

 

4. Найінтенсивнішими забруднювачами поверхневих і підземних вод:

Ø целюлозно-паперові,

Ø хімічні,

Ø нафтопереробні,

Ø металургійні комбінати,

Ø  сільське господарство.

 

5. Наслідками забруднення гідросфери:

1) зниження первинної біологічної продукції (за оцінками вчених, на 10 %) і, відповідно, зниження приросту інших мешканців моря;

2) деградація й руйнування водних екосистем;

3) скорочення запасів прісної води;

4) погіршення якості води;

5) збільшення частоти інфекційних захворювань, збудники яких передаються через воду (холера, дизентерія, онхоцеркоз).

 

2. ОСНОВНІ ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ ГІДРОСФЕРИ

1. Проблема стічних вод, що утворюються в процесі господарсько-побутової

і виробничої діяльності.

Ø Дуже небезпечними для природних водних екосистем є стоки, що утворюються на підприємствах целюлозно-паперової промисловості.

Ø Проблема промислових відходів, що містять сполуки важких металів (ртуть, Плюмбум, Кадмій), пестициди, добрива, мийні засоби, радіонукліди.

Ø Відомі випадки масового отруєння людей сполуками ртуті, що містилась у рибі (хвороба Мінамати), кадмієм унаслідок вживання недоброякісної води (хвороба ітай-ітай).

2. Евтрофікація водойм – підвищення біологічної продуктивності водних екосистем унаслідок накопичення у воді біогенних елементів (Нітроген, Фосфор, Калій), що призводить до заростання водойм, обміління, скорочення рибних ресурсів, утворення боліт та ін.

Цвітіння води – масове розмноження фітопланктону, що спричиняє зміну

забарвлення води і погіршує кисневу забезпеченість вод.

3. Забруднення через розливи нафти.

Ø Нафта й нафтопродукти утворюють на поверхні води плівки й порушують обмін речовин між Океаном і атмосферою, що впливає на клімат, спричиняє загибель гідробіонтів.

Ø Вуглеводні можуть розчиняти інші забруднювачі (пестициди, важкі метали), що отруюють воду.   

 

4. Дефіцит водних ресурсів – відсутність достатніх запасів для забезпечення потреб населення в чистій питній воді.

Ø Від дефіциту питної води страждає більш ніж 40 % населення світу.

Ø Танення льодовиків – зменшення площі льодовиків по всьому світу, що істотно впливає на наявність джерел прісної води, існування гірських екосистем та рівень води в океанах.

3. ПРИЧИНИ ПОРУШЕННЯ ЯКОСТІ ПИТНОЇ ВОДИ

Одним із найважливішим наслідків забруднення води є те, що, потрапляючи у водойми, забруднювачі погіршують її якість.

Якість природної води – це сукупність фізичних, хімічних, біологічних і бактеріологічних показників, що зумовлюють придатність води для використання.

Порушення якості води виявляється:

Ø у зміні її фізичних властивостей (прозорості, запаху, присмаку);

Ø  хімічного складу (кислотності, кількості домішок, вмісту отруйних речовин);

Ø у зменшенні вмісту кисню;

Ø зміні кількості та видового складу мікроорганізмів;

Ø  поява хвороботворних бактерій.

 

Які причини погіршення якості природних вод?

Природні води забруднюються внаслідок посилення впливу людини:

Ø безсистемна господарська діяльність,

Ø надмірне використання водних ресурсів,

Ø замулення, забруднення та заростання річок,

Ø недотримання режиму господарювання на прибережних захисних смугах,

Ø забруднення промисловими та комунальними стічними водами.

 

Як оцінюється екологічний стан природних водойм?

Оцінювання якості природних вод здійснюють трьома способами:

Ø фізико-хімічним,

Ø бактеріологічним,

Ø біологічним.

Метод оцінювання якості води за видовим складом і показниками кількісного розвитку видів-індикаторів і структури утворюваних ними угруповань називається біоіндикацією.

 

4. ОХОРОНА ВОДОЙМ

Охорона водойм – сукупність заходів, спрямованих на запобігання забрудненню та виснаженню вод.

Основними заходами охорони водойм є:

Ø правові (дотримання природоохоронних законів, нормування якості води, державний моніторинг вод);

Ø організаційні (створення санітарних зон, прибережних захисних смуг);

Ø економічні (технології очищення стічних вод, оборотного водопостачання);

Ø соціальні (виховання бережливого ставлення до води, екологічна освіта).

 

Для ефективного, науково обґрунтованого використання вод та їх охорони від забруднення й засмічення в Україні прийнято низку державних документів:

Ø «Водний кодекс України»,

Ø Закон України «Про питну воду, питне водопостачання та водовідведення».

Домашнє завдання:

Біологія + Географія. Велика тихоокеанська сміттєва пляма

Це найбільше скупчення антропогенного сміття, розташоване у північній частині Тихого океану. На цій ділянці сконцентровано надзвичайно щільні масиви пластику, рибальських сіток, канатів та інших відходів, занесених течіями. За оцінками вчених, на цей час маса сміття становить понад 3,5 млн тонн, а площа плями - понад 1 млн км2. Чому з’явився цей «острів сміття»? Якої шкоди завдає ця пляма морським

екосистемам? 

Навчальний матеріал за 11.05.2022

Тема: Загальні уявлення про геологічне середовище, його екологічні функції та вплив на стан біоти та здоровя людини

 Геологічне середовище - верхня частина літосфери та підземна частина гідросфери, що зазнають впливу господарської діяльності людини й певною мірою визначають її.

Геологічне середовище є об'єктом вивчення низки наук, зокрема геоекології, екологічної геології, інженерної геології. Воно є складником географічного середовища та техносфери. Це складна система, яка включає в себе корисні копалини, підземні води та деякі інші об'єкти у верхніх шарах земної кори, що їх використовують у господарській діяльності або які впливають на життя людини. Геологічне середовище активно взаємодіє із зовнішніми оболонками Землі: біосферою, гідросферою, атмосферою.

У межах геологічного середовища співіснують природні та техногенні потоки речовин, енергії та інформації. Його верхньою межею вважають земну поверхню. Нижня межа визначається глибиною проникнення в літосферу виробничої діяльності людини. Її зазвичай проводять у районах гірничодобувних робіт на глибині 1,0-1,5 км, а в районах нафто- та газовидобутку - 10 км.

Для характеристики геологічного середовища найважливішими є показники, що характеризують його склад, будову та динаміку розвитку. До них, зокрема, відносять особливості рельєфу (ухили поверхні, ступінь розчленованості), тектонічну будову, сейсмічність, характер і ступінь поширення зовнішніх геологічних процесів, умови залягання підземних вод (гідрогеологічні умови), склад і властивості гірських порід тощо.

З розвитком науки й техніки невпинно зростає антропогенний вплив на геологічне середовище. До початку XVIII ст. людина використовувала 26 видів мінеральної сировини, на початку XX ст. - 59, а сьогодні - понад 80. Тому найбільш негативно впливає на геологічне середовище гірничодобувна промисловість. Тільки 10% мінеральної сировини, яку людина добуває з надр планети, перетворюється на готову продукцію, решта 90 % забруднює біосферу. Наприклад, при збагаченні мідних руд майже третина міді викидається у звалища. Крім цього, дуже мало використовуються супутні елементи - срібло, цинк і інші компоненти руд. При нераціональному використанні геологічного середовища руйнується не лише це середовище, а й пов'язані з ним ґрунтовий та рослинний покрив, поверхневі й підземні води тощо.

Внаслідок видобутку, збагачення та переробки корисних копалин, нагромадження пустої породи та відходів виробництва відбувається концентрація шкідливих елементів - важких металів, радіоактивних елементів тощо, що призводить до важких захворювань і навіть до масової загибелі рослин і тварин.

Транспортування вантажів, дослідного устаткування або бурових установок по бездоріжжю, пересування дуже важких самохідних агрегатів, тракторів завжди призводить до важких екологічних наслідків, особливо в степах, пустелях, тундрі.

Під час геологорозвідувальних робіт змінюються природні ландшафти місцевості - порушується ґрунтово-рослинний покрив, утворюються западини через проведення відкритих канав, шурфів, розчисток порід.

Значний негативний вплив на геологічне середовище має будівництво і експлуатація різноманітних будівель та гірничо-інженерних споруд. Особливо це стосується кар'єрів і шахт. Підземні порожнини, що утворюються внаслідок закладання шахт, порушують тектонічні процеси у верхніх шарах земної кори, що часто є причиною техногенних землетрусів, обвалів і зсувів. Внаслідок розробки кар'єрів і нагромадження пустої породи у відвалах і териконах руйнуються родючі ґрунти. Нині дедалі частіше техніко-будівельній діяльності на родючих землях передує знімання, переміщування та зберігання ґрунту, який потім використовують для покриття інших територій з гіршими ґрунтами чи для рекультивації кар'єрів і териконів. На рекультивованих землях розбивають сади, парки, городи. У зв'язку з широкомасштабним руйнуванням геологічного середовища все більш актуальною стає проблема його раціонального використання. З цією метою необхідно, щоб був створений державний фонд родовищ корисних копалин і його резерв, та розроблені положення про його використання. Слід передбачити чіткі економічні відносини між власником та користувачем надр, які б враховували плату за землю, надра, штрафні санкції за порушення законодавства з використання і охорони надр.

Необхідно здійснювати рекультивацію земель на місці відпрацьованих відкритим способом родовищ. Це поняття охоплює весь комплекс робіт, спрямованих на відновлення родючості й народногосподарської цінності порушених земель. У вузькому розумінні рекультивація - це відновлення шару ґрунту, попередньо знятого з ділянок, де передбачається його механічне руйнування або забруднення.

Домашнє завдання: Які речовини поглинають із ґрунту рослини і тварини? 

Навчальний матеріал за 12.05.2022

Тема: Причини деградації грунтів

Забруднення ґрунтів стало значною проблемою для багатьох регіонів планети. Через нераціональну господарську діяльність людини у ґрунти потрапляють усі види забруднень — фізичні, хімічні (неорганічні й органічні) й біологічні (мал. 39.1).

Мал. 39.1. Забруднення ґрунтів побутовими відходами і нафтопродуктами

Окрім цього, великою проблемою стала деградація ґрунтів — явище погіршення корисних властивостей та родючості ґрунту (мал. 39.2). Вона може бути наслідком як природних процесів, так і антропогенного впливу. Зараз антропогенні причини деградації ґрунтів переважають. Це:

• сільськогосподарська діяльність із використанням застарілих агротехнологій;

• знищення лісів;

• видобуток корисних копалин;

• випасання домашньої худоби;

• невдала меліорація;

• забруднення твердими побутовими відходами;

• поширення інвазивних видів.

Мал. 39.2. Деградація ґрунтів через невдалу меліорацію та обробку під сільськогосподарські культури

Поширені забруднювачі ґрунтів

Забруднювач	Джерело забруднення
Мінеральні добрива в надмірних кількостях	Сільське господарство
Пестициди	Сільське господарство
Неорганічні кислоти і луги	Промислові підприємства
Солі важких металів	Промислові підприємства, побутові відходи
Поверхнево-активні речовини	Стічні води
Мікроорганізми	Підприємства харчової та фармацевтичної промисловості, сільськогосподарські підприємства, медичні установи
Нафтопродукти і барвники	Промислові підприємства, транспорт, сільськогосподарські підприємства

Наслідки впливу людини на ґрунти

Наслідків впливу людини на ґрунти багато, і переважно вони є дуже негативними. Під впливом дій людини підсилюється вітрова та водна ерозія ґрунту. Фізичні, хімічні й біологічні (а відповідно, й економічні) властивості ґрунтів погіршуються. Рослинний покрив знищується і може зникати надовго. Це значно підсилює процеси деградації ґрунтів, що стає причиною погіршення їхньої родючості, наслідком чого є зменшення врожаїв та підвищення дефіциту продовольства в деяких регіонах (наприклад, в окремих країнах Африки та Азії).

Невдала меліорація часто закінчується засоленням ґрунтів (мал. 39.3, с. 144). Надмірний випас худоби знищує трав'яний покрив і спричиняє знищення родючого шару ґрунту шляхом ерозії. Знищення лісів створює проблеми для всього регіону навіть на далеких від місць вирубки відстанях.

Мал. 39.3. Засолення ґрунтів як результат помилок у сільськогосподарській діяльності

Великою проблемою є техногенні аварії і катастрофи. Результатом звичайної автомобільної аварії може стати потрапляння в ґрунт відносно невеликої кількості паливно-мастильних матеріалів та електроліту з акумулятора. Але таких аварій стається, на жаль, багато, і їхній сумарний внесок у забруднення ґрунтів є досить значним.

Великі за масштабом аварії на підприємствах можуть бути причиною жахливих наслідків. Найбільш значною з таких аварій на території України була катастрофа на Чорнобильській АЕС. Як результат — величезні території, на яких ґрунти були забруднені радіонуклідами.

На стані ґрунтів погано позначається і ведення бойових дій. Вибухові речовини, які широко використовують, потрапляють у ґрунти, бо під час будь-якого вибуху абсолютно повного згоряння вибухівки не відбувається. У багатьох випадках продукти згоряння таких речовин також є досить токсичними. Крім того, у ґрунт потрапляють залишки паливно-мастильних матеріалів та інших речовин від знищеної техніки, не слід забувати також і про техногенні аварії, які супроводжують бойові дії.

Охорона ґрунтів

Охорона ґрунтів потребує міжнародних зусиль, хоча може бути ефективною і в межах однієї країни. Але деградація ґрунтів у інших країнах усе одно впливатиме на ситуацію, бо країнам із деградованими ґрунтами загрожуватиме голод.

Для здійснення охорони ґрунтів слід виконувати низку як технічних, так і законодавчих заходів, коли основні зусилля спрямовуються на перешкоджання потраплянню забруднень у ґрунти. Необхідне широке впровадження безвідходних технологій та побудова сучасних комплексів очищення викидів.

Важливим фактором, який дозволяє зберігати і навіть відновлювати родючість ґрунтів, є дотримання правильної сівозміни під час вирощування сільськогосподарських культур (мал. 39.4). В основу правильної сівозміни покладено явище природного відновлення родючості ґрунтів. Враховуючи те, що родючість ґрунту створюється значною мірою завдяки діяльності живих організмів, їх правильне використання може цю родючість і відновлювати.

Мал. 39.4. Використання раціональних сівозмін для збереження ґрунтів

Правильна сівозміна передбачає чергування різних культур на певних ділянках. Деякі з них можуть збагачувати ґрунт певними речовинами (наприклад, бобові збагачують ґрунти сполуками Нітрогену за рахунок діяльності симбіотичних бактерій) (мал. 39.5). Крім того, велике значення мають періодичні перерви у вирощуванні культур (тримання землі «під паром»). У такі періоди мікробіоценози ґрунту можуть без перешкод відновлювати його родючість.

Мал. 39.5. Бульбочкові бактерії на коренях бобових рослин збагачують ґрунти сполуками Нітрогену

Суттєвий вплив на стан ґрунтів можуть мати і способи їх обробки, для яких використовують спеціальну техніку та знаряддя. Важливим є і правильне використання добрив (як мінеральних, так і органічних). Їх використання створює оптимальні умови для життєдіяльності ґрунтового біоценозу і вирощування рослин.

Домашнє завдання: параграф 100, Які проблеми можуть виникнути в рослин через погіршення якості ґрунту?

Навчальний матеріал за 13.05.2022

Тема: Причини забруднення атмо-, літо-, гідросфери

Навчальний матеріал за 16.05.2022

Тема: Антропогенний вплив на біологічне різноманіття: вимирання видів, види-вселенці

Домашнє завдання: виконати самостійну роботу (слайд 18)

Навчальний матеріал за 17.05.2022

Тема: Сучасні напрямки охорони природи та захисту навколишнього середовища в Україна та світі

Правові аспекти охорони природного середовища. Екологічне законодавство України

Роль права у регулюванні взаємодії природи і суспільства полягає у встановленні правила такої поведінки закріплюються державою в законодавстві і стають загальнообов’язковими нормами права для виконання та дотримання, що забезпечується державним примусом у разі їх невиконання.

Беручи до уваги синтетичний характер проблем екології, їхній органічний зв’язок з усіма політичними, соціальними та економічними факторами, стратегія природокористування в Україні має бути однією з фундаментальних складових стратегії розбудови правової, соціальної держави з ринковою економікою. Одним з таких незаперечних прав є право громадян на екологічну безпеку. Воно забезпечується комплексом юридичних, економічних, технологічних і гуманітарних чинників.

Уже з перших законотворчих кроків після проголошення незалежності в Україні визначено загальні основи природоохоронної діяльності в державі, забезпечено комплексне регулювання відносин щодо природного середовища як єдиного організму. Закон «Про охорону навколишнього природного середовища» від 26 червня 1991 року — це стержневий, центральний закон у цій сфері, що не тільки проголошує, але й запроваджує систему управління в галузі природокористування. Охорона навколишнього природного середовища і раціональне використання природних ресурсів, забезпечення екологічної безпеки суспільства і збереження природного середовища життєдіяльності населення є головними умовами стійкого економічного та соціального розвитку України. З цією метою держава самостійно здійснює на своїй території екологічну політику, спрямовану на збереження живої і неживої природи. Така політика спрямована на забезпечення гармонійної взаємодії суспільства і природи, раціонального використання, ефективної охорони і вчасного відтворення природних об'єктів. Закріплення цих вимог в екологічному законодавстві визначає правові, економічні та соціальні основи організації і здійснення охорони навколишнього природного середовища в інтересах нинішнього і майбутнього поколінь.

Основним джерелом екологічного законодавства і права є Конституція України. У ст.16 Конституції передбачається, що забезпечення екологічної безпеки і підтримка екологічної рівноваги на території України, подолання наслідків Чорнобильської катастрофи — катастрофи планетарного масштабу, збереження генофонду українського народу є обов'язком держави. А ч.1 ст.50 Основного Закону країни закріплює положення про те, що кожний громадянин має право на безпечне для життя і здоров'я навколишнє середовище та відшкодування заподіяної порушенням цього права шкоди. Ці основні вимоги Конституції є головними складовими для подальшого розвитку і належного функціонування нормативно-правової бази екологічного законодавства.

Екологічне законодавство України складається із Законів України:

специфічні закони України	загальні закони України	міжгалузеві закони України
Про охорону атмосферного повітря	Про місцеве самоврядування в Україні	Про власність
Про відходи	Про охорону навколишнього природного середовища	Про підприємства в Україні
Про ПЗФ		Про підприємництво
Про тваринний світ		Про транспорт
Про рослинний світ	Основи законодавства України Про охорону здоров’я	Про дорожній рух
Про пестициди і агрохімікати		Земельний кодекс України
Про поводження з радіоактивними відходами		Водний кодекс України
	Про екологічну експертизу	Лісовий кодекс України
Про правовий режим території, що зазанала радіоактивного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи		Кодекс України про надра
		Про забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення

2.Основні принципи охорони навколишнього природного середовища

Ще на початку 17 ст. англ. філософ Ф. Бекон писав, що головним завданням науки є забезпечення панування людини над природою. Технократична стратегія розвитку цивілізації протягом 17-20 ст. посилила уявлення про те, що людина є центром всесвіту. Проблема формування екологічної культури постала ще наприкінці 20 ст., коли у 1992 р. конференція ООН визначила формування екологічної культури населення планети як головне пріоритетне завдання людства.

Екологічна культура – це внутрішня суть людини та суспільства, що проявляється в певних діях щодо природи. Наша епоха – час великої дисгармонії між зовнішньою культурою, що проявляється в здатності людини створювати видатні твори мистецтва, та внутрішньою культурою, дефіцит якої викликав глобальну екологічну кризу.

Дефіцит екологічних знань та екологічної культури проявляє себе у тому, що екологічна інформація не включається у споживацьку сферу особистості. Люди розуміють, що промислове та сільськогосподарське виробництво забруднює середовище життя, але не хочуть відмовитися від екологічно небезпечних виробництв та їхньої продукції.

Моральне ставлення до природи включає три аспекти:

-                     релігійний, що спирається в своїх рекомендаціях про бажаний тип взаємовідносин людини з природою на принципи тієї чи іншої релігії;

-                     гуманістичний, що має в своїй основі розуміння того, що шкода, заподіяна навколишньому середовищу, рівноцінна шкоді, заподіяній майбутнім поколінням людей;

-                     моральний, що допускає рівноцінність усього живого.

Ключовим моментом є їхнє функціонування в одному напрямку, до цього докладаються певні зусилля. У 1986р. надрукована спільна Декларація п’яти світових релігій про духовну відповідальність віруючих за стан природного середовища. У 1988р. в спільній заяві  Папи Римського і Далай Лами знову була підтверджена орієнтація християнства та буддизму на природоохоронну орієнтацію віруючих. Сучасна церква визнала, що Бог створив людину як частину природи та запропонувала віруючим керуватися заповіддю: «Борони та оберігай Землю і все на Землі».

Екологічним законодавством визначено й основні принципи охорони навколишнього природного середовища. До них належать: пріоритетність вимог екологічної безпеки й обов'язковість дотримання екологічних стандартів; гарантування екологічно безпечного природного середовища для життя і здоров'я людей; випереджаючий характер заходів з охорони навколишнього природного середовища; науково обґрунтоване узгодження економічних, екологічних та соціальних інтересів суспільства; використання природних ресурсів з урахуванням ступеня антропогенних змін території проживання населення; прогнозування стану навколишнього середовища й обов'язковість екологічної експертизи; демократизм при ухваленні рішень, що впливають на стан навколишнього природного середовища і формування в населення екологічного світогляду; стягування плати за забруднення навколишнього середовища і погіршення якості природних ресурсів; компенсація збитків, заподіяних порушенням екологічного законодавства та деякі інші принципові вимоги. Принципи охорони навколишнього природного середовища як основні засади правового регулювання взаємодії суспільства з природою істотно впливають на визначення екологічної правосуб'єктності державних органів і громадян країни

Види адміністративних стягнень у галузі екології
основні	додаткові
Попередження	Конфіскація предмета, який став знаряддям вчинення або безпосереднім об’єктом адміністративного правопорушення
Штраф
Позбавлення спеціального права, наданного громадянину (права полювання…)

Домашнє завдання: параграф 102

Навчальний матеріал за 18.05.2022

Тема: Базові положення природокористування

Природокористування та його види

Природокористування є галуззю наукової і виробничої діяльності людини, сукупністю всіх засобів суспільства для використання та відновлення природного середовища і природних ресурсів для розвитку продуктивних сил та забезпечення сприятливих умов для життєдіяльності людини.

Природокористування передбачає всі впливи людства на природу. Воно повинно бути ефективним, щоб не виснажити природне середовище, бо це може стати причиною вимирання людства.

Існує кілька різних класифікацій природокористування. Основними його типами вважають промислове, сільськогосподарське і рекреаційне. Розрізняють також раціональне і нераціональне природокористування. Характерною ознакою раціонального природокористування є раціональне освоєння та перетворення довкілля, його вивчення й охорона.

За типом використаних природних ресурсів розрізняють:

• землекористування;
• водокористування;
• лісокористування;
• використання мінеральних ресурсів тощо.

Природні ресурси

У процесі природокористування людина потребує природних ресурсів. Природними ресурсами називають компоненти природного середовища, які оточують людину і використовуються для задоволення потреб як самої людини, так і всього суспільства.

Природні ресурси — це об'єкти живої і неживої природи, корисні копалини, клімат, ландшафт, водойми тощо (мал. 103.1). Основним напрямом сучасного використання природних ресурсів є його комплексність. Якщо раніше комплексне використання ресурсів траплялося не так часто, то тепер воно є складовою раціонального природокористування.

Розрізняють природні ресурси живої та неживої природи. Вони є важливими складовими довкілля і створюють середовище, у якому живе людина.

Класифікації природних ресурсів

Природні ресурси є дуже різноманітними і можуть використовуватися в різні способи. Тому існує кілька різних класифікацій природних ресурсів, побудованих за різними принципами.

Мал. 103.1. Природними ресурсами є ліс, водойма, корисні копалини

За походженням природні ресурси поділяють на біотичні і абіотичні. Біотичні ресурси виникають завдяки діяльності біосфери. До них входять не лише живі організми, але й ті продукти і речовини, які виникають завдяки їхній діяльності. Так, біотичними за походженням є викопні види палива, такі як вугілля, торф або нафта. Абіотичні ресурси походять із неживого, абіотичного матеріалу. Це граніти, базальти, руди золота, срібла, міді та інших металів, прісна вода. Хоча інколи провести чітку межу між цими двома типами ресурсів важко. Наприклад, більшість сучасних руд Феруму виникли завдяки діяльності залізобактерій, яка відбувалася в давні геологічні епохи.

За можливістю використання розрізняють потенційні, фактичні, резервні та фондові ресурси. Фактичними є ресурси, які використовуються нині, а потенційними — ресурси, які ще не використовуються, але розробка яких уже цілком можлива на певному етапі. Резервними називають ресурси, які вже можуть використовуватися, але на сьогодні розробка таких ресурсів не є достатньо прибутковою. Фондовими називають ресурси, які можуть бути використані після розробки відповідних технологій.

Прикладом переходу ресурсів з одного виду в інший є ситуація зі сланцевим газом. Поки не існувало технологій його видобування, він вважався фондовим ресурсом. Після розробки відповідних технологій і початку видобування сланцевий газ став фактичним ресурсом, а на тих територіях, де його видобування не почалося,— потенційним (наприклад, в Україні). Глибоко розташовані запаси сланцевого газу в Китаї є резервним ресурсом, бо існуючі технології ще не дозволяють достатньо прибуткове їх використання. Але роботи щодо створення технологій, потрібних для його прибуткового видобування, уже завершуються.

Проблеми використання природних ресурсів

За здатністю до відновлення розрізняють відновні й невідновні природні ресурси. Невідновні ресурси після використання не відновлюють свій кількісний і якісний стан або відновлюють його дуже довго. Такі природні ресурси є вичерпними. До них відносять усі корисні копалини: нафту, газ, руди, торф тощо.

Відновні природні ресурси здатні відновлювати свій кількісний і якісний стан після використання. Такі ресурси є невичерпними. До них належать енергія Сонця, рослинний і тваринний світ, енергія вітру і річок тощо.

Нераціональне використання природних ресурсів може створювати цілу низку проблем. Так, надмірне використання відновних біотичних ресурсів може погано позначатися на стані екосистем. Наприклад, у випадку масштабного вирубування лісів або надто інтенсивного випасання скота.

Невідновні ресурси також створюють проблеми під час та після свого використання. Шахти, які використовують для добування вугілля або руд різних металів, суттєво впливають на стан і динаміку ґрунтових вод у місці свого розташування. А добування корисних копалин відкритим способом створює велетенські котловани та відвали порожньої породи, які значно змінюють ландшафти екосистем і впливають на їхній стан.

 Домашнє завдання: параграф 103, - Визначте, на які ресурси багатий ваш регіон, а які ресурси у вашому регіоні є дефіцитом.

Навчальний матеріал за 19.05.2022

Тема: Природні ресурси, принципи їх класифікації та проблеми їх використання

Природні ресурси - компоненти природи, які використовуються (актуальні) або можуть бути використані (потенційні) як засоби виробництва і предмети споживання.

До природних ресурсів належать:

• сприятливі кліматичні умови (енергія Сонця, вітру, води),
• ґрунти,
• рослини,
• тварини,
• мінеральна сировина,
• води.

Природні ресурси поділяються на:

• мінеральні,
• енергетичні,
• водні,
• земельні,
• біологічні (рослинні, тваринні),
• кліматичні,
• рекреаційні.

Планета Земля має великі водні, рослинні, мінеральні та інші ресурси. Але вони не безмежні. Потреби людини в сировині, паливі безперервно зростають. Промислові підприємства використовують воду, сировину, паливо, кисень повітря в зростаючих обсягах. Ступінь використання природних ресурсів визначається не стільки їх природними властивостями, скільки соціально-економічними потребами.

Розрізняють вичерпні і невичерпні природні ресурси.

Витрата відновлюваних ресурсів (вирубування лісу, вилов риби тощо) починає перевищувати розміри їх природного відтворення. Для того, щоб цього не було, треба:

• а) раціональніше видобувати і обробляти природні ресурси;
• б) завчасно залучати в експлуатацію нові невиснажені ресурси і за рахунок цього послабити використання виснажених;
• в) штучно відновлювати ресурси, що можна робити набагато інтенсивніше, ніж це робить природа;
• г) відшукувати штучні замінники.

     

До невідновлюваних ресурсів належить більша частина корисних копалин, їх використання призводить до поступового вичерпання запасів. Тому, щоб їх не втратити, треба розшукувати нові родовища та технічно правильно експлуатувати вже знайдені, тобто максимально вилучати цінні речовини з родовищ.

До невичерпних природних ресурсів належать водні та кліматичні. Водні ресурси - води, що використовуються як джерело водопостачання населення, промисловості та сільського господарства, а також як джерело енергії.

Кліматичні ресурси - сонячна радіація - як джерело світла, тепла та енергії, енергії вітру. Атмосферні опади можна відносити до водних та кліматичних ресурсів. Використання невичерпних природних ресурсів не призводить до загального зменшення їх запасів на Землі.

Тільки забруднення вод та атмосфери може стати серйозною перешкодою подальшого розвитку виробництва, призвести до погіршення умов життєдіяльності населення.

Мінеральні ресурси після завершення їх розвідки і видобутку, а також біологічні ресурси і навіть вода та повітря стають сировиною для різноманітних галузей господарства. Сировинні матеріали, які використовуються у виробництві, перетворюються вже на економічні ресурси суспільства (інші економічні ресурси - капітал, трудові, інтелектуальні ресурси та можливості менеджменту). Зрештою, використані природні ресурси після певної технологічної обробки постають перед нами у вигляді знарядь та засобів праці і різноманітних матеріальних благ

Водні ресурси - складова частина невичерпних природних ресурсів. Це - води суходолу (річок, озер, льодовиків, штучних водойм, боліт, підземних вод, ґрунтової вологи, снігового покрову), морів, океанів.

Вода - одна з найпоширеніших речовин у природі. На Світовий океан припадає 361 млн. км², або 71%, загальної площі поверхні Землі. Площа всіх внутрішніх водойм суходолу становить близько 3% площі земної кулі. Майже 10% суходолу вкрито льодовиками.

Із загальних запасів води на Землі (1386 км³) 96,5% припадає на води Світового океану. Об'єм підземних вод становить понад 23 400 тис. км³, в льодовиках міститься 24 064 тис. км³, в озерах - 176 тис. км³, в болотах - 11,5 тис. км³, в річках - 2,12 тис. км³. Але прісної води тільки 2,5% усієї води на Землі, до того ж понад 2/3 її законсервовано в льодовиках та сніжниках. Використовується ж тільки 0,0002% загальних запасів прісних вод.

У багатьох районах великі річки та озера знаходяться на порівняно мало освоєних територіях. Наприклад, Амазонка, річки Росії та Канади, що впадають в Північний Льодовитий океан.

Проблема нестачі води в густозаселених регіонах Землі пов'язана також із значним забрудненням вод річок та озер в результаті господарської діяльності. Брудна вода стає непридатною для пиття, використання в побуті, зрошення сільськогосподарських земель та використання в промисловості. Процес забруднення вод особливо інтенсивно розвивається в останні 20-30 років. До цього проблеми, пов'язані з забрудненням вод, мали локальний характер. Можна сказати, що на очах одного покоління виникла одна з найбільших проблем людства - проблема води, яка охоплює і ц комплексне використання та охорону.

Один з найбільших споживачів води - сільське господарство. Так, на вирощування 1 т цукрових буряків витрачається 130-160 м³ води, 1 т пшениці - 800-1200, 1 т бавовни-сирцю - 4000-5000, рису - 5000-7000 м³.

Багато води споживає промисловість. На виробництво 1 т бавовняної тканини витрачається близько 250 м³ води, 1 т аміаку - близько 1000 м³. До найбільших споживачів води належать також теплові електростанції.

Земельні ресурси - землі, що використовуються або можуть бути використані в різних галузях національної економіки; вид відновлюваних природних ресурсів, що характеризуються територією, якістю ґрунтів, кліматом, рельєфом, гідрологічним режимом, рослинністю тощо.

Земельні ресурси - основа розміщення господарських об'єктів, головний засіб виробництва в сільському, лісовому та інших господарствах, де використовується і відіграє роль родючість ґрунтів.

Земельний фонд становить 133,9 млн. км², або 26,3% загальної площі планети Земля. Сільськогосподарськими землями (включаючи ріллю, луки, пасовища, сади, плантації) зайнято близько 35%, лісами та чагарниками - понад 30%, населеними пунктами, промисловістю та транспортом - 3% земельного фонду світу. У світі нині розорано і обробляється 10,8% загальної площі земельних ресурсів, зайнято луками та пасовищами 23,2%, загальна площа сільськогосподарських угідь становить 34%.

Тенденція зростання кількості населення і зниження землезабезпеченості загострюють необхідність розширення загальної площі сільськогосподарських земель. За останнє десятиліття їх площа зросла в світі на 360 млн. гектарів.

Відтворення ґрунтового покриву відбувається дуже повільно, зі швидкістю 0,2-2 см за 100 років, тобто на утворення мінімально необхідного для землеробства шару ґрунту потужністю 18 см потрібно 1000 років. Головна і найбільш серйозна проблема - опустелення земель через вирубування лісів, знищення природного покриву, розорювання, неправильну експлуатацію, надмірне випасання худоби, а також внаслідок промислового забруднення ґрунтів і водойм, що негативно позначається на рослинному покриві. За даними 00Н, понад 40% земної поверхні стали пустелями або перебувають під загрозою зпустелення.

Навчальний матеріал за 20.05.2022

Тема: Основні закони природокористування. Принципи управління природними системами

Основні закони природокористування

Природокористування повинно бути раціональним. Для цього необхідно знати певні закономірності, які слід ураховувати у процесі природокористування, і мати базові екологічні знання для можливості прогнозування наслідків своїх дій.

Існує кілька основних законів природокористування, дотримання яких робить його більш ефективним.

Деякі закони природокористування

Назва закону	Зміст закону
Закон Комонера	Усе пов'язано з усім. Усе повинно кудись діватися. Природа знає краще. За все доводиться платити
Зміни внутрішньої динамічної рівноваги	Зміни в одному компоненті природного середовища неодмінно викликають зміни в усіх інших компонентах
Правило «охрімової свити»	Еколого-економічний потенціал екосистеми є величиною відносно стабільною. Якщо в одному місці збільшиться, то в іншому зменшиться
Закон розвитку за рахунок зовнішнього середовища	Будь-яка природна система є відкритою і може існувати лише в умовах надходження енергії та речовини з навколишнього середовища. Виходячи з цього можна стверджувати: абсолютно безвідходне виробництво, неможливе, природні системи Землі існують не тільки за рахунок планетарних, але й за рахунок космічних ресурсів
Закон спільної дії природних чинників	Величина врожаю залежить не від одного, навіть лімітованого, чинника, а від сукупності всіх чинників, які діють одночасно
Закон максимуму	У певному природному комплексі може утворитися біомаса або родючий шар ґрунту не більший, ніж властивий цій системі, за умови поєднання ідеальних умов
Закон обмеженості природних ресурсів	Будь-які природні ресурси обмежуються так званими лімітами вимог. Це стосується навіть невичерпних ресурсів, бо, наприклад, кількість сонячної енергії, яка надходить до планети, лімітується випроміненням Сонця і не може суттєво змінюватися. Відповідно, ті ресурси, які від неї залежать (вітер, вода, сонячна радіація тощо), мають відповідні обмеження щодо потенційно можливих об'ємів використання
Закон падіння природно-ресурсного потенціалу	У межах певної суспільне економічної формації, яка використовує незмінний спосіб виробництва й однотипні технології, природні ресурси декотрих видів вичерпуються і стають менш доступними
Правило територіальної екологічної рівноваги	Стабільність і стійкість середовища існування людства може забезпечуватися тільки природними екосистемами. Максимальний еколого-економічний ефект досягається за такого співвідношення площ: 40 % видозмінених людиною і 60 % природних

Управління природними системами

Управління природними системами є надзвичайно важливим процесом, бо від його ефективності залежить процес природокористування і подальша доля цієї екосистеми. В історії людства було чимало прикладів, коли неефективне управління ставало причиною екологічних катастроф і великих соціальних потрясінь. Класичним прикладом такого неефективного управління є історія острова Пасхи, населення якого ще до приходу європейців пережило жорстоку екологічну кризу, що виникла внаслідок неефективного використання природних ресурсів острова.

Ще одним прикладом неефективного управління природними системами є історія заселення Гренландії вікінгами, які жили там у Х-XV століттях. Поселення вікінгів спочатку розрослося, але потім занепало і повністю вимерло. Причин цього було досить багато. Це і погіршення клімату, і втрата зв'язку з Європою, і можливі сутички з інуїтами. Але однією з головних була, безумовно, нездатність адаптуватися до умов життя в цьому природному середовищі.

Так, гренландські вікінги з якихось причин повністю ігнорували рибу як продукт харчування. Це значно звужувало їхній харчовий раціон. А вирощування сільськогосподарської продукції та худоби стало неможливим через зміни клімату. У той же час інуїти, які з'явилися у Гренландії пізніше, ефективно використовували всі місцеві природні ресурси і цілком ефективно вижили в цих важких умовах.

Ефективне «м'яке» управління природою будується на стимулюванні корисних природних ланцюгових реакцій. Це сприяє процесам відтворення природних ресурсів і зберігає екосистеми в гарному стані. Елементами такого управління є, наприклад, не суцільна, а вибіркова вирубка лісу, біологізоване сільське господарство, створення систем лісосмуг тощо.

Домашнє завданн: параграф 104

Навчальний матеріал за 23.05.2022

Тема: Природокористування в контексті сталого розвитку. Основні шляхи екологізації природокористування

Сталий розвиток — це розвиток людства, який відбувається з урахуванням великої кількості факторів, що впливають як на суспільство, так і на природу. Використання сучасних інформаційних технологій та моделювання процесів дозволяє достатньо точно передбачати наслідки прийнятих рішень. Це робить такий розвиток керованим, дозволяє ефективно планувати діяльність людства.

Концепцію сталого розвитку було сформульовано в рішеннях Конференції ООН із навколишнього середовища та розвитку (Ріо-де-Жанейро, 1992 р.). На цій конференції голови 179 держав ухвалили план дій щодо сталого розвитку, який отримав назву «Порядок денний на XXI століття». Його було прийнято у зв'язку зі стрімким погіршенням екологічної ситуації і прогнозом про можливу глобальну катастрофу у XXI ст., яка може призвести до загибелі всього живого на планеті. Людство зіткнулося з гострим протиріччям між зростаючими потребами людей і нездатністю біосфери забезпечити їх.

Цілями в галузі сталого розвитку є:

• ліквідація бідності;
• ліквідація голоду;
• міцне здоров'я і благополуччя;
• якісна освіта;
• гендерна рівність;
• чиста вода і належні санітарні умови;
• відовлювана енергія;
• гідна робота й економічне зростання;
• індустріалізація, інновація та інфраструктура;
• зменшення нерівності;
• стійкі міста й населені пункти;
• відповідальне споживання і виробництво;
• боротьба зі зміною клімату;
• збереження морських екосистем та екосистем суші;
• мир, правосуддя й ефективні інститути;
• партнерство в інтересах сталого розвитку.

Природокористування в контексті сталого розвитку

Концепція сталого розвитку передбачає позитивний синтез і системне вирішення екологічних, економічних, соціальних і культурних проблем сучасності. Основною ідеєю Концепції стало те, що розвиток повинен задовольняти потреби нинішнього покоління без шкоди для майбутніх поколінь.

Природокористування розглядається в рамках Концепції як процес, який не може не відбуватися. І це є логічним, бо для свого існування людина має використовувати природні ресурси. Але ресурси планети є обмеженими. І їх слід використовувати таким чином, щоб підтримувати баланс і мати можливість їх відновити. Адже ми не можемо залишити майбутні покоління наших нащадків без будь-яких ресурсів для життя.

Мал. 105.1. Використання припливів, сонячного випромінення і вітру як джерел електроенергії

Відповідно, перспективними напрямами природокористування стають такі, які передбачають використання відновних природних ресурсів та продуктів вторинної переробки вже використаних ресурсів. Так, у виробництві електроенергії постійно зростає частка таких джерел, як вітер, сонячне випромінювання, геотермальні джерела тощо (мал. 105.1).

Ще одним важливим напрямком у природокористуванні стає забезпечення рекультивації тих земель, які використовувалися для добування ресурсів. Передовсім, це місця видобутку корисних копалин відкритим способом. Але рекультивації часто потребують і колишні сільськогосподарські землі. Особливо, якщо на них проводилися меліоративні заходи. Наслідком цього могло бути пересихання, заболочування або засолення використаних земель.

Втілення Концепції сталого розвитку

Концепція сталого розвитку активно втілюється в життя. Прикладів реалізації її компонентів і основних підходів досить багато. Вона впроваджується в галузях економіки, суспільства, транспорту, управління, енергозбереження, обмеження викидів, переробки відходів тощо. Так, під час будівництва доріг у багатьох країнах згідно з Концепцією висаджують додаткові зелені насадження. Таким чином компенсується вилучення частини території екосистеми під потреби людини і зберігається стан довкілля.

Ще один важливий момент — вирощування зернових культур. У традиційному землеробстві вирощування зерна супроводжується значним виснаженням ґрунту. Для запобігання цьому використовують новітні агротехнології. Проте врожайність знижується несуттєво, а родючість ґрунту поступово відновлюється.

Крім сучасних способів обробітку ґрунту, новітні агротехнології передбачають раціональний полив (наприклад, крапельний). Такий полив дозволяє суттєво економити водні ресурси, дефіцит яких стає все більшим. Також важливою складовою є розумне використання добрив. Без добрив в агроценозах обійтися неможливо, бо частина ресурсів щорічно вилучається з певного біоценозу разом із врожаєм. Але шляхи внесення добрив можуть бути різними. І різною може бути ефективність внесення. Якщо вносити мало добрив, то знизиться врожайність, якщо багато, виникне загроза забруднення ґрунтів і вод. Сучасні агротехнології дозволяють запобігати виникненню таких проблем.

Одним із найбільш важливих шляхів втілення Концепції сталого розвитку є зміна відношення населення до проблем, які ця Концепція намагається вирішити. Концепцію не можна буде втілити без розуміння того, що всі ідеї не спрацюють без їхнього сприйняття населенням.

Неможливо змусити людей сортувати сміття, якщо вони не розуміють необхідності цього. Неможливо зберігати біорізноманіття, якщо суспільство не буде засуджувати тих, хто його знищує. Кожна людина на планеті повинна розуміти, що без її конкретного невеликого внеску втілити цю Концепцію в життя буде надзвичайно складно, а може, і взагалі нездійсненно.

Домашнє завдання: параграф 105, - Поясніть, чому ефективне втілення в життя Концепції сталого розвитку є можливим лише завдяки зусиллям багатьох країн.

Навчальний матеріал за 24.05.2022

Практична робота

Тема: Аналіз власної повсякденної діяльності відповідно до принципів сталого розвитку

1. Пригадайте основні принципи сталого розвитку.

2. Складіть перелік основних напрямів власної діяльності.

3. Сформулюйте висновки.