Экология. Методические указания по изучению дисциплины Для студентов заочной формы обучения направления подготовки 140400. 62 Электроэнергетика и электротехника, квалификации бакалавр Казань 2013
 Скачать 0.98 Mb.
|
|
2. Основные направления рационального природопользования и охраны окружающей среды Основные направления охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Охрана атмосферного воздуха, вод, недр, земель (почв, растительного и животного мира, лесов и других биологических ресурсов. Системы экологического мониторинга. Инженерная защита окружающей среды. 13 2.4.5. Практические (семинарские) занятия № п/п Тема практических (семинарских) занятий Семестр Номер раздела лекционного курса Продолжительность часов) 1 Определение платы за загрязнение водоемов 2 4 2 2 Экономическая эффективность природоохранных мероприятий 6 2 Итого – – 4 3. САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ 1. Введение предмет и задачи дисциплины Экология. Структура современной экологии Предмет, методы, цели и задачи дисциплины Экология. Место дисциплины в системе технического образования. Место экологии в системе естественных наук. Понятие сини аутэкологии. Экология человека социальная и промышленная экология, экологическое мировоззрение. Научные и народнохозяйственные проблемы экологии. Экология как научная основа природопользования. Роль экологических знаний подходов в решении технологических и технических задач. Значение экологической подготовки для работы в промышленности, проектно-конструкторских, научно-исследовательских и экспертных организациях. Зависимость человечества от состояния жизни на Земле. Математическое моделирование экологических процессов. 2. Основные закономерности организации живых систем Основные понятия экологии. Классификация и основные свойства экологических систем. Общие свойства живых систем структурная организация, динамическое состояние, жизнь в потоке вещества, энергии, информации гомеостаз способность к самообучению и саморегулированию способность к самовоспроизведению свойства изменчивости и наследственности, как основа способности к развитию и эволюции. Фундаментальные принципы взаимоотношений биологических систем со средой их обитания. Определения сущности жизни. 14 Уровни организации живых систем молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биосферный. Характерные особенности, специфичные для каждого из уровней биологической организации. Проявления фундаментальных свойств живых систем на различных уровнях организации. Уровни организации, которыми занимается общая экология. 3. Окружающая среда и человек Среда обитания. Условия и ресурсы среды. Основные среды обитания организмов на Земле водная, наземно-воздушная, почвенная, организменная. Взаимодействия организма и среды. Экологические факторы их классификация и действие. Абиотические факторы наземной среды, почвенного покрова и воды. Биотические факторы. Понятие о лимитирующем факторе. Закон минимума, закон толерантности. Понятие о жизненной форме. Адаптация живых организмов к экологическим факторам. Популяция, ее структура и динамика. Основные количественные характеристики популяций численность и плотность популяций, рождаемость, смертность. Рост популяции и кривые роста. Колебания численности. Типы экологических стратегий популяций. Динамика популяции на примере динамики численности населения в различных странах мира. Поло-возрастные пирамиды. Сообщества. Понятие об экосистеме и биогеоценозе Видовая структура биоценоза. Пространственная структура биоценоз. Отношения организмов в биоценозах. Конкуренция. Экологические ниши. Правило конкурентного исключения (Гаузе). Биоразнообразие как основа устойчивости биоценозов. Классификация экосистем. Взаимодействие живого и неживого вещества в экосистемах. Трофическая структура экосистем продуценты, консументы, редуценты. Пастбищные и детритные трофические цепи. Продуктивность, биомасса, численность продуцентов и консументов в экосистемах. Правило экологических пирамид. Поток энергии в экосистемах. Динамика экосистем циклические и необратимые изменения. Сукцессия. Основные типы экосистем Земли. Природные и природно-антропогенные экосистемы. Строение и функции биосферы Подразделения и границы биосферы. Основные компоненты биосферы атмосфера, гидросфера и литосфера. Экология атмосферы. Состав и атмосферы понятие о тропосфере, стратосфере, ионосфере и экзосфере; циркуляция воздушных масс в тропосфере. Химические и биохимические процессы, протекающие в атмосфере. Озоновый слой. Природные источники загрязнения атмосферы. Воздух как один из важнейших природных ресурсов. Строение и состав гидросферы. Вода в биосфере 15 как важнейший природный ресурс. Экология гидросферы. Биогеохимический цикл воды. Распределение воды на поверхности континентов. Состав природных вод. Природные источники загрязнения водных объектов. Химические и биохимические процессы вводе. Основные типы организмов, обитающих в гидросфере. Строение и состав литосферы. Экология литосферы. Почвы и недра. Процесс формирования почв. Почвы и недра как важнейшие природные ресурсы. Жизнь в почве. Динамика процессов почвообразования и эрозии почв. Биосфера – глобальная экосистема Земли Биосфера как одна из оболочек Земли. Учение В.И.Вернадского о биосфере. Основные типы веществ в биосфере живое, косное и биокосное вещество. Свойства и функции живого вещества в биосфере. Место человека в биосфере. Свойства биосферы. Глобальные биогеохимические круговороты: круговорот кислорода, углерода, азота, фосфора, минеральных солей, биогеохимический цикл воды. Эволюция биосферы Взаимосвязанные циклы миграции веществ и энергии в природе практическая безотходность этих процессов. Жизнь как термодинамический процесс. Кризисы и катастрофы в истории Земли. Ноосфера. Техносфера. Устойчивость и емкость биосферы. Ресурсы биосферы и их современное состояние. Стратегические подходы к оценке состояния и моделированию процессов в биосфере. Человек в биосфере Человек как биологический вид, его экологическая ниша, положение в трофических цепях. Экология человека. Влияние природных факторов на здоровье человека. Влияние социальных факторов на здоровье человека. Появление человека и его роль в эволюции биосферы. Экология человека как раздел общей экологии, изучающей взаимодействие человека с окружающей природной средой. Окружающая человека природная среда как среда его обитания и производственной деятельности. Основные составляющие окружающей человека природной среды воздушная среда, водная среда, почвы, недра, животный и растительных мир, климатическая среда и энергетическая среда. Природа как материальная основа природопользования. Реакция человека на изменение окружающей природной среды. Законы природы Коммонера, их сущность и содержание. 4. Глобальные и региональные экологические проблемы современности Глобальные изменения климата, парниковые газы, опасность затопления густонаселенных территорий разрушение озонового слоя Земли и возникновение опасности воздействия жесткого ультрафиолетового излучения истощение материальных и природных ресурсов ухудшение качества воздуха и состояния атмосферы, истощение и загрязнение водных ресурсов, деградация земель кислотные дожди снижение видового 16 разнообразия флоры и фауны, следовательно, и устойчивости биосферы к внешним воздействиям. Причины возникновения глобальных экологических проблем и динамика их развития. Строение и состав литосферы. Экология литосферы. Почвы и недра. Процесс формирования почв. Почвы и недра как важнейшие природные ресурсы. Жизнь в почве. Динамика процессов почвообразования и эрозии почв. Региональные экологические проблемы в России. Районы с наиболее острыми экологическими ситуациями. Причины их возникновения. Группы основных показателей, определяющих остроту региональных экологических ситуаций санитарно-гигиеническая обстановка и уровень заболеваемости населения, истощение и утрата естественных ресурсов, нарушение генетической целостности ландшафтов. Критерии зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Взаимосвязь здоровья населения с состоянием окружающей среды. Эстетические и этические аспекты деградации окружающей природной среды. 5. Антропогенная экологическая нагрузка на окружающую среду Объективная необходимость поддержания равновесия в системе Хозяйственная деятельность человека - Окружающая природная среда. Экономика и правовые основы природопользования. Обязательность учета не только экологических, но и социальных и экономических интересов общества. Бесперспективность социальных и экономических преобразований в обществе вне здоровой окружающей природной среды. Понятие об экологической емкости территории. Соотношение сил антропогенного воздействия и степени восстановительных сил природы. Критерии поддержания экологического равновесия. Организационно-правовые основы экологии. Закон РФ Об охране окружающей природной среды как экологический кодекс России. Нормативы качества окружающей природной среды как научно-обоснованная мера сочетания экологических, социальных и экономических интересов общества. Постепенный переход от санитарно- гигиенических нормативов к экологическим. Биотестирование по наиболее чувствительным компонентам экосистем для каждой из трех сред наиболее перспективный метод оценки состояния природной среды. Основные принципы биоиндикации. 6. Основные направления рационального природопользования и охраны окружающей среды Охрана окружающей природной среды как комплекс международных, государственных и региональных мероприятий по обеспечению оптимальных параметров функционирования природной среды в пределах, 17 необходимых сточки зрения здоровья и благосостояния человека. Значение природных ресурсов для жизни и хозяйственной деятельности человека. Основные классификации природных ресурсов. Системный подход к проблемам природопользования. Понятие о рациональном и нерациональном природопользовании. Основные принципы рационального использования природных ресурсов в условиях научно-технического прогресса. Основные направления охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Охрана атмосферного воздуха, вод, недр, земель (почв, растительного и животного мира, лесов и других биологических ресурсов. Роль управления экологической экспертизы и мониторинга в деле охраны окружающей природной среды. Системы экологического мониторинга. Методы расчета и средства контроля интенсивности экологических факторов. Заповедники, заказники, национальные парки, их роль и место в системе природоохранных мероприятий. Инженерная защита окружающей среды. Инженерные методы предотвращения загрязнения окружающей природной среды атмосферными выбросами, сбросами загрязненных стоков в поверхностные и подземные воды, твердыми бытовыми и производственными отходами, энергетическими загрязнениями. Градостроительные мероприятия по защите от шума и вибрации. Меры защиты населения от ионизирующих излучений и электромагнитных полей. Перспективные направления защиты окружающей природной среды. Создание территориально-производственных комплексов с высокой степенью безотходности. Широкое внедрение биотехнологий. Разумное сочетание экологически чистых источников энергии с традиционными. Переход на автоматизированные системы экологического контроля. Приоритеты и стадии развития экологической политики в России. Государственная программа охраны окружающей природной среды и рационального использования природных ресурсов. Рычаги экономического регулирования. Определение экологического ущерба от загрязнения окружающей среды и эффективности природоохранных мероприятий. Роль общественных организаций в решении природоохранных задач. Международное сотрудничество в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов. 18 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Основная 1. Экология учеб / Л.В. Передельский, В.Н. Коробкин, О.Е. Приходниченко. – М ТК Велби, Изд-во Проспект, 2007. – 512 с. 2. Экология. Учебник для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. – Изд. е доп. и перераб. – Ростов-на-Дону.: Изд-во Феникс, 2007. – 602 с. 3. Экология. Человек – Экономика-биота-Среда: учебник для студентов вузов / Т.А.Акимова, В.В. Хаскин. – е изд, перераб . и доп. – М ЮНИТИ- ДАНА, 2007. – 495 с. 4. Николайкин НИ. Экология Учеб. для вузов / НИ. Николайкин, НЕ. Николайкина, О.Г. Мелехова. – е изд, перераб. И доп. – М Дрофа, 2006. – 49, 624 сил. Экология Учебник. Изд. е, перераб. И доп. / В.Н. Большаков, В.В. Качак, В.Г. Коберниченко и др Под ред. Г.В. Тягунова, ЮГ. Ярошенко. – М Логос, 2006. – 99, 504 сил. Колесников СИ. Основы экологии для инженеров. – М. Высшее образование. 2003 год. – 346 с. Дополнительная 6. Дыганова Р.Я. Актуальные проблемы экологии учеб. Пособие / Р.Я. Дыганова. – Казань:КГЭУ, 2005. – 260 с. 7. Холина В.Н. основы экономики природопользования Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2005. – 672 сим (серия Учебник для вузов) 8. Ерофеев Б.В. Экологическое право Учебнике изд, доп. – М ФОРУМ ИНФРА-М, 2005. – 320 с. (Профес.обр-ие). 9. Экология и экономика природопользования учебник для студентов вузов, обучающихся по экономическим специальностям (под ред. ЭВ. Гирусова.-4-е изд, перераб и доп. – М ЮНИТИ-ДАНА, 2010. – 607 с. – Золотой фонд российских учебников. 10. Акимова ТА, Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология. Природа- человек-техника. – М. Юнити-Дана, 2008. 343 с. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы: Операционные системы Windows, стандартные офисные программы, электронные версии учебников, пособий, методических разработок, указаний и рекомендаций по всем видам учебной работы, базы данных, информационно-справочные и поисковые системы, Российские экологические сайты, перечисленные на http://www.ecoguild.ru/links.html и http://www.dront.ru/ecosites01.ru.html 19 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ ЭКОЛОГИЯ Программа курса по экологии состоит 6 разделов, которые разбиты на темы с указанием в квадратных скобках порядкового номера и соответствующих глав каждого из источников. После изучения теоретического материала следует ответить на предлагаемые вопросы самопроверки. В случае затруднения с ответами необходимо вернуться к рекомендуемым разделам учебников и просмотреть дополнительную литературу. Степень и объем усвоенного материала по экологии должны соответствовать перечню знаний и умений, сформулированных в конце каждой темы. 1. Введение предмет и задачи дисциплины Экология. Структура современной экологии Литература [1], введение (с. 5–13) [2], введение (с. 13–21) [3], глава 1 (с. 11–12, с. 20–23), глава 2 (с. 58–60) [4], глава 1 (с. 6–31) [5], введение Вопросы для самопроверки 1. Дайте определения экологии как науки. Как трансформировать содержание и задачи экологии в современный период. 2. Какие вопросы и проблемы рассматривает "Экология. Назовите основные ее разделы. 3. Какое значение имеют экологические знания для практической деятельности 4. Какие учения лежат в основе научного подхода к проблеме охраны природы 5. Какие задачи ставятся перед инженерно-техническими работниками по обеспечению охраны окружающей среды ? 6. Перечислите задачи, которые стоят перед человечеством по сохранению и улучшению биосферы. Следует знать реальную экологическую ситуацию, современную классификацию экологии по объектами методам исследований, пути решения экологических задач на основе инженерно- технических мероприятий. 20 Должен уметь определять структуру факторов, влияющих на экологическую ситуацию, давать качественную оценку таким факторами экологической обстановке в целом, прогнозировать возможности решения экологических проблем инженерно-техническими методами. 2. Основные закономерности организации живых систем. Литература [5], глава 1 (с. 17–20, 27–35) глава 2 (с. 37–56) [7], глава с. глава с. 86–94) [10], глава с. 61–65), глава с. 126–128) Вопросы для самопроверки 1. Охарактеризуйте основные понятия экологии. 2. Какие уровни организации живых организмов существуют. Дайте краткое описание каждого из уровней. 3. Перечислите фундаментальные взаимоотношения биологических уровней с окружающей средой. Следует знать основные понятия экологии, уровни организации живых организмов, характерные особенности, специфичные для каждого из уровней биологической организации, Должен уметь определять уровни организмов давать качественную оценку взаимоотношения биологических систем с окружающей средой. 3. Окружающая среда и человек Литература [1], глава 4 (с. 86–94), глава 5 (96–114) [1], глава 6 (с. 127–137), глава 8 (с. 174–185) [2], глава 4 (с. 105–111), глава 5 (с. 122–126, 128–147) [2], глава 6 (с. 155–172), глава 8 (с. 217–226, 230–234) [3], глава 3 (с. 78–97, 433–458), глава 4 (с. 137–140, 140–143) [4], глава 6 (с. 152–196), глава 7 (с. 196–315) Вопросы для самопроверки 1. Какие факторы называются экологическими Приведите примеры комплексного воздействия экологических факторов на живые организмы и частичной взаимной их компенсации. 2. Перечислите и охарактеризуйте абиотические факторы. Приведите примеры их влияния. 21 3. Перечислите и охарактеризуйте биотические факторы. Приведите примеры их воздействия. 4. Проанализируйте закономерности воздействия экологических факторов наземно-воздушной и водной среды на организмы и их ответных реакций. 5. Объясните суть Закона минимума Либиха и Закона толерантности Шелфорда. 6. Перечислите обязательные компоненты, составляющие экосистему. 7. Назовите показатели, имеющие важное значение для характеристики биогеоценозов. 8. Кто является автором учения о биосфере 9. Опишите историю возникновения и развития биосферы, этапы преобразования биосферы в ноосферу. В чем заключается отрицательное воздействие человека на биосферу планеты Как предотвратить это нежелательное явление Определите компоненты, обеспечивающие круговорот азота. Какие компоненты не могут быть исключены без нарушения круговорота азота 12. Какие превращения энергии происходят в биосфере 13. Расшифруйте понятие биогенная миграция и ее отличие от физико-химических перемещений. Как осуществляется круговорот веществ в биосфере и чем он обусловлен Следует знать состав и структуру абиотических факторов и их влияние на видовой состав и численность организмов в экосистемах классификацию биотических факторов по типам взаимодействия популяций, разнообразию конкурентных отношений, трофическим связям, содержание понятий экологическая система, экологическая ниша, биотоп, биоценоз, экосистема и экотоны», популяция, трофические цепи и сети закономерности адаптации и пределы устойчивости живых организмов к меняющимся факторам среды,определения биосферы, ее структуру и этапы эволюции, причины и следствия отрицательного воздействия человека на биосферу, веществ в природе- элементный, геологический, биотический схему движения углерода на Земле и образование месторождений горючих ископаемых (нефти, газа, торфа, угля, цикл азота, цикл фосфора биологические и геологические факторы, обуславливающие функционирование этих циклов возможные помехи в круговоротах и влияние человека на формирование таких помех. |