Контрольная работа по "Экологии"

     Вначале строим мысленный образ объекта или экологического процесса, т.е. приступаем к построению вербальной модели (модели-образа) с необходимыми научными определениями и названиями. Еще такое моделирование носит название концептуального моделирования. Важно, что при построении вербальной модели проводится систематизация знаний и синтез имеющегося экспериментального материала.

     Графические модели представляют собой более  высокий уровень осмысления и обобщения материала. Велика обучающая функция моделей в виде наглядных карт, схем, диаграмм. Среди графических моделей особое место занимают карты, аэро- и космофотоснимки. Картографические модели содержат в свернутом виде огромное количество информации, поэтому по ним становится возможным конструктивно работать.

     Исследователи пытаются в миниатюре воспроизвести физический образ оригинала и на нем изучить интересующее явление. Здесь речь идет об имитационном моделировании. Этот класс моделей широко применяется в естественных науках, в том числе в экологии.

     Самым высшим этапом исследования является математическое моделирование. Класс математических моделей существенно повысил свои возможности в связи с появлением ЭВМ. Современные ЭВМ в состоянии учесть очень большое число переменных, а потому на выходе выдают вполне адекватные результаты. С их помощью сейчас удается обработать большой массив эмпирической информации. Именно за математическим моделированием - будущее экологии.

     Другая  особенность экологического подхода - в изучении вертикальных связей. Причем рассматривается в первую очередь движение вещества и энергии в трофических цепях, хотя в арсенале экологии разработаны методы изучения межбиогеоценотических связей. В соответствии с приоритетами в экологии объекты обычно фигурируют в виде трофических пирамид, когда пространственные границы не принимаются во внимание. Поэтому экосистемы считаются безранговыми понятиями, важнее понять их вертикальное членение на биогеогоризонты.

     Современное состояние экологии как науки  с ее крайней рассредоточенностью научных усилий настоятельно требует введения некоей объединяющей концепции. В данном случае системный анализ можно рассматривать как альтернативные гипотезы, при этом сам системный анализ часто будет подсказывать, какие контрольные эксперименты необходимо провести, чтобы сделать выбор. 

3. Что такое «истощение вод» и к каким неблагоприятным экологическим последствиям оно приводит? 

     Проблема  истощения водных ресурсов возникает  по нескольким причинам, главные из которых: неравномерное распределение воды во времени и пространстве, рост ее потребления человечеством, потери воды при транспортировке и использовании, ухудшение качества воды и как крайний случай - ее загрязнение. «Истощение вод» следует понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). И то, и другое приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе человек - биосфера.

     Интенсивная эксплуатация подземных вод при водозаборе и мощный водоотлив из шахт и карьеров приводят к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к значительному ущербу речному стоку, к исчезновению родников, ручьев и малых рек. Кроме того, в связи со значительным снижением уровней подземных вод осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность - гидрофиты.

     Длительная  интенсификация эксплуатации месторождений  подземных вод в определенных геолого-географических условиях может вызвать также медленное оседание и деформацию земной поверхности, что негативно сказывается на состоянии экосистем, особенно прибрежных районов, где затапливаются пониженные участки и нарушается нормальное функционирование естественных сообществ организмов и всей среды обитания человека.

     Истощению подземных вод способствует также  длительный неконтролируемый самоизлив артезианских вод из скважин.

     На  территории России крайне неравномерно распределяется поверхностный сток воды: около 90% общего годового стока с территории России выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны внутреннего стока (Каспийское и Азовское море), где проживает свыше 65% населения, приходится менее 8% общего стока.

     Именно  в этих районах наблюдается истощение поверхностных водных ресурсов и дефицит пресной воды продолжает расти. Связано это в основном с активизацией хозяйственной деятельности человека, которая приводит к возрастающему загрязнению вод, снижению способности водоемов к самоочищению, истощению запасов подземных вод, а следовательно, к снижению родникового стока, подпитывающего водотоки и водоемы.

     Весьма  актуальной проблемой является восстановление водности и чистоты малых рек (длиной не более 100 км), которые оказались  наиболее восприимчивы к антропогенному воздействию. Непродуманное хозяйственное использование их водных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало истощение, обмеление, загрязнение, а нередко и исчезновение малых рек.

     В настоящее время состояние малых  рек и озер, особенно на Европейской части России, в результате резко возросшей антропогенной нагрузки на них, катастрофическое. Сток малых рек снизился более чем наполовину, качество воды неудовлетворительное. Многие из них полностью прекратили свое существование.

     К очень серьезным негативным экологическим последствиям приводит и изъятие на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в водоемы рек. Так, уровень некогда многоводного Аральского моря начиная с 60-х гг. катастрофически понижается в связи с недопустимо высоким перезабором воды из Амударьи и Сырдарьи. При этом происходит нарушение закона целостности биосферы, когда изменение одного звена влечет за собой сопряженное изменение всех остальных. В результате объем Аральского моря сократился более чем наполовину, уровень моря снизился на 13 м, а соленость воды увеличилась в 2,5 раза.

     Осушенное дно Аральского моря стало крупнейшим источником пыли и солей. В дельте Амударьи и Сырдарьи на месте гибнущих тугайных лесов и тростниковых зарослей появляются бесплодные солончаки, происходит высыхание озер, проток, болот и повсеместное снижение уровня грунтовых вод, обусловленное падением уровня моря. Все эти явления вызвали такие экологические изменения приаральского ландшафта, которые могут быть охарактеризованы как опустынивание.

     К другим весьма значительным видам воздействия  человека на гидросферу следует отнести создание крупных водохранилищ, коренным образом преобразующих природную среду на прилегающих территориях. Создание крупных водохранилищ, особенно равнинного типа, для аккумуляции и регулирования поверхностного стока приводит к разнонаправленным последствиям: затоплению плодородных земель, изменению режима подземных вод, подтоплению прилегающих территорий, активизации сейсмической деятельности, с одной стороны, а с другой — повышению устойчивости речного стока, снижению последствий паводков, улучшению условий водоснабжения и т. д. Кроме того, создание водохранилищ путем перегораживания русла водотоков плотинами чревато серьезными негативными последствиями для большинства гидробионтов: из-за того что многие нерестилища рыб оказываются отрезанными плотинами, резко ухудшается естественное воспроизводство многих осетровых и других проходных рыб. 
 
 

4. Что такое экологически допустимые нагрузки и экологическая емкость территории? 

     В основу всех природоохранных мероприятий  положен принцип нормирования качества окружающей среды. Этот термин означает установление нормативов (показателей) предельно допустимых воздействий человека на окружающую среду.

     К комплексному показателю можно отнести допустимую экологическую нагрузку на окружающую природную среду.

     Экологическая нагрузка - такое изменение внешней среды, которое приводит или может приводить к ухудшению качества объекта, т.е. к нежелательным с точки зрения субъекта оценки изменениям в его состоянии.

     Предельно допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН)- максимальная нагрузка, которая еще не вызывает ухудшения качества объекта нормирования. В идеальном случае экологический норматив (законодательно установленное ограничение экологических нагрузок) должен совпадать с ПДЭН. Но поскольку экологический норматив учитывает привходящие обстоятельства (технологическая достижимость, стоимость, социальные издержки и т.п.), эти две категории не совпадают.

     Для оценки общей устойчивости экосистем к негативным воздействиям используют следующие показатели:

1. запасы живого и мертвого органического вещества;
2. эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова;
3. 3) видовое и структурное разнообразие.

     Ученые-экологи установили, что стабильность среды обитания не только растительного, но и животного мира, а, в конечном счете, и человека определяется в первую очередь, массой живого органического вещества и его основной части - фитомассы (древесина, травянистая растительность и др.). Чем значительнее эта масса, тем стабильнее среда. Главенствующее значение при этом имеют фотосинтезирующие организмы, так как они являются основным источником биомассы, а также определяют пищевые условия для всех остальных звеньев экосистемы и в значительной мере состав атмосферного воздуха.

     Потенциальная способность природной среды  перенести ту та иную антропогенную  нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется термином «емкость природной среды», или экологическая емкость территории. Экологическая емкость территории - уровень антропогенной нагрузки, который могут выдержать естественные экосистемы без необратимых нарушений выполняемых ими жизнеобеспечивающих функций. Оценка экологической емкости территории является одним из важнейших задач эколого-экономических исследований, без решения которых невозможна выработка научно-обоснованной системы экологической регламентации.

     В истории этой проблемы имеются труды, посвященные определению демографической емкости территории. Демографическая емкость территории вместе с оценкой репродуктивного потенциала флоры и фауны входит в определение экологической емкости территории, которая характеризуется наличием земель, пригодных для промышленного и гражданского строительства, объемов ресурсов поверхностных и подземных вод, наличием рекреационных ресурсов и условиями организации пригородной сельскохозяйственной базы.

     Полная  экологическая емкость территории как природного комплекса определяется:

• объемами основных природных резервуаров: воздушного бассейна, совокупности водоемов и водотоков, земельных площадей и запасов почв, биомассы флоры и фауны;
• мощностью потоков биогеохимического круговорота, обновляющих содержимое этих резервуаров: скоростью местного атмосферного газообмена, пополнения объемов чистой воды, процессов почвообразования и продуктивностью биоты.

     Человеком используется только часть полной экологической  емкости - экологическая техноемкость территории, определяемая как обобщенная характеристика территории, количественно соответствующая максимальной техногенной нагрузке, которую может выдерживать и переносить в течение длительного времени совокупность реципиентов и экологические системы территории без нарушения их структурных и функциональных свойств. Экологическая техноемкость территории показывает способность природной системы к восстановлению изъятых из нее ресурсов и к нейтрализации вредных антропогенных воздействий, а также меру максимально допустимого вмешательства человеческой деятельности в природные циклы. 
Экологическая техноемкость территории должна занимать первостепенное место среди территориальных экологических нормативов, но она не может быть абсолютной основой регламентации хозяйственной деятельности, так как должна удовлетворять и социально-экономическим, и социально-экологическим требованиям. А компромисс находится в утверждаемом нормативе предельно-допустимой техногенной нагрузки на городские земли. Он помимо экологической техноемкости территории учитывает еще и социальную ценность объектов, испытывающих техногенную нагрузку. 
По имеющимся данным о систематических превышениях предельно допустимых концентраций, во многих городах, промышленных центах и регионах России фактическая техногенная нагрузка превышает предельно-допустимую техногенную нагрузку, создавая ситуации экологического кризиса и экологического бедствия.