Основы экологии


Г. В. Стадницкий





                основы экологии






САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ХИМИЗДАТ 2024

УДК 574
   С 761
ББК 57.026



























       Стадвдцкий Г. В.

С 000 Основы экоёогии: Учебттое пособие., 3-е изд, стереотип. — СПб: ХИМИЗДАТ, 2024. - 88 с.: ил.-
       ISBN 978-5-93808-479-7
           В конспективном виде изложен полный курс экологии как естестввенно-научной дисциплины для средних общеобразовательных и специальных учебных заведений. Книга поможет овладеть всей системой знаний об экологически корректном природопользовании. Может стать настольной книгой для каждого природопользователя в его практической деятельности во всех без исключения сферах производства и хозяйства. Будет безусловно полезна студентам вузов небиологического профиля и преподавателям.

с 1903040000-020

050(01)-24

Без объявё.

ББК 57.026

ISBN 978-5-93808-479-7

© Г. В. Стад^цкий, 2003
© ХИМИЗДАТ, 2003, 2024

ОГЛАВЛЕНИЕ



Предисловие                                              4
Введение                                                 5

                       РАЗДЕЛ 1

ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ

1.1. Основные термины и понятия                          12
1.2. Законы экологии                                     16

                       РАЗДЕЛ 2

ПРИРОДНЫЕ СИСТЕМЫ КАК ОБЪЕКТЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

2.1. Понятие об экологической системе                    27
2.2. Важнейшие свойства экосистемы                       33

                       РАЗДЕЛ 3

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОБЩЕСТВА И ПРИРОДЫ

3.1. Понятие о природопользовании                       45
3.2. Природные ресурсы и их классификация               49
3.3. Ресурсный цикл                                     53

                       РАЗДЕЛ 4

   ОХРАНА ПРИРОДЫ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

4.1. Охрана природы                                      63
4.2. Охрана окружающей среды                             65

                       РАЗДЕЛ 5

      УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

5.1. Понятие об управлении и его объектах                69
5.2. Система основных мероприятий в области управления качеством 71 окружающей среды (экологического менеджмента)
Заключение                                               86
Используемая и рекомендуемая литература                  87


3

ПРЕДИСЛОВИЕ (Для учащихся и их педагогов)



    Экология как научная дисциплина прочно вошла в учебные планы высших и средних, общеобразовательных и специальных учебных заведений еще с 70-х годов прошлого века.
    Тем не менее, четвертьвековой опыт автора данной книги в преподавании этой дисциплины показывает, что до сих пор не изжит вопрос: зачем нужна эта сугубо биологическая наука будущим инженерам производства — строителям, энергетикам, металлургам? Наиболее обычный ответ заключается в том, что экология — это общеобразовательная дисциплина, нужная преимущественно для того, чтобы сформировать некое экологическое мировоззрение у учащихся и студентов. Это расхожее мнение, безусловно, ошибочно.
    Фактически же экология — естественнонаучная дисциплина, представляющая собой точную науку и необходимая каждому природопользователю в его практической деятельности во всех без исключения сферах производства и хозяйства. Многие экологические проблемы современности, включая угрозу разрушения биосферы, загрязнение окружающей среды, не вызваны объективной необходимостью, а являются именно следствием незнания экологии и неумения приложить экологическую информацию к решению тех или иных сугубо производственных проблем. Только знание экологии вооружает любого специалиста четким представлением о том, что и почему нельзя делать, чтобы в условиях научно-технического прогресса не нанести ущерба настоящему и будущим поколениям людей, у которых нет и не будет иного места обитания, кроме нашей планеты — Земли.
    Поэтому данный учебник представляет собой первый опыт связи биологических (экологических) знаний с прикладными действиями, в основе которых находится современная система экологического менеджмента. Книга написана не только для учащихся и студентов, но и для их преподавателей. Таких преподавателей до сего времени никто и нигде специально не готовит, но используя эту книгу, они безусловно смогут овладеть всей системой знаний о экологически корректном природопользовании. Разумеется, при подготовке учебных программ придется использовать дополнительную литературу или проходить специальную переподготовку в тех немногих вузах страны, где есть факультеты переподготовки кадров.
    Насколько удался этот опыт, покажет время и отзывы, за которые автор заранее глубоко признателен.

4

        ВВЕДЕНИЕ




Экология кок наука

Слово "экология" образовано из двух греческих корней: первый корень "экос" (или "ойкос") означает дом, жилище, второй — "логос" — слово, учение,

т. е. вторая часть слова "-логия" соответствует слову "наука".

    Еще в школе вы изучали много разных наук. И далее — в среднем и высшем учебном заведении вы будете изучать разные науки, без знания которых невозможно быть образованным человеком, работать на любом производстве, в энергетике, в сель

ском хозяйстве. Без науки невозможен технический прогресс. Экология — одна из таких наук. А что такое наука?

Наука — это система знаний о законах развития природы или общества.

   Например, физика — это наука об общих свойствах и законах движения вещества или поля. Химия — наука о веществах и законах их взаимодействий и превращений. Экономика — наука о законах управления хозяйством. Причем в последнем названии "номос" как раз и переводится как "закон". Следовательно, знать ту или иную науку — это знать и понимать ее законы.
ЗАКОН — это объективно существующая необходимая связь между явлениями и процессами, внутренняя существенная связь между их причинами и следствиями.
   Любой человек, не будучи, например, физиком по профессии, знает, что его шаг за пределы крыши дома приведет к падению вниз в силу закона всемирного тяготения. Каждый знает, чем опасно прикосновение к оголенному проводу. Но из этого знания вытекает целая система защиты и для предотвращения падения или удара о землю (от ограждений до парашюта), и для защиты от удара электрическим током (изоляция проводов, специальная резиновая обувь и пр.).
   Иначе говоря, если мы не знаем законов разных наук или в своей деятельности пренебрегаем ими, то в лучшем случае мы не будем способны к прогрессу, а в худшем — будем иметь аварии, катастрофы, массовые заболевания и многое другое.

5

   Все это касается и экологии как одной из фундаментальных наук.
Экология — это наука о законах взаимодействия живых организмов или групп организмов и окружающей из среды.

   Человек — обычный живой организм, и поэтому законы экологии справедливы по отношению к нему в той же степени, в какой они справедливы для сосны, птицы или амебы.
   Исходя из приведенных выше положений, законы экологии, как и законы любой другой науки — объективно существующие необходимые связи — в данном случае между природой и обществом.

   Но если мы знаем закон физики, в силу которого нельзя выступать за край крыши, то даже не будучи экологами-профессионалами, мы должны знать и законы экологии, чтобы в процессе своей производственной и хозяйственной деятельности не причинить ущерба окружающей нас среде, не поставить под угрозу жизнь и здоровье не только нас самих, но и наших потомков.

Что дают человеку экологические знания

Вся история развития человеческого общества — это эволюция его взаимодействий и взаимоотношений с природой. Природа всегда была для человека окружающей средой, местом обитания, источником необходимых средств суще

ствования — природных ресурсов, а следовательно, и объектом приложения его труда. На ранних этапах развития общества результат труда собирателя, охотника, скотовода, земледельца все

цело зависел от климатических, погодных, почвенных, гидрологических и иных условий. Но люди не только приспосабливались к этим условиям. В процессе своей деятельности они накапливали опыт и знания, изобретали новые орудия труда. Это и был прогресс. Металлический наконечник копья или топор были надежнее, чем каменный или костяной, а железным плугом можно было обработать больше земли, чем деревянной сохой. В деревянном или каменном жилище было теплее и безопаснее, чем у костра в пещере.
    В известной мере даже первобытные люди уже "знали" основы экологии, хотя такой науки не было даже в зародыше. Но приспосабливаться к объективным законам природы они умели. Прежде всего они усваивали информацию о том, чего и почему нельзя делать. Формировались определенные "табу" — запреты на те или иные действия, поступки. Охотник знал, когда нельзя добывать животных, какие места нельзя посещать, как избежать опасности стать жертвой хищника.

6

    Но темпы получения и реализации новых знаний убыстрялись. Речь и разум существенно отличали природопользование со стороны человека от природопользования любого другого животного. Люди научились "побеждать" природу, а не просто приспосабливаться к ней. В конечном счете научно-технический прогресс уже в более позднюю эпоху привел к роковой ошибке людей: к представлениям об их независимости от сил и законов природы. Сформировалась идеология вседозволенности в силовом управлении природой, ее системами, ресурсами вплоть до идеи о возможности полной замены природной среды совершенно новой — созданной обществом. И лишь к середине XX века человеческий разум позволил осознать, что независимость человека от природы — наивный самообман. Но к этому времени за победы уже была "уплачена" дорогая цена: возникла угроза экологического кризиса и гибели самого человечества.
    Сегодня люди поняли, что законы экологии, в значительной мере вытекающие из фундаментальных законов физики, "нарушить" нельзя: они объективны и независимы от нас. Но можно поступать, действовать вопреки этим законам, а вот тогда-то последствия оказываются печальными, даже трагическими. Например, в результате массового сведения лесов и распашки земель в течение не одной тысячи лет возникли колоссальные по площади пустыни, исчезли целые цивилизации и народы.
    Великая русская река Волга... почти перестала впадать в Каспийской море, ибо большая доля ее стока накоплена в водохранилищах гидроэлектростанций, под которые ушли десятки миллионов гектаров ценнейших пахотных земель; ветровая и водная эрозия почв нанесла экономической ущерб сельскому хозяйству. Так проблемы экологии "отплатили" человеку проблемами экономики.
    Следовательно, современное общество должно при природопользовании знать законы экологии и следовать им. Этих законов сравнительно немного (всего 200 — 250), но в пределах данной книги мы рассмотрим именно те, которые являются руководящей основой нашей производственной, сельскохозяйственной, коммунально-бытовой и всех иных сфер деятельности, т. е. нашей повседневной жизни.
    Но для того чтобы грамотно, т. е. экологически корректно пользоваться природой, не причинять вреда ни ей, ни самим себе, недостаточно знать только сами законы экологии. Надо еще знать, как организована природа, какие ее структуры и происходящие в ней процессы могут быть нарушены, и предвидеть возможные отрицательные последствия. Согласитесь, что поздно "охранять" лес, если он уже засох, так же, как "охранять" озеро после того, как из него сделали приемник сточных вод города или завода.

7

    При этом следует понимать другое: прогресс науки и техники, природопользование, добычу и переработку ресурсов остановить нельзя. Общество будущего не откажется от достижений электроники, от высокоскоростного транспорта, от комфорта. Значит, неизбежно и воздействие на окружающую среду. Выход из возникающих при этом противоречий возможен при одном обязательном условии: пользоваться природой и ее ресурсами нужно так, чтобы исключить или свести к минимуму риск отрицательных последствий, т. е. обеспечить полную экологическую безопасность нас самих и тех, кто войдет в жизнь после нас.
    Поэтому каждый человек, всегда являющийся природополь-зователем, обязан на основании знания законов экологии контролировать свою деятельность на любом рабочем месте, зная,

чего и почему нельзя делать.

Предмет экологии

Предметом (или объектом) экологии как науки является взаимодействие живой и неживой природы на трех уровнях: организма, группы организмов одного

вида и сообщества организмов разных видов. Но природа, как мы уже знаем, чрезвычайно разнообразна, и названные три уровня предмета экологии касаются самых разнообразных объектов. Например, можно изучать экологию растений, животных, микроорганизмов. Природные сообщества организмов могут существовать в водной среде, в наземной среде, в том числе в поч

ве. Разобраться в этом нам поможет представленная на рис. 1

упрощенная классификация экологии.

Связь экологии с другими науками

Экология — биологическая наука. Но в настоящее время в нашем сознании она связывается с проблемами, возникающими в результате преобразования природы в процессе приро

допользования. Эти преобразования называются антропогенными (от греч. "антропос" — человек). Поэтому экология тесно связана с многими другими отраслями знаний.
    Философия. Философия — это мировоззрение, форма анализа отношений человека и природы. Иногда считают, что экология — это не просто отрасль науки, а способ мышления, принцип подхода к проблемам взаимодействия общества и природы. Мы знаем, что существует идеалистическая и материалистическая философия. Первая ставит в основу всего сущего акт тво

рения природы и человека неким сверхъестественным существом — богом. Материалистический подход на основе знания законов природы, законов естественных наук (в том числе и экологии) исключает ничем не обоснованную веру в бога, в потусторонний мир.

8

Рис. 1. Структура экологии

Данная схема может быть значительно расширена в связи с расширением сферы этой науки: например, в настоящее время особыми направлениями являются химическая экология, медицинская экология и др.

9

   Философов всегда занимали проблемы происхождения и развития жизни, взаимоотношения человека и природы!. Безоговорочное преклонение и страх перед силами природы на ранних этапах развития человечества сменились (особенно в XX веке) вульгарным представлением о природе как о несовершенной системе, которую человек должен преобразовать и улучшить. Нередко за такими взглядами стояло откровенно хищническое отношение к природе, к ее якобы безграничным ресурсам. Поклонение природе и уважение к ней уступило место таким безобразным явлениям, как массовое уничтожение животных ради удовлетворения низменных страстей (спортивная охота). Возникла философия насилия над природой. Отрицательные последствия такого подхода и проявляются ныне в виде кризиса окружающей среды!.
   Конечно, природа — не храм, а, как говорил один из героев И. С. Тургенева, — мастерская, а человек в ней работник. Поэтому философская мысль работает в направлении поиска путей и способов гармонизации взаимоотношений природы: и общества.
   Биологические науки. Окружающая среда воздействует на живой организм, вызывая его ответные реакции, определяя обмен веществ, естественный отбор. Поэтому научную базу экологии составляют многие науки: физиология растений и животных, анатомия (наука о строении организмов), эмбриология (наука о зародышевом развитии организмов), цитология (наука о клетке), биохимия и др.
   Математика. Экология — точная наука, основанная на количественных измерениях и оценках взаимодействия организма и среды. В ее основе находятся мера и число. Поэтому экология широко использует математический аппарат при изучении любых закономерностей связей организма и окружающей среды, включая дифференциальное и интегральное исчисление, построение уравнений регрессии, математическое моделирование, математическую статистику и многое другое.
   Химические науки. Взаимодействие организма и окружающей среды: — биохимический процесс, связанный с обменом веществ, их преобразованием в организме. Присутствие в окружающей среде чуждых жизни химических соединений, поступающих в воду, почву, атмосферу, пищевые продукты, ведет к нарушением физиологических процессов вплоть до гибели организма, так как вещество может оказаться ядом. К настоящему времени сформировалось новое научное направление: химия окружающей среды, изучающая химические процессы в атмосфере, воде, почве.
   Медицина. Изменение химического состава и уровней физических факторов окружающей среды ведет к отклонениям в

10

функциях и биохимических процессах у организма, следствием чего может быть болезнь или смерть. Выявление причин, вызывающих заболевание, и их следствий — предмет медицинской науки. Врач у постели больного фактически решает экологические задачи: он выявляет причины (факторы окружающей среды), вызвавшие болезнь, назначает средства (например, лекарства), при помощи которых можно вылечить больного. Кроме того, причинами заболеваний людей могут оказаться и другие живые организмы: грибы, бактерии, нередко вызывающие эпидемии.
    Предотвращением таких явлений занимается специальная санитарно-эпидемиологическая служба как часть системы здравоохранения.
    Безопасность жизнедеятельности. Существует особая отрасль науки и производственной деятельности, называемая охраной труда и техникой безопасности. Понятно, что любая опасность для здоровья и жизни людей по сути является экологической, поскольку связана с постепенными или резкими (скачкообразными) изменениями температур, давлений, шумов, вибраций и других экологических факторов. Защита населения от аварий, катастроф, стихийных бедствий — экологическая задача, поскольку обеспечивает необходимое и достаточное для человека качество окружающей его среды. Такая защита обеспечивается специальными государственными органами, в том числе Министерством чрезвычайных ситуаций. Непосредственно в условиях производства и хозяйства также есть службы экологической безопасности работающих.
    Экономика. Слово "экономика" близко к слову "экология", ибо первый корень у них один и тот же. Охрана окружающей среды — высокозатратная система мероприятий. Законом предусмотрен, в частности, экономический механизм управления природозащитной деятельностью предприятия, предусматривающий плату за ресурсы и за загрязнение окружающей среды.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Что такое "экология" кок наука? Дайте определение.
2. Почему специалисту любого производства необходимо знать экологию
3. Почему возникают экологические проблемы?
4. Какие объекты являются предметом экологии?
5. Как связана экология с другими науками?