Основы экологии и охраны окружающей среды

Ксенофонтов Александр Иванович
к.ф.-м.н., доцент
Член-корр.
Международной Академии Информатизации
Лекция-1 (введение)

Экология – наука о взаимоотношениях между
живыми организмами и средой их обитания.
Фундаментальная наука - экология
Прикладная – охрана окружающей среды:
комплекс мероприятий, направленный на
обеспечение здоровья человека
Эрнст Геккель,
немецкий биолог,
в 1866 г. ввел термин
«экология»
автор монографии
Красота форм в природе

Экология как новая парадигма политики

The dilution is the solution of the chemical pollution!

Человек активно изменяет земную поверхность
лишь около 40 тыс. лет
ЧАСЫ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ

Шкала Мейерса (1986 г.)
15 млрд = 24 часам (Большой Взрыв)

Отличительные особенности Земли

Отличительные особенности Земли (продолжение)

Основные геологические эры

Homo erectus
(Азия, 2 млн - 50 тыс лет назад).
Homo rudolfensis
(Вост Африка, 2 млн лет назад).
Homo neanderthalensis
(Европа и Зап Азия,
400-30 тыс лет назад)

Уровни организации материи

Природные системы и земные процессы

Принципы экологии
«экосистема» - англ. эколог А. Тэнсли (1935 г) «биогеоценоз» - географ В.Н. Сукачевым (1940 г.), «биоценоз» - нем. зоолог К. Мебиус (1877 г.)

ЭКОСИСТЕМА

2 КОМПОНЕНТА ЭКОСИСТЕМЫ
( трофика)

КОМПОНЕНТЫ ЭКОСИСТЕМЫ

«Всё меняется, ничто не исчезает»
Овидий

Законы и принципы экологии Ю. Одума
касающиеся:
экосистем — 4,
энергии — 7,
биохимических циклов — 7, лимитирующих факторов — 7,
сообществ — 7,
популяций — 19,
видов и индивидуумов в экосистемах — 9,
развития и эволюции экосистем — 6.

Теоремы экологии Н. Реймерса
включающие:
И. И. Дедю, Менделя, Б. Коммонера, Бейерника,
К. Рулье, Л. Б. Слободкина, Р. Л. Линдемана и др.
Сложение систем (эмерджентность — качество, свойства системы, которые не присущи ее элементам в отдельности, а возникают благодаря объединению этих элементов в единую систему)
Внутреннее развитие систем Закон необратимости эволюции Л. Долло, Закон аллометрии (неравномерный рост частей тела)
Иерархия систем Д. И. Менделеев
Термодинамика систем Принцип экономии энергии
Эколого-организменные закономерности Закон эволюции А. Н. Северцова

Теоремы экологии Н. Реймерса
Отношения «система — среда» Закон развития системы за счет окружающей ее среды
Физико-химические и молекулярно-биологические основы существования живого В. И. Вернадский, теорема Бриллуэна (1956): энтропия отходов больше энтропии пищи
Закономерности системы организм — среда Закон толерантности В. Шелфорда, Закон минимума Ю. Либиха
Популяционные законы принцип биоценотической коэволюции
Биогеографические закономерности Принцип конкурентного исключения Г.Ф. Гаузе
Законы функционирования биоценозов и сообществ Правило 10% Р. Линдемана

Теоремы экологии Н. Реймерса
Экосистемные законы Закон однонаправленности потока энергии
Общие закономерности организации экосферы и биосферы земли Закон стремления к климаксу Ю.Голдсмита
Закономерности эволюции биосферы Принцип Реди (живое из живого), Правило 1%, Правило 10%
Законы системы человек — природа 4-й закон Б. Коммонера, Закон убывающей отдачи Т. Мальтуса
Законы социальной экологии Закон ноосферы В. И. Вернадского
Законы природопользования Закон предельной урожайности К. Пратта
Принципы охраны среды жизни «Железные законы» охраны природы П. Эрлиха

Нормативные документы
Конституция РФ
Закон «Об охране окружающей среды»
Закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»
Экологическая доктрина РФ
Закон «О радиационной безопасности населения»
Закон «Об использовании атомной энергии»

Санитарно-гигиеническая концепция
Предельно допустимая концентрация ПДК – максимальное количество вредного вещества в единице объёма или массы, которое при длительном воздействии не вызывает каких-либо болезненных изменений организма человека и неблагоприятных наследственных изменений у потомства, обнаруживаемых современными методами.

Совокупное воздействие веществ
Принцип аддитивности:
Синергизм:
Антагонизм:

Экологическое нормирование
Допустимая антропогенная нагрузка (ДАН) на окружающую среду (ОС) – нагрузка, которая не меняет качество ОС или меняет её в допустимых пределах, при которых не нарушается динамика экосистемы и не возникает неблагоприятных эффектов в важнейших популяциях.
Категории объектов:
Заповедные территории
Природные объекты (умеренная нагрузка)
Зоны (искусственные экосистемы)

Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды РФ»
1) Качество природной среды.
1. Атмосферный воздух (10-50 ПДК в 36 городах 23,4 млн. чел., в 207 городах средне годовая концентрация > ПДК (204 – 2013 г.).
2. Вода (сточные воды 47,9 км3, из них загрязнённые – 16,3 км3; реки, подземные воды, моря).
3. Земля: площадь с/х угодий ежегодно сокращается (водная (20%) и ветровая (9%) эрозия), опустынивание (100 млн га), загрязнение.

Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды РФ»
4. Геологоразведочные работы (по урану и благородным металлам в 2 раза).
5. Леса (заготовка, пожары).
6. Радиоактивное загрязнение (137Cs и 90Sr).
7. Природные явления (ЧС).
2) Влияние экологических факторов среды обитания на здоровье населения (регионы).
3) Гос. регулирование охраны ОС.
4) Платежи (13% всех налоговых доходов).

Количество городов, в которых уровень загрязнения высокий

Количество городов приоритетного списка

Размер частиц аэрозолей, мкм

Население и загрязнённый воздух

Наиболее опасными загрязнителями среды обитания в России
Тяжёлые металлы
Легкий металл – бериллий
Неметалл – мышьяк
Углеводороды (бензопирен)
Хлорорганические пестициды (ДДТ)
Диоксины* (прародитель всего семейства - C12H4Cl4O2)
Радионуклиды
*Летальная доза 10-6 г/кг живого веса, для сравнения
боевые отравляющие вещества – 10-3

Загрязнение почв тяжёлыми металлами
в некоторых городах России

Сейчас мы изменяем природу быстрее, чем успеваем понять, что мы делаем
Г. Муни (1998 г.)
Плеонаксия (переизбыток) – желание иметь всё больше и больше. Возрождение стоических идеалов остается последним шансом человечества.

Структура земельного фонда России

МИРОВОЗРЕНИЕ

Чем богаче население, тем меньше
диоксида серы (кривая Кузнеца)

Экологическая доктрина РФ
2002 г.
Документ, определяющий гос. экологическую политику России, её цель, направления, задачи и принципы на долгосрочный период.
Сохранение и восстановление природной среды
Устойчивое природопользование
Предотвращение экологического терроризма
Эколог. приоритеты в здравоохранении, демограф. и миграционной политики
Нормативное правовое обеспечение, эконом. и фин. механизмы, информ. и научное обеспечение, эколог. образование и просвещение