Головна |
Енергія може бути використана тільки раз, т. Е. Має місце лінійний потік енергії через екосистему.
Закони термодинаміки: Перший закон: енергія може перетворюватися з однієї форми (світло) в іншу (потенційна енергія їжі), але не може бути створена або знищена. другий закон: Не може бути жодного процесу, пов'язаного з перетворенням енергії, без втрат певної її частини. Певна кількість енергії в таких перетвореннях розсіюється в недоступну теплову енергію, а, отже, втрачається. Звідси не може бути процесів, що йдуть зі 100% ефективністю.
Живі організми для здійснення роботи використовують світло і хімічну енергію.
У процесі вивчення розвитку екосистем слід враховувати і конкурентні відносини. В цьому аспекті великий інтерес представляє закон максимізації енергії: В суперництві з іншими екосистемами виживає та з них, яка найкращим чином сприяє надходженню енергії і використовує максимальне її кількість найефективнішим способом.
фотосинтез nСО2 + NН2Про + енергія = СnН2nОn + nO2.
Хемосинтез (нітріфікатори, карбоксідобактеріі, серобактерии, тіонові железобактерии, водневі бактерії).
Дихання - процес, зворотний фотосинтезу, при якому органічні речовини окислюються за допомогою атмосферного кисню. Редуценти, розкладаючи відмерлі залишки організмів, звільняють біогенні елементи (С, О2, N2, Р, S і ін.), Які надходять в кругообіг, необхідний для існування екосистем.
бродіння - Анаеробний метаболічний розпад молекул поживних речовин, наприклад глюкози, без окислення В чистому вигляді. Бродіння не звільняє всю наявну в молекулі енергію; воно просто дозволяє тривати гликолизу (процес, виходом якого на одну молекулу глюкози є дві молекули АТФ), заповнюючи відновлені коферменти. Результатом бродіння є етанол, вуглекислий газ, інші продукти, а далі - молочна кислота, оцтова кислота, етилен та інші відновлені метаболіти
Первинна продуктивність, валова і чиста, методи вимірювання.
первинна продукція - Це швидкість утворення біомаси продуцентами в перерахунку на одиницю площі. Вимірюється в Дж / м2 / добу. 90% ПП наземних екосистем формується за рахунок фотосинтетиков і близько 10% за рахунок хемосинтетиков. Основні фотосинтетики - вищі судинні рослини. Ціанобактерії в наземних екосистемах не численні, рідко всречаются і малостійкі.
Валова ПП - Це вся енергія, яка була фіксована в ході фотосинтезу.
Чистий ПП - Фактична швидкість збільшення біомаси, доступної для споживання гетеротрофним організмом.
Т. е. ПВП = ВПП-Д; де Д-дисиміляція.
ВПП можна вважати теоретичним виходом фотосинтезу, то ПВП - практичний вихід фотосинтезу.
Визначення первинної продуктивності.
Використовують методи: метод обліку врожаю, метод виділеного кисню, метод поглиненого вуглекислого газу. Метод використання радіоактивних елементів.
Необхідно знати видовий склад травоїдних тварин, їх чисельність і точний харчовий раціон, щоб коригувати одержувані результати.
Вторинна прод-ть - Швидкість утворення нової біомаси гетеротрофами. Вони не створюють складні в-ва з простих, а застосовують енергію автотрофов прямо або опосередковано.
Чиста продуктивність співтовариства (ЧПС) - швидкість накопичення орг. в-ва, які не спожитого гетеротрофами. Залишається від дихання і ж \ д гетер. ЧПС = ЧПП- ПГ (споживання гетеротро.)
Класифікація екосистем:
- Високопродуктивні,
- Середньопродуктивний,
- Низькопродуктивні.
1 Ріллі і с \ г угіддя. 2. откр. Простягни-ва, 3 Ліси, 4. пустелі.
Продуктивність морів » суші, за рахунок недовго живуть водоростей.
Одум виділив чотири групи районів земної кулі:
1. Відкриті моря і пустелі, що відрізняються дуже низькою продуктивністю; порядку 0,1г / м2 / рік
2. Трав'янисті полуарідние формації, тимчасово використовувані с / г угіддя, глибокі озера, високогірні ліси і морські літоралі з продуктивністю порядку 1г / м2/ Добу. (Від 0,5 до 3 г)
3. Вологі ліси, неглибокі озера і постійно використовувані с / г угіддя з середньою продуктивністю від 3 до 10г / м2/ Добу.
4. Лише в небагатьох екосистемах особливого характеру продуктивність перевищує 10г і може досягати 20г. Такі естуарії і коралові рифи, рослинні формації алювіальних рівнин і землі, зайняті інтенсивними культурами (очерет).
3 .Геоекологічне обгрунтування господарської діяльності в передінвестиційній і проектної документації. Проектування природоохоронних і захисних об'єктів.
Екологічне обгрунтування - передує проектування, будучи його початковою стадією;
У зв'язку з цим створення проектів природно-технічних геосистем має спиратися на геоекологічні принципи проектування - вказівки і рекомендації, орієнтовані на дії, покликані забезпечити найбільш раціональне використання природних ресурсів, оптимальне середотворення і збереження сприятливого середовища проживання людини.
Головний принцип геоекологічного проектування - проект повинен задовольняти нормативні вимоги про охорону навколишнього природного середовища (стандартам якості середовища), раціональне використання і відтворення ресурсів, враховувати екологічні наслідки спорудження інженерного об'єкта. Сучасні норми стану природного середовища виступають найважливішими критеріями оцінки проекту.
Перший принцип випереджає другий - пріоритет екологічної безпеки населення. Він означає, що якість навколишнього природного середовища, збереження (примноження) її ресурсного потенціалу визначають довголіття, фізичне і психічне здоров'я населення і можливості передачі цих якостей потомству, а отже, створюють передумови до стійкого Розвитку.
Важливе значення набуває принцип комплексності, т е облік і аналіз найбільш стійких зв'язків між технічної, природного і соціального складовими об'єкта проектування. Необхідність його дотримання обумовлена ??тим, що геосистеми - цей просторово-тимчасові відкриті комплекси, що володіють внутрішньої взаємозв'язком і взаємодією компонентів і структурних частин (підсистем). Одночасно вони пов'язані з сусідніми геосистемами і нерідко їх вплив в просторі поширюється на десятки кілометрів.
Інші геоекологічні принципи проектування можна сформулювати так:
- При створенні проекту слід враховувати конкретні фізико-географічні та соціально-економічні умови регіону, зокрема, природні просторові відмінності геосистем, які виразно проявляються при ландшафтному картографуванні території;
- В проекті необхідно передбачити природоохоронні заходи, що сприяють збереженню механізмів відтворення природних ресурсів і відповідно сталого розвитку створюваних природно-технічних геосистем;
- В проекті повинно бути передбачено створення блоку управління, що включає комплексний контроль за станом зміни геосистем (т. Е службу екологічного моніторингу) і підсистему регулювання.
Таким чином, для проектування природно-технічних газі систем потрібне поєднання знань про взаємодію природи техніки зі знанням реальної природного і соціально-економічної обстановки. У створенні та проведенні експертизи проектів передбачається активна участь географів і екологів, які можуть брати участь у виборі території для розміщення інженерних споруд, визначенні та нормуванні навантажень на геосистеми відповідно до рівня їх стійкості, в прогнозуванні й оцінці взаємин природи і техніки, у виборі режиму експлуатації інженерних споруд, в розробці заходів з охорони навколишнього середовища.
Проектування природно-технічних геосистем спирається на велику інформаційну базу - сукупність правових. нормативних і методичних документів, на існуючі дослідження впливу різних інженерних споруді на навколишнє середовище, на матеріали гідрометеорологічних, ек логічних і інших спостережень, на картографічні источники, дані спеціальних досліджень і досліджень в районі.
При проектуванні природно-технічних геосистем широко використовують нормативні та методичні документи пятіботанние у відповідних міністерствах і відомствах. Це, перш за все будівельні норми і правила (БНіП), санітарні правила і норми проектування (СанПіН), зведення правил з екологічного проектування, санітарні норми, відомчі і федеральні інструкції. Так, оцінка впливу господарської діяльності на навколишнє середовище (ОВНС) регламентується Положенням про оцінку впливу (2000); екологічне обґрунтування господарської діяльності на стадіях предінвестіцій, обґрунтування інвестицій і т. д. - інструкцією Міністерства охорони навколишнього середовища (нині - МПР Росії) «Екологічне обгрунтування господарської та іншої діяльності» (1995).
Важливе джерело інформації для проектування природно-технічних систем - результати вже проведених дослідженні впливу різних типів інженерних споруд на навколишнє природне середовище. При прогнозуванні змін геосистем і їх екологічних наслідків можуть бути використані дані по вивченим техногенним аналогам в ідентичних зональних умовах. Маються на увазі результати досліджень впливу на ландшафти таких господарських об'єктів, гірничо-рудні підприємства, підприємства енергетики, чорної, кольорової металургії, нафтогазові комплекси, водохран ща, меліоративні системи, рекреаційні зони, національні парки (роботи Т. В. Дзвінкове, Л. до . казакова, в Н Калупкоія д. в. Дончеву, Н. п. Солнцевої, К. Н. Дьяконова, А. Г. Ємельянова та ін.).
Інше джерело інформації для проектування - карти і атласи екологічної орієнтації, аерокосмічні знімки, статистичні та гідрометеорологічні дані, результати екологічних спостережень (в тому числі дані геоекологічного моніторингу).
В даний час все частіше збирають, зберігають, обробляють, відображають і поширюють ці матеріали за допомогою комп'ютерної техніки - через екологічні геоінформаційні системи (ГІС). Основу ГІС складають бази цифрових екологічних даних і автоматичні картографічні системи з підсистемами вводу, логіко-математичної обробки і виведення інформації. Остання містить дані про компоненти і комплексах природного середовища - рельєфу місцевості, гідрографії, грунтах, рослинності, ландшафтах, адміністративних одиницях, джерелах антропогенного впливу на середовище, показниках забруднення і т. Д. На основі матеріалів ГІС виконуються програми аналізу, зіставлення даних, їх перетворення з метою отримання нової інформації, більш необхідні для вирішення тих чи інших завдань проектування природно-технічних геосистем.
Як правило, описані вище джерела недостатні тля розробки проекту конкретної природно-технічної геосистеми, тому для отримання базової інформації проводять спеціальні інженерно-екологічні вишукування (дослідження) в районі проектованого об'єкта. При екологічному обгрунтуванні попереднього проекту і проектів результати цих досліджень використовують в розробці Декларації (клопотання) про наміри.
Основний обсяг досліджень припадає на розробку розділів «Оцінка впливу на навколишнє середовище»(ОВНС) в обґрунтуваннях інвестицій і« Охорона навколишнього середовища »в проекті будівництва. Вишукування включають польові дослідження, в ході яких вивчаються природні і техногенні умови варіантів розміщення об'єктів з урахуванням існуючих і проектованих джерел впливу, дається оцінка стану гео- і екосистем, умов проживання населення і можливих наслідків їх зміни в процесі будівництва і експлуатації інженерної споруди. В процесі маршрутних, напівстаціонарних (в ряді випадків стаціонарних) спостережень, польового дешифрування, аерокосмічних знімків, проходки гірських виробок проводять покомпонентное опис природного середовища та ландшафтів в цілому, відбирають зразки грунтів і вод нааналіз, виявляють техногенні фактори зміни природи джерела і ознаки забруднення, умови його поширення. При цьому використовують різні методи дослідження - наземні (геохімічні, геофізичні, індикаційні і ін.) І дистанційні (аерокосмічні), що дозволяють визначити техногенні елементи ландшафту, ступінь і масштаби його порушеності, екологічні наслідки антропогенного впливу. Потім в процесі лабораторних робіт і камеральної обробки зібраних матеріалів дається прогноз техногенних змін геосистем, виявляються кордону цих змін, обгрунтовуються природоохоронні заходи в зоні впливу проектованого об'єкта.
При проектуванні природно-технічних геосистем можливі дві ситуації - нормативна і дослідницька. У першому випадку інженерні споруди створюються за типовими проектами, прийнятним для даних фізико-географічних і соціально-економічних умов. Дослідницька ситуація виникає при проектуванні нових, нерідко унікальних об'єктів, що не мають аналогів. У зв'язку з цим виникає потреба виявити характер взаємозв'язків між цими об'єктами і природою, розробити моделі майбутніх природно-технічних геосистем, відповідні їм програми досліджень і допустимі норми природокористування.
Процес проектування великих природно-технічних геосистем (промислові об'єкти, водосховища, канали меліоративні системи і ін.) Зазвичай здійснюється в три стадії Початковий етап - передінвестиційний. На цьому етапі обґрунтовують економічну і екологічну доцільність створення інженерної споруди, обсяги і терміни здійснення проекту. Складають Декларацію (клопотання) про наміри, в якій формулюють цілі, джерела і можливості інвестування, обговорюють варіанти розміщення об'єкта, обґрунтовують вибір технології виробництва, представляють техніко-економічні показники, доводять екологічну безпеку проекту. Екологічний супровід декларації про наміри містить природно-екологічну оцінку регіону розміщення проектованого об'єкта, характеристику умов природокористування, попередній прогноз впливу на навколишнє середовище і населення, складений в основному за даними літературних і фондових джерел.
Наступна стадія проектування - обгрунтування інвестиції. На цій стадії дається більш глибока розробка техніко-економічних і екологічних питань спорудження планованого об'єкта, достатня для прийняття рішення про доцільність його інвестування та складання проекту. На основі затвердженого обгрунтування інвестицій розробляють проектну документацію - «Техніко-економічне обґрунтування будівництва» (ТЕО). Саме ТЕО, як правило, розглядається в якості основного проектного документа, де дається екологічне обґрунтування запланованій діяльності, т. Е. Доказательіш того, що несприятливі екологічні наслідки при реалізації проекту не перевищать існуючих норм або що проект відповідає екологічним вимогам, узаконеним в нормативних державних актах (К. Н. дияконів, А. В. Дончева, 2002). До складу ТЕО входить розділ «Охорона навколишнього середовища». На практиці основний зміст цього розділу становить «Оцінка впливу на навколишнє середовище» (ОВНС), яка включає:
- Прогноз впливу проектованого споруди на природне середовище (сучасні ландшафти території і їх компоненти);
- Еколого-економічну оцінку можливих змін середовища і їх наслідків для населення. ОВНС - головний об'єкт екологічної експертизи, на основі якої приймають рішення про розробку технічного проекту.
Нарешті, на стадії технічного проекту розробляють остаточний варіант інженерної споруди, коригують висновки з оцінки його впливу на навколишнє середовище, становлять необхідну робочу документацію (відповідний текст, креслення, схеми, плани і т. Д.). У разі затвердження проекту цей варіант реалізують в вигляді природно-технічної геосистеми.
Таким чином, екологічне обґрунтування запланованій господарської діяльності має розроблятися, доповнюватися і уточнюватися на всіх етапах проектування.
Функціональна класифікація техніки | Вологість як фактор середовища. Значення води в організмі. Пристосування організмів до різних умов вологості. | Феномен культури і екологія. Екологічна характеристика культур і культурних інститутів. Екологічний рух. Екологічна етика. | екологічна етика | КВИТОК 8 | Функціональна структура екосистем. Трофічна структура. Подання про консорции. | Природокористування в традиційному, індустріальному і постіндустріальному суспільстві. Структурні кризи і боротьба з ними. | Знеченіе мінер. солей в житті рослин і тварин. Пристосування організмів до різних сольовим умов. Принципи водно-сольового обміну. | Адаптації у тварин | Екологічна безпека Росії. Динаміка якості природного середовища і стан природних ресурсів. Надзвичайні екологічні ситуації. |