Для бакалавров, обучающихся по

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

По курсу «Геоэкология»

Издательство МСХА Москва 2013

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего пРофессионального образования российский государственный аграрный университет – МСха имени К.А. Тимирязева (ФГОУ ВПО ргау - МСХА имени К.А. Тимирязева)

Факультет почвоведения, агрохимии и экологии

кафедра экологии

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

По курсу «Геоэкология»

Для бакалавров, обучающихся по

Задание

К главе 1. Региональная геоэкология

1. Назовите основные компоненты таежной (лесной) экосистемы и степного ландшафта. Какие научные дисциплины изучают компоненты ландшафтов?_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Перечислите экологические риски для таежной экосистемы (фото 2):

Рис. 2. Один из лесопарковых ландшафтов в подзоне средней тайги Карелии вблизи Петрозаводска (фото Яшина И.М., 2008).

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 3. Вид на Соловецкий Кремль от школы (фото Яшина И.М., 2004).

2. Какие ландшафты можно выделить и назвать на фото 3?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Перечислите компоненты и нарисуйте схему наземной трофической цепи в таежном лесопарковом ландшафте вблизи Петрозаводска (фото 2).________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Где в ландшафте образуются аллювиальные почвы? Нарисуйте внемасштабную схему долины реки таежной зоны, определите расположение в ней основных типов почв: аллювиальных, подзолов иллювиально-железистых, пойменных болотных, дерново-подзолистых.

Схема

долины реки в зоне тайги

5. Почему в поймах рек нельзя возводить производственные постройки и жилые дома?

6. Где должны располагаться жилые дома: на водоразделе (плакоры), древних надпойменных террасах рек, в пойме рек?

Глава 2. Геосферы Земли

2.1. Атмосфера

Назовите главные особенности строения атмосферы

Охарактеризуйте состав атмосферы Земли

Объясните роль атмосферы в геоэкологических процессах

Что такое «парниковый эффект» и нарушение озонового слоя?

Объясните глобальные и региональные проблемы загрязнения воздуха

_____________________________________________________________

Гидросфера

Назовите основные компоненты гидросферы Земли

Объясните, как формируется гидрохимический состав вод суши?

Почему океаны и моря имеют высокие концентрации солей?

Какие процессы протекают на устьевом взморье рек?

Какие процессы способствуют химическому загрязнению рек?

Какие геодинамические процессы происходят в системе суша – океан?

Перечислите экологические функции океанов

Литосфера

Назовите экологические функции литосферы Земли

Нарисуйте строение (профиль) земного шара

Перечислите природные ресурсы и недра России

Назовите неблагоприятные геодинамические процессы

Объясните особенности некоторых геофизических и геохимических аномалий (на примере Подмосковья, Карелии, Урала, Аппатит)

Биосфера Земли

Напишите компоненты биосферы

________________________________

___________________

_______________________________________________________________________________

_________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Объясните экологические функции живых организмов (или «живого вещества по В.И. Вернадскому)

Охарактеризуйте термины «биоразнообразие» и «биоиндикация»

В чем состоит своеобразие экосистемного и биосферного круговоротов веществ?

Эволюция компонентов биосферы

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Великие оледенения и биосфера

Ландшафты России

Перечислите основные ландшафтные зоны России

Рис. 4. Сосняк сложный с подростом из ели на плакоре увала в заповеднике «Малые Корелы» Архангельской области (в 25 км на Ю-В от Архангельска); показана установка сорбционных лизиметров в профиле глееподзолистой почвы; опыты проводились по гранту РФФИ 2002-2004 гг.

(фото Яшина И.М., 2004).

Ландшафтов Подмосковья

На основе литературных сведений и справочных данных провести оценку геоэкологического состояния ландшафтов одного из административных районов Подмосковья (по заданию преподавателя или самостоятельно). Для этого следует использовать следующие источники информации:

1. Экология Подмосковья (энциклопедическое пособие). М.: Изд-во Современные тетради. 2004.

1. Экологическая карта Московской области М 1: 350 000. М.: Изд-во Летописец. 1993.

2. Почвы Московской области. М.: Изд-во Московский рабочий. 1974.

3. Оценка экологического состояния почвенно-земельных ресурсов и окружающей природной среды Московской области. Ред. Г.В. Добровольский и С.А. Шоба. М.: Изд-во МГУ. 2000.

4. Биогеохимические основы экологического нормирования. Ред. акад. РАН М.В. Иванов. М.: Наука. 1993.

Рис. 31. На одном из Международных съездов почвоведов в зоне сухих субтропиков; активно обсуждается генезис почвы.

Какие типы почв и ландшафтов представлены на фото 31?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Порядок выполнения работы

Бакалавры cамостоятельно делают выкопировку схемы административного района с экологической карты Подмосковья в М 1: 300 000. Устанавливают освоенность территории и эродированность почв. Из кн. «Почвы Московской области» и «Экология Подмосковья» выписывают сведения о типах ландшафтов, почв, почвообразующих пород и природных вод. Кратко анализируют полученные сведения в Рабочей тетради.

Изучают масштаб и характер антропогенной нагрузки и приоритетные загрязнители, их химические свойства и экотоксикологические функции.

Кратко рассматривают возможности использования методов геоэкологических исследований. Проводят анализ геоэкологической ситуации и дают прогноз ее развития на перспективу. Обосновывают возможность загрязнения почв и продуктов питания ксенобиотиками. Обращают внимание на состояние свалок и природных вод.

Бакалавры выполняют геоэкологическую оценку состояния компонентов ландшафтов Подмосковья и обращают внимание на состояние свалок.

Анализируют следующие геосферы и их компоненты:

- атмосферу, почвы, рельеф, растительность,

- поверхностные природные воды,

- складирование ТБО, их загрязнение.

Выводы к работе: должны быть краткими и характеризовать основные результаты работы по геоэкологическому нормированию конкретной экологической ситуации в административном районе Подмосковья.

Рекомендуемая литература

1. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. Л.: Гидрометеоиздат. 1987. - 247с.

2.Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). М.: Наука. 1990. - 261 с.

3. Европейские стандарты питьевой воды. Женева: Всемирная организация здравоохранения. 1972. - 60 с.

4. Зайков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло В.Л. Кислотные дожди и окружающая среда. М.: Химия. 1991. 140 с.

5. Ковда В.А. Биогеохимические циклы в природе и их изучение //Известия АН СССР, сер. Биол.1976. № 1. С.53-68.

6.Колесниченко М.В. Биохимические взаимовлияния древесных растений. М.: Лесная промышленность. 1976. - 184 с.

7.Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: МГУ. 1975. - 342 с.

8.Пьявченко Н.И. Торфяные болота, их природное и хозяйственное значение. М.: Наука. 1985. - 152 с.

9. Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах. М.: МСХА. 2000. - 560 с.

_________________

Словарь терминов

Абразия – разрушение берегов и дна рек под влиянием водных потоков.

Адаптация – совокупность морфофизиологических, поведенческих, популяционных и иных особенностей живых организмов, обеспечивающая им возможность жизни в экстремальных условиях внешней среды.

Адиабатические процессы – происходят при подъеме или опускании воздушных масс в атмосфере.

Азональность – географическая закономерность, определяющая наряду с зональностью формирование региональных ландшафтов.

Аллелопатия – форма биотических связей, выражающаяся во влиянии одних организмов на другие с помощью органических кислот.

Ареал – область распространения на земной поверхности тех или иных видов (родов, семейств) животных и растений.

Аридный климат – сухой климат при котором атмосферное увлажнение ландшафтов оказывается недостаточным для растений. Поэтому здесь произрастают биомы и ландшафты с пустынной и полупустынной растительностью.

Биогеоценоз – ПТК или биохора, соответствующая низшим таксонам классификации ландшафтов.

Биоиндикаторы – организмы, с помощью которых можно выявить неблагоприятные естественные (или антропогенные) процессы, или наличие определенных загрязнителей в воде или в почве.

Биоиндикация – оценка состояния среды или природных экосистем с помощью живых объектов, где живые объекты (или системы) – это клетки, организмы, популяции, сообщества.

Биологическая система (в широком смысле) – совокупность функционально связанных тканей, органов, их частей и процессов, объединенных в целое для достижения биологически значимого результата; биологический объект может одновременно выступать:

- как целостная биологическая система;

- как подсистема биологической системы более высокого уровня.

Биом – совокупность сообществ организмов (экосистем) какой-нибудь природной зоны: биом тундры, тайги.

Биосфера Земли – область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу, верхнюю часть литосферы, почвенный покров и биоту. В биосфере живые организмы (живое вещество) и места их обитания (ландшафты, экосистемы…) неразрывно связаны и активно взаимодействуют друг с другом миллионы лет. В результате образовалась неравновесная, но устойчивая и динамичная мегасистема. Термин «биосфера» введен в 1875 году немецким специалистом Э. Зюссом. Учение о биосфере, как об активной и своеобразной оболочке Земли, в которой роль живых организмов проявляется на уровне планетарного геохимического фактора, создано В.И. Вернадским (1924-1926гг.) в эмиграции: здесь он читал лекции в Сорбонском университете. Создавая учение о биосфере, В.И. Вернадский заложил основы учения о ноосфере – сфере разумной деятельности человеческой популяции на Земле. Однако почти все постулаты его концепции пока остаются не выполнимыми. Он прогнозировал экологическую катастрофу, если промышленная деятельность человечества не будет выполнятся по определенным правилам. Пока негативные прогнозы В.И. Вернадского сбываются. Но биосфера может и сама «защищаться» от человеческой популяции.

Биота – совокупность видов организмов какой-нибудь крупной территории (например, биота тайги). Иными словами биота – это флора и фауна изучаемого ПТК.

Биотестирование – деятельность по изучению в лабораторных условиях влияния компонентов окружающей среды на биотесты.

Биотесты – стандартизованные биообъекты, по изменению состояния которых судят о свойствах того или иного компонента природной среды, в т.ч. влиянию на здоровье человека и функционирование экосистем.

Биогеохимический круговорот веществ в экосистеме – это совокупность биогенной и водной миграции веществ, которая обеспечивается тремя группами организмов: продуцентами (фотосинтезирующие организмы), консументами (организмы, потребляющие органические вещества), редуцентами (деструкторами сложных органических веществ, богатых энергией – микроорганизмы и простейшие животные).

Геоботаника – наука о растительном покрове Земли; большинство отечественных ученых включает в геоботанику фитоценологию и ботаническую географию; иногда синоним фитоценологии.

Гипергенез – физическое и химическое преобразование горных пород под воздействием экзогенных факторов.

Денудация – совокупность процессов сноса и перераспределения мелкозема (продуктов выветривания) по склонам под действием силы тяжести.

Дефляция – развевание мелких частиц пыли и песка (продуктов физического выветривания) в сухостепной, полупустынной и пустынной зонах земного шара.

Живое вещество – так В.И. Вернадский называл совокупность всех живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

Загрязнение экосистем – привнесение в ландшафты или возникновение в них новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных и биологических компонентов в количестве, превышающем естественный среднемноголетний уровень и нарушающем равновесие экосистем, их продуктивность и качество.

Импактное загрязнение (синоним локальное загрязнение) – загрязнение небольшого региона (обычно вокруг промышленного предприятия, населенного пункта, вдоль автотрасс).

Кислотные дожди - (кислые дожди), характеризуются повышенным содержанием анионов сильных минеральных кислот (в основном серной); величина pH достигает величин 3,2-4,5. Образуются при взаимодействии атмосферной влаги с транспортно-промышленными выбросами (главным образом оксидов серы, а также азота и галогенов). Вредно действуют на здоровье людей, растительный и животный мир, строительные сооружения и железобетонные конструкции; подкисляют почвы и водоемы. Распространены в промышленных районах США, стран Западной Европы, России и др. Кислотные осадки могут накапливаться в твердых атмосферных осадках (снег, град, изморозь).

Космополиты – виды (роды, семейства) растений и животных, обитающие по всему (или почти по всему) земному шару; космополитами являются, например, злаки, воробьиные птицы; космополитов противопоставляют эндемикам.

Консорция – совокупность разных организмов, выступающих как единое целое. Организмы связаны между собой и зависят от центрального члена. Например, на зрелом дереве сосны (центр консорции) обитают мхи, лишайники, муравьи, птицы, короеды…

Ксенобиотики – чужеродные для организмов и биосферы соединения (промышленные загрязнения, пестициды, препараты бытовой химии, лекарственные средства…); попадая в окружающую среду в значительных количествах, могут воздействовать на генетический аппарат организмов, вызывать их гибель, нарушать равновесие природных процессов в биосфере. Эти вещества не характерны для биогеохимического круговорота веществ.

Ландшафт – это реальный природно-территориальный комплекс (ПТК). Каждый ландшафт можно изучать на разных уровнях структурной организации веществ: ионно-молекулярном, организменном, фациальном, региональном и глобальном.

Ландшафтные карты – отражают (в зависимости от масштаба съемки) типологические категории ПТК.

Мониторинг – наблюдение за состоянием окружающей среды (атмосферы, гидросферы, почвенно-растительного покрова, а также техногенных систем) с целью ее контроля, управления, прогноза и охраны; различают глобальный, региональный и локальный уровни мониторинга. Методы мониторинга изложены в курсе «Методы экологических исследований», И.М. Яшин с соавт., 2000.

Ноосфера – «сфера разума» - гипотетическая стадия развития биосферы Земли.

Окружающая среда (природная среда, окружающая природная среда) – внешняя часть условий любой среды по отношению к биосистемам, экосистемам, человеческому обществу и его хозяйственной деятельности; природная среда есть совокупность природных и незначительно измененных человеком условий окружающей среды. Термин заимствован из английской литературы. Он используется в разговорной форме и не несет географической нагрузки: таксономически не обоснован. Лучше применять термин «ландшафт».

Опустынивание ландшафтов – явление, при котором резко ухудшается качество и функционирование компонентов ландшафтов: почв, биоты…, резко уменьшается продуктивность и качество продукции экосистем.

Парагенетические комплексы – сопряженный ряд ПТК. Удобен для оценки взаимосвязи в элементарных геохимических ландшафтах.

Парадигма – общепринятая теория.

Парниковый эффект – разогрев приземного слоя атмосферы Земли, вызванный поглощением длинноволнового (теплового) излучения газами атмосферы, идущего от земной поверхности.

Парцелла – структурная часть горизонтального расчленения фитоценоза (или биогеоценоза), охватывающая всю его толщу и выделяемая по плотности видов растений, животных и особенностям микросреды обитания.

Пирамида экологическая – графическое изображение соотношения между продуцентами и консументами разных порядков, выраженное в единицах биомассы веществ (пирамида биомасс), числа организмов (пирамида чисел), или их энергии (пирамида энергии). При переходе с одного уровня на другой теряется порядка 10% веществ и энергии.

Поллютант – загрязнитель – вещество, загрязняющее окружающую среду (антропогенное загрязнение).

Популяция – совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

Предельно допустимая концентрация вещества в окружающей среде (ПДК) - максимальное количество вредного вещества в единице объема или массы, которое при ежедневном воздействии в течение длительного времени не вызывает каких-либо болезненных изменений в организме человека; является гигиеническим критерием при оценке санитарного состояния атмосферного воздуха, водоемов, продуктов питания и т. д.); в Российской Федерации устанавливается для каждого вредного вещества. Для почв и ландшафтов ПДК пока не обоснованы и условны.

Предельно допустимый сброс (ПДС) – масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в установленном режиме в данном пункте в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

Растения-концентраторы – растительные объекты, способные в процессе своего роста и развития к накоплению из окружающей их среды определенных химических элементов и их соединений.

Рудеральные виды - т.е. буквально «мусорные», травы типичны для свалок, пустырей, обочин дорог и аналогичных мест, обычно бурно зарастающих т.н. бурьяном.

Синузия – структурная часть фитоценоза, одноярусная группировка растений в пределах фитоценоза, сформированная в определенных экологических условиях, территориально компактная или разобщенная, с наличием взаимоотношений между компонентами или без них; в лесах умеренного пояса несколько синузий: ярусные (деревья, кустарники), кустарнички, травянистый покров, эпифитные (лишайники, мхи на деревьях), почвенные животные. Эти группы видов отличны в генезисе, но сходны по экологии и ритмам развития.

Сообщество – система совместно живущих в пределах некоторого естественного объема пространства автотрофных и гетеротрофных организмов.

Стенобионты – животные и растения, способные существовать лишь при относительно постоянных условиях окружающей среды (температуры, солености, влажности, наличия определенной пищи и т.д.); например, все внутренние паразиты; некоторые стенобионты зависят от какого-либо одного фактора, например, сумчатый медведь коала – от наличия эвкалипта, листьями которого он питается; противоположность – эврибионты.

Стенотопные организмы – растения и животные, живущие только в определенных местообитаниях, например, песчаная акация – только в пустынях.

Стресс – состояние напряжения организма – совокупность физиологических реакций, возникающих в живом организме в ответ на воздействие различных исключительно благоприятных или неблагоприятных факторов; также состояние экосистемы, испытывающей напряжение вследствие действия повреждающих факторов, нарушающих ее вещественно-энергетический баланс.

Сукцессия – последовательная смена одних сообществ другими.

Суффозия – проседание грунта.

Таллом – (гр. Таллос – ветвь), слоевище – вегетативное тело водорослей, слизевиков, грибов, лишайников, некоторых моховидных. Не имеет расчленения на органы (стебель, лист, корень) и настоящих (дифференцированных) тканей.

Тест-объекты – стандартизированные объекты, которые подвергаются пробным воздействиям, по результатам их выполнения судят о каких-либо явлениях, для которых установлены данные тесты.

Тест-организмы (см. биотесты).

Токсиканты – ядовитые вещества.

Токсикологическая оценка – совокупность испытаний, позволяющая установить с помощью определенных критериев, принятых в токсикологии, степень опасности (или безопасность) для человека и других живых организмов исследуемого вещества.

Токсичность сред – наличие в элементах сред токсичных агентов в концентрациях, вредных для живых организмов.

Токсичность – способность некоторых химических соединений и веществ биологической природы оказывать вредное действие на организм человека, животных и растений.

Толерантность – способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного экологического фактора.

Тяжелые металлы – Тяжелые металлы - химические элементы с атомной массой свыше 50 а.е.м.: свинец, кадмий, ртуть, цинк, молибден, марганец, никель, олово, титан, кобальт, медь, ванадий и другие, содержащиеся в компонентах ландшафтов в химически активных формах.

Фактор экологический – причина, движущая сила какого-либо процесса, явления, определяющая его характер или отдельные его черты, есть динамичная часть условий ландшафта.

Фитоиндикаторы – растительные объекты, по состоянию или количеству которых судят о свойствах окружающей среды.

Фитоиндикация – биоиндикация, использующая в качестве биообъектов растения.

Индикатор – физическое явление, химическое вещество или организм, наличие, количество или перемена состояния которого указывает на характер или изменение свойств окружающей их среды.

Фитотоксичность – свойство некоторых химических веществ нарушать нормальное течение физиологических процессов в растительных сообществах, а также свойство компонентов ландшафтов, содержащих эти экотоксиканты.

Шкала рН – отражает отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. Оптимум рН лежит в интервале 6,5-7,2.

Эврибионты – организмы, способные переносить значительные изменения условий окружающей среды, например, морские звезды, обитающие в приливно-отливной зоне (литорали), переносят осушение во время отлива, сильное нагревание – летом, охлаждение (даже промерзание) – зимой. Противоположность – стенобионты.

Эвритопные организмы – растения и животные, живущие в местах с разнообразными условиями обитания; например, тростник обыкновенный – по берегам водоемов, в воде, на солонцах и солончаках, обыкновенный хорек – на полях, лугах, лесных полянах.

Экологическая ниша – совокупность всех факторов природной среды, в пределах которых возможно существование того или иного вида организмов; к таким факторам относится не только положение вида в пространстве (его местообитание), но также его взаимоотношения с другими видами (конкуренция за пищу, наличие врагов и т.п.).

Экологическая пластичность – степень (амплитуда) выносливости организма или сообщества к воздействию факторов среды.

Экологическая экспертиза – оценка воздействия на среду жизни, природные ресурсы и здоровье людей комплекса хозяйственных нововведений в масштабах избранного региона.

Экологические условия – совокупность прямых и обратных связей, включающие потоки вещества, энергии, информации, которыми биосистемы взаимодействуют друг с другом и абиотической средой, и которые определяют возможность выполнения данной биосистемой определенных функций на различных уровнях их организации.

Экологический гомеостаз – состояние внутреннего динамического равновесия природных систем, поддерживаемое регулярным возобновлением основных ее структур, вещественно-энергетического состава и постоянной саморегуляцией ее компонентов.

Экосистема – природный территориальный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и т.п.), в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии; понятие экосистема применяется к природным объектам различной сложности и размеров: океан или небольшой пруд, тайга или участок березовой рощи; термин «экосистема» ввел английский ученый А. Тенсли (1930г.); нередко термины «экосистема» и «биогеоценоз» употребляют как синонимы, но это не так. Экосистема не картографируется (нет таксономического деления), но удобна при изучении трофических уровней (пищевых цепей).

Экотип – группа однородных популяций в пределах одного и того же вида, у которых в процессе приспособления к условиям местообитания выработались наследственно закрепленные морфологические, физиологические, биохимические и другие особенности; чем обширнее ареал вида и разнообразнее экологические условия, тем больше у него число экотипов (например, у сосны обыкновенной выделяют 36 экотипов).

Экотон – переходная зона между фациями, урочищами (термин из экологии).

Экотоп – термин близкий к биотопу. Он подчеркивает и внешние факторы среды.

Экстремальные условия – экологические условия, вызывающие у растений стресс и ставящие под угрозу само его существование, если растительные ассоциации не смогут вовремя адаптироваться на биохимическом и физиологическом уровнях. Подобная адаптация отражается на морфологии растений.

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

По курсу «Геоэкология»

Издательство МСХА Москва 2013

Факультет почвоведения, агрохимии и экологии

кафедра экологии

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

По курсу «Геоэкология»

для бакалавров, обучающихся по

12 3 4 5 6 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 215; Нарушение авторского права страницы