Экология (от греч. "ойкос" - жилище, "логос" - наука) - наука о закономерностях взаимоотношений организмов, видов, сообществ со средой обитания.
Внешняя среда - все условия живой и неживой природы, при которых существует организм и которые прямо или косвенно влияют на состояние, развитие и размножение как отдельных организмов, так и популяций.
Экологические факторы (от лат. "фактор" - причина, условие) - отдельные элементы среды, взаимодействующие с организмом.
Абиотические факторы (от греч. "а" - отрицание, "биос" - жизнь) - элементы неживой природы: климатические (температура, влажность, свет), почвенные, орографические (рельеф).
Биотические факторы - живые организмы, взаимодействующие и влияющие друг на друга.
Антропогенный фактор {от греч. "антропос" - человек) - непосредственное воздействие человека на организмы или воздействия через изменение им среды обитания.
Оптимальный фактор - наиболее благоприятная для организма интенсивность экологического фактора (света, температуры, воздуха, влажности, почвы и т. д.).
Ограничивающий фактор - фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма (за пределы допускаемого максимума или минимума): влага, свет, температура, пища и т. д.
Предел выносливости - граница, за пределами которой существование организма невозможно (ледяная пустыня, горячий источник, верхние слои атмосферы). Для всех организмов и для каждого вида существуют свои границы по каждому экологическому фактору отдельно.
Экологическая пластичность- степень выносливости организмов или их сообществ (биоценозов) к воздействию факторов среды.
Климатические факторы - абиотические факторы среды, связанные с поступлением солнечной энергии, направлением ветров, соотношением влажности и температуры.
Фотопериодизм (от греч. "фотос" - свет) - потребность организмов в периодической смене определенной продолжительности дня и ночи.
Сезонный ритм - регулируемая фотопериодизмом реакция организмов на изменение времени года (при наступлении осеннего короткого дня опадают листья с деревьев, готовятся к перезимовке животные; при наступлении весеннего длинного дня начинается возобновление растений и восстановление жизненной активности животных).
Биологические часы - реакция организмов на чередование в течение суток периода света и темноты определенной длительности (покой и активность у животных, суточные ритмы движения цветков и листьев у растений, ритмичность деления клеток, процесса фотосинтеза и т. д.).
Зимняя спячка - приспособление животных к перенесению зимнего времени года (зимний сон).
Анабиоз (от греч. "анабиозис"-оживление)-временное со- стояние организма, при котором жизненные процессы замедлены до минимума и отсутствуют все видимые признаки жизни (наблюдается у холоднокровных животных зимой и в жаркий период лета).
Зимний покой - приспособительное свойство многолетнего растения, для которого характерно прекращение видимого роста и жизнедеятельности, отмирание надземных побегов у травянистых жизненных форм и опадение листьев у древесных и кустарниковых форм.
Морозостойкость - способность организмов выносить низкие отрицательные температуры.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Экологическая система - сообщество живых организмов и среды их обитания, составляющее единое целое на основе пищевых связей и способов получения энергии.
Биогеоценоз (от греч. "биос" - жизнь, "гео" - земля, "це-ноз" - общий) - устойчивая саморегулирующаяся экологическая система, в которой органические компоненты неразрывно связаны с неорганическими.
Биоценоз - сообщество растений и животных, населяющих одну территорию, взаимно связанных в цепи питания и влияющих друг на друга.
Популяция (от франц. "популяцион" - население) - совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.
Агроценоз (от греч. "агрос" - поле, "ценоз"-общий) -искусственно созданный человеком биоценоз. Он не способен длительно существовать без вмешательства человека, не обладает саморегуляцией и в то же время характеризуется высокой продуктивностью (урожайностью) одного или нескольких видов (сортов) растений либо пород животных.
Продуценты (от лат. "продуцентис"-производящий)-зеленые растения, производители органического вещества.
Консументы (от лат. "консумо"-употреблять, расходовать) - растительноядные и плотоядные животные, потребители органического вещества.
Редуценты (от лат. "редуцере" - уменьшение, упрощение строения)-микроорганизмы, грибы-разрушители органических остатков
Цепи питания - цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества; каждое предыдущее звено является пищей для следующего.
Пищевой уровень - одно звено в цепи питания, представленное продуцентами, консументами или редуцентами.
Сети питания- сложные взаимоотношения в экологической системе, при которых разные компоненты потребляют разные объекты и сами служат пищей различным членам экосистемы.
Правило экологической пирамиды - закономерность, согласно которой количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую.
Саморегуляция в биогеоценозе- способность к восстановлению внутреннего равновесия после какого-либо природного или антропогенного влияния.
Колебание численности популяции - сменяющее друг друга увеличение или уменьшение числа особей в популяции, которое происходит в связи с изменением сезона, колебаниями климатических условий, урожая кормов, стихийными бедствиями. Благодаря регулярному повторению колебание численности популяции называют также волнами жизни или популяционными волнами.
Регулирование численности популяции - организация мероприятий по регулированию числа особей путем их истребления или разведения.
Исчезающая популяция - популяция, численность видов которой снизилась до принятого минимума.
Промысловая популяция - популяция, добыча особей которой экономически оправдана и не приводит к подрыву ее ресурсов.
Перенаселенность популяции - временное состояние популяции, при котором количество особей превышает величину, соответствующую условиям нормального существования. Чаще всего связано со сменой биогеоценоза.
Плотность жизни - количество особей на единицу площади или объема тон или иной среды.
Саморегуляция численности - ограничивающее действие экологической системы, снижающее численность особей до средней нормы.
Смена биогеоценозов - преемственное естественное развитие экологической системы, при котором одни биоценозы сменяются другими под влиянием природных факторов среды: на месте лесов образуются болота, на месте болот-луга. Смена биогеоценозов может быть вызвана также стихийными бедствиями (пожар, паводок, ветровал, массовое размножение вредителей) или влиянием человека (вырубка леса, осушение или орошение земель, земляные работы).
Восстановление биоценоза - естественнее развитие устойчивой экологической системы, способной к самовосстановлению, которое проходит в несколько этапов на протяжении десятков лет (после вырубки или пожара еловый лес восстанавливается более чем через 100 лет)-
Восстановление биоценоза искусственное - комплекс мероприятий, обеспечивающих возобновление прежнего биоценоза путем посева семян, посадки саженцев деревьев, возвращения исчезнувших животных.
Фитоценоз (от греч. "фитон"-растение, "ценоз"-общий) растительное сообщество, исторически сложившееся в результате сочетания взаимодействующих растений на однородном участке территории. Его характеризуют определенный видовой состав, жизненные формы, ярусность (надземная и подземная), обилие (частота встречаемости видов), размещение, аспект (внешний вид), жизненность, сезонные изменения, развитие (смена сообществ) .

С егодня в обиходе очень модный и актуальный термин - экология! Но что подразумевают люди, употребляя это слово в своей речи, вписывая его в статьи, научные работы и «отрывая» от него заветный кусочек «эко», чтобы «приклеить» к чему-то важному, например: «экопродукты», «экокожа», «эколайф»?

На самом деле, «экология» - слово, состоящее из греческого «ойкос» - ‘дом’ и «логос» - ‘наука’. Получается, что дословно «экология» - это наука о доме. Но, конечно, само понятие намного шире, многогранней, интересней, чем кажется, если отталкиваться от этого определения.

Если погрузиться в осмысление всего, что значит этот модный термин, то можно открыть для себя много нового и весьма интересного, особенно для человека, который нацелен на правильный (здоровый) образ жизни.

Экология: что это такое и что она изучает

Экология - это наука, изучающая взаимодействие живых организмов с окружающей средой. Исходя из перевода составного термина, это наука о доме. Но под словом «дом» в экологии понимают не то или, точнее, не только то жилище, в котором проживает конкретная семья, отдельный человек или даже группа людей. Под словом «дом» здесь понимается целая планета, мир - дом, в котором живут все люди. И, конечно, в разных разделах экологии рассматриваются отдельные «комнаты» этого «дома».

Экология изучает всё, что как-то взаимодействует или влияет на живые организмы. Это очень объёмная наука, которая затрагивает добрую сотню актуальных вопросов для человека и его жизни на земле.

Виды экологии

Как и некоторые другие науки, экология включает в себя множество различных разделов. Ведь уместить всё важное в одном направлении довольно сложно. Можно запутаться и так и не сделать нужных выводов, не найти решений для серьёзных проблем.

Стоит знать, что экология - это сравнительно молодая наука. Ей всего-то не более 200 лет. Однако на сегодняшний день наука стоит на одной ступени по степени важности с математикой, физикой, биологией и др. При этом некоторые научные сферы (ботаника, химия, микробиология) экология не просто затрагивает, а даже базируется на них.

Различают такие виды экологии:

• экология биосферы - раздел, изучающий среду обитания человека и глобальные изменения в ней;
• промышленная экология - направление, занимающееся изучением влияния на окружающую среду промышленных предприятий и процессов;
• экология отрасли - каждая отрасль занимательна и интересна с точки зрения экологии;
• сельхоз-экология - изучает влияние и взаимодействие сельского хозяйства с окружающей средой;
• эволюционная экология - изучает процессы эволюции живых организмов и влияние их на среду обитания;
• валеология - наука о качестве жизни и здоровье человека;
• геоэкология - изучает геосферу планеты и её обитателей;
• экология морей и океанов - направлена на изучение вопросов чистоты водной поверхности земли;
• социальная экология - наука о чистоте социальной области;
• экономическая экология - направлена на разработку алгоритмов рационального использования ресурсов планеты.

По сути, разделы этой науки всё время расширяются и множатся. Но абсолютно все ответвления сводятся к общей экологии, задачей которой является сохранить здоровую среду обитания и не дать погибнуть нашей планете раньше отведённого времени.

Про экологию мысли и чистоту мировоззрения

Пока официально нет раздела в экологии, который бы был направлен на изучение влияния собственного мировоззрения человека на окружающую среду и собственное здоровье. Однако то, как думает и воспринимает окружающий мир человек, сильно влияет на его действия. Про экологию мысли забывать нельзя. Ведь только правильный ход мысли и глубокое понимание необходимости жить в ладу с природой, позволит сохранить наш «дом», не нанести ему ущерб. Человек с чистыми светлыми мыслями духовно здоров. Его физическое тело также более крепкое. А это тоже весьма важно для сохранения здоровья окружающей среды и создания комфортной экосистемы для каждого живущего на земле.

Термин и понятие экологии

Конечно, из всего написанного выше уже можно понять, что термин «экология» включает в себя огромный объём информации и «рассыпается» на важные элементы, грани которых составляют единую важную цель - изучение планеты и сохранение её здоровья. Но кто это всё придумал и почему это так важно? Стоит разобраться.

Кто ввел термин «экология»?

Впервые термин «экология» произнёс учёный-философ и естествоиспытатель Эрнст Генрих Геккель. Этому же немецкому философу принадлежит авторство таких биологических терминов, как онтогенез, филогенез, которые также имеют прямое отношение к экологии.

Что означает экология

Как уже можно догадаться, экология - понятие всеобъемлющее, заключающее в себя массу вопросов, связанных со средой обитания и её чистотой. Но почему мы так часто слышим составные слова с приставкой «эко» и понимаем это как чистоту, здоровье, безопасность? Ничего сложного! Ведь основной мыслью экологии как науки является поиск решений, позволяющих сохранить красоту и здоровье природы. Эколог - это человек, который изучает влияние любых процессов, веществ, вещей на мир окружающий и живые организмы. Поэтому, когда человек говорит экология, он подразумевает чистоту окружающей среды. Когда мы произносим любое слово с приставкой «эко», то подразумеваем, что это нечто чистое, безопасное и полезное для нашего здоровья. Исключением являются специфические термины, употребляемые в научной среде.

Экотоп - отдельный участок среды обитания живых организмов, претерпевший некоторые изменения в результате деятельности этих организмов.

Экосистема - среда взаимодействия группы живых организмов.

В остальных случаях слова с приставкой «эко» - это новые слова, составленные с заявкой на указание выгоды. Т. е., по сути, очень часто экопродукты, экоматериалы, экокультура - это всего лишь маркетинговый ход. Доверять слепо такой приставке не всегда стоит. Лучше внимательно присмотреться к вещи, которую пометили заветным зелёным листочком (эмблема экологически чистых товаров) и изучить состав. А уж потом делать выводы о чистоте и безопасности выбранного продукта.

Где и кому нужна экология

Сегодня предмет экологии изучают в школе, средних и высших специальных заведениях, вне зависимости от профиля. Конечно, на отделениях ботаники, агрономии, зоологии и т. п. этому предмету уделяют куда больше внимания, чем, например, на экономическом факультете. Но практически в любой общеобразовательной программе есть раздел экологии. И это не случайно. Каждый человек должен быть экологически грамотен. Вы можете не быть юристом, но понимать, какая среда вас окружает, вам стоит. Можно не владеть понятиями медицины, но знать основы, как сохранить здоровье планеты важно. Где и как мы соприкасаемся с вопросами экологии? Ну, например, когда вы идёте выбрасывать мусор, вы уже становитесь «винтиком» в механизме системы, которая или нарушает общее благополучие окружающей среды или помогает сохранить здоровье планеты. Ведь надо знать, как правильно и куда выбросить мусор, чтобы минимизировать отрицательное влияние отходов на здоровье людей и экосреды. Когда человек закуривает сигарету, он также оказывает непосредственное влияние на формирование фона здоровья природы. Одна, казалось бы, сигарета, но может принести массу негативных перспектив и самому курильщику, и окружающему миру в целом.

Сегодня экологические отделы есть почти при каждом промышленном предприятии. Экологическая служба работает в каждом городе. В масштабах страны вопросы экологии решаются и обсуждаются в рамках серьёзных совещаний. Об экологии нашей планеты говорят, думают, спорят ученые и обычные люди. Каждый день, просыпаясь утром, мы соприкасаемся с разными сферами этой науки. Она интересна, многогранна и очень важна для каждого из нас и для всех людей в целом.

Экологические проблемы и их решение

Когда мы заговорили о приставке «эко», как о знаке чистоты, - это была позитивная «частица» темы. Есть и обратная сторона - негатив! Словосочетания «экологическая проблема», «экологическая катастрофа» нередко нас пугают в заголовках газет, интернет-СМИ, телепрограммах и радиосводках. Обычно под этими словосочетаниями «прячется» что-то страшное, угрожающее и грязное. Грязь здесь имеется в виду в прямом смысле слова. Например, выброс с какого-нибудь завода в море загрязняет водную среду и может нанести ущерб живым обитателям этой экосистемы. Это экологическая проблема, каких сегодня может быть масса. Когда мы говорим об истончении озонового слоя, мы подразумеваем экологическую катастрофу, к которой может привести это явление. Наука, которую мы здесь рассматриваем, как раз направлена на то, чтобы минимизировать риски возникновения экологических проблем и уж тем более не допустить развития целых катастроф в масштабах города, страны, планеты. Именно для этих целей была создана и развивается эта многогранная, интересная и невероятно важная наука.

Как предупреждаются и решаются проблемы экологии

Если есть наука, существуют и учёные, которые занимаются её развитием. Учёные-экологи трудятся над изучением разных вопросов экологии. Это и узкоспециализированные сферы, как например агроэкология, зооэкология, промышленный комплекс и экология общая, классическая. По всему миру создаются и успешно работают различные экослужбы. Например, в нашей стране есть такой орган, как экологическая полиция. Это служба, которая следит за соблюдением правил экологической безопасности в городах и других населённых пунктах. На каждом предприятии есть собственный отдел, который контролирует влияние работы предприятия на окружающую среду и сдаёт отчётность по этому поводу высшим органам.

В масштабах мировой науки постоянно ведутся разработки, направленные на оптимизацию различных процессов, для снижения рисков развития экологических проблем и предупреждения возникновения катастроф. Экоконтроль работает в сетевых продуктовых магазинах, чтобы не допустить попадания на столы некачественных продуктов.

Но каждому человеку следует помнить, что и он является важным звеном системы, так или иначе влияющей на чистоту и здоровье нашего «дома», нашей планеты. От того, как живет, как думает, как действует каждый человек, тоже зависит очень многое. Поэтому стоит уделить внимание этой науке хотя бы на уровне общего ознакомления с её основными понятиями и проблемами.

КАРАГАНДИНСКИЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Рахимжанова Р.И.

Исабаев А.С.

ЭКОЛОГИЯ

Учебно- практическое пособие для дистанционного обучения студентов всех специальностей

КАРАГАНДА 2003

ВВЕДЕНИЕ

Экология стала для всего человечества не только наукой, но и способом мышления, поведе­ния, реальностью действий. Она стала одной из сторон гуманизма, вклю­чающей в себя понимание единства человека с природой, вы­сокую культуру, интеллект.

Слово "экология" впервые употребил Э. Геккель, обозначив им биологическую науку, изучающую взаимоотношения организмов с окружающей их средой.

В соответствии с принятой сейчас классификацией любое изменение в среде обитания входит в компетенцию экологии. Одной из важнейших задач экологии является оптимизация взаимоот­ношений между человеком, с одной стороны, отдельными видами и попу­ляциями, экосистемами, с другой. Сохране­ние всех видов, популяций и экосистем на нашей планете считается эколо­гически и экономически целесообразным, а концепция по­лезных и вредных-несостоятельна. Оптимизация взаимоотношений че­ловека с природой рассматривается как необходимое условие существо­вания человека с различными взаимоотношениями, которые должны проявляться в мини­мальном ущербе живым организмам и неживой природе. Появление на нашей планеты экологических катастроф говорит о необходимости, по уменьшению выбросов вредных веществ в окружающую среду и ее загрязнения, созданию малоотходных и безот­ходных технологий, охраны природы.

Большое значение имеет экологическое воспитание и образование людей. Многие просто не знают о надви­гающейся беде и тех отрицательных последствиях, которые вызываются загрязнением окружающей среды.

Понятием, созвучным с термином "экология", в боль­шинстве случаев является любое взаимодействие человека и природы или ухудшение качества окружающей среды, вызванное хозяйственной дея­тельностью человека. Экология как наука имеет собственные цели, объекты и методы ис­следования, а также различные направления: общая экология, приклад­ная экология, популяционная экология, аутэкология и др. Существуют два подхода: экосистемный и популяционный. Экосистемный базируется на понятии экосистемы - совокуп­ности организмов и неживых компонентов. При таком подходе экологию рассматривают как науку об системах, и любое изучае­мое явление представляет интерес прежде всего в том, что оно является составной частью экосистемы. Популяционный обращает внимание на популяциях, т. е. совокупностях особей одного вида, населяющих определенное пространство и обитающие в пределах одного биогеоценоза. В отличие от экосистемно­го подхода, популяционный под­ход более склонен к аналитическому объяснению.

В настоящее время бытует представление, что все связанное с загряз­нением окружающей среды и с уменьшением вредного воздействия чело­веческой деятельности на природу является экологией. Основу экологии составляет изучение функционирования особей, популяций, сообщества, человека и их взаи­модействий с окружающей средой при воздействии экологических факто­ров, проявляющихся в физических, химических и биологических измене­ниях. Здесь любые изменения особей, популяций, сообществ, человека яв­ляются своеобразными индикаторами окружающей среды и ее загряз­нения.

Характерной чертой экологии является то, что она яв­ляется междисциплинарной наукой. По мере своего развития и освоения человеком новых дис­циплин экологические знания должны подниматься по спирали вверх.

1. Определения экологии

1.1 Что такое экология. Термин "экология" (буквально от греч. oikos - жилище, местопребы­вание, дом и logos- наука) был предложен Эрнстом Геккелем в 1866 г. Это наука, изучающая организацию и функционирование систем различных уровней. В настоящее время современная экология изучает также взаимодействия человека и биосферы, про­изводства с окружающей его природной средой и другие проблемы.

В зависимости от объекта и предмета исследований, экология подразделяется как:

1. Часть биологии, изучающая отношения организмов (особей, попу­ляций, биоценозов и т. п.) между собой и окружающей средой, называется биоэкологией.

2. Дисциплина, изучающая общие законы функциониро­вания экосистем различного уровня.

3. Комплексная наука, исследующая среду обитания живых существ (включая человека).

4. Наука о способах ограничения потребления ресурсов биосферы для удовлетворения нужд хозяйственной дея­тельности человека.

В настоящее время развивается экологизация различных дис­циплин, под которой понимается процесс внедрения систем технологических, управленческих и других реше­ний, позволяющих эффективно использовать природные ресурсы. В связи с этим экология распалась на ряд научных отраслей и дисцип­лин, далеких от первоначального понимания экологии как биоло­гической науки об отношениях живых организмов с окружающей их сре­дой. Но в основе всех современных направлений экологии лежат фунда­ментальные идеи биоэкологии.

Экологию по размерам объектов изучения делят на географическую, объектами изучения которой являются крупные геосистемы, географические процессы с участием живого и глобальную экологию - учение о биосфере Земли.

По отношению к предметам изучения экологию подразделяют на эко­логию микроорганизмов, грибов, растений, животных, человека, сель­скохозяйственную, прикладную, инженерную и т.д.

По средам и компонентам различают экологию суши, водо­емов, морскую, высокогорную, химическую.

По подходам к предмету исследования - аналитическую и ди­намическую экологию.

В системе экологии человека выделяют социальную экологию, изу­чающую взаимоотношения социальных групп общест­ва, так и человека в целом.

1.2 Задачи экологии В зависимости от решаемых задач экологию подразделяют на общую, исследующую основные принципы организации и функционирования различных систем, и частную, сферой которой являет­ся изучение конкретных групп.

Общая экология классифицируется по уровням организации. Популяционная экология изучает популяции - сово­купности особей одного вида объединяемых общей территорией. Биоценология исследует структуру и ди­намику природных сообществ - совокупностей совместно обитающих популяций разных видов.

В настоящее время многие разделы экологии имеют выраженную практическую направленность и имеют большое значение для развития различных отраслей хозяйства. Основной задачей экологии на современном этапе является изучение количественными методами основ структуры и функциониро­вания природных и созданных человеком систем. Окружающая нас живая природа не является беспорядочным сочетанием живых су­ществ. Она представляет собой устойчивую и организованную систему, сложившуюся в процессе эволюции органического мира. Любые явления, связанные с воздействиями человека на природу, обратными влияниями природы на человека и его экономику, с хозяйственными процессами называются экологической проблемой.

Взаимоотношение человека с видами и сообществами может быть достигнута за счет уси­лий со стороны человека. Этим может быть достигнуто решение многих хозяйственных проблем:

Интенсификация производства ряда отраслей;

Сохранение и экономия дорогостоящего сырья;

Увеличение продолжительности жизни и уменьшение заболевае­мости людей;

Совершенствование механизмов взаимодействия общества и приро­ды.

Определение понятия науки «Экология»

Экология – один из сравнительно молодых и бурно развивающихся разделов биологии – изучает взаимоотношения организмов между собой и со средой обитания. Взаимодействие организмов со средой рассматривает каждая биологическая наука. Экология затрагивает лишь ту его сторону, которая обусловливает развитие, размножение и выживание особей, структуру и динамику популяций, и сообществ.
Экологическая трактовка необходима и при решении определенных задач в области физиологии, морфологии, систематики, биогеографии, поскольку любые биологические исследования в той или иной степени изучают жизнь животных и растений в природных условиях.
Термин «экология» (от греч. oikos – жилище, место обитания и logos –
наука) предложил Э. Геккель в 1866 г. для обозначения биологической науки, изучающей взаимоотношения животных с органической и неорганической средами..
Экология – это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых её проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учётом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.
Экология, как было отмечено, имеет свою специфику: объектом её
исследования служат не единичные особи, а группы особей, популяции (в целом или частично) и их сообщества, т.е. биологические макросистемы. Многообразие связей, формирующихся на уровне биологических макросистем, обусловливает разнообразие методов экологических исследований.

Экология в архитектуре развивается в основном в трёх направлениях:

• экологически чистые материалы, которые не наносят вреда нашему организму,
• тектонику самих сооружений, подсмотренную у природы.
• новые технологии, позволяющие минимально нарушать целостность природной среды и использовать в качестве источников энергии природные явления (такие как ветер, морской прилив, солнечная активность…) или переработку отходов жизнедеятельности (биотопливо…)

Именно эти три принципа определили маломаштабность и камерность тех объектов, для которых они применимы. Виллы, отдельные небольшие сооружения общественного назначения. Ведь вы не встретите в природе например ракушку с 45 этажный дом. На этой базе появилось направление, названное органической архитектурой. Зародилось это направление в 30-50-е гг. Яркими представителями которого являются такие известные архитекторы, как Л. Салливен, Фрэнк Ллойд Райт, Алвар Аалто, Антонио Гауди… При этом Райт отвергал адресность к формам органической природы - «…органическая архитектура-это архитектура «изнутри наружу», в которой идеалом является целостность. Мы не употребляем слово «органик» в смысле «принадлежащий к растительному идя животному миру » – говорил Райт. В современной архитектуре появилось новое направление – бионика, для которого внешние и тектонические аналогии с природными объектами стали целевой задачей. Архитекторы, работающие в рамках этого направления Барт Принс, Хавьер Сеносиан, Кендрик Келлог, Рон Арад и другие.

Определение ключевого понятия «Экосистема»

Термин “экосистема” впервые был предложен английским экологом А. Тенсли в 1935 году. Но само представление об экосистеме возникло значительно раньше. Упоминание, о единстве организмов и среды, есть в самых ранних работах. Прежде, чем дать определение экосистемы, приведем понятие самого слова “система”.

Система – это реальный или мыслимый объект, целостные свойства которого, могут быть представлены как результат взаимодействия слагающих его частей. Основные свойства системы – это единство, целостность и взаимосвязи между ее компонентами.

Экосистема – совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи. Экосистема – это широкое понятие: луг, лес, река, океан, ствол гниющего дерева, биологические пруды очистки сточных вод.

Одним из видов экосистемы является биогеоценоз – это сугубо наземная экосистема, т.е. природная экосистема на поверхности Земли (река, луг, лес и т.д.). Любой биогеоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема может являться биогеоценозом.

Биогеоценоз (в дальнейшем будем называть экосистема) состоит из экотопа и биоценоза. Экотоп – это совокупность абиотических факторов (почва, вода, атмосфера, климат и др.). Биоценоз – совокупность живых организмов (растительность, животные, микроорганизмы).

Главное свойство экосистемы – взаимосвязь и взаимозависимость всех ее компонентов.

Определение понятия «Биосфера»

Биосфе́ра (от др.-греч. βιος - жизнь и σφαῖρα - сфера, шар) - оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «плёнка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера - оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».

Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.

Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом. Согласно В.И.Вернадскому биосфера – это оболочка земли, включающая как область распространения живого вещества, так и само живое существо. На Земле жизнь сосредоточена в гидросфере, литосфере и тропосфере. Нижняя граница атмосферы расположена на 2-3 км ниже поверхности материков и на 1-2 км ниже дна океана.

Верхняя граница биосферы – озоновый слой, который расположен в стратосфере на 20-25 км от поверхности Земли.

Существует и другое, более широкое определение: биосфера - область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах..

Определение понятия «Ноосфера»

"Ноос" в переводе с греческого означает разум, т.е. Ноосфера - это сфера разума. Понятие Ноосфера было введено в 1927 году французским ученым, математиком и философом Эдуардом Леруа. Соавтором понятия " Ноосфера" выступил друг Леруа палеонтолог и философ Тельяр де Шарден.

Знаменитый, крупнейший русский ученый - мыслитель Владимир Иванович Вернадский используя термин "Ноосфера" развил учение о переходе биосферы (область проживания биологических форм жизни и сами формы) в ноосферу.

Ноосфе́ра (греч. νόος - разум и σφαῖρα - шар ) - сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»).

Ноосфера - предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного».

Тема 3. «Сравнительная социально-экологическая оценка эффективности некоторых видов расселения».

Теория центральных мест Вальтера Кристаллера.

ТЕОРИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ МЕСТ

В соответствии с данной теорией существует оптимальная каркасно-сетевая структура населённых пунктов, которая обеспечивает доступ к объектам сферы услуг, максимально быстрое перемещение между городами и эффективное управление территорией. Система населённых пунктов обладает определённой иерархией, число уровней которой прямо пропорционально социально-экономическому развитию территории. С ростом уровня иерархии населённый пункт предоставляет всё больший набор услуг всё большему числу нижестоящих поселений.

Система центральных мест (т. н. «сетка Кристаллера») имеет форму пчелиных сот (смежных шестиугольных ячеек). Центры некоторых ячеек являются узлами шестиугольной решётки более высокого порядка, центры её ячеек - узлами решётки ещё более высокого порядка и т. д. вплоть до наивысшего уровня с единственным центром.

Данная модель критикуется за нереальность по нескольким причинам. Во-первых, такое геометрически правильное встречается довольно редко, так как множество исторических, политических и географических факторов нарушают симметрию и строгую иерархию распределения; во-вторых, численное исследование эволюционной модели, основанной на идеях Кристаллера, показало, что симметричное распределение неустойчиво - достаточно малых флуктуаций, чтобы появились зоны с высокой концентрацией активности и вызвали отток населения и уменьшение активности в других зонах.

ТЕМА 5

Ресурсосбережение

Ресурсосбережение - это совокупность мер по бережливому и эффективному использованию фактов производства (капитала, земли, труда). Обеспечивается посредством использования ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий; снижения фондоемкости и материалоемкости продукции; повышения производительности труда; сокращения затрат живого и овеществленного труда; повышения качества продукции; рационального применения труда менеджеров и маркетологов; использования выгод международного разделения труда и др. Способствует росту эффективности экономики, повышению ее конкурентоспособности.

Ресурсосбережение должно достигаться на всех этапах производства и использования ресурсов: рационализацией добычи природного сырья, топлива и др. (например, более полное извлечение нефти из пласта), максимальным использованием добытого ресурса, сведением к минимуму потерь при транспортировке и хранении; наиболее эффективным применением ресурса в процессе производства или непроизводственного потребления; выявлением, учетом и полным использованием вторичных ресурсов (образующихся в процессе их первичного потребления), прежде всего по прямому назначению-в качестве полноценного сырья, источника энергии или тепла и др., а также переработкой отходов и утилизацией отбросов.

Обеспечение ресурсосбережения - обязательное требование к технике, технологии, организации производства и непроизводственной деятельности, хозяйственному механизму. Экономное и бережливое отношение к ресурсам, многие из которых не возобнавляются, на всех стадиях цикла проектирования – реализации – эксплуатации: рекуперация тепла использованного подогретого воздуха, рециркуляция очищенного и повторно используемого воздуха, принудительное перераспределение воздуха по высоте помещения, регенерация воды, теплоизоляция магистралей с повышенной температурой, снижение материалоемкости, вырабатываемой и потребляемой мощности и габаритов, неодновременная работа энергопотребляющих устройств, внепиковое использование ресурсов, минимизация издержек и потерь, использование новейших разработок (светодиодные светильники, плавные регуляторы скорости вращения и мощности), оптимизация и автоматизация технологических процессов, учет и оперативный контроль расхода энергоресурсов, унификация технических и программных средств, экономия людских ресурсов.

Зеленый тренд

Зелёное строительство (также Экологическое строительство, Экостроительство) - это вид строительства и эксплуатации зданий, воздействие которых на окружающую среду минимально. Его целью является снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов на протяжении всего жизненного цикла здания: от выбора участка по проектированию, строительству, эксплуатации, ремонту и сносу. Другой целью зелёного строительства является сохранение или повышение качества зданий и комфорта их внутренней среды. Эта практика расширяет и дополняет классическое строительное проектирование понятиями экономии, полезности, долговечности и комфорта. Хотя новые технологии по строительству зелёных зданий постоянно совершенствуются, основной целью данной идеи является сокращение общего влияния застройки на окружающую среду и человеческое здоровье, что достигается за счёт:

· эффективного использования энергии, воды и других ресурсов;

· внимания по поддержанию здоровья жителей и повышению эффективности работников;

· сокращения отходов, выбросов и других воздействий на окружающую среду.

· Схожий подход натурального строительства, имеющий меньший масштаб, заключается в использовании натуральных местных материалов.

Тема 7. Видеоэкология.

Далеко не все осведомлены о «загрязнении» визуальной среды , той среды, которую мы воспринимаем через орган зрения, или, говоря проще, того, на что мы смотрим глазами.

Визуальная (видимая) среда - та окружающая среда, которую мы воспринимаем через орган зрения, то есть та среда, которую мы видим глазами

Новое научное направление о визуальной среде как экологическом факторе было названо нами видеоэкологией .

Агрессивная видимая среда.

Близорукость.

Близорукость. Для многих стран она стала настоящим социальным бедствием. Близорукость является самым распространенным дефектом зрения.

В литературе накопилось достаточно фактов, указывающих на большую роль внешней среды в появлении близорукости. Так, М. Михалева, анализируя состояние учащихся 246 школ, установила, что колебания удельного веса близорукости в различных географических зонах составили от 3.3 до 24.34%. Различия, как видим, огромные - более чем в 7 раз. Нельзя сказать, что освещенность самих школ резко различалась, скорее, колебания ее были незначительными, в то время как визуальная среда разных географических зон могла различаться очень сильно. Следовательно, есть все основания связывать причину появления близорукости с визуальной средой в ее суммарном выражении. Там, где больше было близоруких детей, там хуже была визуальная среда, в частности, там больше было гомогенных и агрессивных визуальных полей.

В городских условиях близорукость встречается в 1.5-2 раза чаще, чем в сельской местности. У сельских школьников визуальная среда в суммарном её выражении ближе к естественной, чего нельзя сказать об урбанизированной визуальной среде, которая не только отличается от природной, но в большинстве случаев является противоестественной.

Именно в такой визуальной среде вынуждены долго находиться городские дети

Нелюбимый цвет.

Интересные исследования были проведены С. Габидулиной. Она просила своих испытуемых (143 человека) назвать какие районы Москвы «окрашены» в нелюбимые ими цвета. Оказалось, что 35% респондентов назвали нелюбимыми новые микрорайоны с их противоестественной видимой средой.

Заслуживают внимания исследования, посвященные сравнительной социальной оценке различных территорий Москвы, которые со второй половины 70-х годов проводит Ю.Г. Вешнинский. Представителями различных социальных групп давалась оценка данной территории по шести компонентам: эстетическая привлекательность, экологический и визуальный дискомфорт, криминогенная обстановка, торговля, транспорт, социальный состав. В итоге была составлена карта сравнительной социальной оценки районов Москвы.

Мы с большим интересом ознакомились с данными материалами. Чрезвычайно важно отметить тот факт, что два первых и самых важных показателя – «эстетическая привлекательность» и «визуальный дискомфорт» - это по существу оценка визуальной среды, так как и в первом, и во втором случаях суждения горожан были о видимой среде в местах проживания. Действительно, визуальная среда является одним из определяющих факторов качества жизни. На этой карте хорошо видно, что все новые микрорайоны Москвы являются непрестижными. Именно в этих районах изобилие агрессивных и гомогенных видимых полей, что порождает в массе своей противоестественную визуальную среду.

Городской стресс.

В процессе эволюции человек приспособился к спокойным ритмам сельской жизни. Бесконечные раздражители городской среды (среди которых визуальные стимулы явно преобладают), приводят к «городскому стрессу», определяемому как «переживание отрицательных, дискомфортных ощущений физиологического и психического характера». За счет противоестественной визуальной среды объем раздражителей начинает превосходить индивидуальные возможности человека, что грозит возникновением патологических состояний.

Помимо архитектуры, к числу сильных зрительных раздражителей следует отнести транспорт на улицах города. Дело в том, что все динамические раздражители оказывают большое влияние на сенсорные системы. В этом случае агрессивные поля, к примеру, большое число окон вагонов электрички, будут буквально «прочеркивать» по глазам горожан. Аналогичным образом воздействуют на зрение движущиеся автобусы, троллейбусы и автомашины.

Агрессивной визуальной средой является и многолюдье в городах. Толчея на улицах, автобусных остановках и станциях метро воспринимается как визуальная среда из большого числа одинаковых объектов. К примеру, спускаясь по эскалатору в утренние часы, человек видит только головы других пассажиров (из-за высокой плотности толпы всего человека при этом увидеть невозможно), которые он воспринимает как одинаковые шарообразные объекты. Многолюдье создает агрессивную видимую среду, которая может провоцировать горожан к агрессивным действиям.

В литературе обсуждается вопрос о стрессе, связанном с проживанием в домах повышенной этажности. Визуальная среда горожан проживающих выше 7-го этажа отличается от визуальной среды жителей нижних этажей. В частности, чем выше этаж, тем меньше видимая из окна среда напоминает природную. С 15-го этажа, к примеру, в поле зрения больше крыш, а также «агрессивных» многоэтажных «коробок».

Таким образом, наряду с шумом, вибрацией, запахами, загрязненностью, запыленностью, скученностью и т.п. свою лепту в городской стресс вносит и противоестественная визуальная среда города. Стрессы накладываются один на другой собой, что усугубляет их действие.

8.60. Синдром большого города.

Синдром «большого города» появился еще на рубеже XIX - XX веков, когда стали возникать крупные населенные пункты. У жителей мегаполисов стали развиваться неврозы. В ответ на это ученые уже тогда разработали такой метод, как психоанализ.

Почему появился этот синдром? Человек много веков жил по законам природы: вставал с рассветом, ложился с закатом.

С появлением электричества световой день изменился, режим дня стал другим. Появилась «ночная жизнь». Также жизнь работающих людей стала протекать согласно ритму машины. На заводах и фабриках появились вторая, третья смены. Этот неестественный, не соответствующий природе человека режим и явился одной из причин появления синдрома «большого города».

Вторая – это скопление значительного количества людей на сравнительно маленькой территории (толпы на центральных улицах города, многоэтажки, дома, построенные «окно в окно»). Каждому человеку необходимо свое, персональное пространство. А в городе, особенно крупном, мы живем на 1/3, часто даже на 1/10 этого нужного личного пространства (проявляется в ощущении тесноты и раздражения в отношении других людей – Авт.).

Скученность людей в городе приводит еще и к тому, что мы воспринимаем незнакомых как… деревья. Да, да, вспомните, что бывает, если с кем-то на улице или в общественном месте случится беда – мало кто из прохожих обращает внимание. А в маленьких городках отношение к людям совсем другое, более человечное. И вот это противоречие – не можем всем дарить свое внимание (на всех нас не хватает) и то, что такое равнодушие к окружающим вроде бы преступно – тоже может привести к неврозу.

Еще одна причина – городская архитектура. Непродуманный ландшафт мегаполиса, серые безобразные дома, отсутствие деревьям – все это приводит к серьезным психологическим нарушениям, в том числе к приступам необъяснимой агрессии.

Есть и другие факторы, усиливающие действие синдрома «большого города»: влияние СМИ, социальное положение человека, грязь и неухоженность города. А также - экономическая нестабильность в стране, трагедии национального масштаба, теракты.

8.61. Агрессивность человечества и увеличение психического расстройства.

На протяжении всей жизни, изо дня в день, человек находится в постоянном взаимодействии с окружающей средой, следствием является не только физическое, но и психоэмоциональное влияние визуальной среды на состояние человека. Но мало кто из граждан знает об этом факте. А между тем психологическое влияние на человека созданной им среды является очень значительным, наше самочувствие напрямую зависит не только от того, с чем мы находимся в непосредственном контакте, но и оттого, что находится в нашем окружении: жилые дома, общественные здания, промышленные сооружения и т.д. Как правило, городская среда обладает такими неблагоприятными факторами, как неразвитость ландшафтного благоустройства или совершенно неверное его применение, агрессивная и гомогенная видеосреда, неправильное сочетание цветов и материалов при отделке или реконструкции зданий.

анализ неблагоприятного визуального воздействия окружающей среды, на примере жителей города Уварово, расположенного в Тамбовской области

В результате анализа литературы, указанной в библиографическом списке, были сделаны следующие выводы:

Визуальная среда оказывает значительное воздействие на состояние человека.Серые безжизненные тона зданий, однообразие их форм отрицательно влияют на состояние здоровья.

Большую опасность для психоэмоционального состояния представляет искусственная визуальная среда, в которую входят агрессивные и гомогенные поля.

Прямые линии и углы вызывают чувство агрессии и дискомфорта.

Правильное цветовое решение и внутренняя отделка положительно влияют на настроение и трудоспособность человека.

Развитый ландшафт и озеленение города создают комфортную среду для человеческого зрения.

Для предотвращения негативных последствий и создания комфортной визуальной среды необходимы также активные действия муниципальных властей. Такие действия должны включать в себя следующие мероприятия:

Использование природоподобия архитектурных форм города, здания должны гармонично сочетаться с ландшафтом, соответствовать ему.

Улучшение цветовой выразительности и своеобразия жилой застройки, путем правильного и гармоничного сочетания цветов.

Необходимо уделять особое внимание применению натуральных материалов, таких как камень и дерево. Особенно в местах близкого контакта с людьми.

Для создания комфортной среды внутри помещения, использовать приемы, обеспечивающие композиционное единство внутреннего пространства, ощущение соразмерности элементов.

Уменьшение действия агрессивных и гомогенных полей, за счет использования пространственных форм.

Использование озеленения - один из наиболее простых и доступных способов.

Совершенствование всех видов городского освещения, использование иллюминации с целью улучшения эстетического восприятия городской среды в вечернее время.

9.62. Энергоэффективный дом.

Энергоэффективные дома можно считать самыми близкими родственниками экологических, и с них почти можно начинать современную историю экодомостроения. Несмотря на то что энергоэффективность далеко не исчерпывает всех сторон экологического дома, она является одним из главных свойств экологического дома и степннь его энергоэффективности является одной из главных его характеристик.

Дом представляет собой единую теплоэнергетическую систему с проходящими через нее потоками различных энергий.

энергоэффективный дом начинается со снижения теплопотребления.

итопительное теплопотреоление снижают по трем основным направлениям, первые два из которых относят к пассивным
мероприятиям, третье - к активным:

Усилением теплоизоляции внешней оболочки здания

Снижением тепловых потерь с вентилируемым воздухом

Использованием энергии окружающей среды

Усиление теплоизоляции внешнего контура здания требует не только усиления теплоизоляции, но и минимизации
мостиков холода, неизбежных в любой строительной конструкции. Утепление различным образом выполняется для стен,
крыш, перекрытий, фундаментов и прозрачных конструкций т.е. окон.

Вентиляция. На вентиляции в существующих домах теряется ориентировочно около трети всего тепла. Исходя из этого естественно было бы ее сократить, однако при этом могут ухудшиться качество внутреннего воздуха, что также недопустимо. Анализ показыват, что возможно проведение системы различного характера мероприятий нацеленных на замедление или компенсацию ухудшения гигиенических показателей внутреннего воздуха. При этом без ухудшения качества внутреннего воздуха окажется возможным сократить объемы вентиляции и вместе с тем потери тепла. Потери тепла на вентиляцию могут быть сокращены также применением искусственных сосредоточенных приточно-вытяжных систем вентиляции с теплообменниками или тепловыми насосами.

Система терморегулирования. Вместо системы отопления в хорошо изолированном доме для компенсации в экстремально холодные периоды достаточно иметь маломощную систему терморегулирования. Действовать она будет эпизодическии выполнена может быть по лучистому типу.

Тепловые гелиоприемники. Тепловые солнечные коллекторы превращают энергию солнечного излучения непосредственно в тепло. Достоинством тепловых солнечных преобразователей является высокий КПД. У современных коллекторов он достигает 45 - 60%. Эффективность термальных гелиоприемников повышается если они снабжены теми или иными концентрирующими излучение зеркальными поверхностями. Весьма перспективными для экодомов обещают стать плоские солнечные элементы с линейными концентраторами излучения - фоконы. Однако потребности в низкотемпературном тепле летом в доме невелики, поскольку в связи с трудностью его длительного хранения, до зимы, когда оно главным образом нужно, его сохранить сложно. Этим объясняется относительно ограниченное их использование в энергоэффективных домах.

В зависимости от этого тепловые коллекторы разделяются на плоские и концентраторные. Плоские коллекторы наиболее просты и дешевы, однако дают лишь низкотемпературное тепло, сфера применения которого в домовом энергохозяйстве ограничена. Концентраторные коллекторы более эффективны, но достаточно сложны в т.ч. в эксплуатации, и дороги из-за необходимости поворотных систем слежения за солнцем. Поэтому их использование в автономной энергосистеме жилищ пока проблематично.

Промежуточное положение занимают появившиеся сравнительно недавно фоконы - плоские солнечные элементы составленные из полос линейных концентраторов лучистой энергии. Концентраторы в сечении имеют V - образную форму (плоскую или параболоидную, последняя дороже, но эффективнее) которые в широком диапазоне углов нахождения солнца концентрируют всю или большую часть излучения в своей сужающейся части где располагаются теплосъемные трубки. Фоконы совмещают в себе преимущества плоских и концентраторных коллекторов - они не требуют строгой ориентации на солнце и в тоже время позволяют получить более высокую температуру теплоносителя, что увеличивает их эффективность.

Теплоулавливающие стены. В последнее время стали популярны стены с прозрачной теплоизоляцией которые хорошо улавливают солнечное тепло и передают его внутрь зданий. Они представляют интерес для домов переходного типа, для экологических домов эффективнее использовать все же солнечные батареи.

Размещение гелиоколлекторов. При отсутствии затеняющих сооружений вся площадь восточных южных и западных фасадов дома, за исключением окон, может быть занята солнечными коллекторами. В первую очередь это относится как к наименее затеняемым поверхностям крыш, всвязи с чем уже появился термин "энергетическая крыша". Сейчас все больше появляется в продаже солнечных батарей выполненных как кровельные элементы.

Ветровые энергоисточники. Ветровая энергия являясь разновидностью солнечной используется человеком с древнейших времен. Особенную ценность ей придает то, что во многих регионах она имеет зимний максимум, компенсируя недостаток прямой солнечной энергии. В некоторых районах ветроресурсы оказываются столь велики что ими можно удовлетворить энергопотребности дома с избытком. Избыточная энергия может использоваться для производственных целей или продаваться во внешнюю сеть. Стоимость ветроэнергии в некоторых случаях уже сейчас оказывается ниже стоимости энергии полученной на тепловых станциях.

На сегодня наиболее перспективным способом длительного сохранения энергии в доме представляется хранение ее в виде водорода , получаемого гидролизом воды, в металлгидридных аккумуляторах. Преимущества последних заключаются в низкой взрывоопасности и малом объеме. Обратное преобразование водорода в энергию (электрическую и тепловую) возможно с помощью топливных элементов. По ценовым критериям водородный энергетический цикл для дома в ближайшее время обещает стать вполне доступным.

Пристроенная теплица Пристроенная к дому с южной стороны теплица может выполнять много полезных функций - служить местом отдыха, игровой площадкой для детей, оранжереей и т.д. Одновременно она является одним из самых дешевых и эффективных солнцеулавливающих устройств, что делает ее наличие в экодоме желательным.

По степени энергоэффективности дома можно классифицировать следующим образом. Дома переходного типа - потребляют на отопление значительно меньше энергии чем в среднестатистические дома. Далее следуют Дома нулевого теплопотребления - утепленные настолько хорошо, что им не нужна система отопления. За ними следуют энергоавтономные или энергосамодостаточные дома удоалетворяющие все свои энергетические потребности за счет индивидуальных или коллективных ВИЭ и тем самым не получпющие энергии извне. Наконец возможны и энергоизбыточные дома, экспортирующие энергию. Примеры таких домов уже существуют.

Вращающиеся дома. На протяжении тысячелетий дома строились статичными, а их ориентация определялась традициями и метными условиями. Один из способов повышения энергоэффективности дома состоит в том. чтобы южные фасады делать с
увеличенным остеклением и солнечными батареями, северные - с минимальным остеклением и наиболее утепленными
стенами. Поворотные устройства для солнечных батарей установленных на домах практически не применяются, однако,существуют целиком вращающиеся дома.

Такой дом возводится на металлической вращающейся основе, которая стоит на опорах, и может быть сооружен практически из любого материала - бетона, дерева, стекла или стали. Основание для узла вращения заглубляется на ту же величину, что и обычный фундамент. Поворотный механизм не требует регулярного обслуживания, а только
периодических осмотров, как и ходовая часть автомобиля. Дополнительным достоинством вращающихся домов является их сейсмоустойчивость.

Обычно предлагаемые дома могут делать один полный поворот, после чего должны ны совершить круг обратного вращения.

Энергия биомассы. Существуют породы быстрорастущих однолетних и многолетних растенийкоторые уже сейчас рентабельно выращивать для топливных нужд. Важно то чтопри сжигании специально выращенной биомассы в атмосферу не попадает

дополнительный углекислый газ, поскольку в процессе роста такое же

количество его поглощается. Таким образом суммарное количество двуокиси

углерода относящейся к парниковым газам, в атмосфере не увеличивается и тем

самым не вносится вклад в глобальное потепление.

Тепло окружающей среды. Можно отапливать дома отбирая тепло от холодного воздуха, воды, льдаили грунта. Это может быть осуществлено с помощью тепловых насосов -устройств в принципе идентичных обычному холодильнику, с той лишь разницейчто полезным эффектом является тепло выделяемое радиатором. На приводтеплонасоса затрачивается электрическая энергия, однако получаемая тепловаяэнергия оказывается в 3-5 раз больше. Отсюда в частности следуетнерациональность прямого использования электроэнергии для этопления. Использование теплонасосов для отопления зданий является выгодным, вомногих странах имеются действуют программы стимулирующие использоаниетеплонасосов имеющие государственную поддержку.

Водоэффективный дом.

Современному жилищу, помимо энергии, требуется извне холодная и горячая вода, атмосферный воздух, потребительские товары, информация. В свою очередь он производит отходы, главными из которых являются сточные воды и твердые бытовые отходы. Таким образом, дом оказывается задающим звеном и узловым пунктом крупных ресурсных циклов. Они так же, как энергетический, требуют оптимизации.

В экодоме целесообразно использовать схемы раздельного и повторного водоснабжения, водосберегающую сантехнику, сбор дождевой воды, раздельный сбор и очистку черных и серых стоков.

Забираемую из природных источников воду в настоящее время, как правило, необходимо очищать. Нет смысла использовать хорошо очищенную воду питьевых стандартов для всех бытовых целей, как это делается сейчас. Разумнее использовать два-три стандарта качества воды для разных видов использования, т.е. ввести дифференциальную водоподготовку. Необходимая дополнительная прокладка трубопроводов, в силу близости устройств водоподготовки, оправдает себя. Таким образом, небольшие коллективные или индивидуальные системы водоснабжения без труда могут быть выполнены по раздельной схеме, когда тщательно очищается только питьевая вода, дополнительно подаются воды меньших степеней очистки для тех или иных хозяйственных нужд. Способы очистки воды зависят от ее конкретного состава и должны подбираться индивидуально.

В качестве одного из источников водоснабжения может быть использована дождевая вода. Для того чтобы при сборе в нее не вносились дополнительные загрязнения, кровля не должна содержать токсичных покрытий, например оцинкованного железа. Может оказаться, что дождевая вода удовлетворяет поливным стандартам, в таком случае ее не потребуется очищать. Кроме того, использование дождевой воды приближает водный баланс местности к естественному, тем самым, уменьшая риск нарушения водного баланса местного ландшафта.

Горячую воду для бытовых целей целесообразно получать в теплый период от солнечных водонагревателей, в холодный - дополнительно с помощью теплонасосов и сбросного тепла электрогенератора и других энергоприборов.

В последние десятилетия слово « экология » стало очень популярным. Наиболее часто его используют, говоря о неблагополучном состоянии окружающей нас природы. Иногда этот термин употребляют в сочетании с такими словами, как общество, семья, культура, здоровье. Неужели экология столь обширная наука, что способна охватить большинство проблем, стоящих перед человечеством? Можно ли дать конкретный ответ на вопрос – что же она изучает?

Экология (от греческих слов « ойкос » – дом и « логос » – учение) – наука о взаимоотношениях организмов между собой и окружающей средой. Такое название дал ей немецкий биолог Эрнст Геккель (1834–1919) в 1866 г. (дословно: « Это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом. Одним словом, экология – это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование ») .

Современная наука дает несколько определений экологии:

– это часть биологии, изучающая отношение организмов (особей, популяций, биоценозов и т.п.) между собой и окружающей средой;

– это дисциплина, изучающая общие законы функционирования экосистем различного иерархического уровня;

– это комплексная наука, исследующая среду обитания живых существ, включая человека;

– область знания, рассматривающая некую совокупность предметов и явлений с точки зрения субъекта или объекта (как правило, живого или с участием живого), принимаемого за центральный в этой совокупности;

– это исследование положения человека как вида и общества в экосфере планеты, его связей с экологическими системамии меры воздействия на них.

Таким образом, если во времена Э. Геккеля экология понималась как наука, входящая в биологический комплекс знаний (как часть биологии), то в наше время трактовка этого понятия существенно расширилась, включив в себя не только отношения между живой и неживой природой, но и между природой и обществом (включая объединения людей разного уровня (государство, этнос, семья и т.п.) и даже отдельных индивидуумов).

Все чаще и чаще специалисты дают определение экологии как комплекса (или системы) научных дисциплин, связанного с изучением и оценкой взаимоотношений общества и природы и имеющего конечной целью их оптимизацию (гармонизацию). В этом комплексе выделяют три основные составляющие:

1) общая (в том числе и глобальная) экология;

2) экология человека;

3) отраслевая экология (биоэкология, географическая экология, геологическая экология и т.д.).

Следует различать экологию как область знаний и экологический подход, имеющий общенаучное значение. Экологический подход имеет место в том случае, если некая совокупность предметов или явлений (система) рассматривается и (или) оценивается с точки зрения « субъекта », принимаемого за центральный в этой совокупности (т.е. на нем замыкаются все связи). При этом, как правило, за такой центральный « субъект » принимается либо человечество в целом, либо какие-то его части.

В качестве самостоятельной науки экология оформилась лишь в ХХ в., хотя факты, составляющие ее содержание, с давних времен привлекали внимание человека. Весьма интересны взгляды древнегреческих ученых: Аристотеля (384–322 гг. до н. э.), Теофраста (371–280 гг. до н. э.), Плиния Старшего (23–79 гг.). Позднее вопросы экологического характера находили отражение в трудах ученых всего мира. Английский химик Роберт Бойль (1627–1691 гг.) оказался первым, кто осуществил экологический эксперимент; он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных. Значительный вклад в формирование экологических знаний внесли такие выдающиеся ученые, как шведский естествоиспытатель Карл Линней (1744–1778 гг.), французский исследователь природы Жорж Бюффон (1707–1788 гг.), автор первого эволюционного учения француз Жан Батист Ламарк (1744–1829 гг.), великий английский ученый-естествоиспытатель Чарльз Дарвин (1809–1882 гг.), немецкий биолог Эрнст Геккель (1834–1919 гг.).

Среди русских ученых, внесших большой вклад в развитие экологии, необходимо назвать академика Петра Симона Палласа (1741–1811 гг.), профессора Московского университета Карла Францевича Рулье (1814–1858 гг.), известного зоолога Николая Алексеевича Северцова (1827–1885 гг.), всемирно известных ученых: ботаника Климента Аркадьевича Тимирязева (1843–1920 гг.), почвоведа Василия Васильевича Докучаева (1846–1903 гг.), крупнейшего русского ученого ХХ в. Владимира Ивановича Вернадского (1863–1945 гг.).

Роль экологии как науки особенно возрастает к середине ХХ в. Это объясняется тем, что рост численности населения Земли и усиливающееся воздействие человека на природную среду поставили его перед необходимостью решать ряд новых жизненно важных задач. Для удовлетворения своих потребностей в воде, пище, чистом воздухе человеку надо знать, как устроена и как функционирует окружающая его природа.

В период своего возникновения экология изучала взаимоотношения организмов с окружающей средой и была составной частью биологии, современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно связана с целым рядом различных наук, прежде всего таких как биология (ботаника и зоология), география, геология, физика, генетика, химия, математика, медицина, агрономия, архитектура и т.д.

По характеру изучаемых объектов можно выделить ряд подразделений экологии:

1) аутэкология (изучает организмы и их среду);

2) популяционная, или демэкология (изучает популяции и их среду);

3) синэкология (изучает биотические сообщества, экосистемы и их среды);

4) географическая, или ландшафтная экология (изучает крупные геосистемы, географические процессы с участием живого и их среды);

5) глобальная экология (мегаэкология) изучает процессы, затрагивающие всю Землю.

По отношению к предметам изучения можно выделять экологию грибов, экологию животных, экологию растений, экологию человека. При этом иногда изучают какую-то их часть, например, в исследованиях животного мира выделяют экологию птиц, экологию рыб и т.п. Кроме того, по характеру предмета изучения обособляются промышленная (инженерная) экология, сельскохозяйственная экология (агроэкология) и т.п. Используется и разделение экологии применительно к средам или территориям. В этом случае говорят об экологии суши, экологии водоемов, экологии леса, экологии Крайнего Севера, экологии города и т.п. По способам изучения выделяют аналитическую, синтетическую и динамическую экологии.

Следует иметь в виду, что каждый конкретный раздел может быть также разделен на соответствующие уровни. Так, экология человека включает социальную экологию (взаимоотношения социальных групп с их средой жизни), экологию индивидов и экологию человеческих популяций, отличающиеся друг от друга.

Ниже следуют определения некоторых, наиболее часто встречающихся, разделов или ветвей экологии.

1. Биосферная экология – изучает глобальные изменения, которые происходят на нашей планете в результате воздействия хозяйственной деятельности человека на природныеявления.

2. Лесная экология – исследует влияние способов использования ресурсов лесов (древесина, промысловые животные, ягоды, грибы и др.) при их постоянном восстановлении и роль, которую играют леса в поддержании структуры и ритмов ландшафтов.

3. Экология тундр – изучает влияние природопользования в тундре и лесотундре (оленеводства и охоты) на природные системы. Важным направлением в экологии тундр в последнее десятилетие стало изучение влияние на экосистемы добычи нефти и газа и разработка способов уменьшения вредоносного воздействия промышленности.

4. Экология морей – исследует влияние хозяйственной деятельности человека на морские экосистемы: загрязнение при добыче на шельфе нефти и газа; при сбрасывании в воду промышленных и бытовых отходов, в том числе с морских судов. Эта наука разрабатывает методы восстановления и поддержки морских экосистем.

5. Сельскохозяйственная экология (агроэкология) изучает способы получения сельскохозяйственной продукции без истощения ресурсов почвы, при сохранении окружающей среды и получения экологически чистых (т.е. не загрязненных опасными для здоровья человека веществами) продуктов.

6. Промышленная экология – рассматривает влияние выбросов промышленных предприятий на окружающую среду и возможности уменьшения этого влияния за счет совершенствования технологий и очистных сооружений.

7. Городская экология - изучает состояние и возможности улучшения среды обитания человека в городе.

8. Медицинская экология – исследует болезни человека, связанные с загрязнением или разрушением (трансформацией) среды, и способы их предупреждения и лечения. Здоровье населения любой территории – лучший показатель состояния среды его обитания.

Некоторые науки экологического комплекса выделены не по объекту изучения, а по методам, которыми они пользуются.

9. Математическая экология – моделирует экологические процессы, т.е. изменения в природе, которые произойдут при изменении экологических условий.

10. Химическая экология – разрабатывает методы определения веществ-загрязнителей, попадающих в атмосферу, воду, почву, продукты питания, способы химической очистки среды от газообразных, жидких и твердых отходов, а также новые технологии производства, при которых количество отходов уменьшается.

11. Экономическая экология – разрабатывает экономические механизмы рационального природопользования, оценки стоимости ресурсов (вода, древесина, нефть, газ, и т.д.) и размеры платежей и штрафов за загрязнения.

12. Юридическая экология (экологическое право) – создает систему законов, направленных на защиту природы. Юристы-экологи выступают адвокатами Природы в судебных процессах, связанных с экологическими преступлениями и нарушениями законов об использовании природных ресурсов.

Таким образом, современная экология – универсальная, бурно развивающаяся, комплексная наука, имеющая большое практическое значение.

Основные понятия, использующиеся в учебном пособии

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая Землю и вращающаяся вместе с ней. У земной поверхности в основном состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%) и углекислого газа (0,03%). На высоте около 30 км находится слой озона (О 3).

Биогеоценоз – элементарная экологическая система, охватывающая участок пространства с практически равномерно распределенными на нем условиями жизни и населяющими их организмами.

Биосфера (экосфера) – нижняя часть атмосферы, вся гидросфера и часть (верхняя) литосферы Земли, населенные живыми организмами, « область существования живого вещества » (В.И.Вернадский); самая крупная экосистема.

Биоценоз – любое сообщество взаимосвязанных организмов, живущих на каком-либо участке суши или водоёма.

Биотоп (экотоп) – относительно однородное по свойствам субстрата, увлажнения и состава воздуха пространство, занятое сообществом взаимосвязанных организмов (биоценозом).

Геосистема – особого рода материальная система, состоящая из взаимообусловленных природных компонентов, взаимосвязанных в своём размещении и развивающихся во времени как части целого. Термин, близкий к термину « экосистема », но, по мнению некоторых географов, охватывает и такие понятия, как территориально-производственные комплексы, системы расселения людей и т.п.

Геосферы – концентрические слои, охватывающие всю планету: атмосфера, гидросфера, литосфера, их подразделения (например: оболочка базальтовая).

Гидросфера – совокупность всех вод земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова.

Загрязнение – привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов.

Истощение природных ресурсов – приближение затрат на добычу природного ресурса к получаемому эффекту, делающее использование природного ресурса социально-экономически нерентабельным.

Компоненты природной среды – горные породы, воздух, поверхностные и подземные воды, почвы, растительность, животный мир.

Концентрация предельно допустимая (ПДК) – норматив – количество вредного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Устанавливаются ПДК и для других организмов: животных, грибов, растений.

Кризис экологический – напряженное состояние взаимоотношений между человеком и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы.

Литосфера – внешняя сфера « твердой » части Земли. Поверхность литосферы на суше является областью развития экосистем суши.

Микроэлемент – химический элемент, необходимый организмам в ничтожных количествах, но определяющий успешность их развития или безболезненное существование.

Ниша экологическая – комплекс требований вида к среде, отражающий функциональную роль вида в сообществе.

Ноосфера – « мыслящая оболочка », сфера разума, высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, сформируется тогда, когда разумная человеческая деятельность станет главным определяющим фактором развития биосферы.

Опасность экологическая (ЭКО) – совокупность негативных факторов, явлений и их взаимосвязей, присущих определенным антропогенным и природным системам. Различают потенциальную и реальную экологическую опасность. Реальная ЭКО – это, например, токсичность добываемого минерального сырья. Потенциальная ЭКО – совокупность вероятных, предполагаемых опасностей для природных систем и человека. ЭКО может быть небольшой (низкой), умеренной, средней, высокой и т. п.

Охрана природы – система государственных и общественных мероприятий, обеспечивающих сохранение атмосферы, растительного и животного мира, почв, вод и земных недр, а также их комплексов.

Популяция – совокупность особей одного вида, в течение многих поколений населяющих определенное пространство, внутри которого практически осуществляется случайное, равновероятное для всех особей скрещивание. Популяция отделена от соседних аналогичных совокупностей той или иной степенью изоляции.

Природопользование – совокупность всех форм эксплуатации природных ресурсов. Автор термина Ю. Н. Куражковский считает, что « задачи природопользования как науки сводятся к разработке общих принципов осуществления всякой деятельности, связанной либо с непоследовательным пользованием природой и ее ресурсами, либо с изменяющими ее воздействиями ».

Ресурсы – любые используемые и потенциальные источники удовлетворения тех или иных потребностей общества.

Сообщество – система совместно живущих в пределах некоторого естественного объема (пространства) организмов. Могут выделяться сообщества микроорганизмов (микробоценозы), растений (фитоценозы), животных (зооценозы). Иногда сообщество понимается как синоним биоценоза.

Среда –

1) вещество и/или пространство, окружающее рассматриваемый объект;

2) природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях;

3) совокупность физических (природных), природно-антропогенных (культурных ландшафтов, населенных мест и т.п.) и социальных факторов жизни человека.

Среда, окружающая человека, – совокупность природных и измененных деятельностью людей живых и неживых естественных факторов, оказывающих влияние на человека.

Сукцессия – последовательная смена во времени одних биоценозов другими на определенном участке земной поверхности.

Техносфера – часть биосферы, коренным образом преобразованная человеком в технические и техногенные объекты (здания, дороги, механизмы и т.д.).

Факторы (в экологии) – внешние и внутренние силы, определяющие направление и скорость процессов, совершающихся в организмах и экосистемах (абиотические, биотические, антропические).

Экологическая система (экосистема) – природная система, в которой живые организмы и среда их обитания объединены в функциональное целое через обмен веществ и энергии, тесную причинно-следственную взаимосвязь и зависимость слагающих ее экологических компонентов.

Этнос – биосоциальное, эколого-социально-экономическое и историко-культурное единство значительной группы (популяции) людей, объективно составляющих и сознающих себя как единое целое и противопоставляющих свою общность другим подобным группам. Этносы представляют племена, народности, нации. Иногда этнос обозначает группу народов (например, русские, белорусы, украинцы и поляки составляют славянский этнос) или обособленные группы (части) внутри народа (этнографические группы типа нормандцев во Франции).

БИОСФЕРА

Термин “биосфера” введен в науку австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. Он отнес к биосфере все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы (твердой оболочки Земли), где встречаются живые организмы.

В. И. Вернадский (1863–1945 гг.), используя этот термин, в отличие от Э.Зюсса, считал особенностью биосферы не просто наличие живых организмов, он подчеркивал, что они являются главнейшей преобразующей силой. Более того, он показал, что в природе нет более мощной геологической силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности.

Биосфера включает׃

– живое вещество, т. е. совокупность всех живых организмов (растения, грибы, животные, микроорганизмы);

– биогенное вещество, т. е. органо-минеральные или органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть);

– биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (косной) природой (водой, атмосферой, горными породами) – почвенный покров.

В биосфере протекают очень сложные процессы. Все живые организмы тесно связаны между собой и со своим окружением, состоящим из элементов неживой природы׃ воды, воздуха, почвы, света, температуры.

Организмы не только зависят от внешних условий, но и сами оказывают огромное влияние на окружающий их мир. Иными словами, живые организмы и неживая природа тесно связаны и находятся в постоянном взаимодействии.

По современным представлениям, развитие безжизненной геосферы, т. е. оболочки, образованной веществом Земли, происходило на ранних стадиях существования нашей планеты, миллиарды лет назад. Изменения облика Земли были связаны с геологическими процессами, происходившими в земной коре, на поверхности и в глубинных слоях планеты, и проявились в виде извержения вулканов, землетрясений, подвижек земной коры, горообразования.

С возникновением жизни (саморазвивающихся, устойчивых органических форм) сначала медленно и слабо, а затем все быстрее и значительнее стало проявляться влияние живой материи на ход геологических процессов.

Деятельность живого вещества, проникшего во все уголки планеты, привела к возникновению нового образования – биосферы, тесно взаимосвязанной единой системы геологических и биологических тел и процессов преобразования энергии и вещества. Размеры преобразований, осуществляемых живой материей, достигли планетарных масштабов, существенно видоизменив облик и эволюцию Земли.

Биосфера, возникнув и сформировавшись 1–2 млрд лет назад (к этому времени относятся самые ранние из обнаруженных остатков живых организмов), находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.

Установившиеся за многие миллионы лет круговороты энергии и веществ в биосфере самоподдерживаются в глобальных масштабах, хотя локальные (местные) изменения структуры и особенностей отдельных экосистем (биогеоценозов), составляющих биосферу, могут быть значительными.

Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось по безжизненным пространствам планеты, занимая все потенциально доступные для жизни места, изменяя их и превращая в места обитания. И уже в древние времена различные жизненные формы и виды растений, животных, микроорганизмов, грибов заняли всю планету. Живое органическое вещество можно найти и в глубинах океана, и на вершинах самых высоких гор, и в вечных снегах приполярных районов, и в горячих водных источниках вулканических территорий.

Живое вещество – основа биосферы, хотя и составляет крайне незначительную часть ее массы. Если распределить живое вещество равномерно по поверхности планеты, это будет слой толщиной около 2 см (или 0,01% массы всей биосферы). Причины огромной роли живого вещества в процессе развития нашей планеты определяются его свойствами. Прежде всего, живые организмы благодаря биологическим катализаторам (ферментам) способны увеличивать скорости химических реакций на порядок или на несколько порядков по сравнению с неживой природой. Другими специфическими свойствами живого вещества являются׃

1) способность быстро занимать (осваивать) все свободное пространство. В. И. Вернадский назвал это “всеюдностью жизни”;

2) движение не только пассивное, но и активное (против течения, ветра и т.д.);

3) устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти (включение в круговороты веществ и элементов);

4) высокая приспособительная способность (адаптация) к самым разным условиям;

5) феноменальная скорость протекания реакций;

6) высокая скорость обновления живого вещества, составляющая для биосферы в среднем 8 лет (при этом для суши она равна 14 годам, а для океана, где преобладают краткоживущие организмы, например планктон, – 33 дня).

Вышеперечисленные свойства живого вещества обуславливаются концентрацией в нем больших запасов энергии. В.И. Вернадский считал, что с организмами по энергетической насыщенности может конкурировать только лава, образующаяся при извержении вулканов.

Выделяют несколько функций живого вещества в биосфере. По классификации А.В. Лапо (1979 г.), их 9: энергетическая, газовая, окислительно-восстановительная, концентрационная, деструктивная (разрушающая), транспортная, средообразующая, рассеивающая, информационная.