Навчально-методичний комплекс з курсу "Основи екології"

Комплекс призначений для раціональної організації навчального процесу при викладанні курсу "Основи екології". Комплекс містить програму і тематичний план курсу, опорний конспект лекцій, плани семінарських та практичних занять, перелік тем для самостійного опрацювання, питання для контролю і самоконтролю.

Укладач: Харук Лариса Миколаївна, викладач екології Державного вищого навчального закладу "Нововолинський електромеханічний коледж"

Рецензент: Терлецький В.К., канд. біолог. наук, доцент, завідувач кафедри "Туризм" Луцького інституту розвитку людини Університету "Україна"

Розглянуто на засіданні циклової комісії загальнотехнічних дисциплін, протокол № 6 від 30 січня 2012 р.

Затверджено заступником директора з навчальної роботи Тересом М.І.

30 січня 2012 р.

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Підвищення культури громадян України в спілкуванні з природою, екологічна підготовка кадрів в умовах складного перехідного періоду мають важливе державне значення, оскільки покликані допомогти у вирішенні життєво важливих соціально-економічних, еколого-економічних і геополітичних проблем.

Аналіз тенденцій глобальних, регіональних і локальних змін у природних екосистемах та біосфері загалом свідчать про нагальну потребу формування в молоді ґрунтовних екологічних знань та культури спілкування з природою, необхідних навиків раціонального природокористування, екологізації практично всіх навчальних дисциплін. Тому навчальний курс "Основи екології"" займає сьогодні належне місце серед найголовніших та фундаментальних дисциплін.

Програму розроблено з урахуванням світового й вітчизняного досвіду сучасних вимог до рівня екологічних знань, наявності базових екологічних знань, отриманих у школі.

Обсяг екологічного матеріалу, отриманого студентами внаслідок успішного засвоєння курсу "Основи екології", повинен забезпечити розуміння екологічної аксіоматики, сформулювати у кожного з них особисте відношення до екологічних проблем світу, рідного краю, галузі майбутньої діяльності, допомогти враховувати екологічні вимоги й стандарти при вирішенні інженерних та інших завдань, забезпечити запас фундаментальних знань і концептуальних основ сучасної екології. достатній для подальшого поглиблення й удосконалення екологічної освіти, спрямованої на екологічно безпечну життєдіяльність.

Курс "Основи екології" включає інформацію про фундаментальні теоретичні, глобальні екологічні і ресурсно-галузеві екологічні проблеми, стратегію, тактику і методи їх вирішення на локальному, національному і глобальному рівні.

Зміст курсу "Основи екології" побудовано на основі сучасних уявлень про сутність, структуру, цілі й завдання екології, її значення в житті суспільства, місце й зв'язок з іншими науками.

Система отриманих на цій основі знань мас забезпечити формування чітких і обґрунтованих уявлень про взаємодію та взаємозв'язок всіх компонентів у природничій, соціальній і технологічній сферах, про стратегію й тактику збереження та стабільного розвитку життя на Землі.

Програма курсу "Основи екології" розрахована на 54 години, складається з чотирьох основних блоків (модулів):

1.  Основи теоретичної екології;

2.  Прикладні аспекти екології;

3.  Екологічні проблеми України та її регіонів;

4.  Стратегія і тактика збереження життя на Землі.

Тематичний план курсу

“Основи екології”

Спеціальність “Економіка підприємства”

№	Тема	Всього	Аудиторна робота				Самостій-на робота
			Разом	Лекції	Прак-тичні	Семі-нари
1	Основи теоретичної екології	22	12	8	2	2	10
2	Прикладні аспекти екології	18	10	6	2	2	8
3	Екологічні проблеми України та регіонів	6	2	2	-	-	4
4	Стратегія і тактика збереження та стабільного розвитку життя на Землі	8	4	2	-	2	4
	Всього	54	28	18	4	6	26

ЗМІСТ ПРОГРАМИ

1. Основи теоретичної екології

1.1. Вступ. Визначення, предмет, завдання й значення екології. Основні методи екологічних досліджень. Історичний нарис виникнення, становлення та розвитку екології як науки. Сучасний стан, структура екології, її зв'язок з іншими дисциплінами, роль у житті суспільства.

1.2. Організм та середовище. Аутекологія - наука про екологічні фактори та їх класифікація. Абіотичні фактори: сонячна енергія, світло, температура, вологість, хімічний склад, орографія, едафічний фактор, течії, пожежі, фізичні поля тощо.

Біотичні фактори: гомо- та гетеротипові реакції. Гомотипові реакції: груповий ефект, масовий ефект, внутрішньовидова конкуренція. Гетеротипові реакції: нейтралізм, коменсалізм, протокооперація, мутуалізм, аменсалізм, паразитизм, хижацтво, міжвидова конкуренція.

Динамічна класифікація екологічних факторів: стабільні та змінні фактори; фактори, що змінюються періодично та неперіодично.

Антропічні фактори: прямий та непрямий вплив. Загальні принципи дії екологічних факторів на організми та пристосування до дії цих факторів. Комплексна дія факторів. Констеляція факторів. Принцип оптимуму. Закон толерантності. Організми регулятори та конформісти. Закон Гаузе. Концепція екологічної ніші. Фундаментальна та реалізована ніша.

1.3. Популяції. Демекологія - популяційна або демографічна екологія. Визначення популяцій та їх основних параметрів. Статистичні та динамічні показники популяції. Структури популяції: просторова, вікова, статева, генетична, ієрархічна. Просторова структура та фактори, від яких вона залежить. Вікова структура. Екологічні віки та тривалість життя організмів. Вікові піраміди. Статева структура: первинна, вторинна та третинна. Статева структура та шлюбні взаємовідносини організмів між собою. Генетична структура. Закон Харді-Вайнберга. Ієрархічна структура. Домінанти та субдомінанти, і Динамічні показники популяції: народжуваність, смертність, чисельність та щільність.

Народжуваність: абсолютна та специфічна. Смертність: фізіологічна та реалізована. Виживання. Криві виживання. Фактори, що впливають на динамічні показники популяції: залежні та незалежні від щільності популяції. Еміграція, імміграція та сезонні міграції в популяціях. Динаміка популяцій. Демографія та демографічні таблиці популяцій. Стратегія популяцій як типів пристосувань до умов навколишнього середовища.

1.4. Угруповання та екосистеми. Синекологія - наука про екосистеми. Біоценоз, біогеоценоз та екосистеми. Структури біогеоценозів (просторова, видова, трофічна ). Просторова структура: види, едифікатори, ярусність, межі біоценозу. Правило Оллі. Видова структура: чисельність та різноманітність видів, стратегія виживання. Трофічна структура. Ланцюги та мережі живлення. Продуценти, консументи та редуценти. Екологічні піраміди. Фотосинтез, хемосинтез. Первинна продукція: чиста та валова. Вторинна продукція. Енергетика екосистем. Правило відсотків. Розподіл сонячної енергії в екосистемах. Продуктивність та продукція екосистем. Сукцесії, клімакс та еволюція екосистем. Мікро-, макро- та мегасукцесїї. Екосистеми різних рівнів. Біосфера. В. 1. Вернадський про живу речовину. Глобальні процеси в біосфері. Колообіги речовин у біосфері (біологічні, геологічні). Колообіги вуглецю, води, кисню, азоту, фосфору, сірки. Еволюція біосфери. Роль людини в біосфері. Ноосфера. Відновні й невідновні ресурси біосфери та їх використання.

Сутність ідеї "неорозкоші" (Е. Вайцзеккер, 1995) щодо сталого розвитку. Сучасні наукові підходи і обґрунтування концепції еколого-економічно збалансованого розвитку людства (за М.М. Моісєєвим, ВЛ. Даніловим-Даніл'яном).

2. Прикладні аспекти екології

2.1. Охорона біосфери - одне з найважливіших завдань сучасної цивілізації. Основні форми, обсяги і наслідки антропічного впливу на навколишнє середовище. НТР і проблеми охорони біосфери. Парниковий ефект, проблеми озонової діри і кислотних дощів. Опустелювання. Природні і антропогенні катастрофи та надзвичайні ситуації. .Проблеми перенаселення, перевиробництва і перезабруднення. Проблеми утилізації відходів. Міжнародна торгівля відходами.

2.2. Загальний стан природних ресурсів планети (мінерально-сировинних, енергетичних, біологічних, земельних та інших). Основні поняття про методи оцінки екологічного стану  компонентів довкілля. Поняття про нормативні показники забруднень (ГДК, ГДВ, ГДС, ГДН). Синергічний ефект. Екологічний моніторинг (сферний, галузевий, імпактний, фоновий, статичні і динамічні моделі).

2.3. Екологічні проблеми повітряного середовища та його охорона. Екологічні проблеми водного середовища і його охорона. Екологічні проблеми літосфери, охорона ґрунтів і раціональне використання надр. Охорона тваринного і рослинного світу. Заповідна справа. Геоінформаційні системи та екологія. Формування баз екологічних даних (галузевий і середовищний підходи). Екологічне картування.

2.4. Екологічні особливості галузевого використання природних ресурсів та екотехнологій. Екологічні проблеми й шляхи їх вирішення в галузях: енергетики, сільського і лісового господарства, промисловості, транспорту, комунального господарства, військової справи, науки і культури. Урбоекологічні проблеми. Основи радіоекології. Екологія і космос. Екотехніка. Екоменеджмент і екологічний маркетинг. Екологічна паспортизація об'єктів. Екологічна експертиза, її типи : державна, громадська, спеціальна (передпроектна, проектна та експертиза функціонуючих об'єктів). Закон про екологічну експертизу. Елементи екологічного прогнозування.

2.5. Основи економіки природокористування. Еколого-економічні проблеми природокористування. Взаємозв'язок між економікою та екологією. Екологічні засади використання природно-ресурсного потенціалу України. Еколого-економічні системи. Поняття про розрахунки економічної ефективності природоохоронних заходів. Обґрунтування потреби в екологічно-безпечній економічній діяльності людства. Економічні засади необхідності перебудови взаємодії суспільства і природи. Пошук економічних шляхів удосконалення екологізації функціонування триєдиної системи "природа - господарство - населення". Визначення економічної доцільності екологічної діяльності. Екологічний ризик. Оцінки екологічних збитків і впливів. Сучасні механізми екологізації економіки. Поняття про екологічну безпеку і безпеку життєдіяльності. Екологічне ліцензування виробничої діяльності.

3. Екологічні проблеми України та її регіонів

Сучасний стан навколишнього природного середовища України.. Причини розростання екологічної кризи. Коротка характеристика екологічних умов Полісся, Придніпров'я, Донбасу, Поділля, Східної України, Прикарпаття, Карпат і Закарпаття, Причорномор'я, Криму, Чорного і Азовського морів. Наслідки аварії на ЧАЕС. Шляхи виходу з екологічної кризи. Екологічний рух на Україні. Участь України в Міжнародній природоохоронній діяльності.

4. Стратегія і тактика збереження та стабільного розвитку життя на Землі

4.1. Філософсько-екологічна методологія збереження життя на Землі. Формування нового екологічного мислення. Соціальна екологія та її проблеми. Проблеми взаємозв'язку суспільства й природи. Основні проблеми соціально-економічного розвитку та їх екологічні наслідки. Шляхи вирішення екологічних проблем людства. Екологія людини - біологічні і соціальні аспекти. Етноекологічні проблеми. Роль та завдання екологічної освіти й виховання. Забезпечення безперервності цього процесу. Формування екологічної стики та моралі. Екологічна культура.

4.2. Екологічне право. Юридичні аспекти взаємодії суспільства та природи. Закони, нормативні акти України про охорону довкілля. Роль екологічного законодавства в стабілізації та поліпшенні довкілля, охороні й збереженні природного середовища, видового розмаїття. Державне управління в галузі охорони навколишнього середовища і природокористування.

4.3. Національна і глобальна екополітика. Основні міжнародні та національні державні й громадські екологічні організації, рухи. Програма дій на XXI століття (матеріали Всесвітнього екологічного форуму в Ріо-де-Жанейро). Міжнародна діяльність у галузі збереження біосфери і цивілізації. Участь України в міжнародному співробітництві  в  галузі охорони навколишнього середовища.

4.4. Біотична регуляція навколишнього середовища - єдиний вихід з глобальної екологічної кризи (за В.Г. Горшковим, К.С. Лосевим, В.І. Даниловим-Даніл'яном, 2000).

ВИМОГИ ДО ЗНАНЬ ТА УМІНЬ СТУДЕНТІВ

Розділ 1.

Повинні знати: основні теоретичні положення сучасної екології; основні екологічні терміни, поняття, фактори, закони; особливості будови біосфери; закономірності її функціонування; умови стабільності біосфери, її біогеохімічні цикли; роль всезагальних взаємозв'язків усіх природних процесів і явищ; методи моделювання та прогнозу екологічних процесів і умов у біосфері.

Повинні уміти: застосовувати базові фундаментальні екологічні знання при формуванні особистого відношення до об'єктів природи й суспільства, при ствердженні активної природоохоронної життєвої позиції і формуванні світоглядних орієнтирів на основі нових екологічних концепцій.

Розділ 2.

Повинні знати: причини та наслідки розвитку локальних, регіональних і глобальних екологічних криз; стан природних ресурсів та їх використання, основні форми й особливості антропічного впливу на довкілля; методи досліджень і оцінки екологічного стану компонентів біосфери, основи  раціонального природокористування й охорони компонентів біосфери.

Повинні уміти: виконувати нескладні екологічні узагальнення, робити висновки щодо конкретних екологічних ситуацій; ефективно користуватися екологічними довідниками та іншою екологічною документацією; виконувати функції членів громадських експертних комісій з екологічних питань та членів громадських організацій природоохоронного характеру.

Розділ 3.

Повинні знати: особливості екологічного стану природних і антропогенних об'єктів та регіонів України, причини виникнення кризових екологічних явищ в основних регіонах України, закони України про охорону довкілля, шляхи поліпшення екологічної ситуації.

Повинні уміти: користуватися національними законодавчими і нормативними документами; користуватися матеріалами національних доповідей України про стан довкілля; брати участь у вирішенні локальних, обласних, галузевих і національних екологічних проблем, здійснювати пропаганду екологічних знань.

Розділ 4.

Повинні знати: особливості й значення міжнародних зусиль у вирішенні екологічних проблем націй, регіонів і світу; міжнаціональний характер сучасних еколого-соціальних і екологічних криз та надзвичайних ситуацій; необхідність координації міжнародних зусиль для їх подолання; суть агенди XXI століття, основні сучасні принципи регіональної та глобальної екополітики; значення екологічної освіти в поліпшенні стану довкілля.

Повинні уміти: користуватися матеріалами національних і міжнародних природоохоронних документів (законів, угод, програм, конвенцій) для прийняття екологічно виважених рішень у сфері екополітичних питань локального та регіонального масштабу при участі в природоохоронних акціях, експертизах, громадських обговореннях, тощо; вести природовиховну роботу серед населення.

Лекція 1. Екологія як наука та її роль в сучасному суспільстві

„Люди загинуть від невміння

користуватися силами природи

та від незнання справжнього світу”

                    Напис на піраміді Хеопса

План.

1. Передумови виникнення та історичний розвиток екології.

2. Предмет і завдання екології.

3. Галузі і підрозділи екології.

1. Сьогодні всі люди планети незалежно від їх расової чи класової приналежності, політичних поглядів чи ідеологічних уподобань все частіше називають Землю нашою спільною домівкою. Життя у цьому планетарному домі вивчає наука екологія, а ведення господарства в ньому — економіка.

Обидва слова — екологія й економіка — походять від грецького "ойкос" — дім, помешкання, місцезнаходження. Отож, не дивно, що ці дві науки, які століттями розвивалися фактично паралельно, сьогодні об'єднуються, утворюючи нову інтегральну галузь знань — еколого-економічну науку. Ми прийшли, як кажуть, "на круги своя". Адже стародавні греки, які й не гадали, що з їхнім рідним словом "ойкос" буде пов'язане народження еколого-економічної науки, не могли собі дозволити вийти на рибалку в час нересту риби або ж убити козулю перед її окотом. Не могли, бо добре дбали не тільки про сьогоднішній, але й про завтрашній день своєї домівки.

Нині, коли на всій планеті під впливом людини відбулися помітні зміни як живої, так і неживої природи, дедалі більшого значення набуває гармонійна взаємодія суспільства і природного довкілля, оскільки людина отримує від природи все необхідне для життя: енергію, продукти харчування, матеріали, черпає в ній емоційну й естетичну наснагу. Тому вкрай необхідна не лише чітка стратегія охорони природного середовища та посилення контролю за природокористуванням, але й добре продумана система екологічної освіти й виховання населення.

Екологія — відносно молода біологічна наука. Ще не так давно нею цікавилося невелике коло спеціалістів. Останніми десятиріччями вона почала швидко розвиватись. Цьому сприяла необхідність вирішення таких важливих проблем сучасності, як раціональне використання природних ресурсів, профілактика забруднення середовища промисловими відходами та транспортом, запобігання знищенню природних угруповань, збереження генофонду рослинного і тваринного світу. Екологія дає уявлення про те, яким чином досягти симбіозу техніки, виробництва і природи — цих не досить узгоджених у наш час компонентів біосфери і соціосфери.

Екологія, незважаючи на відносно молодий вік, має досить тривалу передісторію. Перші ботаніко-географічні повідомлення екологічного характеру пов'язані з такими осередками давньої культури, як Китай, Єгипет, Індія. Витоки сучасної екології знаходимо в стародавній Елладі. Вже в працях Геракліта (530-470 рр. до н.е.), Гіппократа (460-356 рр. до н.е.), Аристотеля (384-322 рр. до н.е.), Теофраста Ерезійського (372-287 рр. до н.е.), Плінія Старшого (23-79 рр.) та інших філософів містилися повідомлення екологічного характеру. Наприклад, Аристотель описав понад 500 відомих йому видів тварин, розповів про їх поведінку: міграції та зимову сплячку, будівничу діяльність, паразитизм зозулі, способи самозахисту у каракатиці тощо.

Учень Аристотеля Теофраст Ерезійський — "батько ботаніки", як його часто називають, описував особливості росту рослин у різних умовах середовища, залежність їх форм і особливостей росту від ґрунту та клімату. В його роботах намічається поділ рослин за їх життєвими формами: дерева, чагарники (напівчагарники), трави. Цікаві повідомлення Плінія Молодшого про вплив горіха волоського на рослини, які розвиваються під його кронами.

У добу Відродження тривало нагромадження даних про рослинний і тваринний світ. Перші систематики Д. Цезалпін (1519-1603), Д. Рей (1627-1705), Ж. Турнефор (1656-1708) у своїх працях подають відомості екологічного характеру, зокрема, описують залежність поширення рослин від умов їх зростання.

Другий етап розвитку екологічної науки пов'язаний із великомасштабними ботаніко-географічними дослідженнями в природі. Початковий вклад у розвиток цього напряму досліджень залишили систематик рослин і тварин видатний шведський природознавець К. Лінней (1707-1778), російські вчені М. Лепьохін (1740-1802), К.Ф. Рульє (1814-1858), М.О. Северцов (1827-1885), А.М. Бекетов (1825-1902), німецький біогеограф О. Гумбольдт (1769-1859), швейцарські ботаніки батько і син Декандолі (1778-1841; 1806-1893), англійський вчений-еволюціоніст Ч. Дарвін (1809-1882).

Третій етап системних екологічних досліджень охоплює кінець XIX – першу половину XX ст. і пов'язаний з іменами російських вчених В.В. Докучаєва (1846-1903), Г.Ф. Морозова (1867-1920), В.М. Сукачова (1880-1967), українських – Г.М. Висоцького (1865-1940), П.С. Погребняка, багатьох дослідників Європи і Америки. Помітне місце в розвитку системних екологічних досліджень посідають праці німецьких вчених Е. Геккеля, Р. Гессе, В. Кюнельта, американських В. Шелфорда, Р. Чепмена, Г. Кларка, англійських – Ч. Елтона, А. Теслі, швейцарця К. Шретера, іспанця Е. Макфельдьєна та ін. Розвиток екосистемного аналізу сприяв виникненню вчення про біосферу та ноосферу В.І. Вернадського.

Справжнім двигуном розвитку екології є її зв’язок з практикою. Наприклад, питання, скільки можна виловити риби зі ставка, щоб дана популяція постійно давала високу продукцію, є не стільки господарським, скільки екологічним.

2. Термін "екологія" був вперше вжитий німецьким біологом Е. Геккелем у 1866 р. в двотомній праці, присвяченій морфології організмів. У буквальному розумінні екологія — наука про місцезростання. Часто вживане таке визначення: екологія — наука про взаємодію в живій природі, а детальніше — це наука про взаємодію живих істот між собою і з навколишньою неорганічною природою; про зв'язки в надорганізмових системах, структуру і функціонування цих систем.

Відомий американський еколог Юджін Одум дає, на його думку, "найкоротше і найспеціальніше" визначення: екологія — це "біологія навколишнього середовища". Людина з давніх-давен цікавилася "біологією навколишнього середовища". Щоб вижити, вона мусила мати уявлення про рослинний і тваринний світ, що її оточував. Фактично, — зазначає Ю. Одум, — цивілізація виникла тоді, коли людина навчилася використовувати вогонь та інші засоби, які дали змогу їй змінити середовище свого існування. Сьогодні ж, коли людина вивільнила колосальні сили природи і невпізнанно змінила це середовище, коли знання законів природи стає необхідним, екологічна освіта зайняла чільне місце у сучасному суспільному житті.

Щоб краще зрозуміти предмет і завдання екології, треба, як пише Ю.Одум, розглянути ставлення цієї науки до решти галузей біології та інших "логій". Сьогодні, в епоху спеціалізації людської діяльності, зв'язки між різними науковими дисциплінами зникають з нашого поля зору внаслідок величезного потоку інформації в межах кожної дисципліни. Пощастило екології, суспільний інтерес до якої, особливо в останні десятиріччя, відкрив їй, так би мовити, кордони до суміжних наукових дисциплін, а останнім — кордони екології. Сьогодні слово "екологія" для багатьох означає "спільність людини і навколишнього середовища".

Розглянемо спочатку більш традиційне, академічне становище екології в сім'ї біологічних наук. Зупинімося коротко на тому, як поділяється "наука про життя" — біологія. Якщо уявити собі структуру біології у вигляді "листкового пирога "(Ю. Одум), то цей пиріг можна поділити на шматки двома різними способами.

Якщо цей пиріг — конгломерат біологічних наук — розкраяти по горизонталі, то відокремляться фундаментальні науки, які вивчають основні, фундаментальні властивості життя. Це, передусім, морфологія, фізіологія, генетика, теорія еволюції, молекулярна біологія і біологія розвитку. Вертикальний розріз показує таксономічні підрозділи.

Угруповання, популяція, організм, орган, тканина, клітина, органела, ген — головні рівні організації життя. Вони розміщені в ієрархічному порядку — від великих систем до малих. Взаємодія з фізичним середовищем (енергією і речовиною) на кожному рівні зумовлює існування певних функціональних систем — впорядкованих взаємодіючих і взаємозв'язаних компонентів, які утворюють єдине ціле.

Таким чином, системи, що містять живі компоненти (біосистеми), можна виділяти на будь-якому рівні: генетичному, клітинному, організмовому, популяційному і, нарешті, екосистемному. Виділення можливе не тільки на рівні системи, а й на проміжних рівнях, наприклад, популяції й угруповання (рослинний вид в умовах угруповання, тобто проміжний рівень між популяцією й екосистемою).

Отже, предметом вивчення екології є переважно системи, розміщені вище рівня організмів, — популяції й угруповання. Іншими словами, екологія вивчає сукупність живих організмів, які взаємодіють між собою, утворюючи із оточуючим середовищем певну єдність (тобто систему), в межах якої здійснюється процес трансформації енергії й органічної речовини. Таким чином, екологія належить до групи наук функціональної біології, основні принципи якої живлять такі науки, як екологія рослин, екологія грибів і т.п.

Таке трактування екології залишається надто широким, внаслідок чого виникає потреба уточнення об'єкта сучасної екології навіть у межах надорганізмового рівня організації біологічних систем. Такими рівнями, за І.І. Шмальгаузеном (1961), є організмовий, популяційний і біоценотичний, а Є.М. Лавренко (1964) додає четвертий — "рівень живої речовини", тобто біосферний. Отже екологія як фундаментальна дисципліна вивчає цілісні комплекси (екосистеми), утворені угрупованнями різної складності разом із взаємодіючим з ними біотопом (місцем зростання). Як функціональна дисципліна екологія вивчає популяції (утворення однорідних і різноякісних особин) і їх сукупності (утворення простих і складних угруповань), внаслідок чого варто обмежити сферу цієї науки популяційним і біоценотичним рівнями організації життя.

Вищі рівні організації (ландшафт, біом, біосфера), як вважають більшість вчених, лише частково належать до біологічної галузі, а тому їх не можна відривати від географічних дисциплін.

Термін популяція (від лат. популюс — народ) спочатку використовували для визначення груп людей, в екології він набув ширшого значення і характеризує групу особин будь-якого виду. Одночасно угруповання (рос. — сообщество) в екологічному розумінні (інколи кажуть "біотичне угруповання") включає всі популяції, які займають дану площу. Наприклад, у діброві на території конкретної асоціації (осоково-волосистої грабової діброви) ми маємо популяції дуба, граба, клена, явора, дикої яблуні, горобини, ліщини, осоки волосистої, барвінку, печіночниці тощо.

Слід зауважити, що екосистема, а не угруповання, є об'єктом екологічної науки. Адже організми, які утворюють прості чи складні угруповання, взаємодіють між собою не взагалі, а в реальному просторі біотопу.

Угруповання і неживе середовище функціонують разом як екологічна система (екосистема). Угрупованню відповідає термін біоценоз, а екосистемі — біогеоценоз. Таким чином накладаються не тільки два терміни — екосистема (запропонований А. Тенслі) і біогеоценоз (запропонований В.М. Сукачовим), а й два дещо різних підходи. Екосистемою, наприклад, може бути, за широким трактуванням західних учених, і океан, і крапля води. В уявленні В.М. Сукачова, біогеоценоз — це екосистема в межах конкретного фітоценозу.

Екологія, будучи фундаментальною наукою, є складовою частиною кожного таксономічного підрозділу біологічних наук, вивчає, наприклад, екологію гриба, птаха чи комахи. Такий підхід є корисний хоча б тим, що дає змогу виробити методи досліджень стосовно різних груп організмів. Наприклад, вивчення екології вовка, миші чи комара, або ж усього гаю, який вони заселяють, потребує відповідних методів, методик. Якраз їх пошуком та апробацією займається наука екологія.

3. Екологія належить до молодих біологічних наук, коло зацікавлень яких — це біологічні явища, пов'язані з життям живих організмів. У різних підрозділах наук з'являються "екологічні школи" і пов'язані з ними напрями досліджень: соціальна екологія, інженерна екологія, радіаційна екологія, міська екологія (урбоекологія), космічна екологія тощо. А тому ще рано говорити про завершення поділу екології на окремі галузі.

До цього часу не вироблена єдина класифікація розділів, які входять в екологічну науку. Найчастіше в ній виділяють два основних підрозділи: загальну й окрему екології.

Загальна екологія займається дослідженням головних принципів організації та функціонування різних надорганізмових систем. Окрема екологія, зокрема екологія рослин, досліджує головним чином зв'язки рослинних організмів зі середовищем, в той час як фітоекологія (фітоценологія) займається аналізом структури рослинних угруповань. Особливою є проблематика екології тварин, де домінують дослідження динаміки й організації системи. Таким чином, загальна екологія досліджує закони формування структури, функціонування, розвитку і загибелі природних екосистем, концентруючи увагу на пов'язаних з цими станами характеристиках цілісних властивостей екосистем, таких, як стійкість, продуктивність, надійність функціонування, кругообіг речовин і баланс енергії. Іншими словами, загальна екологія вивчає екосистему як щось ціле, намагаючись визначити вплив окремих елементів або утворених ними підсистем на цілісні властивості біокосного утворення.

Екологію можна умовно поділити на п'ять великих підрозділів: аутекологію (екологію організмів), демекологію (екологію популяцій), синекологію (екологію угруповань), біогеоценологію та біосферологію (глобальну екологію).

Аутекологія (термін введений у 1896 р. Шретером) вивчає взаємозв'яз­ки представників виду з оточуючим їх середовищем. Цей розділ екології займається, головним чином, визначенням меж стійкості виду і його ставленням до різних екологічних факторів. Аутекологія вивчає також вплив середовища на морфологію, фізіологію та поведінку організмів.

Демекологія (термін введений у 1963 р. Швердтфегером) описує ко­ливання чисельності різних видів і встановлює їх причини. Цей розділ ще називають динамікою популяцій, або популяційною екологією.

Синекологія (Шретер, 1902) аналізує стосунки між особинами, що належать до різних видів даного угруповання організмів, а також між ними і оточуючим середовищем. Термін біоценологія, введений у 1918 р. Гамсом, є практично синонімом синекології. В синекології дослідження проводять в двох напрямах: статичному і динамічному.

Статичний напрям (описова синекологія) займається встановлен­ням видового складу угруповань, чисельністю, частотою виявлення виду, видовим представництвом і просторовим розміщенням.

Динамічний напрям (функціональна синекологія) обіймає два аспек­ти. Перший стосується розвитку угруповань і дослідження причин, які призвели до їх зміни. Другий займається обміном речовин та енергії між різними компонентами екосистеми, а також вивчає кормові ланцюги, біомасу і енергію, продуктивність біоценозів. Цей напрям ще називають кількісною синекологією.

Біогеоценологія, або екосистемологія, вивчає біогеоценотичний шар Земної кулі і, зокрема, конкретні біогеоценози (суходільні, водні), в яких взаємодіють біоценози і абіотичне середовище.

Біосферологія (глобальна екологія) вивчає біосферу як єдине пла­нетарне ціле, з'ясовує закономірності еволюції біосфери.

Зв'язки на різних щаблях живої матерії аналізують різні біологічні дисципліни. Щабель молекулярних досліджень, наприклад, посідають біохімія, біофізика і генетика, які об'єднуються під назвою молекулярної біології. Органи і клітини досліджує цитологія, тканини – гістологія і т.д. Отож, важливо знати ці щаблі, вміти розпізнати біологічні і фізико-хімічні процеси, які перебігають в: 1) молекулі; 2) органоїді; 3) клітині; 4) тканині; 5) органі; 6) системі органів; 7) організмі; 8) популяції; 9) виді; 10) біоценозі; 11) біогеоценозі; 12) біосфері.

Кожний із зазначених щаблів організації живої матерії складається з менших підрозділів, між якими існує взаємний зв'язок і надзвичайно сильні взаємовпливи, характерні для інтегрованої системи. Завдяки цьому вся організація являє собою функціональне ціле і становить під кутом зору біологічної науки щось більше, ніж сума властивостей окремих складових елементів.

На кожному із зазначених щаблів організації природи виступає ок­реслена група явищ з притаманними лише йому особливостями. На щаблі молекулярному – явища фізико-хімічні, на тканинному і організмів -фізіологічні, на видовому – еволюційні, на біоценотичному – матеріально-енергетичні і т. ін. Цей ряд щаблів характеризується зростанням ступеня складності.

Отже, екологія досліджує явища, які займають шість рівнів організації живої природи: організму, виду, популяції, біоценозу, біогеоценозу біосфери.

Організм. Вивчаючи особину конкретного виду, ми досліджуємо, по суті, організм. Організацією і функцією організму займається досить успішно ряд біологічних дисциплін: анатомія, систематика, фізіологія, ембріологія і частково генетика. Ставлення організмів до середовища вивчає екологія організмів.

Популяція – угруповання особин, які належать до одного виду і заселяють спільну територію. Наприклад, це й люди однієї етнічної групи що живуть в Українських Карпатах (бойки, гуцули, лемки), поліські чорногузи, колонії форелі у верхів'ї Дністра. Кожне угруповання особин, що належить до одного виду, має окреслену генетичну структуру, яка виражена в певних морфологічних особливостях виду. Одночасно виступає екологічна структура, яка є результатом відмінності демографічного типу, наприклад, вікова структура, народжуваність, смертність. Процеси, які відбуваються в межах популяції пов’язані зі змінами чисельності організмів або ж з морфологічними Популяція є основною біологічною одиницею, в межах якої реалізуються процеси природного добору.

Біоценоз є найвищим щаблем організації живої природи, сталою системою разом з існуючими на певній ділянці суші або водойми організмами і створеним ними ж біоценотичним середовищем. Популяції різних видів, пов'язані між собою різноманітними біологічними стосунками, є елементами структури цієї одиниці. В межах біоценозу відбувається кругообіг матерії й енергії, а також формування середови­ща життя організмів – біотопу.

Біогеоценоз (БГЦ) – сукупність рослинності, тваринного світу мікроорганізмів і певної ділянки земної поверхні, які пов'язані між собою обміном речовин та енергії. БГЦ включає в себе певне угруповання організмів, ґрунт, ґрунтову воду і нижні шари тропосфери. Його межа визначається головним чином межею фітоценозу (рослинного угруповання).

Біосфера — оболонка Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, населені живими організмами. Верхня межа біосфери має озоновий екран, що затримує більшу частину згубних для живих істот ультрафіолетових променів, а нижня — тепловий бар'єр.

На найвищих щаблях організації живої матерії, де взаємодіють біологічні системи із неживим середовищем, впливаючи один на одного, екологія виступає як чітко окреслена наукова дисципліна з своїми методами досліджень і власним науковим понятійним апаратом. Багато методів наукових досліджень вона позичає в біологічних наук: біохімії, фізіології, анатомії, морфології, а також у наук, які вивчають природне середовища (ґрунтознавство, гідрографія, кліматологія тощо). Екологія в широкому розумінні є наукою міждисциплінарною, синтезуючою, залишаючись при цьому наукою біологічною, оскільки об'єктом її досліджень є живий світ, який заселяє розмаїте середовище нашої планети.

Кожний рівень існування живої матерії можна розглядати з еко­логічних позицій, причому всі оцінки її стану мають не лише теоретичне, але й практичне значення. Наприклад, працівники лісового господарства мусять прогнозувати розвиток популяцій мисливської фауни — оленя, козулі, дикої свині. Невміла регуляція тієї чи іншої популяції може при­звести до перенаселення угідь і пошкодження лісу, особливо молодого.

Відзначаючи шкідливість викидів певного підприємства у місцеву річку, екологи підраховують, як шкодить це забруднення популяціям конкретних видів риб, раків чи водяних рослин. Екологи передбачають розвиток популяцій шкідників сільськогосподарських угідь і планують заходи з їх знешкодження. Ця робота ведеться на рівні біоценозу.

Лекція 2. Абіотичні фактори

„Лише зрозумівши природу,

людина зрозуміє саму себе”

                              Р. Едберг

План.

1.                   Аутоекологія – наука про екологічні фактори. Класифікація екологічних факторів.

2.                   Абіотичні фактори:

а) промениста енергія;

б) температура;

в) освітлюваність;

г) вологість;

д) едафічний фактор.

1. Організм як елементарна частинка живого світу в середовищі свого існування перебуває під одночасним постійним впливом кліматичних, едафічних і біотичних факторів, які сукупно називають екологічними.

Якщо коротко, то екологічний фактор — це будь-який елемент середовища, здатний виявляти прямий вплив на живі організми хоча б протягом однієї фази їх розвитку. Сюди не належать такі елементи, як висота над рівнем моря чи глибина у водоймах, оскільки вони проявляються через показники безпосереднього впливу — атмосферний тиск, інсоляцію, температуру.

Екологічна специфікація окремих видів приводить до того, що одні і ті ж фактори мають для різних видів неоднакове значення: одні з них є основними, без яких організм не може обійтися; інші мають менше значення, а вплив третіх на організм практично не відчутний. Тому класифікація факторів середовища передбачає групування їх за ознакою подібної дії на організм.

Класичним об'єктом аутекології (екології організмів чи факторіальної екології, як ще часто називають цей розділ екологи) є моноцен (система особина-середовище).

Фактори, які входять до складу функціонального середовища живих організмів, непостійні, що є наслідком специфіки зв'язків живих організмів із середовищем.

Дія екологічних факторів середовища на організм відбувається за двома схемами. Першу з них характеризує принцип "все або нічого", який добре ілюструє явище хижацтва. Наслідком зустрічі жертви і хижака можуть бути або ж загибель жертви, або ж її втеча і подальше існування. Проміжні стани тут практично виключаються.

Більшість факторів впливає на організми за принципом градієнтів. Це означає, що певна напруженість діючого фактора зумовлює відповідне йому посилення екологічної реакції організмів. Типовим прикладом дії градієнтів середовища є характерна поясність рослинного покриву в умовах гірських мегасхилів. Цей тип взаємодії організмів і середовища включає більшість факторів (кліматичні, ґрунтові, гідрологічні, орографічні і т.д.), які входять у сферу досліджень аутекології.

Екологічні фактори по-різному впливають на живі організми, зокрема:

1.  Усувають окремі види з території, кліматичні, фізико-хімічні особливості яких їм не підходять, і, таким чином, змінюють їх географічне поширення. Засолення підтоплених земель чи осушення боліт веде до усунення з цих територій багатьох видів аборигенної флори і фауни та появи угруповань галофітів чи ксерофітів.

2.  Змінюють плодовитість і смертність різних видів шляхом впливу на кожного з них, викликаючи міграції та впливаючи на щільність попу­ляції. Наприклад, використання гербіцидів чи мінеральних добрив при­зводить до хімічного забруднення водоймищ, а це, в свою чергу, — до загибелі жаб й інших видів, які є джерелом харчування лелек. Така ситуація зумовлює міграцію птахів в інші місця і зменшення їхньої щільності, а часто і повне зникнення популяції.

3.  Сприяють появі адаптивних модифікацій: кількісних змін обміну речовин і таких якісних змін, як зимова і літня сплячка, фотоперіодизм, діапауза (стадія спокою у комах).

Поділ екологічних факторів на абіотичні та біотичні став класичним. До перших належать фактори кліматичні, ґрунтові; до других — хижацтво, конкуренція, паразитизм. Ця класифікація є простою і добре сприймаєть­ся. Однак не завжди, наприклад, температура є фактором абіотичним. Коли у вулику температура падає до 13°С, бджоли починають рухатися і, таким чином, збільшують температуру повітря. Підвищення температури повітря — це результат дії живих організмів, тобто біотичного фактора.

Наведемо ще один приклад. У літній день, коли температура повітря становить 24°С, температура поверхні сонячної сторони листка є на 9°С вища, тоді як затіненої — на 4°С нижча. Отож, температура і в даному випадку є фактором біотичним.

Предметом екологічних досліджень організму є екологічні акції і реакції, які відбуваються в найпростішій системі — моноцені. Однак виникають ситуації, коли організм як біотичний елемент не може існувати один (колонія організмів). У такому випадку мова йде не про екологію організму, а про екологію колонії організмів.

Важко також визначити інший елемент моноцену — монотоп, або середовище організму, тобто абіотичний фактор. Поняття "середовище" використовують у біологічних і небіологічних дисциплінах, а тому дефініція (визначення) його різна.

Найзагальніше поняття "середовища" означає суму всього, що ото­чує якийсь живий чи неживий предмет. Складність оточення кожного організму є такою великою, що його (оточення, середовище) важко не лише описати, але й зіставити всі фактори, які його творять.

Водночас відомо, що одні фактори середовища мають більше, а інші менше значення. Ряд вчених пропонують ті елементи середовища, які мають істотне значення для організму, називати "фундаментальним середовищем".

Фактори середовища, які мають найбільше значення для організму, зумовлені двома аутекологічними принципами, сформульованими Тінеманном у 1942 р.:

1.  Живі організми пов'язані з середовищем передусім через свої життєві потреби. Цей принцип є методологічною основою, згідно з якою ведуть пошук факторів середовища, що впливають на організм, вивчаючи одночасно біологію виду та його потреби.

2.  Вимоги організму виникають з його морфофізіологічних присто­сувань, установлених впродовж тривалого часу. Ці пристосування тісно пов'язані з особливостями місцезростання, які вибирає даний вид у природі.

Другий принцип Тінеманна витікає з першого. Адже відомо, що більшість видів поселяються лише в окреслених місцях, які характеризуються специфічною системою середовищних стосунків. Кожний з біологічних видів займає певне місце в біоценозі — життєвому соціумі, ансамблі, до якого мусить бути пристосований.

Класифікацію факторів утруднює те, що один і той самий чинник може відігравати різну роль стосовно різних організмів і бути зарахований до різних класифікаційних груп. Світло для рослин є джерелом енергії, для тварини відіграє допоміжну роль, а для ґрунтових чи донноводних тварин може не мати ніякого значення.

До складу живих організмів входить понад 30 хімічних елементів, з яких три — кисень, вуглець і водень — становлять 98% загальної біомаси. Вуглець є основним носієм енергії в екосистемах, кисень і водень у вигляді води є основою зв'язку, вирішального для всіх організмів біоценозу. Решта факторів має умовний характер, впливаючи на перебіг біологічних процесів, модифікуючи деколи значні екологічні зв'язки.

Класифікація Ніколсона—Швердтфегера. Для організму основні компоненти середовища — це переважно ті, які являють собою конструкційний і енергетичний матеріал. Цей класифікаційний поділ витікає з умов існування і охоплює:

1)  матеріальні фактори, присутність і можливість одержання яких є вирішальним для існування і розвитку організму. Вони складаються з: а) води як основного складника організмів; б) енергетичної сировини, необхідної для реалізації метаболічних процесів (обміну речовин);

2)  умовні фактори, які можуть забезпечувати діяльність окремих елементів організму, не створюючи продукційної маси, лиш сприяючи перебігу фізіологічних і екологічних реакцій. Перш за все до них належать мікроелементи.

Подальша класифікація вирізняла такі універсальні фактори, як температура, гравітація, наявність кисню, водне господарство організму.

2. Промениста енергія

Промениста енергія, або сонячна радіація, є основним джерелом життя на Землі. Якщо не брати до уваги невеликої кількості енергії, яка йде від розпечених надр земної кулі, то вся енергія, отримувана поверхнею Землі, надходить від Сонця. Від нього до Землі доходить потік променів, довжина хвиль яких становить від менше тисячної ангстрема (1 А=10⁸ см) до декількох тисяч метрів. З екологічної точки зору лише інфрачервоні, видимі і ультрафіолетові промені відіграють біологічну роль.

Кількість променистої енергії, яка проходить через атмосферу, є практично постійною: 1,98 до 2 кал/см²-хв, або 5х10²⁰ ккал в рік на всю земну кулю. Цю величину називають сонячною ^сталою.

Частина радіації, відбита від хмар, надходить до космічного простору, не доходячи до поверхні Землі. Інша частина, яка становить приблизно 20% інфраструктурної частини спектра, поглинається водяними парами і бере участь у нагріванні повітря. Озон поглинає більшу частину ультрафіолетового проміння. Решта променів досягає поверхні Землі або в формі прямої, або ж розсіяної радіації.

Розсіяна радіація зумовлена, з одного боку, молекулами атмосферних газів (це й надає небу блакитного кольору), з іншого — твердими частинами, що надає небу білуватого або сіруватого відтінку, особливо над великими містами.

Кількість радіації, яка доходить до поверхні Землі, залежить від кута падіння сонячних променів і прозорості атмосфери, від дня чи ночі. Протягом чотирьох літніх місяців помірно-холодна зона (48-52 п.ш.) одержує 36 ккал/см² сонячної енергії, а протягом року — 54,7 ккал/см².

Температура

Ознайомлення з річними ізотермами планети, які розташовані паралель­но екватору, дає уявлення про температурний режим земної кулі. Північна півкуля тепліша південної, а термічний екватор знаходиться майже весь у північній півкулі. Середньорічні ізотерми 30° проходять лише в північній і центральній Африці, у зв'язку з чим цей материк вирізняється жарким кліматом.

У тропічних районах добові коливання температури перевершують річні (тобто різницю між середніми температурами найтеплішого і найхолоднішого місяців), що визначає важливі біологічні наслідки: в широколистяних дощових лісах різноманіття життя досягає максимуму. В позатропічних районах, навпаки, тепловий режим протягом року ви­ражений чітко: в північній півкулі січень найхолодніший місяць, а липень, навпаки, найтепліший; в південній півкулі спостерігаємо протилежне. Врахування цих крайніх температур у біології є дуже важливим.

У південній півкулі, більша частина якої зайнята океаном, ізотерми січня і липня майже прямі. В північній півкулі, навпаки, наявність по­тужних материкових мас сильно порушує хід ізотерм.

Наприклад, січнева ізотерма 0° практично перетинає Європу в напрям­ку північ-південь від 46° до 71° північної широти, а вздовж 60-ї паралелі середня температура змінюється від +50°С на півдні Норвегії до -38°С в Сибіру, що становить різницю в 43°.

Річним ізотермам відповідають ті чи інші біоми наземної рослинності Відправною точкою у їх розмежуванні і розпізнанні є життєві форми — біоморфи рослинності (трави, чагарники, листопадні і хвойні дерева тощо).

Освітлюваність

Екологічне значення освітлюваності характеризується трьома аспектами — тривалістю, інтенсивністю і характером (тобто довжиною хвилі світлового потоку). Інтенсивність і характер освітлюваності піддані сильній мінливості під впливом місцевих факторів і відбиваються в основному на мезо- і мікрокліматі.

Зупинимося лише на тривалості дії світла. Відомо, що вісь Землі нахилена до площини екліптики під кутом 66° 33'. Цей нахил зумовлює неоднаковість тривалості дня та ночі. Якщо взяти для прикладу 40° північної широти, яка знаходиться недалеко від Львова, то тривалість дня тут розподіляється таким чином: січень — 9,5 год, лютий — 10,5, березень — 11,9, квітень — 13,2, травень — 14,3 год, червень — 18,8 год, а ночі відповідно — 14,7 год, 13,7, 12,4, 11,1, 9,9, 8,8 год. У період рівнодення 21 березня і 23 вересня день і ніч на всій Землі мають однакову тривалість.

Важливу роль тут відіграє падіння сонячного проміння, поглинання якого атмосферою тим більше, чим менший кут.

Відносна вологість і опади

Відносна вологість повітря у процентах визначається як відношення фактичної пружності водяної пари, яка міститься в повітрі, до пружності насиченої пари при тій же температурі. Наприклад, у січні в Україні вона коливається в межах 80-85%.

Зростання температури відбувається одночасно зі спадом відносної вологості. В полудень літнього сонячного дня спостерігається найнижчий показник відносної вологості. Вологість вимірюють психометром Асмана або ж волосяним гігрометром, який відрізняється меншою надійністю.

Найбільша кількість опадів випадає в тропіках. Індонезія, басейн Амазонки і частина Африки одержують понад 2 тис. мм опадів на рік. Однак у тропічній зоні трапляються і дуже посушливі райони, зокрема, пустеля Сахара і північна частина Чилі. В окремих регіонах Африки, розташованих у прибережній пустелі, за 10 років випадало всього 1,8 мм опадів. Поза тропіками опадів менше, за винятком гірських масивів — Альп, Карпат, Піренеїв, Скандинавських гір, Гімалаїв, Анд. В Азії — між Каспійським морем і східним Китаєм, а також на крайній півночі Аме­рики й Азії опадів випадає менше 250 мм.

Неважко виявити, що зони з невеликою кількістю опадів характерні для посушливих районів, де відносна вологість становить менше 50%. Райо­ни пустель, аридні (посушливі), напіваридні і дуже посушливі, також збігаються зі слабо зволоженими областями. Вони розташовані або по сусідству з холодними морськими течіями, якщо ці райони прибережні, або в центрі крупних материків (пустеля Сахара в Центральній Азії).

Едафічні (від грецьк. едафос — ґрунт, земля) фактори — це ґрунтові умови, що впливають на життя і поширення живих організмів. Як відомо, живі організми існують не лише в ґрунті, а й у місцях, де його ще немає: скелі, дюни, терикони, кар'єри. Тому під едафічним фактором уявляється значно ширше коло умов, ніж ґрунт.

Ґрунт як субстрат існування рослин та об'єкт землеробства цікавив ще античних дослідників. У творах Арістотеля і Теофраста ґрунти поділені на чудові, добрі, родючі, прийнятні, виснажені, бідні і безплідні.

Наприкінці XVIII ст. і в першій половині XIX ст. у Західній Європі виникло дві концепції про ґрунт: агрогеологічна й агрокультурхімічна. Прихильники першого напряму розглядали ґрунт як крихку гірську породу, яка утворюється зі щільних гірських порід під впливом вивіт­рювання. Рослинам відводилась пасивна роль перехоплювачів елементів живлення, які вивільнилися під час вивітрювання. Агрокультурхімічний напрям пов'язаний з працями А.Теєра, Ю.Лібіха та ін., які розглядали ґрунт лише як джерело живлення. Теєром була висловлена гіпотеза, що рослини живляться органічними речовинами (так звана гумусова теорія). Лібіх розглядав ґрунт не як природне утворення, а лише як масу поза процесом її виникнення і розвитку.

Лише у 1883 р. В.В.Докучаєв вперше довів, що ґрунт — самостійне природне тіло, і його формування є складним процесом взаємодії п'яти природних факторів ґрунтотворення: клімату, рельєфу, рослинного і тваринного світу, ґрунтоутворюючих порід і віку. Він показав, що ґрунт безперервно змінюється в часі і просторі. Вчення про ґрунт В.В. Докучаєва одержало завершення в біосферній теорії В.І. Вернадського, який припустив, що навіть гранітні скелі мають біологічне походження.

Отже, становлення ґрунту відбувається завдяки взаємодії організмів, материнської породи, сонячного випромінювання і опадів. В екології ґрунтом називають ту частину земної кори, яка зайнята рослинами. В цьому розумінні до ґрунту належить одночасно і скеля, вкрита лишайником, і намул водозбірників.

Едафічний фактор, на відміну від інших, має своєрідний характер. По-перше, він не лише впливає на організми, але одночасно служить середовищем існування для багатьох видів мікробів, рослин і тварин, тобто належить до факторів, які формують середовище. По-друге, ґрунт є продуктом динамічної взаємодії між гірською породою, кліматом і органічним світом, а сьогодні також і з людським суспільством. Таким чином, ґрунтові організми разом з абіотичними факторами створюють своє середовище проживання. І нарешті, по-третє, едафічний фактор межує з абіотичними і біотичними факторами.

Едафічний фактор мінливий у просторі. Це явище добре ілюструє географічна зональність ґрунтів, відкрита В.В. Докучаєвим. Однак навіть в умовах однієї зони трапляється мозаїчне розмаїття ґрунтів, тобто так званих едафотопів.

Лекція 3. Біотичні фактори

„Наука лише штучно розчленована

на дисципліни, насправді ж – це

єдина система знань і бачення світу”

                                       М.Ф. Реймерс

План.

1.    Біотичні фактори та явище коакцій. Гомотипові реакції.

2.    Гетеротипові реакції та їх типи.

3.    Екологічна ніша. Конкуренція і розвиток.

1. Біотичні фактори — це фактори, які відбивають явище коакцій, тобто взаємодію між різними організмами, що населяють відповідне середовище. Розрізняють два типи коакцій: а) гомотипові реакції, тобто взаємодія між організмами одного виду (особини бука взаємодіють між собою) і б) гетеротипові реакції, де взаємодіють особини різних видів (бук і граб в грабово-буковому лісі). Вважають, що взаємодія між організмами існує лише тоді, коли особини в той чи інший спосіб впливають одне на одного. Як правило, ця взаємодія пов'язана з тим, що один організм споживає ресурс, який міг би використати інший організм. Отже, одна жива істота залишає іншу без частини ресурсу, що призводить до сповільнення росту останньої, зменшення ЇЇ потомства і зростання шансу загинути. Залишати одне одного без потенційного ресурсу можуть особини як одного, так і різних видів. Така "несправедливість" зумовлена боротьбою за існування.

У "Походженні видів" Ч. Дарвін навів чимало прикладів цієї "несправедливості", що й дало змогу вченому створити теорію природного добору. Ці приклади розкривають суть стосунків між "експлуатуючими" і "експлуатованими" видами. Після Ч. Дарвіна вивчення стосунків типу "жертва-експлуататор" розвивалося у трьох напрямах: 1) повнішого описання сукупності кормових зв'язків між популяціями в біоценозі, що творять трофічні мережі; 2) одержання якісних оцінок безпосередньої участі "експлуатуючих" і "експлуатованих" видів у трансформації первинної біологічної продукції, створеної автотрофними організмами; 3) з'ясування "регуляторної" ролі "експлуататорського" виду.

До гомотипових реакцій належать реакції типу: а) групового ефекту; б) масового ефекту; в) внутрівидової конкуренції.

Груповий ефект. Цей тип коакцій означає зміни, пов'язані з об'єднанням тварин одного виду по дві чи більше особин. Існування групового ефекту поширене серед комах і хребетних. Одним з його важливих наслідків є значне прискорення росту угруповання.

Груповий ефект проявляється в багатьох видів, які можуть нормально розмножуватись і виживати лише в умовах існування в межах крупної популяції. Можна навести приклад популяції бакланів, які є головними виробниками гуано (пташиного посліду) в Перу. Цей вид може існувати, якщо в його колоніях налічується не менше 10000 особин і на 1 м² площі припадає 3 гнізда. Даний принцип мінімального розміру популяції пояснює, чому неможливо врятувати види, які стали надзвичайно рідкісними і заносяться до Червоної книги. Така доля, наприклад, у білого журавля з Північної Америки, якого налічується, незважаючи на різні охоронні заходи, всього 30-40 особин. Стадо північних оленів повинно мати не менше 300-400 голів, а африканських слонів хоча б 25 особин. Групове співжиття полегшує звірам пошук їжі та боротьбу з ворогами. Наприклад, вовки сильні своєю зграєю. Койоти зграєю можуть суперничати навіть з левами.

Екологи в останні роки стали більше приділяти уваги вивченню групових стосунків, які дають змогу з'ясувати, наприклад, проблему швидкості росту популяції.

Масовий ефект. Це поняття складних коакційних зв'язків означає ефект, зумовлений перенаселенням середовища. Його добре ілюструє при­клад розмноження популяції борошняного хрущака. Одна самка цього виду відкладає максимальну кількість яєць, вище якої (оптимум) плодовитість її зменшується. Отже, до оптимуму ми маємо справу з груповим ефектом, вище нього — масовий ефект. Це пояснюється тим, що внаслідок перенаселення нагромаджується велика кількість екскре­ментів, які є токсичними і зменшують плодовитість самки хрущака.

Внутрівидова конкуренція. Територіальна конкуренція часто вияв­ляється в територіальній поведінці, коли тварини захищають місце свого проживання і певну прилеглу територію. Наприклад, самець пильно стежить, щоб на територію, яка є місцем впливу сім'ї, що чекає пташенят, не залітали інші птахи свого ж виду, оскільки ця територія — місце збору їжі (комах і їх личинок чи насіння рослин).

Конкуренція між особинами виду загострюється в міру ущільнення популяції. В рослин це призводить навіть до змін морфологічного характеру: потоншення стебла в трав'янистих і стовбура в деревних рос лин. В останніх змінюється габітус крони, бокові гілки очищаються, формується незначна за об'ємом крона. Це є наслідком внутрівидової конкуренції, яка стосується головним чином боротьби за світло і воду.

2. Вплив особин одного виду на особини іншого виду може бути нульо­вим, сприятливим або ж несприятливим ("0", "+", "-"). Вивчення цих біотичних стосунків дало можливість виділити декілька характерних комбінацій: нейтралізм, конкуренція, мутуалізм, співпраця, коменсалізм, аменсалізм, паразитизм і хижацтво.

Нейтралізм — це нульовий варіант стосунків, коли обидва види незалежні і не впливають один на одного (у лісі білка і лось).

Конкуренція — це негативний вплив одного виду на інший. Обидва види називають конкуруючими (за живлення, місця відкладання яєць, укриття). "Конкуренція" в широкому розумінні — це взаємодія, яка зво­диться до того, що один організм споживає ресурс, який міг би бути доступним для іншого організму.

Мутуалізм — це можливість життя кожного з видів лише в присут­ності іншого. Вони живуть в симбіозі (наприклад, рослини азотобакте­ри: одне дерево вільхи завдяки бактеріям-симбіонтам фіксує 0,25-0,5 кг азоту на рік).

Співпраця — це утворення двома видами угруповання. Однак цей термін стосується свідомої дії, тому краще використовувати термін "протокооперація", або "первинна кооперація". Грабово-букова асоціація — зразок протокооперації: граб, поліпшуючи якість ґрунту, є своєрідним "підгоном" бука. В тваринному світі зразок протокооперації — це спільне життя крячків і чапель, що дає їм можливість краще захищатись від хижаків.

Коменсалізм — взаємозв'язок, при якому один вид угруповання — коменсал — одержує користь від співжиття з іншим видом, а останній її не має. Коакція між організмами-коменсалами характеризується терпимістю. Однією з форм коменсалізму є форезія: організм більших розмірів носить менший (кліщі на тілі жуків-гнойовиків). Коменсалами називають тих тварин, які поселяються в помешканнях інших видів, а ті, в свою чергу, миряться з їх присутністю. Наприклад, в норі альпійського бабака виявлено 110 видів жуків.

Аменсалізм — тип коакцій, коли один вид, який називають аменсалом, відчуває на собі пригнічення росту і розмноження, а інший, який називають інгібітором, таких незручностей не відчуває. Це явище, яке полягає в гальмуванні росту одного виду (аменсала) продуктами виділення іншого, відоме лише у рослин і називається алелопатією (від грецьк. аллелон — взаємно, патос — страждати). Це, по суті, відповідає поняттю прямої конкуренції, антагонізму чи антибіозу. Завдяки виділенню корінням токсичних речовин, нечуй-вітер, наприклад, витісняє інші однорічні рослини і утворює зарості на досить великих площах.

Аменсалізм поширений у водних рослин. "Почервоніння" морської води є наслідком виділення водоростями речовини, яка зумовлює загибель всієї фауни на значній території.

Хижацтво і паразитизм. Різниця між хижаком і паразитом полягає-в тому, що перший живе вільно і живиться іншими тваринними організмами або рослинним кормом, а другий не веде вільного життя. Хоча 6 на одній стадії свого розвитку паразит пов'язаний з поверхнею (ектопаразит) або з внутрішніми органами (ендопаразит) іншого організму, який є його господарем. У реальних природних умовах різниця між хижаком і паразитом не завжди чітко виражена, оскільки існують перехідні форми, які важко віднести до однієї чи іншої категорії. На­приклад, серед комах є характерні паразитоїдні види, які спочатку по­водять себе як паразити, що щадять до певного часу життєво важливі органи господаря, а під кінець свого розвитку з'їдають його. Хижак і паразит можуть існувати за рахунок одного або декількох видів, а тому серед них розрізняють такі види:

1.  Поліфаги— види, які споживають велику кількість найрізноманітніших інших видів. До цієї групи належить багато хижих ссавців і комах. Комахи-фітофаги живляться різними рослинами, для деяких з них цей раціон сягає 200 (гусениця стеблового метелика).

2.  Олігофаги — види, які живуть за рахунок окремих часто близьких видів. Типовим олігофагом є колорадський жук, який селиться лише на пасльонових. Солітер паразитує в людині, свині, різних гризунах.

3. Монофаги — види, які живуть за рахунок лише одного господаря. Монофагія характерна для більшості паразитуючих комах (яблунева плодожерка, грушевий цвітоїд). Американський шуліка-слизнеїд живиться лише певними видами слимака.

Принцип конкурентного витіснення Гаузе.

Конкуренція між двома видами тим сильніша, чим вони ближчі між собою. Два види із абсолютно однаковими потребами не можуть існувати разом: один з них через деякий час обов'язково буде витіснений. Це положення було перетворено в закон, відомий під назвою принципу Гаузе, або принципу конкурентного витіснення.

Міжвидова конкуренція — це активний пошук представниками двох або декількох видів одних і тих самих кормових ресурсів середовища місцезростання рослин або проживання тварин. Є ще й інше визначен­ня: конкуренція — це явище, яке спостерігається при використанні різними особинами одного й того ж джерела енергії.

Розрізняють активну конкуренцію (інтерференцію), при якій один з видів своєю поведінкою не дає доступу іншому до корму або облюбованого місця (приклад боротьби за територію між левами і койотами, мічення меж території вовками), і пасивну (експлуатацію), коли поведінка не заважає доступу конкуруючого виду до необхідних ресурсів. Другий тип більше поширений, ніж перший: в савані на 1 км² бачимо десятки травоїдних видів, які конкурують між собою, але поводять себе толерантно один до одного. Цей тип конкуренції поширений серед більшості рослинних видів.

3. Інколи два види, які мають однакові кормові потреби, живуть на одній території і не конкурують один з одним. Р.Дажо наводить приклад такого співжиття двох видів англійських бакланів — арістотелівського і карбо, які живуть на одних і тих самих скелях, однак, як виявляється, виловлюють різний корм. Наприклад, баклан карбо пірнає глибоко і виловлює глибоководних камбалових риб і креветок, а баклан арістотелівський полює в поверхневих водах на оселедцевих риб і піскарів (кобликів). Чому ж тут не спостерігається кормова конкуренція? А тому, що кожний із видів в процесі еволюції пристосувався до своєї екологічної ніші.

Екологічна ніша — фізичний простір з властивими йому екологічними умовами, що визначають існування будь-якого організму, місце виду в природі, що включає не лише становище його в просторі, а й функціональну роль у біоценозі та ставлення до абіотичних факторів середовища існування. Екологічна ніша характеризує ступінь біологічної спеціалізації даного виду.

Місцезростання, — говорить Ю. Одум, — це адреса мешкання виду, а екологічна ніша — це система занять в тій системі видів, до якої він належить. Іншими словами, знання екологічної ніші дає можливість відповісти на питання, як, де і чим живиться вид, чиєю здобиччю є сам, яким чином і де він відпочиває і розмножується, які для нього необхідні умови середовища (температура, вологість і т.д.).

Р.Дажо виділяє чотири випадки, які вирізняють стосунки двох видів одного біотопу:

а)  дві екологічні ніші — N1 і N2 — зовсім окремі;

б)  обидві ніші частково заходять одна в одну і мають спільну частину N1 - N2;

в)  обидві ніші дотичні одна до одної;

г)  ніша N2 повністю входить в нішу N1.

За станом розміщення екологічних ніш види поділяють на алопатричні і симпатричні. Перший тип об'єднує види, які мають різні ареали і їх екологічні ніші розміщені порізно (випадок а) або частково заходять одна на одну (випадок б). Конкуренція в цьому випадку виключається географічною ізоляцією.

Другий тип розміщення видів відрізняється від першого сумісним їх проживанням на значній території і частковим (випадок в) або повним включенням (випадок г) одна в одну.

Виділяють ще й третій тип розміщення екологічних ніш, який називають суміжною алопатрією: обидва ареали і екологічні ніші стикаються. Вирізняють потенційну (фундаментальну) і реальну (реалізовану) екологічні ніші. Потенційна ніша являє собою всю сукупність необхідних для виду умов місцезростання без будь-якого тиску з боку другого виду і відповідає максимально можливій експансії з боку першого. Реальна екологічна ніша — це частина існуючої потенційної ніші, яка фактично зайнята видом в біотопі.

Конкуренція і розвиток

З часів роздумів Ч.Дарвіна над проблемами міжвидової конкуренції нагромадилося чимало матеріалів, які дають змогу згрупувати ці проблеми в чотири основних блоки, зокрема за впливом конкуренції: а) на географічне поширення організмів; б) на розміщення видів у різних біотопах однієї і тієї ж місцевості; в) на морфологію і продуктивність рослин; г) на еволюцію видів і біоценозів.

Вплив конкуренції на географічне поширення організмів найкраще простежується на інтродуцентах, які часто в нових умовах сильніші і плодовитіші, що дає їм змогу витіснити аборигенні види. Так трапилось, наприклад, з австралійськими сумчастими, які не витримали конкуренції з кролями і вівцями, завезеними з Північної Америки і Європи. Це ж трапилось в Англії з місцевою білкою, яку витіснила інтродукована американська родичка.

Вплив конкуренції на розміщення видів у різних біотопах можна простежити на прикладі трьох видів строкатих дятлів: великого, середнього і малого, які є вираженими алопатриками (проживаючи в одному лісі, мають свій власний ареал, наприклад різні частини дерева). Великий строкатий дятел шукає корм на стовбурах, середній — на великих гілках, а малий — на дрібніших гілках крони. Пацюк, наприклад, витіснив свого близького родича пацюка чорного на горище, а сам влаштувався в підпіллі і каналізаційній мережі.

Міжвидова конкуренція на морфологію і продуктивність рослин впливає аналогічно внутрівидовій: змінюється морфологія рослин, змен­шується плодовитість і чисельність. Одночасно спостерігається поступове витіснення домінуючим видом іншого виду або ж зниження його життєвості. Конкуренція відбувається через світло і ґрунтові поживні речовини. В свіжих суборах домінантним видом є сосна, яка витісняє дуб, перехоплюючи своїми кронами значну частину світла. Проживаючи в нижньому ярусі дубового субору, дуб змінив свою морфологію: ріст, розташування і форму крони.

Конкуренція відіграє велику роль в еволюції видів і біоценозів. Описаний вище приклад конкурентного співжиття дуба з сосною і особливості їх росту — це наслідок еволюції згаданих видів і в цілому біо­ценозу. Для букового лісу характерний такий еволюційний ряд: 1) поява берези (наприклад, після пожежі); 2) під наметом молодого березового підросту з'являється сосна, яка приблизно через двадцять-тридцять років починає пригнічувати і витісняти березу; 3) під ажурним наметом сосни з'являється самосів дуба, який досить швидко виходить у перший ярус; 4) нарешті, місце згаданих порід займе тіньовитривалий бук, відновлюючись у своєму ареалі.

Лекція 4. Біоценоз

„Людина нещасна лише тому,

що відокремилась від природи”

                              П. Гольбах

План.

1.    Визначення біоценозу, його класифікація та властивості.

2.    Структура біоценозу.

3.    Закон толерантності. Організми-регулятори та конформісти.

1. Біоценоз (від грецьк. біос — життя, коіноз — спільний) — це сукупність рослин, тварин і мікроорганізмів, які заселяють дану ділянку суші або водоймища і характеризуються певними стосунками між собою і пристосованістю до оточуючого середовища. Біоценоз — це конкретна спільність живих організмів на певному просторі суші або акваторії. Цей простір з конкретними умовами місцезростання і є біотопом.

З екологічної точки зору критеріями виділення біоценозів є видовий склад флори і фауни, часова тривалість системи та просторових меж. Угруповання можна назвати біоценозом лише тоді, коли воно відповідає таким критеріям:

1. Має характерний видовий склад. Існує дві характерні групи видів: а) домінантні види, які творять зовнішній вигляд біоценозу (очеретовий, сосновий, ковиловий, сфагновий, вересковий), причому кожен з них має свою особливу, неповторну зовнішність; б) субдомінантні види, які хоч і не виділяються так виразно, як перша група, але, як правило, віддзеркалюють своєю присутністю умови місцезростання. Характерні види вказують на ці специфічні умови середовища, хоча часто не є видами-домінантами. Наприклад, коли ми згадуємо про барвінок, то бачимо діброву, в якій домінує дуб.

2.  Має необхідний набір видів. Біоценоз є системою, в межах якої реалізується обіг матерії й енергії, який здійснюється між компонентами біоценозу і середовища. Тому біоценозом може називатися лише така система, яка містить усі елементи, необхідні для реалізації обігу матерії. Першочерговим джерелом такого обігу є автотрофи, або продуценти. До другої групи належать гетеротрофи, які живляться продукованою рослинами чи тваринами органічною матерією (рослиноїди, хижаки і паразити). Третю групу становлять деструктори — мікроорганізми, які перетворюють органічні зв'язки в неорганічні. Всі групи організмів забезпечують те, що ми називаємо повночленністю біоценозу. Відсутність окремих членів у тій чи іншій системі не дає права називати її біоценозом, а лише частиною біоценозу, або ж неповночленним біоценозом.

3.  Характеризується певною тривалістю в часі. Біоценоз з його видовим складом є системою стійкою і довговічною, однак його мешканці мають різну тривалість життя. Наприклад, у мікробів вона триває хвилини, в дрібних безхребетних — дні, в крупних — роки, а лісові дерева живуть сотні років. Окремі біоценози тропічних лісів вирізняються геологічною історією, тоді як на місцях згарищ розвиваються цілком юні біоценози.

4. Має свою територію і межі. Простір, на якому функціонує окремий біоценоз, вирізняється однорідністю й особливістю умов біотопу. Малі біоценози можуть існувати на кількох метрах квадратних (джерело з його особливим тваринним і рослинним світом), тоді як діброви українського Чорного лісу, наприклад, простяглись на сотні кілометрів зі сходу до заходу. Головним у визначенні межі біоценозу є повночленність і реалізація обігу матерії.

Виділити межі між двома біоценозами нескладно, якщо їх абіотичні та біотичні чинники помітно відрізняються (озеро і лука, ліс і поле, болото і лука річної заплави). Однак і в межах цих біоценозів, якщо уважніше їх дослідити, можна побачити дрібніші повночленні утворення. Найчастіше межі біоценозу визначаються з урахуванням характерних життєвих форм (дерева, чагарники, лісові, лучні чи степові трави), тобто членуванням фітоценозу. Фітоценози вивчає молода наука фітоценологія, а зооценози — зоосоціологія. Складність у вивченні біоценозів полягає в тому, що тваринні організми можуть мігрувати у сусідні фітоценози і тому не можна стверджувати, що певному рослинному угрупованню обов'язково відповідає якесь одне угруповання тварин. Одне рослинне угруповання може служити кормовою базою для кількох видів консументів, і навпаки, один вид тварин може годуватися в декількох різнотипних рослинних угрупованнях. Тому вивчення біоценозів вимагає глибоких досліджень не лише флори і фауни, але і функціонування окремих чинників біоценотичної системи.

КЛАСИФІКАЦІЯ БІОЦЕНОЗІВ

У процесі вивчення біоценозів склалися різні підходи до їх класифікації, зокрема: 1) географічний (середовищний); 2) історико-періодичний; 3) структурно-фізіономічний; 4) функціональний; 5) екосистемний.

1. Географічний (середовищний) полягає у членуванні біоценозів за фізико-географічними зонами, які, в свою чергу, характеризуються за кількістю променистої енергії, що надходять на земну поверхню. Другим чинником, від якого залежить розвиток рослинності як автотрофного блоку біоценозу, є атмосферні опади, кількість яких неоднакова в різних кліматичних зонах.

2.  Історико-періодичний підхід дає змогу виділити біоценози за періодом існування їх на Землі. Найтриваліший період існування мають океанічні біоценози (кілька мільйонів років). Вік суходільних і прісноводних біоценозів є значно коротший. Найстаріші з озер і лісів існують з кінця третинного періоду. До них належать озеро Байкал, а також тропічні і субтропічні ліси.

Водночас біоценози суші Північної Європи, Азії та Америки належать до дуже молодих, оскільки вони з'явилися і розвивалися після відступу льодовика, тобто близько 10 000 років. Виходячи з точки зору адаптації, можна зауважити, що старі біоценози краще адаптовані, ніж молоді, хоча це не означає, що в старих біоценозах є більше видів, ніж у молодих. Більша різноманітність в молодих біоценозах виражається більшою кількістю родин, родів і різновидів.

3.  Структурно-фізіономічний підхід витікає з характерної будови рослинного покриву та особливостей представників тваринного світу: тропічні ліси з мавпами, африканські савани з жирафами, американські прерії з бізонами, тундра з оленями і т.п.

4.  Функціональний підхід опрацьований ще слабо. Перші спроби розробки такої класифікації зробили російські вчені Перельман, Родін і Базилевич. Складність їх розробки полягає в міграційній нестабільності гетеротрофів, що ускладнює визначення обсягу кругообігу матерії.

5. Екосистемний підхід. Розрізняють мікроекосистеми (наприклад, біоценоз-стовбур мертвого дерева), мезоекосистеми (ліс або став) і макроекосистеми (океан).

Враховуючи, що більшість біомаси припадає на рослинність, основні класифікаційні підходи базуються якраз на цьому елементі біоценозу. Термін біоценоз використовується безвідносно до величини угруповання: наземний, прісноводний чи морський. Виділяють за величиною три рівні угруповань: біоми, асоціації та синузії.

Біоми, або ж рослинні формації чи комплекси, являють собою однорідні угруповання, які не залежать від складу рослинності. Вони займають значний простір і регулюються макрокліматом (африканська савана з акаціями, баобабами, населена крупними травоїдними жирафами, антилопами, зебрами; діброви Лісостепу і букові ліси Карпат з їх багатою характерною фауною тощо).

Асоціація. Біоми неоднорідні за своїм складом і в них завжди можна виділити локальні, добре окреслені угруповання видів. Це і є асоціації, тобто біоценози в певному розумінні цього слова. Буковий ліс з його флорою і фауною становить біоценоз. Біоценози — це і лісосмуги, і плодово-ягідні сади, і заплавні луки з їх розмаїттям тваринного світу, і плантації зернових і просапних культур.

Синузії — це мікроасоціації. Біогрупа берези з кількох дерев у буковому лісі, поверхня скелі з мохами і лишайниками, зарості днища закинутого кар'єру — це мікроасоціації, які є ареною життя рослинних і тваринних організмів.

У геоботаніці (фітоценології) до більш дрібних одиниць, ніж синузія, належить ярус (горизонт), який вирізняється вертикальним поширенням. У лісі виділяють деревний, чагарниковий і трав'яний яруси.

Сукупність організмів, що займають обмежене місцезростання і не поділяються на яруси та горизонти, називають консорціями (стовбур дерева з його фауною і флорою, потік з рослинами і тваринами, що його заселяють).

Перехід від одного біоценозу до іншого може бути поступовим. Однак у всіх випадках існує перехідна зона. Якщо це перехід від одного біому до іншого, то він може мати протяжність декілька десятків кілометрів (такою є перехідна зона між смугою хвойних лісів Канади і північно-американських прерій). Перехід від одної асоціації до іншої може мати всього кілька метрів. Цю перехідну зону називають екотоном.

До екотону належить, наприклад, перехід від поля до лісу, вкритий чагарником (узлісся). Фауна екотону як у видовому, так і в чисельному відношенні є багатшою за фауну сусідніх біоценозів, оскільки тут відбувається перемішування видів. У цьому проявляється так званий крайовий ефект, або ефект узлісся. Його повинні завжди враховувати як екологи, так і лісівники, охороняючи, оберігаючи і збагачуючи узлісся.

ВЛАСТИВОСТІ БІОЦЕНОЗІВ

У часових і просторових межах існування біоценозу спостерігаємо ряд особливостей, які стосуються організації процесів, що в ньому відбуваються, а також внутрішніх і зовнішніх зв'язків. Вченими виділено п'ять основних властивостей біоценозу: а) єдність біотопу і біоценозу; б) організаційні основи біоценозу; в) основи автономії біоценозу; г) основи екологічної рівноваги; д) основи екологічної сукцесії.

Єдність біотопу і біоценозу. Всі абіотичні і біотичні компоненти, що входять до складу плеоцену (біогеоценозу), пов'язані між собою таким чином, що явища, які з'являються в одних елементах системи, впливають на процеси і стани в інших її складових. Біотоп впливає на біоценоз, який, в свою чергу, діє на стан біотопу.

Організація біоценозу. Види, що входять до складу біоценозу, пов'язані між собою біоценотичними залежностями, внаслідок яких утворюється специфічна організаційна структура, що спирається на багатосторонні зв'язки між окремими компонентами, зокрема на кормові та конкурентні (продуценти, консументи, автотрофи, гетеротрофи, редуценти).

Автономія біоценозу. Територіальна відокремленість, внутрішня організація, а також взаємозв'язок і взаємозалежність усіх компонентів творять автономію плеоцену і його біоценозу. Автономія плеоцену нерозривно пов'язана з його організацією, у випадку порушення організації настає дезінтеграція системи і ЇЇ розпад. Наприклад, рекреаційна дигресія приміських лісів або ж забруднення їх полютантами веде до розпаду лісових біоценозів.

Екологічна рівновага. Плеоцен як природна система перебуває в стані динамічної рівноваги. В процесі еволюції природний комплекс адаптувався до умов місцезростання і вивести його з цієї рівноваги можуть лише якісь зовнішні (посуха, пожежа, інвазія шкідників, людська діяльність) чи внутрішні (демографічна ситуація і різкий спад народжуваності виду або повальна смертність) фактори.

Екологічна сукцесія. Біоценоз розвивається поступово — через збільшення ступеня інтеграції складових компонентів і максимальне пристосування біологічного комплексу до умов середовища. Ці процеси, названі екологічними сукцесіями, являють собою прогрес у напрямку зростаючої стабілізації системи. Букові праліси приполонинної смуги Закарпаття являють собою таку сукцесію.

Отже, біоценоз — не просто сума видів, що його утворюють, але й сукупність взаємодій між ними. Емерджентні властивості, які він має, проявляються лише завдяки цій взаємодії. Приклад емерджентних властивостей діброви — це видове розмаїття, межі подібності конкуруючих видів, структура кормової мережі, біомаса і продуктивність угруповання.

Таким чином, екологія біоценозів (синекологія) — наука про емерджентні властивості структури і функції багатовидових біологічних об'єктів.

2. Усі біоценози суші і вод характеризуються нерівномірністю просторового розміщення. Виняток становлять штучні, або культурні, біоценози, зокрема, поля, плантації, лісові культури, сади, лісосмуги, газони тощо.

Просторова неоднорідність біоценозів зумовлена неоднорідністю чи мозаїчністю місцезростань, які колонізували організми. Заселенням біотопу організмами починається цикл змін у середовищі, спричинений активністю біологічних компонентів.

Просторову структуру біоценозу можна розглядати в декількох різних аспектах: поверховість, чи ярусність, біоценозів; розмежування біоценозів, що має два типи структури (перша є характерною для водних екосистем з їх шарами більшої і меншої освітлюваності водної товщі; друга більше відповідає біоценозам суші, між якими утворюється перехідна зона, названа екотоном).

Неоднорідність середовища і біоценозів, яка трапляється у вигляді окремих біоценотичних зон, розглядається вченими як явище мозаїчності і становить предмет окремих досліджень структури.

ВЕРТИКАЛЬНА СТРУКТУРА БІОЦЕНОЗУ

Особливу ярусну структуру водних і наземних біоценозів формують різні умови освітлюваності, які зумовлюють одночасно і ефективність утворення первинної продукції біоценозу. Сформована в просторі і часі ярусність первинного рослинного середовища створює ефективні умови для функціонування відповідних ярусів зооценозів. Основним фактором, котрий творить градієнт вертикального розчле­нування середовища, є кількість фотосинтетичної енергії, що надходить у різні яруси екосистеми. Для водних біоценозів це і є первинний фактор розшарування товщі води. Поглинання сонячної енергії цими шарами є надзвичайно інтенсивним. В океанах і морях виділяють фотичний шар, глибина якого сягає 400 м від дзеркала води. Товщина шару води, в якій сонячне світло є в кількості, що перевищує компенсаційну точку фотосинтезу рослин, становить приблизно 80 м. Обстеження фотичного ярусу виявили помутніння води, причиною якого часто є численність і активність організмів у поверхневих її шарах.

Градієнт проникнення сонячних променів у біоценози суші має вторинний характер і залежить від розвитку рослинності й особливо проявляється в лісових біоценозах. Деревний ярус, в якому реалізується більшість фотосинтетичних процесів, охоплює головний ярус крон. Він є віддалений на декілька або й десятки метрів від поверхні землі. Існуючі під наметом верхнього ярусу світлові умови залежать від біологічних властивостей видів дерев, які домінують у даному типі лісу. В тропічних і хвойних лісах кількість сонячного проміння, що досягає земної поверхні, непомітно змінюється в річному циклі. Причина полягає в малій зміні листяного шару й ажурності крон. У листяних лісах ця стратифікація (від лат. стратум — шар, фаціо — роблю) більш помітна у зв'язку із сезонною зміною листяного покриву.

Лісова піднаметова трав'яна рослинність найкраще розвивається навесні. Згодом, коли листя разом з гіллям утворять щільний намет, розвиток цього ярусу затримується, оскільки ці умови витримують лише тіньолюбні види. В лісах зі сталим листяним покривом трав'яний ярус менше змінюється протягом річних циклів і залежить головним чином від вертикальної структури намету (одно-, дво- чи триярусного). У біоценозах суші ярусна структура фітоценозів і зооценозів значною мірою накладається одна на одну. У водних біоценозах спостерігається розмежування фіто- і зооценозів. Наприклад, продуценти — це водні рослини, що живуть у верхніх шарах води, а риби, які ними живляться, селяться на дні водоймищ. Особливо значне розмежування в морських біоценозах, де рибам доводиться кілька кілометрів підійматися з дна моря до своїх "пасовищ" у фотичній зоні.

У вертикальній структурі лісових біоценозів, де стратифікація виражена більш чітко, ніж в інших біогеоценозах суші, налічується чотири основних яруси (хоча можна виділити й більш дрібні):

1. Ярус крон розташований найвище у лісових експозиціях. Його товщина і віддаленість від поверхні землі залежать від видового складу дерев. В однопородних і одновікових лісових насадженнях шар крон є одноярусний. Багатовидові деревостани зі складною віковою структурою мають дво- триярусний намет. Намет може мати декілька окремих ярусів: у субучинах верхній ярус творить сосна, а нижчий – дуб.

2. Чагарниковий, або підлісковий, ярус охоплює як чагарники,так і дерева, які в даних умовах можуть розвиватися у вигляді чагарника.

Групу дерев, утворену з молодого покоління лісу, лісівники називають підростом.

3. Трав'яний ярус включає однорічні й багаторічні трави, а також чагарники.

4. Приземний ярус складається з мохів і лишайників.

Таким чином, ярусність — це розчленування фітоценозів на структурні або функціональні горизонти (шари, яруси), які мають різний ступінь зімкнення і відіграють неоднакову роль в асиміляції і акумуляції речовин і енергії, в безпосередньому і опосередкованому впливі на життєдіяльність організмів угруповання. Ярусом називають частину шару рослинного угруповання, в якій розміщені асимілюючі органи рослин — листя, стебла або всмоктуючі ділянки коріння, а також запасаючі підземні органи рослин (коріння, кореневища, цибулини, бульби).

Рослини різних ярусів живуть в неоднакових фітокліматичних і ґрунтових умовах, тому вони розрізняються не лише за висотою, але й за екологією та біологією, вимогами до світла, вологи, температурного режиму, способами поширення насіння, плодів. Однак у межах одного ярусу створюються подібні умови, а тому рослини, які тут ростуть, набувають однакових ознак.

Ярусність дає змогу значно зменшити конкуренцію між рослинами в фітоценозі і розселитися їм на одній території у великій кількості. Наприклад, у в'язовому лісі, завдяки ярусності, видове насичення майже в чотири рази вище за те, що було в ньому при одному лише дерев­ному ярусі, а екземплярна насиченість вища навіть у 2000 разів.

Антропогенізація лісових і лучних фітоценозів, зокрема ґрунтові дигресії, а також спрощені посадки і посіви культур ведуть до збіднення ярусної структури і видового складу фітоценозів.

Тваринний світ, подібно рослинному, поділяють на два яруси життя: зооедафон (види, які живуть в ґрунті) і наземні тварини. Цей поділ певною мірою умовний. Наприклад, у лісовому біоценозі поряд з видами, весь життєвий цикл яких приурочений лише до одного середовища — підземного (дощові черв'яки, більшість лісових безхребетних, кроти) або наземного (майже всі птахи), є багато й таких, які мешкають в обох його частинах повсякденно (лисиця, вовк, борсук) або ж проходять різні стадії розвитку почергово то в одному, то в іншому середовищах (багато комах у стадії личинки живуть у ґрунті, а в дорослому віці ведуть наземний спосіб життя).

Певним фітоценозам часто відповідають конкретні зооценози. Наприклад, хвойні фітоценози з домішкою берези й осики та рясними заростями ягідних чагарників є домівкою популяцій рябчика і тетерука. Горіхо-плодоносні фітоценози (горіха грецького, ліщини, їстівного каштана, кедрової сосни, а також бука, дуба) заселяють популяції дикого кабана, білки, бурундука, мишей, сойок. Лось, олені та козулі надають перевагу листяним лісам і хащам смеречняків і ялинників з їх багатими кормовими ресурсами — листям, молодими гілочками, травою. Бобри живуть у прибережних лісах з пануванням вільхи, осики й берези, які є не лише їхнім кормовим ресурсом, але й підручним будівельним матеріалом.

Надзвичайно важливу роль у життєдіяльності біоценозу відігра­ють ґрунтові зооценози, або зооедафони. Найбільше ґрунтовий зооценоз представлений дрібними організмами. За масою вони становлять 50-72% ґрунтових організмів. Мікробна маса відновлюється впродовж року 5-20 разів, а тому сумарна продукція живої речовини сягає кількох десятків тонн з 1 га.

У кожному біоценозі його вертикальна структура, або ж ярусність, не є чимось сталим. Ці яруси, заповнені рослинними, тваринними та мікробними формами живої матерії, перебувають у постійному русі: продукують біомасу і накопичують енергію, народжуються і відмирають, піднімаються й опускаються або ж зміщуються латеральними потоками.

ГОРИЗОНТАЛЬНА СТРУКТУРА БІОЦЕНОЗУ

Горизонтальна структура, або мозаїчність, біоценозу пов'язана передусім з різноманітністю підстилаючої поверхні: сухіші чи вологіші, родючіші чи пісніші місцезростання, а також потужний чи малопотужний шарп ґрунту. Мозаїчність біоценозу розвивається вторинно, оскільки передусім дане місцезростання повинні зайняти рослини. Поодиноко стоячі дерева є місцем заселення окремих видів рослиноїдів монофагів, а також близьких їм видів хижаків і паразитів. Мозаїчність біоценозів може бути пов'язана не лише з умовами місцезростання, але й з особливістю просторового поширення популяцій, які до нього входять, зокрема схильністю до утворення агрегацій. Наприклад, у дібровах трапляються агрегації таких видів, як барвінок, печіночниця, копитняк, а в борах – вересу, брусниці, чорниці.

Одна з характерних особливостей горизонтальної структури біоценозів – це перехідні смуги від одного до іншого фітоценозу, або екотопи. Тут представлені види обох сусідніх біоценозів. Проте в екотопах часто селяться види, які не трапляються ні в одному. ні в іншому біоценозах. Типовим явищем, характерним для екотопу, є явище стику. Полягає воно у збільшенні тут чисельності популяцій стосовно тих, які представлені в обох сусідніх біоценозах. Такими є узлісся, а також порослі деревами і чагарниками нерозорані плато де скупчується різноманітна рослинність, а також орнітофауна, яка відіграє значну роль у боротьбі зі шкідниками полів.

Аналізуючи структуру біоценозу, виділяють два типи угруповань: мероценоз і стратоценоз. Мероценози — це угруповання видів, пов'язане з якісно однорідною ділянкою середовища. Такими є, наприклад, купи коров'яків на пасовищах, в яких масово селяться окремі види комах, що поїдають ці екскременти.

Стратоценозами називають угруповання видів, пов'язані з певними ярусами, які входять до складу екосистеми. До таких належать, наприклад, планктон водоймища. Аналогічні стратоценози творять організми, які пов'язані з ярусом крон чи підліском лісового біоценозу.

3. Схема стосунків в діапазоні екологічної толерантності була запропонована в 1924 р. німецьким екологом і зоогеографом Р. Гессе, який назвав її валентністю екологічних факторів.

Толерантність різних організмів стосовно одного і того ж фактора може бути специфічною, якщо критичні точки не збігаються, або подібною, якщо розташування критичних точок і хід кривої екологічних реакцій організмів виявляються подібними. В одних видів зона толерантності дуже широка (сосна, береза, осокір), в інших — вузька (вільха чорна, бук, ясен, бузина). Види з широкою зоною толерантності, які можуть жити при різних значеннях фактора, називають еврибіонтами. Організми, життєві можливості яких обмежені вузьким діапазоном змін даного фактора, називають стенобіонтами.

Для визначення відносного ступеня толерантності в екології існує ряд термінів, в яких використовують згадані корені слів "стено-" і "еври-" (вузький і широкий):

стенотермний — евритермний (стосовно температур);

стеногідричний — евригідричний (стосовно води);

стеногалинний — евригалинний (стосовно солоності);

стенофагний — еврифагний (стосовно поживи);

стеноойкний — евриойкний (стосовно місцезростання).

У стенотермних видів мінімум, оптимум і максимум зближені. Навіть невеликі зміни температури, які мало відбиваються на евритермному виді, для стенотермного є часто критичними.

Як свідчать численні дослідження, організми не повністю залежать від фізичних умов середовища. Вони пристосовуються самі і змінюють умови середовища так, щоб послабити лімітуючий вплив температури, світла, води та інших фізичних факторів. Така компенсація факторів особливо ефективна на рівні угруповання, але можлива і на рівні виду. Види з широким географічним поширенням майже завжди утворюють адаптовані до місцевих умов популяції, які називають екотипами.

Щоб зрозуміти причини географічного поширення і формування чисельності організмів того чи іншого виду, треба знати й історію виду, і те, які ресурси необхідні для життєдіяльності його особин, і рівень народжуваності та смертності, і природу внутрі- та міжвидової взаємодії, і впливи умов середовища.

Умови — це змінюваний у часі і просторі абіотичний фактор середовища, на який організми реагують по-різному залежно від його сили (температури, вологості повітря, рН, солоності, концентрації забруднюючих речовин тощо). В присутності деяких організмів умови можуть змінюватись: рослини часто змінюють рН ґрунту, під покривом лісу змінюється температура і вологість, але, на відміну від ресурсів, умови організмом не втрачаються, а вичерпуються, і жоден організм не в змозі зробити їх недоступними або ж менш доступними для інших організмів. Для того чи іншого виду оптимальними умовами вважають такі, за яких особини даного виду залишають найбільшу кількість потомства (тобто виявляються найпристосованішими). Визначити межі оптимальності не так просто, оскільки для цього потрібно визначити вплив умов Середовища на окремі вибіркові ознаки, такі, як швидкість росту, розмноження, інтенсивність дихання чи виживання. Як виявляється, межі виживання особин ширші від меж росту чи розповсюдження. Крива реагування на зовнішні умови може бути і асиметричною — ширшою чи вужчою: все залежить від видової приналежності організму, від характеру умов середовища і від того, яка із реакцій організму нас цікавить.

Регулятори і конформісти

Реакція на середовище може відбуватися двома різними шляхами. Одні організми змінюють фізіологію і структуру, щоб наблизити свої потреби активної життєдіяльності до умов оточуючого середовища, інші підтримують своє внутрішнє середовище на більш-менш постійному оптимальному рівні. Людина, яка підтримує свою температуру приблизно на рівні 37°С, здійснює це шляхом створення комфортного мікроклімату (кондиціонер, вентилятор, прохолода під деревами), або ж перевдягаючись, купаючись в басейні чи водоймищі. Постійна температура дає змогу підтримувати на оптимальному рівні усі обмінні процеси, незважаючи на діапазон температур зовнішнього середовища. Тварин, здатних підтримувати постійність свого внутрішнього середовища, називають регуляторами, а тих, у яких внутрішнє середовище змінюється відповідно до змін зовнішнього середовища, — конформістами.

Лекція 5. Вплив людини на глобальні екологічні процеси

„Людство має спільні корені і живе на одній планеті. Воно не може розраховувати на те, що інші вирішать його проблеми, а повинно само, в єдності й мирі створювати своє майбутнє”

                                                                     Т. Ніколов

План

1.                   Основні форми, обсяги й наслідки антропогенного впливу на навколишнє середовище.

2.                   Науково-технічний прогрес і проблеми охорони біосфери.

3.                   Проблеми утилізації відходів. Міжнародна торгівля відходами.

1. Сучасне виробництво — це, перш за все, гігантський споживач. Та матеріальне виробництво неминуче супроводжується утворенням речовин, що є побічним результатом тієї чи іншої технології. Виникають відходи і в процесі споживання виробленої продукції.

Споживацька концепція виробництва привела до того, що відходи та побічні продукти, незалежно від їхньої шкідливості, протягом багатьох десятиліть просто викидалися в навколишнє середовище. Тільки починаючи з другої половини XX ст. стали застосовувати різні засоби для зв'язування та знешкодження промислових, сільськогосподарських та побутових відходів. У країнах Європейського Союзу відходи розділяють на три категорії:

1) «зелені» — безпечні;

2) «жовті» — шкідливі, і на їхнє складування потрібен спеціальний дозвіл;

3) «червоні» — дуже небезпечні, що знаходяться під суворим контролем.

Але далеко не всі сучасні промислові та сільськогосподарські технології передбачають знешкодження відходів, а якщо й передбачають, то найчастіше ефективність цього проце­су низька.

Усі сторонні речовини, що надходять до навколишнього середовища внаслідок людської діяльності, називають антропогенним забрудненням, а в результаті природних процесів — природним забрудненням. Антропогенне забруднення може бути у вигляді газоподібних викидів, рідких стоків на твердих відходів. Але поняття антропогенного забруднення звичайно розглядається більш широко. До нього належать усі види та форми порушень структури та функціонування природних об'єктів, що виникають у результаті діяльності людини. Розрізняють такі види антропогенного забруднення навколишнього середовища:

1. Хімічне, що зводиться до надходження до навколишнього середовища різноманітних ксенобіотиків;

2. Фізичне, до якого відносять знищення територій, шумові перешкоди та електромагнітне випромінювання;

3. Термічне, яке спостерігається при скидах у водойми нагрітої води з промислових підприємств і, в першу чергу, з ТЕЦ;

4. Радіоактивне, що пов'язане з надходженням в природне середовище штучних ізотопів;

5. Засмічення, що проявляється в надходженні до навколишнього середовища різного роду твердих відходів;

6. Біологічне, при якому в природних та антропогенних екосистемах з'являються не властиві їм організми. Особливим випадком такого виду забруднення є мікробіологічне, пов'язане з розвитком у навколишньому середовищі паразитичної мікрофлори.

У цілому, під забрудненням природного середовища розуміється будь-яке привне­сення до неї не властивих їй живих або неживих компонентів або структурних змін, які викликають порушення біогеохімічних циклів та потоку енергії в біосфері і в кінцевому результаті чинять несприятливу дію на живі організми та людину.

У зв'язку з тим, що забруднювачі не тільки приносять взагалі збитки природі, але й шкодять здоров'ю людини, для оцінки рівня забруднення середовища використовують особливу величину — гранично допустима концентрація (ГДК). ГДК — це максимальний рівень забруднення, яке людина витримує без шкоди своєму здоров'ю. ГДК визначається для кожного забруднювача окремо. При використанні концепції ГДК варто мати на увазі, що шкода від забруднюючих речовин зростає завдяки ефекту синергізму, який полягає в тому, що шкода від комплексу забруднювачів перевищує просту суму ефектів від кожного з них окремо.

Антропогенне забруднення привело до залучення у планетарні біогеохімічні цикли великої кількості сторонніх для них речовин. Це, головним чином, метали. У біогеохімічні цикли щорічно надходить заліза 4х 10⁹ тонн, алюмінію — 10⁸ тонн, свинцю — Зх10⁵ тонн, кадмію — 2 х 10³ тонн. До них додаються різноманітні органічні та неорганічні ксенобіотики.

Промислове та сільськогосподарське виробництво зумовили появу особливого, техногенного, типу міграції речовини на планеті. Техногенна міграція полягає в переміщенні на великі віддалі сировини, продуктів виробництва та відходів. Техногенна міграція приводить до особливо різких порушень біогеохімічного циклу вуглецю, оскільки в кругообіг включається все більша його кількість, що раніше знаходилася в депо у вигляді вугілля, нафти та природного газу. Сильно порушуються біогеохімічні цикли азоту (за рахунок щорічного його надлишкового надходження до біосфери у кількості приблизно в 9 млн. тонн) та фосфору (за рахунок підвищеного його стоку у водойми).

Різновидностей порушень, що привносить людина в біосферу, і що ведуть до її деградації, досить багато. До їх числа належить навіть туризм, який деякі люди схильні вважати як форму «контакту людини з природою». Внаслідок демографічного вибуху та урбанізації туризм став масовим. Місць, недоступних для сучасного туризму, в світі залишилося дуже мало. Тварини, особливо в період розмноження, ще витримують поодиноких людей, які рідко з'являються, але їх дуже турбують туристичні групи, які часто намагаються встановити тривалий контакт з тваринами, «спостерігаючи» за їхньою поведінкою. У таких умовах більшість видів тварин припиняють свій репродуктивний цикл, не залишаючи потомства.

Безперечні збитки природним екосистемам завдає спорт. Так, наприклад, в останні десятиліття в Японії став популярним гольф. Виявилося, що територія, яка зайнята май­данчиками для гольфу, до 1990 р. досягла 37483 км², що для цієї невеликої країни чимало. Але це не лише втрати території, майданчики для гольфу швидко зазнають ерозії, в них вноситься велика кількість добрив. Масовий любительський та професійний лижний спорт приносить великі збитки Альпам, Карпатам, Кавказькому хребту та іншим гірським системам світу. В Альпах встановлено 13 тис підйомників для лижників, прокладено 45 тис лижних трас. На рік цей гірський масив відвідує більш ніж 100 млн. туристів. Німеччина навіть була вимушена розгорнути пропаганду за організацію «ніжного» туризму, тобто такого, що зберігає природу.

Повсюдним та небезпечним для біосфери стало любительське полювання. У Франції, яка займає 1-е місце у Європі за цим показником, зареєстровано 1,8 млн. мисливців. Не випадково на її території при дослідженні різних видів птахів знайшли у волах 19% птахів від 1 до 62 шротинок. Пір'я таких птахів вміщувало підвищену концентрацію свинцю. У Великобританії був проведений облік кількості свинцевого шроту, що потрапляє до природного середовища під час спортивного полювання. Виявилося, що у донних відкладеннях озер накопичилося від 3,4 тисячі до 16 тисяч шротинок на 1 га. У ФРН за рік продається 9 тисяч тонн свинцевого шроту. У США в ряді регіонів зареєстровано більше 100 тисяч шротинок на 1 га мисливських угідь. Тут 10,9% траурних голубів мають шріт в своїх волах. Вважається, що 20 — 50% лебедів гине від свинцевого отруєння, оскільки концентрація свинцю в організмах бентосу, якими вони живляться, різко підвищена.

Під впливом антропогенного пресу швидкими темпами почали змінюватися екосистеми. З них почали випадати цілі блоки організмів, спростилися структури, функціонування стало менш ефективним. Як результат прямого знищення живих організмів людиною в процесі полювання, рибальства та заготівлі лікарських рослин йде збідніння живої речовини біосфери планети. Має місце і опосередковане знищення, коли рослини та тварини вимирають внаслідок знищення їхніх місць життя та розмноження. До цього додаються антропогенні катастрофи: пожежі, аварійні викиди великої кількості шкідливих речовин, аварії на транспорті та лініях електропередач і т.п., які впливають на все живе.

Об'єми вилучення біопродукції з біосфери досягли 70%, а жива матерія функціонує на оптимальному рівні тоді, коли з продукції біосфери вилучається не більше 1%. Екосистеми і біосфера в цілому все більше втрачають здатність до саморегуляції та самопідтримки. У кінцевому результаті це надає кругообігу речовин на земній кулі якісно нового та непередбачуваного характеру. Сама стабільність функціонування біосфери опинилася під загрозою. Забрудненням та деградацією охоплені усі геосфери Землі. Повітря, вода та ґрунт стали втрачати свої основні природні властивості.

2. В історії виробничої діяльності людства звичайно виділяють чотири головних етапи:

1) збирання та мисливства. Примітивні людські спільноти, що знаходилися на цьому етапі розвитку, існували в єдності з природними екосистемами;

2) землеробства та скотарства, коли розвиток цивілізації став базуватися, головним чином, на використанні живої речовини, що вироблялася в штучних чи напівштучних екосистемах. Цей перехід до виробничих форм господарювання отримав назву «неолітичної революції» та вимагав вирішення таких великих проблем, як одомашнення тварин та введення в культуру рослин;

3) промислового виробництва, зорієнтованого на широке споживання невідтворних ресурсів та енергії. Впродовж цього етапу тиск, що спричинювало людське суспільство на природне середовище, безперервно зростав. Лише з середини XX століття світовий національний продукт зріс в 5 разів, людство опанувало ядерною енергією та способами синтезу багатьох речовин. Стрибкоподібно збільшилося використання нафти та виробництва ряду товарів. Паралельно цьому йшла деградація біосфери, було втрачено близько 20% родючих ґрунтів, в атмосфері зріс вміст вуглекислого газу, з'явилися «діри» в озоновому екрані планети, всюди стали звичайними кислотні опади, скоротилася ресурсна база, катастрофічно забруднилися усі геосфери планети різного роду відходами та викидами.

4) інформаційне суспільство, що об'єднане комп'ютерними технологіями та робить спроби переходу до ноосферної діяльності.

К.Ріттер в 30-ті роки одним із перших назвав Землю «загальнолюдським домом». Але благополуччя в цьому «домі» має досить довгу історію. Це історія попереджень, які не були почуті, історія науково-технічного прогресу будь-якою ціною, історія самоосліпнення людства уявною могутністю своїх можливостей «перетворення» природи.

Розвиток деградаційних процесів на планеті передбачався давно. Великий мислитель Ібн Сіна (Авіцена) ще десять століть тому зрозумів, що хід суспільного розвитку та господарської діяльності згубний для природи та небезпечний для людства. Особливо численними стали застереження щодо деградації природи планети у другій половині ХХ століття. В 1972 році Римський клуб надрукував тривожний прогноз розвитку людської цивілізації «Межі росту», зроблений в Массачусетському технологічному інституті (США) групою фахівців під керівництвом Д.Медоуза, де передбачалася деградація природного середовища. Пізніше Д.Медоуз підготував та видав нову книгу «За межами росту», в якій дав аналіз системи «людство — природне середовище» на основі матеріалів 1970 — 1990 років, де також свідчилося про глобальну екологічну кризу. Але усі ці застереження майже не мали відповідних дій. Член Ірландської парт зелених Пітер Емерсон (1991) вважав, що усі соціально-економічні системи, випробувані людством за весь час його існування, базувалися на пріоритеті «споживання» і тому виявилися ворожими природі.

Фінський вчений Г.Х. фон Райт (1989) сформулював концепцію кризи цінностей як ментальну основу морального виправдовування людства перед нащадками за деструктивний шлях розвитку цивілізації. За даними Дж. Уеста (1991), західна цивілізація дала цілий комплекс догматичних уявлень, що забезпечували протиріччя в системі «людське суспільство — природа». Це антропоцентризм, споживацька парадигма, презирство де «примітивних народів», які живуть в гармонії з природою. Символами прогресу та добробуту в суспільстві став розвиток техніки та потужність промислового виробництва, а не якість життя та збалансованість взаємин людства з середовищем.

Провідниками технократичного варіанту цивілізації є, перш за все, економічно розвинуті країни. Стосовно цього еталоном розвитку в бік економічного добробуту за будь-яку ціну може служити ФРН. Для неї характерні:

а) майже повна урбанізація — в містах проживає 90% населення;

б) високий потенціал розвитку промисловості, яка домінує в економіці;

в) розвинута інфраструктура — в країні найбільша в світі щільність автошляхів та залізниць, а власний автомобільний транспорт має щільність 100 одиниць на 1 кв. км території

г) розвинута енергетика — в країні працює 19 АЕС. Але одночасно ФРН, як і інші економічно розвинуті країни, не виявилася еталоном екологічного добробуту, і проблеми стану довкілля тут не менш гострі, ніж в інших регіонах світу.

Каналів впливу людства на навколишнє середовище чимало. Це безпосередній вплив людини як біологічної істоти на середовище (використання кисню на дихання, використання біомаси рослин та тварин у їжу та ін.), а також численні прямі та опосередковані зміни, що виникають як віддалені та є не завжди явними наслідками виробничої діяльності людини.

Деградація природного середовища здійснюється під впливом негативної дії двох типів

а) порівняно незначних за силою, але тривалих за часом;

б) разових катастрофічних, що мають місце при аваріях та небезпечних не тільки своєю потужністю, але й несподіваністю та різкістю дії.

Протягом другої половини нашого століття зібралося достатньо прикладів негативної дії на біосферу і тих, і інших антропогенних впливів. Але для широких верств населення вагомими сигналами неблагополуччя природного середовища та господарської діяльною є екологічні катастрофи, за яких стан довкілля стрибкоподібно змінюється в несприятливий бік.

Так, широкий світовий резонанс мала трагедія Севезо. Севезо — це невеличке італійське містечко, що у 30 км від Мілану. Тут в липні 1976 року трапилося аварія на хімічному заводі, в результаті якої в атмосферу було випущено всього 2 кг особливе речовини ТХДД — тетрахлор дібензодіоксина. Але ТХДД — сильна отрута, її дія в 67 разів перевищує дію ціанистого калію. У результаті цієї аварії в окрузі Серезо велика кількість людей отримала тяжкі хронічні захворювання, загинуло 78 тисяч сільськогосподарським тварин. Протягом багатьох років в цьому районі продовжували народжуватися діти з природженими недоліками.

У населення України велику тривогу в свій час викликала чернівецька ситуація. В м. Чернівці в 1988 — 1989 рр. стало швидко розвиватися масове тяжке захворювання дітей, що супроводжувалося випаданням волосся, враженням нервової системи та дихальних шляхів. Причина захворювання була віднесена на рахунок забруднення навколишнього середовища талієм та частково бором в результаті разового промислового викиду, але моральні та матеріальні збитки міста були незліченні.

Не менш сумну славу має «кірішінський синдром». В м. Кіріші, що знаходиться на північному сході Росії, виникло масове захворювання жителів. Воно було викликане викидами збудованого тут біохімзаводу з виробництва мікробіологічного білку — папріну, або БВК (білково-вітамінний концентрат). Виробництво БВК має досить довгу історію. Вперше мікробний синтез білку за рахунок грибків був здійснений у Німеччині ще в часи першої світової війни. Пізніше ця технологія отримала певне поширення в США та Великобританії. У колишньому СРСР виробництво БВК було розпочате у 80-х роках на основі рідких парафінів нафти, метанолу та природного газу і сягало більше 1 млн. тонн БВК (папріну) в рік. Але це виробництво було екологічно таким брудним, технологія та техніка безпеки порушувалися настільки грубо, що викиди дрібнодисперсного папрінового пилу в атмосферу виявилися практично неминучими. Його вплив на органи дихання людини вкрай несприятливий і веде до розвитку тяжких алергічних астмоподібних захворювань, що нерідко закінчуються смертю. Усі біотехнологічні виробництва мають підвищену небезпечність, оскільки для їх здійснення методами генної інженерії почали створювати особливі штами мікроорганізмів. Вириваючись «на волю», вони можуть ставати набагато небезпечнішими, ніж хімічні або радіоактивні забруднювачі.

Моделями найбільш великих екологічних катастроф виявилися Чорнобильська аварія, Аральська екологічна криза, війна в Ірані. На жаль, число та частота великих екологічних катастроф в світі зростають: за десятиріччя з 1960 до 1970 р. їх трапилося 14, а за десятиріччя з 1980 до 1990 р. таких катастроф зареєстровано вже 70. Тільки протягом одного 1989 р. у світі трапилося 1773 великі аварії з викидами нафти та різних токсичних речовин у навколишнє середовище. Почали реєструвати техногенні землетруси (Німеччина, Бєларусь та ін.), що виникли внаслідок виробки гірських порід, нафти або газу, заповнення водосховищ, заповнення пластів гірських порід промисловими стічними водами, або відкачування таких вод. Середовище, що нас оточує, стає все більш ненадійним.

Однак головна небезпека для людства полягає не в окремих екологічних катастрофах, якими б трагічними вони не були, а в поступовій деградації природного середовища під впливом немовби малопомітних результатів виробничої діяльності.

3. Некероване зростання кількості населення, активний розвиток виробництва та обсягів споживання, а також відсутність ефективних технологій переробки відходів виробництва та побутових відходів призвели до того, що наприкінці XX ст. на нашій планеті нагромадилась така кількість відходів, яка повсюдно стала загрожувати здоров’ю людей і довкіллю. Уряди країн здебільшого не мають навіть об'єктивної інформації про обсяги нагромаджених відходів і викидів, ступінь їх токсичності та особливості впливу на живі організми. За даними ООН, щорічно 5,2 млн чоловік, зокрема 4,0 млн дітей, вмирають від хвороб через неправильне видалення відходів і стічних вод, особливо в регіонах великих міст. Дуже активно зростає кількість твердих побутових відходів. Так, у 1990 р. у колишньому СРСР за рік накопичувалося понад 60 мли т різноманітного міського сміття. Щоб вивезти його з міст на звалища, витрачалося понад 350 млн крб. Кількість відходів щорічно зростає на 5—6 %. У США на збирання та перевезення твердих побутових відходів щорічно витрачаються мільярди доларів, величезні суми витрачаються також на їх переробку.

Колись більшість відходів (крім скла та металобрухту) спалювалася, що нині заборонено через виділення в атмосферу великої кількості небезпечних для здоров'я людей речовин. У більшості розвинених країн переробляється від 30—50% (Європа) до 60—75% (США, Японія) твердих побутових відходів, у країнах, що розвиваються, 7-10 %, у Росії та Україні — всього 3—5 %. До 2025 р. кількість відходів, за прогнозами спеціалістів, збільшиться в чотири-п'ять разів, а вартість їх переробки та зберігання — в два-три рази. Отже, утилізація відходів є актуальною глобальною екологічною проблемою.

Особливо актуальним є питання транспортування, зберігання, переробки та захоронення радіоактивних відходів. Те, що нині ці питання ефективно не вирішуються, є однією з головних причин призупинення розвитку атомної енерге­тики. Радіоактивні відходи є дуже небезпечними, особливо високоактивні (щорічно їх утворюється близько 10 000 м³). Вартість видалення та захоронення радіоактивних підходів є найвищою порівняно з вартістю інших відходів.

На Всесвітньому екологічному форумі в Ріо-де-Жанейро, що відбувся в 1992 р., проблемі радіоактивних підходів було приділено велику увагу, запропоновано практичні рекомендації для її вирішення.

Дедалі гостріше постає проблема відходів в Україні. Звалища навколо великих міст щорічно поглинають близько 1 500 га землі, яка стає небезпечним джерелом отруєння довкілля. Із звалищ у повітря та ґрунтові води потрапляє багато токсичних речовин — важких металів, лаків, фарб, гуми, пластмас. На звалищах (їх називають полігонами) розвиваються хвороботворні бактерії, утворюються токсичні гази, виникають небезпечні для довкілля пожежі.

Вирішенням проблеми має бути будівництво сучасних відходопереробних заводів із ефективними технологіями утилізації, спалювання, виготовлення корисної речовини (хоча нині не існує жодної технології, яку можна вважати екологічно чистою), а також рекультивація звалищ і використання тисяч гектарів звільнених від бруду площ землі. Здійснити це можна лише за умов взаємодопомоги націй, співробітництва, взаємоконтролю та виконання відповідних міжнародних угод і конвенцій.

МІЖНАРОДНА ТОРГІВЛЯ ВІДХОДАМИ

У § 26 Декларації ООН про Навколишнє Середовище записано, що держави відповідають за те, щоб діяльність на їх територіях не завдавала шкоди довкіллю в інших державах. Але, на жаль, цього принципу часто не дотримуються, і не лише у разі транскордонного перенесення шкідливих речовин повітряними потоками або річками з одного регіону в інший. Останнім часом розпочалася торгівля токсичними відходами, яка набула міжнародних масштабів.

Щоб обійти законодавчі акти, які забороняють безконтрольне захоронення токсичних відходів, а також не витрачати великих коштів на їх переробку, виробники відходів розвинених країн переправляють їх у країни, де недосконале екологічне законодавство або є впливові злочинні елементи, які йдуть на все заради наживи, навіть на погіршення стану навколишнього середовища свого краю.

Експорт токсичних відходів затримує розвиток екологічно чистих технологій і виробництв. Жадоба наживи призвела до того, що в 1990 р. близько 25 хімічних підприємств Західної Європи та США звалили понад 11000 т ртутно-свинцевих відходів у Іспанії в районі Амадена, переправили 8 000 контейнерів із токсичними речовинами в Нігерію. Організації Грінпіс відомо понад тисячу спроб експорту смертоносних відходів по всьому світу. Сформувалася міжнародна мафія, що наживає великі капітали на цьому бізнесі. Часто платня за дозвіл на захоронення відходів у кілька разів перевищує національний прибуток невеликих країн Африки, Південної чи Центральної Америки, й їхні керівники погоджуються на екологічні злочини. Але в 1992 р. вже 80 держав заборонили ввезення до себе токсичних відходів. Україна не увійшла до їх числа. Тому лише за останні два роки було здійснено близько 40 спроб захоронити на її території токсичні речовини (230 і промислових відходів, понад 100 т непридатних для використання хімікатів, 390 т пластикових упаковок тощо).

У 1994 р. в Україну почали у великих кількостях надходити імпортні пестициди, багато з яких заборонені на Заході й використовуються в нас через відсутність відповідних законів, низькі вимоги до якості пестицидів, жадобу та екологічну неосвіченість бізнесменів.

Зрозуміло, що надзвичайно важливим є вдосконалення нашого екологічного законодавства, посилення контролю за імпортом токсичних речовин і відходів шляхом залучення до цього широких громадських мас. Але найкращий спосіб позбутися відходів — не виробляти їх.

Лекція 6. Екологічні проблеми повітряного середовища та його охорона

„Або ми врятуємося всі разом,

або майже ніхто не врятується”

                                                                                 Станіслав Лем

План

1.    Характеристика атмосфери.

2.    Парниковий ефект, озонова діра, кислотні дощі.

3.    Заходи боротьби із забрудненням атмосфери.

1. Повітряна оболонка Землі, атмосфера, є однією з найголовніших умов життя. Без їжі людина може жити місяць, без води — тиждень, без повітря не може прожити й двох хвилин. Маса атмосфери колосальна — 5,15х10¹⁵ т. Проте атмосферне повітря можна вважати невичерпним природ­ним ресурсом лише умовно, адже людині для життя потрібне повітря певної якості. А під впливом антропогенного фактора його хімічний склад і фізичні властивості дедалі погіршуються, на Землі вже практично не залишилося таких ділянок, де повітря зберігало б свою первісну чистоту та якість.

Атмосфера, яка є нині на Землі, не завжди мала такий склад. Первісна атмосфера Землі, як свідчать геологічні відомості, кардинально відрізнялася від теперішньої. Вона була схожа на атмосфери деяких інших планет Сонячної системи, наприклад Венери, й складалася майже повністю з вуглекислого газу з домішками метану, аміаку тощо. Нинішня киснево-азотна атмосфера Землі є продуктом біосфери. Життя, що існує на нашій планеті, за мільйони років переробило первісну атмосферу.

Сучасна атмосфера складається з таких основних компонентів, %: азот (78,084), кисень (20,946), аргон (0,934) вуглекислий газ (0,027), малі домішки — водень, неон, гелій, метан, криптон тощо (в сумі близько 0,009). Крім того, в атмосфері є пари води, вміст яких коливається від 0,2 (в полярних широтах) до 3 % (поблизу екватора), а також аерозолі, тобто завислі в повітрі надзвичайно дрібні тверді й рідкі частки різних речовин, вміст яких сильно змінюється.

Атмосфера Землі складається з таких шарів (знизу вгору): тропосфера (до висоти 18 км), стратосфера (до 50), мезосфера (до 80), термосфера (1 000), екзосфера (1 900), геокорона (20 000 км). Останній шар атмосфери, геокорона, поступово переходить у міжпланетний вакуум. Основна маса повітря (90 %) зосереджена в нижньому шарі, тропосфері. Надзвичайно велико значення для біосфери має ще озоносфера — шар атмосфери  (стратосфери), збагачений озоном. Озоновий шар міститься на висотах 20—50 км і є щитом, що захищає все живе на Землі від згубної дії жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Основні складові частини атмосфери — азот, кисень і вуглекислий газ — відіграють дуже важливу роль в біосфері. За мільйони років існування біосфери склалися певні кругообіги цих газів. Так, цикл кругообігу азоту становить кілька тисяч років, а вуглекислого газу — всього чотири роки. За ці відрізки часу згадані гази зазнають перетворень, надходячи в тканини рослин і тварин, до складу різних мінералів, щоб потім знову повернутися в атмосферу.

Азот — основна складова частина атмосфери. Його маса становить 3,7х10¹⁵ т. Азот є обов'язковим компонентом білків, де його міститься 15—19 %. Проте основна маса атмосферного азоту знаходиться в малоактивній молекулярній формі. Деякі організми, щоправда, навчилися зв'язувати в хімічні сполуки й малоактивний азот. Це азотфіксуючі бактерії, що живуть у особливих бульбочках на коренях бобових рослин. У основному ж рослини споживають сполуки азоту, переважно нітрати й сполуки амонію. Вони утворюються з окисів азоту, що виникають у атмосфері за рахунок грозових розрядів і дії ультрафіолетового випромінювання Сонця. Деяка кількість сполук азоту надходить у атмосферу також у складі вулканічних газів. Антропогенна діяльність призводить до значних змін у балансі сполук азоту. Велика кількість окисів азоту викидається в атмосферу внаслідок роботи автомобільних і авіаційних двигунів, електрозварювання тощо. Дуже багато цих сполук утворювалося під час ядерних вибухів у атмосфері. Окиси азоту дуже шкідливі, їх наявність у вихлопних газах зумовлює утворення фотохімічного смогу в містах, кислотні дощі, руйнування захисного озонового шару атмосфери тощо.

Кисень—активний окислювач, що бере участь у хімічних реакціях у біосфері, гідросфері та літосфері, його маса в атмосфері становить 1,5х10¹⁵ т. Основне джерело кисню, яким ми дихаємо й яким, сподіваємося, дихатимуть наші нащадки, це — фотосинтез зелених рослин. У клітинах рослин, де є активна сполука — хлорофіл, за допомогою сонячної енергії з води й вуглекислого газу виробляється органічна речовина, а побічним продуктом цієї реакції є вільний кисень, що виділяється в атмосферу. Підраховано, що близько 80 % усього кисню в атмосферу постачає морський фітопланктон — мікроскопічні водорості, що живуть у верхніх шарах океану, 20 °/о кисню виробляє наземна рослинність, переважно тропічні ліси.

Людина дуже необдумано поводиться з цим неоціненним багатством природи, яким є кисень. Лише один сучасний пасажирський реактивний літак протягом восьми годин польоту з Європи в Америку поглинає від 50 до 75 т кисню, викидаючи в атмосферу десятки тонн вуглекислого газу й різних шкідливих сполук. А все людство щорічно витрачає таку кількість кисню, якої вистачило б на дихання 50 млрд людей! Вже  сьогодні промисловість США, ФРН, Японії споживає кисню набагато більше, ніж його є на їх власних територіях, тобто живуть за рахунок інших країн. Якщо до середини XIX ст. вміст кисню в атмосфері залишався постійним, бо його утворення дорівнювало витратам, то нині така рівновага порушена за рахунок його зростаючого поглинання антропогенним фактором. Людство створило величезну кількість споживачів кисню й жодного його виробника. Дедалі частіше вчені замислюються: чи достатні резерви кисню в природі, чи надовго їх вистачить? На спалювання палива щорічно витрачається 23 % кисню, що надходить у атмосферу за рахунок фотосинтезу. Якщо додати, що діяльність людини призводить до зникнення лісів, пригнічення активності морського фітопланктону, можна зробити невтішний висновок щодо майбутнього стану кисневого балансу в атмосфері. Вчені твердять, що за рахунок діяльності  людини загальна кількість кисню в атмосфері щорічно зменшується на 10 млрд т.

Вуглекислий газ — активна складова атмосфери, яка є обов'язковим компонентом фотосинтезу рослин. Цей газ утворюється під час спалювання органічних речовин, гниття, виділяється з вулканічними газами. Діяльність людини (знищення лісів, розорювання цілинних земель, урбанізація, а головне, спалювання мінерального палива й забруднення океанів) призводить до збільшення кількості СО₂ в атмосфері. За останні 120 років вміст цього газу в повітрі збільшився на 17 % (у середньому на 0,14 % за рік). За останнє десятиріччя це зростання вже становило 0,36 % за рік. Щоправда, більша частина СО₂, а саме 70 %, поглинається океанами й біосферою і лише 30 % залишається в атмосфері. Деякі вчені прогнозують подвоєння вмісту вуглекислого газу в атмосфері до середини XXI ст., що викличе значне (приблизно на 2,5 %) підвищення середньорічної температури за рахунок парникового ефекту.

Аерозолі, що містяться в атмосфері, можна поділити на чотири групи: сульфатні вулканічного й промислового походження; морські (частки морських солей); мінеральні (пил із земної поверхні); вуглеводневі (переважно сажа) промислового походження. Частки аерозолів поглинають і розсіюють тепло, що призводить до нагрівання шарів атмосфери, збагачених аерозолями, і зменшення надходження тепла до земної поверхні. В цілому запилення атмосфери зумовлює зниження температури земної поверхні. В тропосфері аерозольні частки утримуються протягом днів і тижнів, а в стратосфері, куди вони потрапляють з висхідними течіями повітря,— роками. Так, радіоактивний пил після випробувань водневих бомб у атмосфері випадав в Антарктиді лише на другий рік після вибухів.

2. ПАРНИКОВИЙ ЕФЕКТ

Клімат на нашій планеті в минулому періодично змінювався. За тисячі й мільйони років чергувалися періоди значного похолодання й навіть зледеніння та теплі епохи. Нині ж учені дуже занепокоєні: схоже на те, що Земля розігрівається значно швидше, ніж це було будь-коли в минулому. Це спричинено швидким збільшенням вмісту в атмосфері вуглекислого газу. В земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в парнику: пропускає сонячне світло, але затримує тепло розігрітої Сонцем поверхні Землі. Це викликає розігрівання планети, відоме під назвою парникового ефекту. «Мені здається,— пише У. Болдерс, президент Національного центру вивчення атмосфери (США),— що зупинити це явище ніяк не можна. Парниковий ефект може бути трохи більшим чи трохи меншим, але він неминучий». Інші вчені-кліматологи настроєні не так категорично. Справа в тому, що клімат Землі залежить від багатьох факторів— одні зумовлюють потепління, інші — похолодання, а які переважають, сказати з певністю не можна. Крива природних коливань клімату нині прямує донизу, тобто до похолодання, що перевищує тенденцію до збільшення температури за рахунок парникового ефекту. Проте найближчим часом результат взаємовпливу цих факторів має зміститися в бік зростання температури.

Останнім часом тривога вчених з приводу парникового ефекту зросла. Виявилося що, крім СО₂ парниковий ефект викликають деякі інші гази, які називають малими домішками. Моделювання на ЕОМ свідчить, що подвоєння в атмосфері вмісту закису азоту (N₂О) підвищило б температуру на 0,7 °С, метану (СН₄) — на 0,4, водяної пари (Н₂О) – на 0,3, фторхлорметанів, або фреонів – на 0,8 °С.

У чому ж небезпека парникового ефекту? Як свідчать розрахунки, підвищену середньої річної температури Землі на 2,5 °С викличе значні зміни на Землі, більшість яких для людей буде мати негативні наслідки. Парниковий ефект змінить такі критично важливі перемінні величини, як опади, вітер, шар хмар, океанські течії, а також розміри полярних крижаних шапок. Внутрішні райони континентів стануть більш сухими, а узбережжя вологішими, зими — коротшими й теплішими, а літо — тривалішим і жаркішим. Основні кліматичні зони змістяться на північ (у північній півкулі) приблизно на 400 км. Це викличе потепління в зоні тундри, танення шару вічної мерзлоти у високих широтах.

Найнеприємнішими для людства є два наслідки парникового ефекту. Перший — значне збільшення посушливості в середніх широтах, тобто в основних зернових районах (Україна, чорноземна зона Росії, Кубань, «зернові» штати США). Клімат тут стане напівпустельним, і врожаї зерна різко скоротяться. Другий — це підйом рівня Світового океану на 2—3 м за рахунок танення полярних льодових шапок. Це викличе затоплення багатьох прибережних ділянок, де живуть мільйони людей, міст, портів тощо. Наприклад, така густонаселена (150 млн чоловік) держава, як Бангладеш, майже повністю буде затоплена, піде під воду Венеція тощо.

Моделлю «парникового ефекту» є клімат на Венері. Її щільна атмосфера, що на 98 % складається з вуглекислого газу, за рахунок цього явища розжарена до 500 ° С (за такої температури залізо стає червоним).

Кліматичні зміни можуть відбуватися не лише завдяки впливу людства на склад атмосфери, а й внаслідок зміни ним типу поверхні Землі. Заміна лісів культурними плантаціями призводить до зниження випаровування й збільшення прямої тепловіддачі. Зменшується жорсткість поверхні, що впливає на циркуляцію шарів атмосфери.

Крім того, людство ще й безпосередньо підігріває атмосферу Землі за рахунок спалювання великої кількості нафти, вугілля, торфу тощо, а також роботи АЕС. Промисловість світу нині виділяє в атмосферу понад 3х10¹⁴ МДж тепла щорічно. Ця кількість поки що становить лише 0,01 % енергії Сонця, що досягає атмосфери Землі. Проте в деяких промислових районах концентрація теплової енергії за рахунок промисловості збільшилася вже в сотні разів. З'явилися теплі ореоли над містами й промисловими центрами, де теплові аномалії вже на кілька градусів перевищують норму. Такі теплі плями добре помітні з Космосу під час теплової зйомки.

Швидко зростаюче населення африканських і латиноамериканських країн дуже активно вирубує тропічні ліси. За підрахунками експертів ООН, у найближчі 20 років буде знищено 12—15 млн км² цих лісів, тобто більше половини їх площі. Крім зменшення кількості кисню, що надходить у атмосферу з цього джерела, відбудеться глобальне охолодження атмосфери. Підраховано, що за всю історію людства винищення лісів вже охолодило поверхню Землі майже на 1 °С.

Таким чином, види діяльності людини, що спричинюють кліматичні зміни, мають різні наслідки. Одні з них підвищують температуру (викиди в атмосферу СО₂ й інших «парникових» газів), інші знижують її й викликають антипарниковий ефект (зведення лісів, запорошення повітря сажею й пилом тощо). Для точного прогнозування майбутніх змін потрібен добре налагоджений моніторинг. Переможцями у разі глобальних змін клімату будуть ті, хто думає й планує заздалегідь, а втрат зазнають люди, які реагують лише тоді, коли криза вже наступила.

ОЗОНОВА ДІРА В АТМОСФЕРІ

Життя на Землі залежить від енергії Сонця. Ця енергія надходить у вигляді різних випромінювань. Серед них переважають промені видимою світла, а також довгохвильові (інфрачервоні, або теплові) й короткохвильові (ультрафіолетові). Ультрафіолетове (УФ) випромінювання має найбільшу енергію, є фізіологічно активним—діє на живу матерію. Ці промені залежно від довжини хвилі (чим вона менша, тим вища енергія хвилі) можуть викликати фізіологічні зміни н організмах, призводити до розриву молекул білків, мутацій, переважно несприятливих. Увесь потік УФ променів Сонця, що доходить до земної атмосфери, умовно поділяють на три види: УФ-А (довжина хвилі 400—315 нм); УФ-В (315—280); УФ-С (менше 280 нм). Надзвичайно шкідливими для життя, навіть смертельними, є УФ-В і особливо УФ-С. Що ж захищає нас і всю біосферу від згубної дії короткохвильового ультрафіолетового випромінювання Сонця? Це — озоновий шар атмосфери.

На висоті 20—50 км повітря містить підвищену кількість озону, тобто кисню, молекула якого складається з трьох атомів (О₃). Цей газ добре відомий вченим. Деяка кількість його утворюється, наприклад, під час грози. Він є дуже сильним окисником, на чому й засноване його застосування в техніці (наприклад, для знезараження води). Як же озон утворюється в стратосфері? Виявляється, за рахунок молекул звичайного, двоатомного кисню О₂, що поглинає жорстке високоенергетичне випромінювання УФ-В ї УФ-С. Енергія цих променів витрачається на фотохімічну реакцію утворення озону з кисню. В результаті УФ-В і УФ-С до поверхні Землі не доходять, озоновий шар для них такий же непрозорий, як, скажімо, чорний папір. Цікаво, що озону в цьому шарі міститься дуже мало, на рівні моря він утворив би шар товщиною 2—3 мм. Незважаючи на малу густину, озоновий щит надійно захищає все живе від дії УФ-променів.

До поверхні Землі доходять довгохвильові УФ-промені діапазону УФ-А. Від їх негативної дії наш організм вміє захищатися, синтезуючи в шкірі шар темної речовини — меланіну (засмага). Проте тривале перебування на сонці, коли в шкірі ще немає меланіну, викликає її почервоніння, запалення, головний біль тощо.

Озоновий шар містився у атмосфері не завжди. Протягом тривалого часу ранньої історії Землі, коли в складі її атмосфери не було кисню, не утворювався й озон. Ультрафіолетові промені вільно досягали поверхні Землі й стерилізували її краще, ніж нині це роблять УФ-випромінювачі в хірургічних клініках. І лише тоді, коли в повітрі з'явилася якась мінімальна кількість кисню (принаймні 10 % його вмісту на сьогодні), життя змогло піднятися з глибини океану до його поверхні, а згодом й вийти на суходіл.

Останнім часом вчені надзвичайно занепокоєні, бо спостереження метеорологів, які працюють у Антарктиді, свідчать, що озоновий шар над цим материком почав зменшуватися. В ньому виникла пульсуюча діра, вміст озону в якій менший від звичайного на 40—50%- Ця діра з'являється, антарктичною весною (з серпня по жовтень), а антарктичного літа зменшує свою площу. Проте існує тенденція до збільшення її площі з року в рік. Нині вона не затягується влітку, а її площа перевищує площу материка Антарктиди. Встановлено підвищення УФ-фону в країнах, розташованих у Південній півкулі ближче до Антарктиди, перш за все у Новій Зеландії. Медики цієї країни констатують збільшення захворювань, зумовлених підвищеним УФ-фоном, таких, як рак шкіри й катаракта очей.

Тривожні повідомлення надходять з Північної півкулі: й тут виявлено озонову діру (над Шпіцбергеном), щоправда, менших розмірів, ніж над Антарктидою. Зниження вмісту озону в атмосфері загрожує зменшенням врожаїв сільськогосподарських рослин, захворюваннями тварин  і людей, збільшенням шкідливих мутацій тощо, а якщо озон зникне зовсім, буде знищено все живе на нашій планеті. Наскільки ж великою є така небезпека і чим спричинена поява й збільшення дір у озоновому шарі? На думку вчених, серйозна загроза зникнення озонового шару спричинить до тяжких наслідків. Щодо причин появи озонових дір єдиної думки немає. Встановлено, що руйнуванню озонового шару сприяють деякі хімічні речовини, які вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень. У результаті  на Землю надходить більше УФ-променів. Такі зв’язуючі озон речовини є в природі (наприклад, окиси азоту), проте в дедалі зростаючих кількостях вони викидаються в атмосферу за рахунок діяльності людей. Мова йде, перш за все, про хлорфторметани (фреони н галони). Вони широко використовуються в промисловості (як холодоагенти в рефрижераторах і для очищення мікросхем) та побуті (аерозольна упаковка балончиків для фарби, лаку, парфумів). У 1980 р. країни Північної Америки та Західної Європи випустили аж 5 млрд таких балончиків. Усього ж в світі щорічно виробляється кілька мільйонів тонн фреонів. Для людини фреони та їх пари не шкідливі, проте вони надзвичайно стійкі — в атмосфері можуть зберігатися до 80 років. Пари фреонів, врешті-решт, з висхідними течіями повітря потрапляють у стратосферу. Під впливом УФ-випромінювання Сонця їх молекули розпадаються, вивільняючи атоми хлору. Ця речовина діє як дуже сильний каталізатор, розкладаючи молекули озону до кисню. Один атом хлору здатний розкласти 100 тис. молекул озону.

Під загрозою зникнення озонового шару керівники багатьох країн вирішили вжити енергійних заходів. У 1985 р. у Відні урядами більшості країн світу було підписано конвенцію по охороні атмо­сферного озону. Учасники конвенції взяли на себе зобов'язання до 2000 року зменшити на 50 % споживання фреонів, а потім і зовсім відмовитися від них, замінивши їх безпечними сполуками.

До чого може призвести зникнення озонового шару свідчать досліди, проведені в 70-х роках американськими військовими, які розробляли озонову зброю. Як повідомляла американська преса, над одним з ненаселених тихоокеанських атолів було запущено ракету, яка розпорошила в озоновому шарі спеціальний реагент, що повністю зв'язав озон, утворивши над цим острівцем діру, що існувала кілька годин. Кілька годин поверхня острова опромінювалася смертельною УФ-радіацією. В результаті на острові загинуло все живе: рослини, тварини, бактерії тощо. Залишилося кілька черепах, тіло яких захищене товстим панциром, проте їх очі було випалені ультрафіолетом.

Значної шкоди озоновому шару завдають також польоти висотних літаків, у вихлопних газах яких є окиси азоту, а також запуски космічних апаратів, особливо таких, як американські «Спейс Шаттли», що працюють на твердому паливі й викидають особливо багато таких окисів. Підраховано, що 300 запусків «Спейс Шаттлів» підряд могли б повністю зруйнувати озоновий щит Землі.

Крім озону, що є в стратосфері, в приземному шарі повітря Землі подекуди зареєстровано підвищений вміст озону. Його джерелом є вихлопні гази автомобілів, особливо тих, у яких погано відрегульовані двигуни. В поєднанні з певними атмосферними умовами (відсутність вітру тощо) у великих містах, таких як Токіо, Мехіко, Лос-Анджелес, утворюється фотохімічний смог.

КИСЛОТНІ ДОЩІ

Окиси сірки й азоту, що потрапляють у атмосферу внаслідок роботи ТЕС і автомобільних двигунів, сполучаючись з атмосферною вологою, утворюють дрібні крапельки сірчаної та азотної кислот, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами. Ці дощі мають шкідливу дію на фактори навколишнього середовища:

врожайність багатьох сільськогосподарських культур знижується на 3—8 % внаслідок ушкодження листя кислотами;

кислі опади спричинюють вимивання з ґрунту кальцію, калію й магнію, що викликає деградацію фауни та флори;

деградують і гинуть ліси (особливо вразливими до дії кислотних дощів виявилися кедр, бук і тис);

отруюється вода озер і ставків, у яких гине риба (в першу чергу ціни; види — лосось, форель тощо) і численні види комах;

зникнення комах у водоймах призводить до щезання птахів і тварин, які ними живляться;

зникнення лісів у гірських районах (Карпати) зумовлює збільшення кількості гірських зсувів і селів;

різко прискорюється руйнування пам'ятників архітектури, житлових будинків, особливо тих, що оздоблені мармуром, вапняком;

вдихання людьми повітря, забрудненого кислотним туманом, спричинює захворювання дихальних шляхів, подразнення очей тощо.

Взимку поблизу ТЕС, металургійних заводів тощо інколи випадає також кислотний сніг. Він є ще більш шкідливим, ніж кислотний дощ. Райони, де випадає такий сніг, одержують одразу чотирьох-п'ятимісячну дозу забруднення, а під час танення навесні відбувається процес концентрації шкідливих речовин, тому тала вода інколи містить вдесятеро більше кислот, ніж сніг.

Деякі країни вже нині відчувають шкідливу дію кислотних дощів. Так, за даними екологів, у Швейцарії від кислотних дощів засихає третина лісів, 69 % оглянутих букових дерев у лісах Великобританії всихають з верхівок. У Швеції 18 тис. озер отруєно цими дощами, з них у 9 тис. риба вже частково вимерла, а в 4 тис. зникла зовсім. Великою загрозою є «інтернаціональний» характер цього забруднення, бо повітряні течії розносять кислотні тумани на тисячі кілометрів від місць їх виникнення. Ті ж, наприклад, шведські озера пошкодили кислотні дощі, які утворилися через викиди ТЕС і металургійних підприємств Великобританії. Пануючі в цьому районі західні вітри розносять отруту далеко від Британських островів — аж до Скандинавії. Кислотні дощі в Канаді принесені з США, в Україні — з Румунії, а в Румунії — з України тощо.

3. Основними й найбільш дієвими засобами боротьби з забрудненням атмосфери є економічні. В розвинутих країнах (Франції, Швеції, Швейцарії та ін.) існує сувора система штрафів, розмір яких залежить від кількості викинутих у повітря забруднювачів понад ГДВ, часу викиду тощо. Розгалужена система санітарних станцій і громадських організацій («зелених») пильно стежить за потенційно небезпечними виробництвами. В Швейцарії, наприклад, власник фабрики може одержати таке повідомлення: «Ваша фабрика забруднює повітря понад встановленої норми. Якщо Ви не встановите очисні фільтри й не ліквідуєте забруднення, наша екологічна організація розпочне в пресі кампанію проти Вашої продукції, в результаті чого Ваші збитки перевищать ті витрати, які Вам потрібні для встановлення системи очищення». Як правило, такі попередження діють дуже ефективно, тому що для будь-якої фірми ярлик забруднювача навколишнього середовища рівноцінний швидкому економічному краху.

Існують також організаційні, технологічні й інші методи боротьби з забрудненням атмосфери.

1. Зменшення кількості ТЕС за рахунок введення в дію більш потужних, забезпечених ефективними системами очищення й утилізації газових і пилових (аерозольних) відходів. Спостереження свідчать, що одна потужна ТЕС забруднює повітря набагато менше, ніж сотня котельних тієї ж сумарної потужності. Гази ТЕС очищаються в спеціальних установках — циклонах тощо. У деяких країнах не лише майже повністю очищають гази ТЕС від шкідливих домішок, але й одержують з цього економічну вигоду. Наприклад, Франція забезпечує свої потреби в сірчаній кислоті за рахунок утилізації газів ТЕС (родовищ сірки у Франції немає).

На деяких ТЕС налагоджено виробництво брикетів з уловленого пилу, які використовуються як будівельний матеріал.

Свого часу на Заході, а потім і в нас пропагувалася хибна ідея спорудження на ТЕС надвисоких (300—500 м) димових труб. Цей захід дійсно знижував забруднення повітря в околицях ТЕС, проте забруднювалися більш віддалені райони, причому шкода від забруднення зростала,, тому що аерозоль у верхніх шарах атмосфери утримується дуже довго (роками) й випадає в районах, дуже далеких від забруднювача.

2. Очистка мінерального палива від піриту (сірчаного колчедану) до його надходження в топки ТЕС. Цей захід стає дедалі необхіднішим у зв'язку з тим, що якість вугілля, яке використовується на ТЕС, з року в рік погіршується (багатозольне, з підвищеним вмістом піриту). Ефективне очищення вугілля від піриту зменшує вміст сірчаних окисів у димах ТЕС на 98—99 %.

3. Заміна вугілля та мазуту на ТЕС екологічно чистішим газовим паливом; ТЕС, що працюють на природному газі, крім СО₂, не викидають у повітря інших забруднювачів.

4. Регулювання двигунів внутрішнього згорання в автомобілях, установка на них спеціальних каталізаторів для допалювання пального, заміна етильованого бензину на екологічно менш шкідливий, впровадження  електронних систем для регулювання надходження пального.

5. Збільшення обсягів озеленення міст і селищ.

6. Правильне планування розташування житлових і промислових районів у містах. Вони мають знаходитися якомога далі одне від одного, а між ними обов'язково повинні створюватися зони зелених насаджень.

7. Використання під час будівництва звукопоглинаючих матеріалів.

8. Ізоляція джерел шуму кожухами, ковпаками, застосування пристроїв, які зменшують шуми, та глушників (особливо електронних).

Лекція 7. Екологічні особливості галузевого використання природних ресурсів та екотехнології

„Сильним рукам потрібна

тямуща й обережна голова.”

                                                                                                    Б. Раушенбах

План

1.  Енергетика

2.  Екологічний вплив ТЕС

3.  Екологічний вплив АЕС

4.  Екологічний вплив ГЕС

5.  Промисловість

6.  Сільське господарство

1. Основою розвитку людської цивілізації є енергетика, або паливно-енергетичний комплекс. Від стану енергетики залежать темпи науково-технічного прогресу та виробництва й життєвий рівень людей. Темпи зростання виробництва енергії в світі сьогодні перевищують темпи приросту населення, що обумовлене індустріалізацією, зростанням енергозатрат на одиницю продукції в сільському господарстві й гірничорудній промисловості тощо.

Джерела енергії, що їх використовує людство, поділяються на відновлювані й невідновлювані. До перших належать енергія Сонця, вітру, гідроенергія рік, внутрішнє тепло Землі, морських припливів і відпливів тощо, а до других — викопне мінеральне паливо, ядерна енергія. Відновлювані джерела енергії не змінюють теплового балансу Землі, оскільки при використанні їх людиною має місце лише трансформація одних видів енергії в інші (скажімо, енергія Сонця перетворюється спочатку на електроенергію, а лише потім переходить у тепло). Використання ж невідновлюваних джерел енергії спричинює додаткове нагрівання атмосфери й гідросфери. Це небезпечно, бо може викликати небажані наслідки для клімату Землі, розподілу на ній суші й моря, вплинути на тваринний і рослинний світ. Отже, є теплова межа, яку людство не повинне переходити, оскільки інакше це буде загрожувати йому катастрофічними наслідками. За розрахунками вчених, небезпечна межа настане в разі використання людством невідновлюваних джерел енергії у кількості, що перевищить 0,1 % потужності потоку сонячної енергії, яка надходить на Землю, тобто в кількості, більшій 100 млрд. кВт. Сьогодні людство виробляє енергії на базі невідновлюваних джерел потужністю в 10 разів менше гранично допустимої межі. Якщо такі темпи росту виробництва енергії на базі невідновних джерел збережуться й надалі, то допустимої теплової межі буде досягнуто десь в середині XXI ст. Проте людство продовжує нарощувати темпи виробництва енергії на базі невідновних джерел, і нині 70 % усієї енергії воно отримує за рахунок спалювання вугілля, нафти й газу, близько 7 % — за рахунок роботи атомних електростанцій.

При енергетичних розрахунках використовується спеціальна одиниця — 1т умовного палива (ТУП), яка дорівнює 1 т кам'яного вугілля, або 2,5 т бурого вугілля, або 0,7 т нафти, або 770— 850 м природного газу (залежно від його складу). Теплота згоряння 1 ТУП становить 29 330 кДж/кг. В масштабних прогнозних розрахунках використовується також умовна одиниця 9, що дорівнює 36 млрд. ТУП. За даними геологів, світові запаси (розвідані) мінерального палива становлять: вугілля — 17,7, нафти — 3, газу — 2, урану — 3,7 умовних одиниць. Якщо мінеральне паливо й далі буде спалюватись такими ж темпами, як це робиться сьогодні, то всі його запаси будуть вичерпані, як показують розрахунки, за 130 років.

Треба також наголосити, що спалювання мінерального палива — надзвичайно нераціональний метод отримання енергії. Ця сировина, особливо нафта, є дуже цінною для хімічного синтезу — сьогодні з нафти отримують сотні цінних матеріалів — синтетичні тканини й каучук, пластмаси, добрива, фарби та ін.

Крім вуглеводневого палива й урану, в природі є ще один вид невідновлюваної енергетичної сировини, яку дехто вважає сировиною майбутнього. Це — дейтерій, або важкий водень, потенційне паливо для термоядерних реакторів, поки що не створених. Проте на шляху до використання термоядерної енергетики є великі перепони. По-перше, промислові термоядерні установки не створено, невідомо, наскільки вони будуть ефективними, економічними й головне — безпечними. По-друге, для таких установок потрібен інший компонент — тритій, якого в природі нема — він отримується штучно із значними затратами енергії, або літій — метал, запаси якого на Землі дуже незначні. І, нарешті, по-третє, термоядерні електростанції, навіть якщо їх і буде створено, матимуть ті ж обмеження, що й теплові, тобто виробництво енергії на них не зможе нарощуватись необмежено через теплову межу.

Забезпечення паливом — одна з найзлободенніших проблем незалежної України. За даними українських вчених, наша держава забезпечена власним вугіллям на 95 %, нафтою — на 8 і природним газом — на 22 %.

2. Виробництво електроенергії на ТЕС супроводжується виділенням великої кількості тепла, тому такі станції намагаються будувати недалеко від великих міст і промислових центрів для використання (утилізації) цього тепла. У зв'язку з обмеженістю світових запасів мінерального палива вчені й технологи продовжують працювати над поліпшенням параметрів енергоблоків, підвищенням їх ККД, що дає змогу більш економно витрачати паливо. Так, значна економія палива сприяє збільшенню одиничної потужності енергоблоків. Сьогодні ТЕС обладнані енергоблоками на 1000 — 1200 МВт. Сучасна технологія дозволяє підвищити цю потужність до 3000 МВт, що збереже палива на кілька відсотків. Подальше зростання потужності блоків (до 5000 МВт) можливе у разі розробки так званих кріогенних генераторів, які охолоджуються зрідженим гелієм.

Знизити питомі витрати палива можна й шляхом підвищення ККД генераторів на ТЕС. Нині ККД досяг своєї межі близько 40 %, але можливе подальше його збільшення (за розрахунками до 60 %) за рахунок впровадження перспективних магнітогідродинамічних (МГД) генераторів, дослідні зразки яких сьогодні проходять випробування в ряді країн.

Спалювання мінерального палива супроводжується значними забрудненнями природного середовища. Розглянемо головні з них. Забруднення атмосфери газоподібними й пиловими викидами. В результаті спалювання вуглеводневого палива в топках ТЕС, а також двигунах внутрішнього згоряння в атмосферу викидається вуглекислий газ, концентрація якого зростає приблизно на 0,25 % за рік. Це небезпечно, бо може викликати в майбутньому розігрівання атмосфери за рахунок парникового ефекту. З труб ТЕС і вихлопних труб автомобілів у атмосферу викидаються також окиси сірки й азоту, які є причиною виникнення кислотних дощів. Атмосфера забруднюється також дрібними твердими частками золи, шлаку, неповністю згорілого палива (сажею). Для зменшення шкоди від цих забруднень вугілля очищають від сполук сірки перед його спалюванням у топках ТЕС, вловлюють з диму ТЕС оксиди сірки й азоту за допомогою фільтрів, установок типу „циклон” тощо. Для зменшення токсичності вихлопних газів автомобілів застосовують регулювання двигунів, впроваджують «екологічно чисті» марки пального, встановлюють на автомобілях спеціальні каталізатори, що допалюють чадний газ до вуглекислого тощо.

Радіоактивне забруднення. Оскільки разом з вугіллям у топки ТЕС потрапляє кількість пустих порід (сланців), що містять домішки природних радіоактивних елементів, частинки золи, що вилітають із труб ТЕС, є слаборадіоактивними. Отже, має місце радіоактивне зараження атмосфери й земної поверхні. Щоправда, воно не таке шкідливе, як радіоактивне забруднення від АЕС, тому що вугільні породи містять такі природні ізотопи (урану, торію тощо), які існували в біосфері мільйони років і до яких живий світ пристосувався — більшість рослин і тварин не накопичують цих ізотопів у своєму організмі на відміну від штучних радіонуклідів, які викидають АЕС. Існуючі методи очищення газів від частинок золи дозволяють зменшити цей вид забруднення в 100—200 разів, таким чином зменшуючи радіоактивне забруднення від ТЕС до майже фонового рівня.

Забруднення земної поверхні відвалами шлаків і кар'єрами. Після спалювання в топках ТЕС вугілля залишається багато твердих відходів (шлаку, золи). Ці відвали займають великі площі землі, забруднюють підземні й поверхневі води шкідливими речовинами. Ще більші ділянки землі порушують величезні вугільні кар'єри. Так, шлакові відвали, терикони пустих порід і відпрацьовані кар'єри лише в Донбасі займають площу 50 тис. га, яка постійно збільшується. Зменшення шкоди від такого забруднення досягається утилізацією шлаків і пустих порід, з яких виготовляють будівельні матеріали, засипають ними яри, болота та кар'єри при їх рекультивації. Значний ефект дають економічні методи, зокрема, введення високої оплати за порушення земель, особливо родючих. Такі обмеження в більшості західних країн призвели до відмови використання кар'єрів у сільськогосподарських районах, оскільки плата за землю виявляється вищою, ніж та вигода, яку може дати відкритий метод розробки родовища.

3. У 1988 р. за даними міжнародного агентства з атомної енергії (МАГАТЕ) в 26 країнах експлуатувалося 416 ядерних енергоблоків, що виробляли близько 16 % усієї електроенергії світу. Деякі країни, наприклад Франція, основну ставку зробили саме на АЕС — у цій країні АЕС виробляють близько 70 % всієї електроенергії. Але ряд країн (Швеція, Данія, Австрія, Філіппіни) заявили про свій намір повністю відмовитись від АЕС і демонтувати ті ядерні блоки, які там працюють сьогодні. Палкі суперечки особливо посилились після трагічної катастрофи на Чорнобильській АЕС у 1986 р. Одні вчені, енергетики й політичні діячі відстоюють тезу про те, що без атомної енергетики людство не зможе обійтися й що слід лише зробити все можливе, щоб звести ризик аварії на АЕС до мінімуму. Як довід на користь АЕС, наводять дані про те, що АЕС використовує мало «палива» порівняно з ТЕС (добова витрата мазуту на електростанції потужністю 2000 МВт — 8,3 тис. т, вугілля — 10 тис. т, урану — 180 кг). Вітчизняні енергетики-атомники довгий час також доводили, що електроенергія, яка виробляється на АЕС, дешевша тієї, яку виробляють ТЕС, і що АЕС, мовляв, менше забруднюють природне середовище, ніж ТЕС.

Противники АЕС (а їх кількість значно зросла після аварії на Чорнобильській АЕС і розсекречування матеріалів, пов'язаних з діяльністю колишнього Мінатоменерго) стверджують, що цей метод одержання енергії повинен бути якомога швидше забороне­ний з огляду на ту шкоду й потенціальну смертельну небезпеку для біосфери, яку він несе.

Доведено, що «дешевизна» атомної енергетики (яка, за даними колишнього Мінатоменерго, була в СРСР втроє дешевшою, ніж у розвинених країнах Заходу) — це була свідома фальсифікація. Справа в тому, що проектувальники вітчизняних АЕС не включили у вартість «атомного» кіловата такі витрати, як переробка й поховання радіоактивних відходів, що, за оцінками фахівців, становить понад 75 % вартості всього паливного циклу АЕС. Не було враховано також вартості демонтажу АЕС, а між тим кожна АЕС через 25—30 років роботи має бути зупинена, розібрана або похована, оскільки радіоактивність її агрегатів й обладнання перевищить усі допустимі норми. А вартість демонтажу АЕС, за оцінками західних спеціалістів, дорівнює вартості її будівництва. Не були враховані й інші витрати, пов'язані з експлуатацією АЕС, зокрема, з вимогами безпеки її роботи (на АЕС, що функціонують в розвинених країнах, ці вимоги набагато серйозніші, ніж на наших). Все це показує, що вартість «атомного» кіловата насправді виявляється втроє дорожчою від «газового» і вдвоє — від «вугільного». Як пишуть німецькі експерти в цій галузі, «атомна енергія дешева лише там, де безпека стоїть на другому місці, й доти, поки людство мириться з тим, що його сьогоднішнє марнотратне ставлення до електроенергії загрожує майбутнім поколінням пекельним радіоактивним жахом».

Найголовнішим є те, що атомна енергетика настільки згубно впливає на біосферу, а аварія на АЕС, якої неможливо уникнути на 100 %, яких би заходів не було вжито, настільки небезпечна для людства, що відстоювати цей метод отримання енергії не лише неприпустимо, але й аморально.

Справа в тому, що ядерна енергетика на урані запускає в біосферу Землі новий згубний для неї ядерний процес, що змінює склад хімічних речовин й накопичує в природі вкрай небезпечні нові види опромінювання.

Паливний енергетичний цикл АЕС передбачає добування уранової руди й вилучення з неї урану, переробку цієї сировини на ядерне паливо (збагачення урану), використання палива в ядерних реакторах, хімічну регенерацію відпрацьованого палива, обробку й захоронення радіоактивних відходів. Усі складові цього циклу супроводжуються надзвичайно небезпечним забрудненням природного середовища.

Забруднення починається на стадії добування сировини, тобто на уранових рудниках. Після вилучення урану з руд залишаються величезні відвали слабо радіоактивних «пустих» порід — до 90 % добутої з надр породи. Ці відвали забруднюють атмосферу радіоактивним газом радоном, дуже небезпечним, бо, як доведено медиками, він спричинює рак легенів.

Кількість радіоактивних відходів зростає на стадії збагачення уранової руди, з якої виготовляються спеціальні тепловиділяючі елементи (твели), які надходять на діючу АЕС. У реактор типу РБМК (сумно відомий після аварії на Чорнобильській АЕС) завантажується близько 180 т таких твелів, які в результаті роботи реактора перетворюються на високорадіоактивні відходи, смертельно небезпечні для всього живого. АЕС — це, по суті, підприємство, яке поряд з електроенергією виробляє велику кількість надзвичайно небезпечних речовин. Лише в США за станом на 1986 р. накопичилося близько 12 000 т таких відпрацьованих твелів, а до 2000 р. до них додалось ще 40 000 т цього пекельного матеріалу.

Відпрацьовані твели кілька років зберігаються на території АЕС у спеціальних басейнах з водою, поки їх радіоактивність трохи знизиться, після чого їх у спеціальних поїздах перевозять на фабрику для регенерації ядерного палива. Тут твели обробляють, вилучивши з них той уран, що ще не «вигорів», і виготовляють з нього нові твели.

Радіація має таку особливість: все, що стикається з радіоактивним матеріалом, саме стає радіоактивним. Стають радіоактивними, а отже, й небезпечними для всього живого, машини, контейнери, обладнання, приміщення, навіть одяг обслуговуючого персоналу. Все це потрібно десь захоронити на багато років. Але надійних методів зберігання радіоактивних відходів не існує. Радіацію неможливо якось зупинити, «вимкнути» чи знищити — ці матеріали треба десь надійно й безпечно для біосфери зберігати сотні років, поки не розпадуться радіоактивні ізотопи. А серед них багато таких, період піврозпаду яких обчислюється тисячами років. У процесі зберігання контейнери з відходами не повинні стикатися з підземними водами, приміщення, де вони переховуються, потрібно вентилювати (сотні років!), бо за рахунок виділення тепла з відходів контейнери нагріваються до 200 °С і можуть потріскатися. Всі ці сховища треба надійно охороняти, щоб виключити проникнення в них сторонніх людей чи зловмисників.

Працюючі АЕС продукують сотні радіоактивних речовин, яких раніше не було в біосфері, й до яких живі істоти не пристосовані. Так, під час вибуху на Чорнобильській АЕС в атмосферу надійшло близько 450 типів радіонуклідів. Серед них багато довгоживучих, таких, як цезій-137 (період піврозпаду 30 років) і стронцій-90 (27—28 років). Вони за своїми хімічними властивостями дуже схожі на калій і кальцій, що відіграють значну роль в біохімічних процесах. Живі організми не можуть відрізнити цих ізотопів і накопичують їх, що є причиною найнебезпечнішого внутрішнього опромінення, яке викликає хворобу і мутації.

Штучний елемент плутоній, який накопичується в реакторах — це найбільш токсична (отруйна) речовина, яка будь-коли створювалась людиною. Одного фунта (450 г) плутонію достатньо, щоб вбити 10 млрд. людей. А його нині накопичено в ядерних боєголовках, відпрацьованих твелах тощо тисячі тонн!

Період піврозпаду плутонію, найнебезпечнішого радіонукліду, перевищує 20 тис. років, а накопиченої кількості цієї суперотрути достатньо для вбивства тисяч трильйонів людей.

Накопичення в природі невластивих для неї радіоактивних речовин надзвичайно шкідливо діє на біосферу. В зонах, забруднених після аварії на ЧАЕС, вже сьогодні спостерігаються масові аномалії у рослин (гігантизм листя дерев, спотворення деяких рослин до такого стану, що важко визначити їх вид), народження нежиттєздатних мутантів у тварин (поросят без очей, лошат з вісьмома кінцівками тощо). Чорнобильська катастрофа викликала пригнічення імунної системи у людей і тварин, у результаті чого ускладнився перебіг таких захворювань, як грип, запалення легенів, збільшилася смертність від «звичайних» захворювань.

«Мирний атом» з усією гостротою поставив питання про відповідальність учених, про такі поняття, як совість, людяність, порядність, про те, чи маємо ми право заради сьогоднішніх ілюзорних вигод ризикувати здоров'ям і життям майбутніх поколінь.

Слід додати, що АЕС призводять також до сильного теплового забруднення природного середовища, особливо гідросфери. Лише невелика кількість тепла, що його виділяють працюючі реактори, може бути утилізована й перетворена в електроенергію. Левова його частка у вигляді гарячої води й пари викидається у водойми і повітря. Так, Хмельницька АЕС, розташована у верхів'ях р. Горинь, майже повністю «випиває» цю річку, яка колись була основним джерелом водопостачання населення Рівненської області.

4. ГЕС у наш час виробляють близько 20 % електроенергії в світі. Деякі країни з гірським рельєфом і швидкими ріками (Норвегія, Таджикистан, Киргизстан) в основному забезпечують свої потреби в електроенергії за рахунок ГЕС. У порівнянні з ТЕС і АЕС гідроелектростанції мають певні переваги: зовсім не забруднюють атмосфери. Затоплюючи водосховищами порожисті ділянки рік, ГЕС поліпшують роботу річкового транспорту, а працюючи в парі з ТЕС,— роботу енергосистеми, беручи на себе навантаження в часи максимального (пікового) споживання електроенергії, оскільки агрегат ГЕС можна ввести в дію дуже швидко, на відміну від агрегатів ТЕС, яким потрібно кілька годин для розігріву й виходу на робочий режим (або ж потрібно утримувати один з агрегатів у «гарячому» режимі, витрачаючи дефіцитне пальне).

Разом з тим ГЕС, особливо ті з них, що побудовані на рівнинних ріках, завдають великої екологічної шкоди. Наприклад, водосховищами на Дніпрі затоплено величезні площі родючих земель: Київським — 922 км², Канівським — 675, Кременчуцьким — 2250, Дніпродзержинським — 567, Дніпровським — 410, Каховським — 2155 км². У сумі це становить майже 7 тис. квадратних кілометрів — чверть території Бельгії. Важко підрахувати колосальну вартість тієї сільгосппродукції, яка не одержана Україною внаслідок затоплення цієї величезної площі найродючіших в Європі земель. Із затоплених площ довелось відселити жителів сотень сіл, прокласти нові комунікації й дороги тощо. Пішла під воду значна кількість історичних і ландшафтних пам'ятників.

У місцевостях, розташованих поруч із водосховищами, спостерігається підйом рівня ґрунтових вод, заболочування територій і виведення з сівозміни значних площ землі. На водосховищах тривають обвали берегів, які на окремих ділянках відступили вже на сотні метрів. Греблі перетворили Дніпро на низку застійних озер, які мають слабкий водообмін і самоочищуваність і перетворюються на вловлювачів промислового бруду.

Дуже потерпають від гребель на річках мешканці рік — планктон і риба. Риба не може проходити через греблі до місць своїх звичних нерестовищ, які до того ж ще й стають непридатними для нересту внаслідок затоплення. Багато риби й планктону гине в лопатках турбін. Водосховища, перезабруднені стоками й добривами, що змиваються з полів, улітку нерідко «цвітуть», що викликає масову загибель риби й інших мешканців водойм.

Якщо підрахувати всі ці збитки від ГЕС на рівнинних ріках, стає ясно, що твердження гідробудівників про «найдешевший кіловат», який нібито дають ГЕС, не відповідають дійсності. Сьогодні утверджується думка, що будувати ГЕС раціонально лише в гірських районах. Можливо навіть, що в майбутньому доведеться спускати воду з деяких «рукотворних морів», споруджених на тому ж Дніпрі.

5. Промисловість, або індустрія,— одна з основних галузей матеріального виробництва, без якої неможливе існування сучасної цивілізації. В промисловості більшості країн світу зайнята основна кількість працездатного населення, промислові підприємства (фабрики, заводи, рудники тощо) постачають сировину й виробляють основні види продукції. Від її розвитку значною мірою залежать рівень економіки країни, задоволення потреб населення, обороноздатність, рівень національного доходу тощо. За характером виробництва промисловість поділяють на добувну й обробну, а за економічним призначенням і використанням продукції — на групу «А» (виробництво засобів виробництва) й групу «Б» (виробництво предметів споживання). Незалежній Україні в спадщину від СРСР дісталась неприродна, спотворена система промисловості, в якій гіпертрофовано високу частку займають гірничодобувна, металургійна й хімічна промисловість групи «А», що складається з «соціалістичних супергігантів» із застарілими технологіями виробництва, надзвичайно матеріало- й енергоємного, що дає продукцію, як правило, низької якості й сильно забруднює природне середовище. А між тим сьогодні в розвинених країнах світу на перше місце виходять науковоємні виробництва, такі як мікроелектроніка, обчислювальна техніка, малотоннажне вироб­ництво надчистих матеріалів тощо.

Гострота екологічної проблеми в Україні значною мірою обумовлена підвищеним антропогенним навантаженням на природне середовище в результаті нераціональної структури економіки, в якій основну роль відіграють саме такі «брудні» промислові галузі, як металургійна, мінерально-сировинна й паливно-енергетична. Сьогодні на межі екологічної кризи опинилися Придніпров'я, Придністров'я, Донбас, Кривбас, Північний Крим, узбережжя й акваторії Чорного й Азовського морів. Це є наслідком незадовільного вирішення важливих природоохоронних проблем, нарощування виробничих потужностей без відповідного врахування можливих екологічних змін, невиконання промисловими підприємствами природоохоронного законодавства, відсутності дійових економічних важелів, недостатньої уваги до питань управління охороною природи.

Займаючи менше З % території колишнього СРСР, Україна виробляла майже 20 % його суспільного продукту. Питома вага виробництва засобів виробництва (групи «А») в ї промисловості перевищує 70 %. Десятиліттями в республіці пріоритет віддавався розвитку таких ресурсо- й енергоємних , виробництв, як гірничо-металургійна, енергетична, нафтохімічна. До .того ж ці підприємства роками не модернізувались, виробничі процеси на них застаріли. Так, на металургійних підприємствах Донбасу з 31 прокатного стану 16 зношені на 100 %, 6 цехів — від 75 до 95 %; 48 % коксових батарей вичерпали свій граничний строк дії. Морально й фізично зношені й застарілі підприємства особливо сильно забруднюють природне середовище і екологічно небезпечні.

Серед промислових підприємств найбільше забруднюють природне середовище гірничо-металургійні. Недаремно список найбільш забруднених міст світу очолюють такі російські металургійні центри, як Нижній Тагіл, Магнітогорськ і Челябінськ, а серед наших — Дніпродзержинськ, Маріуполь і Запоріжжя. Найбільшої шкоди ці підприємства завдають повітряному басейну, спричиняючи появу кислотних дощів, а також земельним ресурсам, утворюючи кар'єри, відвали-шламонакопичувачі тощо (один гектар металургійних шламів у відвалах отруює близько 5 га сусідніх земель, виділяючи в атмосферу сірчані й інші гази і пил), а також сильне теплове забруднення середовища. Дуже забруднюють атмосферу й  нафтохімічні комбінати, а хімічні різних типів і целюлозно-паперові — повітря й воду.

Усі ці методи очищення промислових забруднень досить дорогі і не дають 100 %-ного результату, тому що з наближенням до цієї межі кожен відсоток досягнутого очищення коштує дорожче й дорожче, і нарешті цей процес стає настільки дорогим, що економічно себе не виправдовує. Тому в більшості західних країн існує така практика: забруднене повітря, вода і т. д. очищуються до певної межі (визнаної економічно прийнятною), після чого очищене повітря змішується з природно чистим, так, щоб вміст забруднень не перевищував ГДК, і така суміш викидається в атмосферу.

Проте в зв'язку зі зростаючими об'ємами промислового виробництва забруднення йде такими темпами, що невдовзі для розбавлення вже не вистачатиме ні повітря, ні води. І це не перебільшення. Наприклад, у високорозвиненій промисловій країні Німеччині розроблено й впроваджено досить прогресивні методи вилучення сірчаних газів з димів металургійних і целюлозно-паперових підприємств. Завдяки цьому вміст їх у промислових викидах за період з 1980 по 1993 р. вдалось скоротити на 65 %. Але кількість шкідливих викидів зростає. Для розбавлення цієї кількості забруднень до норми потрібно буде 260 млн. км³ повітря, що дорівнює 500-метровому його шару над усією Земною кулею! Оскільки повітря забруднюють промислові підприємства аж ніяк не однієї лише Німеччини, то висновки, як кажуть, можуть бути однозначні: індустріальний шлях розвитку, який сьогодні проходять більшість країн світу й який базується на прогресуючому використанні природних ресурсів, є тупиковим. Якщо людство хоче мати майбутнє, воно мусить відмовитися від сучасних промислових технологій, хай навіть й «найпередовіших», забезпечених суперсучасними методами очищення. Для подальшого нарощування промислових потужностей і об'ємів виробництва Земля вже занадто мала.

Деякою альтернативою, що може пом'якшити шкідливі наслідки суперіндустріалізації і відтягти в часі граничну межу індустріального етапу розвитку людства, є перехід на безвідходні виробництва, основані на замкнених циклах (водопостачання, повітропостачання тощо). Певні успіхи в цьому напрямі є, зокрема, й в Україні. За даними НАН України, в 1992 р. в нашій республіці діяло понад 150 підприємств, цехів і виробництв, що використовували замкнену систему водопостачання (Стахановський завод феросплавів, Верхньодніпровський гірничо-металургійний комбінат та ін.).

Дуже великі резерви природних ресурсів, у тому числі й для промислового виробництва, обіцяє впровадження переробки вторинних ресурсів у більш повних об'ємах, ніж це робиться сьогодні.

6. Це — одна з найголовніших галузей матеріального виробництва людства, що забезпечує його харчовими продуктами рослинного й тваринного походження, а багато галузей промисловості — сировиною.

Коли в часи неолітичної революції землероби почали вирощувати перші одомашнені рослини (це було за 7—8 тис. років до н. є.), населення Землі складало всього близько 4 млн. чоловік. Сьогодні така кількість людей народжується за 10 днів. Якщо подібні темпи зростання населення збережуться і в майбутньому, то трудівникам сільського господарства світу, щоб нагодувати населення Землі, за перші два десятиліття XXI ст. потрібно буде виробити стільки харчових продуктів, скільки їх було виготовлено за попередні 10 000 років людської історії! Як вже вказувалось в розділі 2.5.4, переспоживання людством продукції біосфери вище критично допустимої межі — 1 % (а вже сьогодні людство споживає близько 10 % цієї продукції) неминуче викличе дезорганізацію й руйнування біосфери. Тому глобальною умовою виживання людства є зниження споживання, а отже, зниження кількості населення приблизно в 10 раз у порівнянні з сучасним рівнем.

Основу сільськогосподарського виробництва становить рослинництво. Серед кількох сотень культурних рослин, що культивуються на різних материках, основну кількість харчової продукції (за масою) дають такі рослини, як рис, пшениця, кукурудза, картопля, овес, ячмінь, цукрова тростина, соя, сорго, маніок, батат. Потрібно наголосити, що в природі існує величезна кількість їстівних рослин, які або взагалі не використовуються людьми, або ж використовуються надзвичайно обмежено (скажімо, нечисленними місцевими племенами). Лише в зоні вологих тропічних лісів ботаніки й етнографи зібрали відомості про 80 000 видів таких рослин! Оскільки площа тропічних лісів скорочується з катастрофічною швидкістю, людство може в найближчому майбутньому втратити це величезне багатство, так і не скориставшись ним. Інша екологічна небезпека, що чатує на людство,— це збіднення генетичного фонду рослин і тварин. Так, відомо 28 видів пшениці (5 дикоростучі і 23 культурні). Протягом історії з цих видів селекціонерами виведено близько 22 000 сортів пшениці. Звичайно, користуються найбільш врожайними сортами. І як наслідок, величезні площі займають генетично одноманітні рослини, так звані монокультури.

Лекція 8. Сучасний стан навколишнього природного середовища України та її регіонів

„Дій локально, мисли – глобально”

                                                                       Девіз організації Грінпіс

План

1.                  Екологічний стан окремих регіонів України

2.                  Екологічні проблеми найбільших рік, Чорного та Азовського морів

3.                  Донецько–Придніпровський регіон

4.                  Українське Полісся та Карпати

5.                  Наслідки аварії на Чорнобильській АЕС

1. У 1991 р. Верховна Рада оголосила всю територію України зоною екологічного лиха. За два роки до цього спеціалістами-географами Української Академії наук була вперше розроблена й складена карта стану навколишнього середовища України за окремими компонентами природи.

Ця карта аргументовано підтверджує той факт, що дійсно територія всієї нашої держави, за винятком окремих невеликих районів в межах Карпат, Центрального Поділля, Полтавщини й Східної Вінниччини, характеризується як забруднена й дуже забруднена, а 15 % цієї території віднесено до категорії «надзвичайно забруднені регіони з посиленням ризику для здоров'я людей і регіони екологічної катастрофи». У ці 15 % входять тридцятикілометрова зона Чорнобильської атомної електростанції, південь Херсонської області, зона, обмежена лінією Дніпропетровськ — Кіровоград — Кривий Ріг — Нікополь — Запоріжжя — Дніпропетровськ, а також район Донбасу.

Вирішення проблеми поліпшення екологічного стану території України у першу чергу слід починати з впровадження системи природоохоронних заходів у тих регіонах, де сьогодні екологічна ситуація найбільш напружена і які мають найбільше соціально-економічне значення для нашої держави.

Такими регіонами уряд визнав Донецько-Придніпровський, Поліський, Карпатський та Азово-Чорноморський з річкою Дніпром.

Наведемо їх коротку екологічну характеристику.

2. Ці проблеми належать до найпекучіших. Дніпро і Дністер — головні водні, життєдайні артерії нашої держави, в басейнах яких проживає майже 80 % населення.

Колись Дніпро — одна з найбільших рік Європи — був чистоводним, зі стабільною екосистемою, що нормально функціонувала тисячоліттями, мала велику біологічну продуктивність, годувала й поїла мільйони людей, що жили в його басейні.

Сьогодні ж через грубі порушення людиною протягом останніх десятиліть всіх правил і принципів раціонального природокористування екосистема Дніпра цілком деградована, порушені всі вертикальні й горизонтальні зв'язки між біотичними і абіотичними елементами. Основними причинами кризової ситуації, що склалася, є: будівництво на Дніпрі каскаду водосховищ, які повністю змінили динаміку стоку; великомасштабні меліорації; будівництво ряду великих промислових комплексів у басейні; величезні об'єми водовідбору для промисловості й зрошення; надзвичайно сильні забруднення. З таких же причин деградувала й екосистема р. Дністра, де також вимерли цінні риби, на дні акумулюється велика кількість теригенних відкладів, важких металів, радіонуклідів, гумусових речовин, еродують береги.

З Дніпра для потреб промисловості й сільського господарства щорічно відбирають близько 15 млрд. м³ води, а в атмосферу басейну Дніпра викидається близько 10 млн. т газопилових забруднень. Щорічно з різними стоками (дощовими й талими водами) в Дніпро і водосховища потрапляє близько 500 тис. т азотних сполук, 40 тис. т фосфорних, 20 тис. т калійних, 1 тис. т заліза, 40 т нікелю, 2 т цинку, 1 т міді, 0,5 т хрому. В басейні Славутича діють сім АЕС!

Штучно річковий режим Дніпра трансформовано в озерний, водообмін різко уповільнився, створились зони застою (замору), почастішали явища евтрофікації. Крім того, водосховища значно погіршили довкілля (піднявся рівень ґрунтових вод далеко від берегів, посилилося засолення ґрунтів, майже в 10 разів збільшився об'єм підземного стоку, а разом з цим значно збільшилося забруднення підземних вод, особливо в нижній частині басейну; змінився водно-сольовий режим ґрунтів у зонах іригації, знизився вміст гумусу; посилилася ерозія берегової зони). Такі ж негативні явища характерні й для басейну Дністра. Великої шкоди водам його басейну завдають дуже брудні (пестициди, нітрати) стоки з полів, викиди таких концернів, як «Хлорвініл» (м. Калуш), «Укрцемент» (м. Кам'янець-Подільський), «Укрнафтохім» (м. Надвірне), Бурштинська ДРЕС та ін.

Дуже небезпечним явищем є постійне підвищення радіаційної забрудненості донних відкладів Дніпра, особливо Київського водосховища, а також швидке накопичення в мулах Дніпродзержинського й Дніпропетровського водосховищ великих кількостей заліза, ціанідів, хлоридів, хрому, міді, кобальту, свинцю, цинку, кадмію, фенолів, нафтопродуктів.

Втрати від затоплення чорноземів Дніпровських заплав, як підрахували, становлять до 18 млрд. крб. щорічно, а прибуток від всіх шести ГЕС на Дніпрі дорівнює 25—28 млн. крб. на рік (у цінах 1990 р.). Загинули не тільки заплавні зообіоценози, Дніпро втратив можливості самоочищення.

Десна теж потребує термінової й серйозної допомоги, бо її чисті і цілющі колись води сьогодні вже не відповідають навіть третій категорії джерел питної води і забруднюються все більше. Найголовнішу роль у цьому відіграє Шосткинський хімкомбінат, промпідприємства Чернігова й Сум, Смоленська й Курська АЕС.

У дуже тяжкому екологічному стані перебуває Азовське море, без перебільшення, це — зона екологічної катастрофи. Якихось 40—50 років тому в ньому виловлювали риби в 35 разів більше, ніж в Чорному морі, в 12 разів більше, ніж в Балтійському. У басейні раніше водилося 114 видів риб і загальний вилов у кращі роки перевищував 300 тис. т на рік. З них більша частина — цінні породи. Сьогодні ж вилови риби впали в шість разів, а та риба, що виловлюється, забруднена отрутохімікатами настільки, що спо­живати її небезпечно.

Як і деснянські води, води Азову колись славилися цілющими якостями, але в результаті антропогенних забруднень у 1987 р. концентрація в них тільки пестицидів зросла в 20 разів. Сьогодні в донних відкладах моря вміст отрутохімікатів, важких металів набагато перевищує норми.

До головних причин загибелі Азова можна віднести:

-              хижацький вилов риби Мінрибгоспом, який розпочався з 50-х років методом потужного океанічного лову за допомогою величезних тралів, кошелів, механічних драг, замість віковічно традиційних невеликих сіток, особливих снастей, невеликих баркасів, розрахованих на глибини моря 5—8 м;

-                   будівництво гребель і водосховищ на основних, живлячих море ріках (Дон, Кубань), перетворення цих водосховищ у гігантські промислові відстійники;

-                   інтенсивне впровадження в сусідніх регіонах — басейнах стоку в море зрошуваного землеробства і рисосіяння замість традиційних культур (що призвело до інтенсивної хімізації, забруднення ґрунтів, вод, засолення, значного зменшення стоку річок Дон, Кубань);

-                   збільшення брудних викидів хімічної й металургійної промисловості (Маріуполь, Ростов, Таганрог, Камиш-Бурун); тільки Маріуполь «постачає» довкіллю близько 800 тис. т токсикантів на рік;

-                   інтенсивне будівництво на узбережжі та косах моря численних пансіонатів і баз відпочинку, що негайно призвело до активного зростання побутових відходів, каналізаційних стоків у море;

-                   неконтрольоване, лавиноподібне зростання зливу пестицидів у море з прилеглих сільськогосподарських масивів та перенесення їх ріками Доном і Кубанню зі своїх басейнів.

Екологічна ситуація в басейні Чорного моря не набагато краща. Поки що його рятують розміри й глибина. Як згадувалось вище, і в цей басейн води Дніпра, Південного Бугу, Дністра, Дунаю щорічно виносять мільйони кубометрів стоків, забруднених десятками токсикантів. Мають місце величезні об'єми забруднень шельфових зон побутовими, каналізаційними стоками, пов'язаними з індустрією туризму і рекреації. Через це в останні роки десятки разів закривалися пляжі Ялти, Феодосії, Євпаторії, Алушти, Одеси. Саме внаслідок великих об'ємів брудного теригенного зносу в прибережних районах північно-західної частини Чорного моря все частіше трапляються зони замору. У цьому ж регіоні в зв'язку з розвитком розробки підводних нафтогазових родовищ почалося все більш активне забруднення води нафтопродуктами.

В останні роки значно підвищився в водах моря і донних відкладах вміст радіонуклідів. Через порушення регіонального гідродинамічного, гідрохімічного й теплового балансу водних мас моря поступово піднімається межа насичених сірководнем глибинних вод моря, і тепер вона вже досягла глибин 80—110 м (раніше була на глибинах 150—-200 м).

Різко погіршилася ситуація в Дніпровсько-Бузькому й Дністровському лиманах, у Каламійській і Каркінітській затоках, зовсім кризовою стала в Сасикському водосховищі. Велику небезпеку являють собою припортові потужні заводи і Південний порт біля Одеси, де виробляються й концентруються великі об'єми рідкого аміаку, функціонує потужний аміакопровід Одеса — Тольятті. Ця дуже отруйна речовина перевозиться танкерами ємкістю до 50—120 тис. т. Аварія на заводі, в порту чи на такому танкері призведе до дуже тяжких екологічних і економічних наслідків.

Як вже згадувалося, до всіх інших екологічних лих водних екосистем України з травня 1986 р. додалася ще одна — все більше забруднення радіонуклідами вод Дніпровського басейну і морів.

Порятунок Дніпра можливий лише за умови прийняття й реалізації комплексної програми національного рівня, обов'яз­ковою складовою якої має бути система заходів для екологічного оздоровлення й відтворення малих річок, а також співробітництво з Росією і Бєларуссю в цих питаннях.

Необхідно також щонайшвидше розробити концепцію розвит­ку водного господарства України на майбутнє десятиліття, вико­нати водогосподарське екологічне районування басейнів річок України.

3. Донецько-Придніпровський район займає близько 19 % території України, де проживає 28 % її населення. У цьому регіоні розміщено близько 5 тис. підприємств, серед яких — потужні гіганти металургії, хімії, енергетики, машинобудування, гірничорудної, вугільної та інших галузей промисловості. Це район інтенсивного ведення сільського господарства, у зв'язку з чим розораність території становить 70,4 %, а 71 % земель опинилися в деградованому стані. Ґрунти перезабруднені не лише пестицидами й міндобривами, але й важкими металами, особливо навколо всіх міст, у радіусі від 1 — 2 до 20— 25 км.

Від підприємств цього регіону в атмосферне повітря потрапляє понад 70 % загального обсягу викидів окисів вуглецю й азоту, сірчаного ангідриду, вуглеводнів в Україні. Протягом тривалого часу не розв'язується проблема утилізації промислових відходів, котрих у регіоні накопичилося понад 10 млрд. т. Майже повністю вичерпаний ресурс устаткування на заводах і фабриках (основні фонди підприємств зношені на 70 %), тому аварії на виробництві все частішають. Як правило, наслідком їх є шкода довкіллю, часто — досить значна. В більшості підприємств або відсутні, або не працюють очисні споруди, нові ресурсозберігаючі технології практично ніде не впроваджуються через нестачу коштів.

Найзабрудненішими містами регіону протягом останніх п'яти років залишаються Донецьк, Макіївка, Горлівка, Дніпропетровськ, Єнакієве, Кривий Ріг, Алчевськ, Дзержинськ (Донецька обл.), Краматорськ, Луганськ, Запоріжжя, Маріуполь.

Стан природного середовища регіону можна без перебільшення назвати кризовим. Він вимагає негайного вжиття комплексу природоохоронних заходів, модернізації промисловості, рекреаційних і рекультиваційних заходів, переорієнтації на ресурсо- й енергозберігаючі технології. Необхідно негайно приступити до утилізації відходів.

4. Українське Полісся і Карпати – у недалекому минулому екологічно найчистіші краї Європи сьогодні теж потребують природоохоронних заходів і зміни регіональної екополітики.

У регіоні переважає сільськогосподарський напрям, що базується на використанні переважно осушених земель, хоча окремі райони, де розвинуто видобування корисних копалин (граніти, піски, нафта та газ, торф), терплять від значного негативного впливу гірничодобувної промисловості. Особливої шкоди природі завдають сотні кар'єрів, що спричиняють дренування ґрунтових вод, знищення великих площ ґрунтів, забруднення довкілля нафтопродуктами та газопиловими продуктами вибухових робіт.

Великої шкоди Поліссю завдали науково необґрунтовані меліорації, осушення боліт, які відігравали колись дуже важливу гідрологічну роль регуляторів річкового стоку на значних територіях. Інтенсивне осушування тут розпочалось з 1966 р. Спочатку за рахунок знищених боліт площа сільськогосподарських угідь збільшилась на 1,6 млн. га, але до 1992 р. площа дефляційно небезпечних, кислих та змитих ґрунтів досягла відповідно 24,4 %, 47,1 % та 17,7 % загальної площі сільськогосподарських угідь.

Рівень ґрунтових вод знизився в середньому на 1,8—1,0 м, близько 50 % малих річок стали жертвами незворотних змін режиму стоку, в них значно погіршились екологічні умови й зменшилась кількість риби та інших гідробіонтів.

Порушились умови відтворення дикої флори й фауни, різко зменшились площі та кількість болотних видів рослин і тварин, триває винищення лісів.

Страшного удару екосистемам Полісся завдала Чорнобильська катастрофа.

Останнім часом Західному Поліссю, перлині Полісся України — Шацькому національному парку стала загрожувати нова небезпека. У Бєларусі в 15 км північніше парку розпочались роботи по спорудженню величезного Малоритського комбінату будівельних матеріалів. Один з його об'єктів — кар'єр глибиною 35 м — викличе загибель низки чудових озер цього краю, у тому числі найбільшого озера України — Світязя (глибина 60 м) і завдасть непоправної шкоди національному парку.

Українське Полісся також потребує уваги, розробки програми екологічного оздоровлення й відтворення. Адже це разом з Карпатами — легені України.

Українські Карпати — не лише один з наймальовничіших куточків України, це також регіон дуже важливого екологічного значення, один з найцінніших східноєвропейських оздоровчо-рекреаційних об'єктів, зона цінних лісових масивів, що очищають повітряний басейн над значною частиною Східної Європи, вони є «легенями Європи».

Карпати містять третину лісових запасів України, лісистість цієї території — одна з найвищих в Україні (53,5 %). Тут ростуть 2110 видів квіткових рослин (50 % фітофонду України), багато цінних видів дерев і лікарських рослин.

Проте протягом останніх десятиліть Карпати зазнають все більших втрат від людської діяльності. Карпатські ліси перебувають під загрозою знищення не лише від лісорозробок, порушення ґрунтового й рослинного покриву, перевипасу на більшості полонин, але й від хімічного перезабруднення, кислотних дощів, що надходять як зі сходу, так і з заходу, від великих промислових центрів (Калуш, Стебник, Надвірна, Новий Роздол, Дрогобич, Бурштин, об'єкти Чехії, Словаччини та Румунії).

Збереженню біорізноманіття Карпат належить велике значення. Структурні зміни в економіці регіону мають передбачити підвищення рекреаційного значення Українських Карпат для населення не лише України, а й Центральної та Східної Європи, зменшення техногенного навантаження. Виняткове значення при цьому надається співробітництву всіх країн карпатського регіону.

Досить перспективним є розвиток туризму в Карпатському регіоні, але туризму цивілізованого, з урахуванням екологічної витривалості рекреаційних зон і заповідних територій.

5. Жодна катастрофа XX ст. не мала таких тяжких екологічних наслідків, як Чорнобильська. Це трагедія не регіонального, не національного, а глобального масштабу. В результаті катастрофи вже загинуло багато тисяч чоловік (понад 50 тис. з 100 тис, які брали участь у ліквідації аварії). Колективна доза опромінення сьогодні становить 20 млн. людино-бер тільки в момент ліквідації аварії.

Сильним радіоактивним забрудненням уражено 5 млн. га території України (32 райони шести областей), більша частина яких — сільськогосподарські угіддя, забруднено 1,5 млн. га лісів. Понад 15 тис. людей мешкають в умовах забруднення, яке перевищує 45 Кі на 1 км (за цезієм), 46 тис. — в умовах забруднення від 15 до 45 Кі/км, а ще 150 тис. — від 5 до 15 Кі/км. Ще близько 1,5 млн. чоловік проживає на території, де радіоактивний фон у десятки разів перевищує допустимі норми (Київська, Житомирська, Черні­гівська, Рівненська, Черкаська, Вінницька, Чернівецька, Кіровоградська, Івано-Франківська області). Дезактиваційні роботи, на які було в 1986—1989 рр. витрачено мільйони, бажаних результатів не дали.

У водах Дніпра, Прип'яті, Київського водосховища концентрація радіонуклідів і через 6 років після аварії була в 10—100 разів вищою, ніж до аварії, а в донних відкладах, особливо мулових, збагачених органікою, накопичилася величезна кількість радіоактивного бруду. Вважають, що в ґрунті заплав і дна водойм 30-кілометрової зони накопичилося близько 14 400 Кі цезію-137, 7360 Кі стронцію-90, 250 Кі плутонію, а в Київському водосховищі назбиралося вже більше 60 млн. т радіоактивного мулу (більше 2000 Кі цезію-137).

Велику небезпеку довкіллю завдають близько 1000 тимчасових могильників навколо АЕС, у яких знаходиться 40 млн. м³ твердих відходів з сумарною радіоактивністю понад 200 тис. Кі, і саркофаг над четвертим блоком, який вибухнув. Там ще зосталася велика кількість радіоактивного бруду потужністю в багато сотень тисяч кюрі, надійність нерозповсюдження якого зовсім не гарантована. Могильники вже сьогодні протікають, саркофаг з роками стає все більше радіоактивним, конструкції його просідають, деформуються.

Вплив Чорнобильської аварії на здоров'я людей дуже значний і буде проблемою не тільки для нас, а й для кількох прийдешніх поколінь. Уже в 1991—1992 рр. в Житомирській і Київській областях, як і в Бєларусі, за даними МОЗ України, у жительок забруднених радіонуклідами районів значно збільшилась кіль­кість народження недоношених дітей і калік, кількість тяжких ускладнень вагітності (у 2,5—3 рази), є серйозні генетичні зміни здоров'я. Загрозливо зростають захворювання на рак і смертність.

У 1990 р. експертна комісія при Держплані колишнього СРСР попередньо оцінила збитки від катастрофи на ЧАЕС в 250 млрд. крб. Реальні ж витрати поки що підрахувати важко. Наслідки цього лиха — вічні, глобальні, і тепер можна лише говорити про пристосування біосфери.

Лекція 9. Екологічне право. Національна і глобальна екополітика.

„Охорона природи повинна стати моральною категорією і користуватись пріоритетом за будь-яких політичних ситуацій і компромісів”

                                                                     М. Амосов

План

1.    Система екологічного законодавства України.

2.    Об'єкти правової охорони навколишнього природного середовища.

3.    Екологічні права та обов'язки громадян щодо охорони навколишнього природного середовища

1. В Україні створена розгалужена система екологічного законодавства. її основу складає Конституція України, яка визначає засади правового регулювання охорони навколишнього природного середовища. Конституція України встановила право кожного на безпечне для життя і здоров'я довкілля та на відшкодування заподіяної шкоди, закріпила обов'язок держави щодо забезпечення екологічної безпеки та підтримання екологічної рівноваги на території України, обов'язок кожного не заподіювати шкоду природі, культурній спадщині, відшкодовувати завдані ним збитки. Конституція України встановлює й інші засади екологічного права, зокрема, право на інформацію, на участь у прийняті рішень та інші.

Центральне місце у системі екологічного законодавства посідає Закон України "Про охорону навколишнього природного середовища" від 25 червня 1991 р. Він визначає концептуальні засади правового регулювання екологічних відносин - завдання та основні принципи охорони навколишнього природного середовища, право власності на природні ресурси та їх використання, екологічні права та обов'язки громадян, повноваження державних органів та органів місцевого самоврядування у галузі охорони навколишнього природного середовища, спостереження, прогнозування, обліку та інформування, стандартизації і нормування у галузі охорони навколишнього природного середовища, відповідальність за порушення екологічного законодавства тощо.

  Положення Закону України "Про охорону навколишнього природного середовища" в подальшому конкретизовані в ряді кодексів та інших законах. В Україні діють ряд нормативних актів, основною метою яких є регулювання використання та охорони окремих природних ресурсів. Це: Земельний кодекс України, Водний кодекс України, Кодекс України про надра, Лісовий кодекс України, закони України " Про рослинний світ", "Про тваринний світ", "Про охорону атмосферного повітря", "Про природно-заповідний фонд". Також прийнято закони, які регулюють попередження та усунення негативних факторів впливу на довкілля та життя і здоров'я людини. Зокрема, закони України "Про екологічну експертизу", "Про відходи", "Про пестициди і агрохімікати", "Про зону надзвичайної екологічної ситуації", "Про поводження з радіоактивними відходами".

В українському законодавстві спостерігається тенденція його екологізації. Норми, що регулюють екологічні відносини, встановлені і в інших нормативно-правових актах.

2. Закон України "Про охорону навколишнього природного середовища" визначив об'єкти правової охорони навколишнього природного середовища. Державній охороні та регулюванню підлягають:

Ø     навколишнє природне середовище як сукупність природних і природно-соціальних умов та процесів;

Ø       природні ресурси, які залучені в господарський обіг, так і невикористовувані в народному господарстві у даний період: земля, надра, води, атмосферне повітря, ліс, рослинний світ, тваринний світ;

Ø     території та об'єкти природно-заповідного фонду України й інші

Ø     території та об'єкти, визначені законодавством України;

Ø     здоров'я і життя людей від негативного впливу несприятливої екологічної обстановки.

Земля є основним національним багатством, що перебуває під особливою охороною держави.

Правовому регулюванню підлягає земля як поверхневий шар ґрунту у його взаємодії з надрами, лісами, водами, рослинним і тваринним світом, атмосферним повітрям. Враховуючи корисні властивості, землі поділяються на:

Ø      землі сільськогосподарського призначення;

Ø     землі житлової та громадської забудови;

Ø     землі природно-заповідного та іншого природоохоронного призначення;

Ø     землі оздоровчого та рекреаційного призначення;

Ø     землі історико-культурного призначення;

Ø     землі лісового та водного фонду;

Ø     землі промисловості, транспорту, зв'язку, енергетики, оборони та іншого призначення.

Надра - це частина земної кори, що розташована під поверхнею суші та дном водоймищ і простягається до глибин, доступних до геологічного вивчення та освоєння.

Державний фонд надр складається як з тих, що використовуються, так і тих, що не залучені до використання. Складовим елементом надр є корисні копалини - мінеральні речовини в надрах, на поверхні землі, в джерелах вод і газів, на дні водойм, які за кількістю, якістю та умовами залягання є придатними для промислового використання. Вони поділяються на корисні копалини загальнодержавного та місцевого значення.

Води є національним багатством Українського народу, оскільки забезпечують існування людей, тваринного і рослинного світу та є обмеженими й уразливими природними об'єктами. Усі води на території України утворюють водний фонд.

Склад водного фонду

поверхневі води (природні водойми (озера), водостоки (річки, струмки) штучні водойми (водосховища, ставки), канали та інші водні об'єкти) підземні води та джерела внутрішні морські води та територіальне море

За своїм значенням водні об'єкти поділяються на загальнодержавні та місцеві.

Водними об'єктами загальнодержавного значення є:

Ø     внутрішні морські води та територіальне море;

Ø     підземні води, які є джерелом централізованого постачання;

Ø     поверхневі води (озера, водосховища, річки, канали), що знаходяться і використовуються на території більш як однієї області, а також їх притоки всіх порядків;

Ø     водні об'єкти в межах територій природно-заповідного фонду загальнодержавного значення, а також ті, що віднесені до категорії лікувальних.

До водних об'єктів місцевого значення належать поверхневі води, що знаходяться і використовуються в межах однієї області і які не віднесені до водних об'єктів загальнодержавного значення; підземні води, які не можуть бути джерелом централізованого водопостачання.

Атмосферне повітря - це життєво важливий компонент навколишнього природного середовища, який є природною сумішшю газів, що знаходяться за межами жилих, виробничих та інших приміщень.

Усі ліси та земельні ділянки, які не вкриті лісовою рослинністю, але надані для потреб лісового господарства, утворюють лісовий фонд України. До лісового фонду належать усі види зелених насаджень у межах населених пунктів, які не віднесені до категорії лісів, окремі дерева і групи дерев, чагарники на сільськогосподарських угіддях, садибах, присадибних, дачних і садових ділянках. Згідно чинного законодавства України деревина, технічна і лікарська сировина, кормові, харчові та інші продукти лісу, що використовуються для потреб населення і виробництва, є лісовими ресурсами, які поділяються на загальнодержавного та місцевого значення.

Рослинний світ - сукупність усіх видів рослин, а також грибів та утворених ними угруповань на певній території. Природні рослинні ресурси, як і більшість природних ресурсів, поділяються на загальнодержавного та місцевого значення. До загальнодержавних природних ресурсів належать:

1)         об'єкти рослинного світу у межах:

Ø     внутрішніх морських вод і територіального моря, континентального шельфу та виключної (морської) економічної зони України;

Ø     поверхневих вод (озер, водосховищ, річок, каналів), що розташовані та використовуються на території більш ніж: однієї області, а також: їх притоків усіх порядків;

Ø      природних та біосферних заповідників, національних природних парків, а також: заказників, пам'яток природи, ботанічних садів, дендрологічних парків, зоологічних парків, парків - пам'яток садово-паркового мистецтва загальнодержавного значення;

2) лісові ресурси державного значення;

3) рідкісні і такі, що перебувають під загрозою зникнення, та типові
природні рослинні угруповання тощо.

До природних рослинних ресурсів належать дикорослі та інші несільськогосподарського призначення судинні рослини, мохоподібні, водорості, лишайники, а також гриби, не віднесені до природних ресурсів загальнодержавного значення.

Тваринний світ є одним з компонентів навколишнього природного середовища, національним багатством України, джерелом духовного та естетичного збагачення і виховання людей. До об'єктів тваринного світу належать дикі тварини (хордові, в тому числі хребетні (ссавці, птахи, плазуни, земноводні, риби та інші) та безхребетні (членистоногі, молюски, голкошкірі та інші) в усьому їх видовому і популяційному різноманітті та на всіх стадіях розвитку (ембріони, яйця, лялечки тощо), які перебувають у стані природної волі, утримуються у напіввільних умовах чи в неволі), частини диких тварин (роги, шкіра тощо), продукти життєдіяльності диких тварин (мед, віск тощо).

Складовою частиною природного середовища, що підлягає особливій охороні, є природні та штучно створені території та об'єкти природно-заповідного фонду. До них належать природні заповідники, біосферні заповідники, національні природні парки, регіональні ландшафтні парки, заказники, пам'ятки природи, заповідні урочища, ботанічні сади, дендрологічні парки, зоологічні парки та парки-пам'ятники садово-паркового мистецтва.

Об'єктом охорони також є життя та здоров'я людини від негативного впливу несприятливої екологічної обстановки. Згідно Основ законодавства України про охорону здоров'я, здоров'я - це стан повного фізичного, душевного і соціального благополуччя, а не тільки відсутність хвороб і фізичних дефектів.

3. Екологічні права громадян - це встановлені та гарантовані державою можливості у сфері використання та охорони навколишнього природного середовища. Вони пов'язані з охороною, використанням і відтворенням природних ресурсів, забезпеченням екологічної безпеки, запобіганням і ліквідацією негативного впливу господарської та іншої діяльності на навколишнє природне середовище, збереженням природних ресурсів, генетичного фонду живої природи, ландшафтів та інших природних комплексів, унікальних територій та природних об'єктів, пов'язаних з історико-культурною спадщиною. Вперше в Україні екологічні права громадян були визначені у Законі "Про охорону навколишнього природного середовища". Кожний громадянин має право на:

Ø     безпечне для його життя і здоров'я навколишнє природне середовище;

Ø     участь в обговоренні проектів законодавчих актів, матеріалів щодо розміщення, будівництва і реконструкції об'єктів, які можуть негативно впливати на стан навколишнього природного середовища, та внесення пропозицій до державних і господарських органів, установ та організацій з цих питань;

Ø     участь у розробці та здійсненні заходів щодо охорони навколишнього природного середовища, раціонального та комплексного використання природних ресурсів;

Ø     здійснення загального і спеціального використання природних ресурсів;

Ø     об'єднання в громадські природоохоронні формування;

Ø     одержання у встановленому порядку повної та достовірної інформації про стан

Ø     навколишнього природного середовища та його вплив на здоров'я населення;

Ø     участь у проведенні громадської екологічної експертизи;

Ø     одержання екологічної освіти;

Ø     подання до суду позовів до державних органів, підприємств, установ, організацій і громадян про відшкодування шкоди, заподіяної їх здоров'ю та майну внаслідок негативного впливу на навколишнє природне середовище.

Законодавством можуть бути визначені й інші екологічні права громадян. Одним з основних кроків на шляху розвитку екологічних прав є Конвенція Європейської Економічної Комісії ООН "Про доступ до інформації, участь громадськості в процесі прийняття рішень та доступ до правосуддя з питань, що стосуються навколишнього середовища", що прийнята 25 червня 1998 р. у м. Оргусі (Данія). Україна була однією з перших держав, що підписала цю Конвенцію. Конвенція ратифікована Україною у 1999 р. Оргуська конвенція встановила три основних екологічних права - доступ громадськості до екологічної інформації, участь громадськості у процесі прийняття рішень з питань довкілля та доступ громадськості до правосуддя з питань довкілля.

Законодавство України надає громадськості право на екологічну інформацію. Основними законодавчими актами у сфері еколого-інформаційних відносин є Конституція України, Закон України "Про інформацію", Закон України "Про звернення громадян", Закон України "Про охорону навколишнього природного середовища", інші екологічні закони та підзаконні нормативно-правові акти.

Визначення екологічної інформації відсутнє в екологічному законодавстві України. Поняття екологічної інформації подано в Оргуській конвенції. У п.З ст. 2 вказано, що екологічна інформація - це будь-яка інформація в письмовій, аудіовізуальній, електронній чи іншій матеріальній формі про:

Ø     стан складових навколишнього середовища, таких як повітря й атмосфера, вода, ґрунт, земля, ландшафт і природні об'єкти, біологічні різноманіття та його компоненти, включаючи генетично змінені організми, та взаємодію між цими складовими;

Ø     фактори, такі як речовини, енергія, шум і випромінювання, а також діяльність або заходи, включаючи адміністративні заходи, угоди в галузі навколишнього середовища, політику, законодавство, плани і програми, що впливають або можуть впливати на складові навколишнього середовища, зазначені в попередньому підпункті і аналіз затрат і результатів та інший економічний аналіз та припущення, використані в процесі прийняття рішень з питань, що стосуються навколишнього середовища;

Ø     стан здоров'я та безпеки людей, умови життя людей, стан об'єктів культури і споруд тією мірою, якою на них впливає або може вплинути стан складових навколишнього середовища або через ці складові, фактори, діяльність або фактори, зазначені у попередньому пункті.

Конституція України гарантує кожному право вільно збирати, зберігати, використовувати і поширювати інформацію усно, письмово або в інший спосіб, аналогічно як і право вільного доступу до інформації про стан довкілля, якість продуктів харчування та предметів побуту.

Закон України "Про охорону навколишнього природного середовища" визнає за громадянами України право на одержання повної та достовірної інформації про стан навколишнього природного середовища та його вплив на здоров'я населення. У ньому наголошується, що громадські природоохоронні об'єднання мають право одержувати інформацію про стан навколишнього природного середовища, джерела його забруднення, програми і заходи щодо охорони навколишнього природного середовища. Інші екологічні закони передбачають право на отримання того чи іншого виду інформації залежно від сфери регулювання закону. Наприклад, Закон України "Про відходи" передбачає право на одержання достовірної інформації про безпеку об'єктів поводження з відходами - як тих, що вже експлуатуються, так і тих, що планується збудувати.

Конституція України та законодавчі акти надають громадянам право звертатися за отриманням екологічної інформації як до державних органів, так і до суб'єктів господарської діяльності.

Українське законодавство надає громадянам право приймати участь у прийнятті екологічно-вагомих рішень владними органами. Зокрема, такі норми передбачені Конституцією України, законами України "Про загальноукраїнський та місцевий референдум", "Про звернення громадян", "Про місцеве самоврядування в Україні", "Про екологічну експертизу", "Про охорону навколишнього природного середовища" та іншими екологічними законами. До екологічно-значимих рішень можна віднести: закони, постанови Верховної Ради України, нормативно-правові акти Кабінету Міністрів України, міністерств та відомств, інших виконавчих органів, органів місцевого самоврядування, що регулюють екологічні відносини, та акти індивідуального характеру, що підтверджують, встановлюють, змінюють або скасовують юридичні права чи обов'язки окремих суб'єктів в екологічній сфері.

Основними формами участі громадськості у прийнятті екологічно-значимих рішень є: референдум, звернення громадян, робота з депутатами, громадські (публічні) слухання, збори громадян за місцем їх проживання, залучення експертів від громадськості у робочі групи, створені органами влади з екологічних питань, участь у проведенні екологічної експертизи та у зборах, мітингах, демонстраціях. Наприклад, згідно Закону України "Про екологічну експертизу" громадськість має право на участь у проведені державної чи громадської екологічної експертизи щодо об'єктів, які можуть негативно впливати на стан навколишнього природного середовища й здоров'я населення. Іншою формою участі громадськості у прийнятті екологічно-значимих рішень є громадські слухання. Так, порядок проведення громадських слухань з питань використання ядерної енергії та радіаційної безпеки затверджено постановою Кабінету Міністрів України від 18 липня 1998 р.

Екологічним правам громадян кореспондуються й екологічні обов'язки. Закон України "Про охорону навколишнього природного середовища" зазначив, що громадяни зобов'язані: берегти природу, охороняти, раціонально використовувати її багатства відповідно до вимог законодавства про охорону навколишнього природного середовища; здійснювати діяльність з додержанням вимог екологічної безпеки, інших екологічних нормативів і лімітів використання природних ресурсів; не порушувати екологічні права та законні інтереси інших суб'єктів; вносити плату за спеціальне використання природних ресурсів і штрафи за екологічні правопорушення; компенсувати шкоду, заподіяну забрудненням та іншим негативним впливом на навколишнє природне середовище.

Громадяни зобов'язані виконувати й інші обов'язки у галузі охорони навколишнього природного середовища згідно законодавства України. Такі обов'язки передбачаються у ресурсному законодавстві. Наприклад, згідно ст. 10 Закону України "Про тваринний світ" громадяни зобов'язані охороняти тваринний світ і середовище перебування диких тварин, сприяти відтворенню відновлюваних об'єктів тваринного світу, використовувати об'єкти тваринного світу відповідно до закону, відшкодовувати шкоду, заподіяну ними тваринному світу внаслідок порушення вимог законодавства про охорону, використання і відтворення тваринного світу.

Семінарське заняття 1. Основи теоретичної екології

План

1.    Предмет, завдання та структура екології.

2.    Екологічні фактори та їх класифікація.

3.    Гомотипові та гетеротипові реакції.

4.    Класифікація, властивості та структура біоценозу.

Методичні поради

У відповіді на перше питання слід розкрити суть екології, охарактеризувати її завдання та структуру, а також визначити роль екології як науки в сучасному суспільстві.

Відповідаючи на друге питання, треба пояснити принципи класифікації екологічних факторів. Особливу увагу при цьому доцільно звернути на класифікацію екологічних факторів за Ніколсоном-Швердтфегером.

При відповіді на третє питання потрібно пояснити суть гомотипових реакцій типу: а) групового ефекту; б) масового ефекту; в) внутрівидової конкуренції. Характеризуючи гетеротипові реакції, потрібно пояснити взаємодію особин різних видів (напр., бук і граб в грабово-буковому лісі).

У четвертому питанні слід розкрити критерії класифікації виду. Вертикальну структуру біоценозів доцільно розглянути на прикладі лісових біоценозів, а при вивченні горизонтальної – чітко розрізняти мероценоз і стратоценоз.

Література

1.    Потіш А.Ф. та ін. Екологія: основи теорії і практикум. – Львів, 2003.

2.    Білявський Г.О. та ін. Основи загальної екології. – К., 1995.

3.    Джигирей В.С. Основи екології та охорони навколишнього природного середовища. – Львів: 2001.

Семінарське заняття 2. Прикладні аспекти екології

План

1.                     Вплив людини на глобальні екологічні процеси. Заходи боротьби із забрудненням атмосфери.

2.                     Парниковий ефект, озонова діра, кислотні дощі.

3.                     Екологічний вплив ТЕС, АЕС і ГЕС.

4.                     Екологічний менеджмент, екологічний аудит, екологічний маркетинг.

Методичні поради

Опрацьовуючи перше питання, доцільно звернути увагу на шляхи впливу людського суспільства на навколишнє природне середовище. Потрібно дати коротку характеристику видам антропогенного забруднення навколишнього середовища, а також охарактеризувати заходи боротьби із забрудненням атмосфери.

У відповіді на друге питання слід охарактеризувати такі негативні явища, як парниковий ефект, озонова діра кислотні дощі. Особливу увагу треба звернути на причини, які призводять до появи цих явищ у навколишньому середовищі й шляхи їх подолання.

Готуючись до відповіді на третє питання, потрібно проаналізувати вплив атомних, гідро- та теплоелектростанцій на навколишнє середовище, звернувши увагу на позитивні й негативні аспекти експлуатації цих електростанцій.

Вивчаючи четверте питання, доцільно в першу чергу звернути увагу на функції екоменеджемнту в державі. Слід дати визначення екологічної експертизи (аудиту), охарактеризувати її мету та основні принципи, а також розкрити основні функції екологічного маркетингу.

Література

1.    Злобін Ю.А. Основи екології. – К., 1998.

2.    Єнколо В.М. та ін. Основи екології та соціоекології. – Львів, 1998.

3.    Закон України про екологічну експертизу. – К., 1995.

Семінарське заняття 3. Екологічне право. Національна і глобальна екополітика.

План

1.    Система екологічного законодавства України.

2.    Екологічні права та обов’язки громадян.

3.    Об’єкти правової охорони навколишнього природного середовища.

Методичні поради

У першому питанні слід охарактеризувати основні положення профільного законодавства України, звернувши особливу увагу на Закон України "Про охорону навколишнього природного середовища.

Відповідаючи на друге питання, слід показати своє знання і розуміння екологічних прав і обов’язків громадян, закріплених законодавством України та міжнародними актами.

При відповіді на третє питання слід охарактеризувати основні об’єкти, які підлягають правовій охороні: навколишнє природне середовище, природні ресурси, природний заповідний фонд України.

Література

1.    Запольський А.К., Салюк А.І. Основи екології. – К., 2005.

2.    Закон України про охорону навколишнього природного середовища. – К., 1991.

3.    Основні напрями державної політики України в галузі охорони довкілля, використання природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки. – К., 1999.

Практична робота 1. Робота каналізаційно-очисної станції населеного пункуту

Мета: ознайомитись із основними методами очищення стічних вод населених пунктів.

Завдання: на основі знайомства з роботою насосно-фільтрувальиої станції побудувати схему очищення води, відмічаючи всі етапи очистки стічних вод.

Теоретичні відомості

Стічні води населеного пункту складаються із вод ливневої каналізації, стічних побутових вод та промислово забрудненої води. На великих підприємствах існують системи очистки використаної води з метою її подальшого використання(замкнуті цикли використання води).

По системі каналізаційних колекторів вода, яка потребує очистки проходить перші етапи, а саме декантацію. Декантація призначена для видалення великих частим, що містяться у каналізаційних стоках, і проводиться перепуском води через металічні решітки(сітки) з отворами 6мм.

Після першого етапу механічної очистки вода проходить наступний етап - седиментацію. Седиментація один найстаріших методів очистки стічних вод, оснований на силі тяжіння. Вода, що містить тверді частинки, протікає через седиментаційний резервуар, затримуючись на стільки, щоб більші частинки осідали на дію резервуару. В послідуючому осад, що утворюється, видаляється із резервуару механічно. Для більш повної седиментації використовують декілька седиментаційних резервуарів.

Після проходження механічної очистки вода проходить процес біологічної очистки води. Суть біологічної очистки ґрунтується на здатності живих організмів в процесі життєдіяльності використовувати забруднену воду як середовище існування, при цьому, очищаючи її. Для більшої активності мікроорганізмів через аеротенки подасться повітря. В аеротенках проходить процес очищення води від органічних решток.

Після біологічної очистки вода потрапляє у відстійники, де проходить процес седиментації, тобто, механічної очистки води від біоактивного мулу. Після декількох етапів седиментації очищена вода подасться у природні водойми. В деяких країнах останнім етапом очистки стічних вод с озонування.

КОС можуть бути використані для добування електроенергії. Для цього осади, що утворюються, відкачують в спеціальні біоколектори, де метан, що утворюється в процесі гниття, вловлюють і використовують як паливо для електростанцій.

Пропускна спроможність КОС населеного пункту повинна вираховуватись на основі максимальних пікових навантажень під час сезонних явищ та враховувати специфіку фізико-географічних умов населеного пункту.

Хід роботи

1.                    Під час ознайомлення із роботою КОС занотувати основні етапи очистки води та відобразити схему роботи кожного складового компоненту.

2.                    Побудувати схему роботи станції очистки стічних вод, відображаючи на ній етапи та методи очистки води.

Питання для самоконтролю:

1.    Які джерела надходження води на КОС населеного пункту?

2.    Що таке седиментація?

3.    Який механізм дії седиментаційних резервуарів?

4.    Що таке біологічна очистка води, яка будова аеротенка?

Практична робота 2. Фонова радіоактивність навколишнього середовища

Мета: ознайомитись із методами виміру фонової радіоактивності, гамма та бета випромінювання.

Завдання: використовуючи дозиметр-радіометр, провести заміри фонової радіації.

Матеріали: дозиметр - радіометр АНРІ-01-02 "Сосна".

Теоретична частина

Усі види іонізуючого випромінювання підрозділяють на дві групи: електромагнітне випромінювання, до яких відноситься рентгенівське і гама випромінювання та корпускулярне випромінювання - випромінювання різного роду ядерних частинок. У природі є багато джерел природного іонізуючого випромінювання. І перш за все - це ізотопи багатьох елементів, що знаходяться у складі гірських порід та мінералів. Головним є калій-40 та вуглець-14. Несприятливість біологічної дії радіоактивних речовин пов'язана не тільки з їхньою разовою тю, а із здатністю акумулюватись в організмі. Стронцій-90 накопичується в кістках, йод-131 - в щитовидній залозі цезій-137 включається в активний метаболізм, витісняючи азот.

Космічне випромінювання також є джерелом радіаційного фону. Космічні промені дають трохи менше половини зовнішнього опромінення, яке отримує населення від природних джерел радіації. Космічні промені в основному приходять до нас із глибин Всесвіту, але деяка їх частина зароджується на Сонці під час сонячних спалахів. Космічні промені можуть досягати поверхні Землі або взаємодіяти з її атмосферою, породжуючи вторинне випромінювання та сприяючи утворенню різноманітних радіонуклідів.

Небезпека, що пов'язана з атомною енергетикою та атомним озброєнням, була яскраво продемонстрована аварією на Чорнобильській АЕС в 1986 році. У результат аварії в навколишнє середовище потрапили радіоактивні ізотопи свинцю-239, цезію-137, стронцію-90, плутонію-240.

Загальний фон радіоактивного випромінювання на території України складає - 0,005 - 0,06 мР/год.

Хід роботи

Включіть прилад, для чого перемикач живлення переведіть в положення "Вкл." На цифровому табло повинно індукуватись:

         0 000        або            0000

Включення приладу повинно супроводжуватись коротким звуковим сигналом. При природному фоновому випроміненні прилад повинен подавати 1-6 звукових сигналів хвилину. Із збільшенням дози гамма випромінення пропорційно виростає часток»

звукових сигналів. Для вимірювання потужності експозиційної дози гамма - випромінювання зробіть

наступні кроки:

1.перевірте, чи закрита задня кришка приладу, при необхідності закрийте її; 2.переведіть перемикач режиму роботи в положення "МД" (крайнє ліве положення); 3.включіть прилад перемикачем живлення і натисніть кнопку "пуск/стоп". При цьому на цифровому табло повинні з'явитись крапки після кожного розряду і розпочатись відлік імпульсів.

4. через 20-25 сек. вимірювання закінчиться, що супроводжується звуковим сигналом, а на цифровому табло зафіксується число з однією комою. Даний показник приладу буде відповідати потужності експозиційної дози гамма-випромінювання виміряної в мР/год. Для виконання повторного заміру достатньо, не виключаючи прилад, натиснути кнопку "пуск". Після закінчення вимірювання вимкніть прилад. Для отримання більш точних даних проведіть вимірювання 3-5 разів, вирахуйте середнє арифметичне.

Для вимірювання щільності бета-випромінювання, зробіть наступні кроки:

1. перевірте, чи закрита задня кришка приладу, при необхідності закрийте її; 2.переведіть   перемикач   режиму   роботи   в   положення   "МД"   (крайнє ліве

положення),включіть прилад перемикачем живлення;

3. піднесіть прилад поверхнею задньої кришки до досліджуваної поверхні па відстань 0,5-1 см і натисніть кнопку "пуск".

4. виконайте замір і запишіть показник індикатора;

5. відкрийте задню кришку приладу;

6. виконайте замір при відкритій задній кришці, запишіть показник індикатора;

7. закрийте задню кришку, вимкніть прилад;

8. за формулою: ^А = Кз^Ау+ (3 + N7) розрахуйте величину щільності потоку бета-випромінювання. Одиниці виміру - част./см²хв.

На основі проведених вимірів, зробіть висновок.

Питання для самоконтролю:

1.    Що таке альфа-випромінювання?

2.    Що таке бета-випромінювання?

3.    Чим шкідливе радіоактивне випромінювання?

4.    З чого складається фонове радіоактивне випромінювання?

СЛОВНИК ТЕРМІНІВ І ПОНЯТЬ

Абіотичні фактори – умови та явища зовнішнього середовища, які впливають на організми чи екосистеми (кліматичні, едафічні, гідрологічні, орографічні, геологічні).

Автотроф – продуцент – організм, що синтезує органічну речовину з неорганічних сполук, використовуючи енергію Сонця (за допомогою фотосинтезу) або енергію що вивільняється в хімічних реакціях (за допомогою хемосинтезу).

Агроценоз – перетворене з природою й регулярно підтримуване людиною звичайно маловидове (часто з одним видом висіяних культурних рослин), угруповання організмів. Створюється для вирощування сільськогосподарської продукції (зерна, кормових трав, тощо).

Адаптація – пристосування живих організмів до життя в певних умовах середовища.

Алелопатія – явище, яке полягає в гальмуванні росту одного виду (аменсала) продуктами виділення іншого.

Аменсалізм – тип коакції, коли один вид, який називається аменсалом, відчуває на собі пригнічення росту і розмноження, а інший, який називається інгібітором, таких незручностей не відчуває.

Анабіоз – тимчасове припинення або уповільнення життєвих процесів.

Антропогенне забруднення – забруднення, пов’язане з діяльністю людини.

Антропогенні фактори – різноманітні форми людської діяльності, які змінюють біотичні та абіотичні елементи природи.

Ареал – зона поширення: 1) систематичної групи живих організмів (виду, роду і т. д.); 2) певного типу угруповань; 3) подібних умов; 4)подібних об’єктів (населених міст і т. д.).

Аут(о)екологія – розділ загальної екології, який вивчає пристосованість окремих видів рослин і тварин до умов середовища та способи життя виду.

Аутекологія – (термін введений у 1896 році Шретером) вивчає взаємозв’язки представників виду з оточуючим середовищем. Цей розділ екології займається, головним чином, визначенням меж стійкості виду і його ставлення до різних екологічних факторів. Також вивчає вплив середовища на морфологію, фізіологію та поведінку організмів.

Бенталь – область (зона) заселена бентосом, тобто організмами, які живуть на ґрунті або товщі ґрунту океанського (морського) дна.

Бентос – організми, які живуть на ґрунті або в товщі ґрунту океанського (морського) дна.

Біогеографія – наука, яка займається поширенням організмів на Земній кулі.

Біогеосфера – біосфера разом з геосферою за В.І. Вернадський, утворюють біокосне тіло, яке перебуває в постійному розвитку.

Біогеоценологія – або екосистемологія, вивчає біогеоценотичний шар Земної кулі і, зокрема, конкретні біогеоценози (суходільні, водні), в яких взаємодіють біоценози і абіотичне середовище.

Біологічне забруднення – привнесення в середовище нових, не властивих йому раніше, біонтів; надмірне збільшення чисельності (біомас) біонтів, що перевищує норму в природних умовах, в тому числі внаслідок набуття ними нових властивостей.

Біологічний контроль стану довкілля – організми, особливо мікроорганізми, разом з абіотичним середовищем створюють складну систему регулювання, підтримуючи на Землі умови, сприятливі для життя, а на певній стадії розвитку біосфери організми почали і продовжують контролювати склад атмосфери.

Біологічна надзвичайна ситуація – НС, яка спричиняється живими організмами.

Біом – це сукупність біоценозів, видів рослин і тварин однієї природної зони, яка характеризується певним типом структури угруповання, що є відбитком комплексу адаптації виду до умов середовища.

Біотоп – середовище існування біоценозу.

Біохімічний кругообіг – більш-менш замкнуті шляхи руху речовини.

Біоценоз – історично складена сукупність рослин і тварин, що населяють територію з більш-менш однаковими умовами існування (біотопом).

Важкі метали – це кольорові метали з щільністю більшою, ніж у заліза (7874 кг/м3) – Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sl, Sn, Bi, Hg.

Відходи – залишки сировини, що втратили свої споживчі властивості.

Водокористування – використання вод (водних об’єктів) для задоволення потреб населення і галузей економіки (господарсько-питне, комунальне, сільськогосподарське, промислове, транспортне і т. д.).

ГВК (грунтово-вбирний комплекс) – це сукупність найдрібніших частинок ґрунту менше 0,0001 мм, які складаються із нерозчинних у воді алюмокремнієвих солей і деяких органічних кислот, здатних вбирати із розчинів катіони одних солей і віддавати взамін іони інших.

Генофонд – сукупність властивостей організму до його пристосування в нових умовах середовища.

Гетеротрофи (консументи) – це організми, які потребують високоенергетичних органічних ресурсів і беруть участь у ланцюзі перетворення,за перебігом яких кожний попередній споживач ресурсу сам, у свою чергу, перетворюється в ресурс для наступного споживача.

Гетеротрофна синузія – це функціональні структурні елементи, які включають паразитів і напівпаразитів і так званих сапрофагів.

Гідробіонти – водні організми, які поділяються на: бентос (мешканці дна водойми чи водотоку, а також прикріплені до підводних предметів організми); планктон (мешканці товщі води – від водойми до її поверхні); нейстон (організми, які мешкають у поверхневій плівці води); пагон (найпростіші, коловратки, черви, молюски, ракоподібні та ін., зиму проводять у льоду в стані анабіозу, а весною оживають і продовжують планктонний чи бентосний спосіб життя).

Гідросфера – це водне середовище.

Гіпотеза – це науково обґрунтоване припущення, яке базується на спостереженнях, за допомогою якого можна пояснити те чи інше явище.

Гомеостаз – 1) відносна сталість фізико-хімічних та біологічних властивостей внутрішнього середовища організму людини і тварин (сталість складу крові, температура тіла); 2) стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи, яка підтримується регулярним відновленням основних її структур, речовино-енгергетичним складом і постійною функціональною саморегуляцією її компонентів.

Гранично допустимий викид (ГДВ) шкідливих речовин в атмосферу – встановлюється для кожного джерела забруднення атмосфери таким чином, що викиди речовин від даного джерела і від сукупності джерел міста або іншого населеного пункту з урахуванням розвитку промислових підприємств і розсіювання шкідливих в атмосфері не створюють приземну концентрацію, що перевищу їх ГДК для населення, рослинного і тваринного світу. ГДВ (г/с) встановлюються для умов повного навантаження технологічного обладнання  і системи очищення газів і їх нормальної роботи.

Грунтові води – вода, яка знаходиться в ґрунтовому покриві літосфери.

Гуміфікація – біологічний розклад і окислення органічної маси ґрунту.

Гетеротроф – організм, що харчується органічними речовинами, синтезованими іншими речовинами.

Граничнодопустиме антропогенне навантаження (гранично допустимий шкідливий вплив ГДШВ) – це антропогенне навантаження, тривалий вплив якого не призведе до зміни екосистеми. Наприклад, ГДШВ на водний об’єкт – це таке навантаження, тривалий вплив якого не призведе до зміни екосистеми водного об’єкта, а також гранично допустимої маси шкідливих речовин, яка може надійти до водного об’єкта і на його водозбірну площу.

Демекологія – наука, що вивчає стосунки в надорганізмовій системі (популяція-середовище).

Екологізація – зменшення інтегрального екодеструктивного впливу процесів виробництва та споживання одиниці продукції. Рівень екологізації може бути визначений за такими показниками: економічні, енергетичні, земельні, порівняння, наявність чи відсутність екологічно “гарячих” місць.

Екологічна ніша – місце, яке займає організм у середовищі проживання, обумовлене його потребою в їжі, території та пов’язане з функцією відтворення.

Екологічна безпека – 1) сукупність дій, станів і процесів, які прямо чи опосередковано не призводять до життєво важливої шкоди (чи загроз такої шкоди) природному середовищу, окремим людям і людству; 2) комплекс станів, явищ і дій, який забезпечує екологічний баланс на Землі і у будь-яких її регіонах на рівні, до якого фізично, соціально-економічно, технологічно і політично готове (може без серйозних збитків адаптуватися) людство.

Екологічна експертиза – попереджувальний захід, що дозволяє запобігти шкідливій діяльності з боку користувача природних ресурсів.

Екологічна катастрофа – стихійне лихо, крупна виробнича або транспортна аварія (катастрофа), які привели, до масової поразки флори, фауни, ґрунту, повітряного середовища і в цілому природи.

Екологічна рівновага – загальна узгодженість місця, часу і швидкості процесів по рівням від популяції до біосфери.

Екологічний моніторинг – комплексна система спостереження, оцінювання і прогнозування змін стану навколишнього середовища внаслідок антропогенного впливу.

Екологічний склад – набір життєвих форм, екологічних типів і синузій в угрупованні.

Екологічний стан – це природна ситуація, яка виникла внаслідок дії біологічних, фізичних та хімічних чинників.

Ланцюг живлення – послідовність груп організмів, кожна з яких (ланка живлення) є їжею для наступної ланки, тобто пов’язана відношенням їжа-споживач (хижак-жертва, паразит-хазяїн).

Мутагенні фактори, мутагени – фізичні явища та хімічні речовини, що діють на спадковий апарат організмів, викликаючи мутації в їх потомстві.

Норма забруднення – гранична концентрація речовини, яка надходить або міститься в середовищі, і яка допускається нормативними актами.

Озон – газ, що утворюється в атмосфері під час грозових розрядів, О₃.

Озонова діра – ділянка в озоносфері, в які озон відсутній.

Озоновий екран – озоносфера (шар озону в атмосфері, що поглинає ультрафіолетове випромінювання Сонця).

Охорона навколишнього природного середовища людини – комплекс міжнародних, державних, регіональних і локальних (місцевих) адміністративно-господарських, технологічних, політичних, юридичних і громадських заходів, спрямованих на забезпечення соціально-економічних, культурно-історичного, фізичного, хімічного і біологічного комфорту, необхідного для збереження людини.

Парникові гази – газоподібні складові атмосфери як природного, так і антропогенного походження, які поглинають і перевипромінюють інфрачервоне випромінювання (CO₂, CO, N₂O, NО_х, CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀).

Парниковий ефект – різке зростання вуглекислого газу в атмосфері, який не пропускає теплового випромінювання в атмосферу.

Природокористування – сукупність впливів людств на географічну оболонку Землі, що розглядається в комплексі, або сукупність всіх форм експлуатації природно-ресурсного потенціалу.

Синекологія – 1) розділ екології, що вивчає групи організмів (біоценози, екосистема); 2)аналізує стосунки між особинами, що належать до різних видів даного угруповання організмів, а також між ними і оточуючим середовищем.

Синузія – рівень угруповання за величиною (біоми, асоціація та синузії).

Смог – їдучий туман у приземному шарі повітря великих міст, який складається з дуже дрібних крапель кислот й інших шкідливих для людини й технічних споруд речовин.

Температурний градієнт – амплітуда коливань температури тіла рослини та середовища.

Терморегуляція – це температурні адаптації тварин, до змін в оточуючому середовищі.

Угруповання – живі організми всіх видів, що населяють певний простір.

Урбоекологія – наука, що досліджує взаємодію міста, його жителів з навколишнім середовищем.

Фотоавтотрофи – це автотрофи, для яких зовнішнім джерелом енергії є сонячне світло.

Фотоперіодизм – добовий і сезонний ритм розвитку активності рослин під впливом інтенсивності і якості світла, та тривалістю освітлення.

“Червона книга” – книга, в яку занесені рідкісні та зникаючі види тварин, створена Міжнародним союзом охорони природи і природних ресурсів.

Чиста продуктивність – кількість енергії, що використовується тваринами і деструкторами в екосистемі.

Ярусність – вертикальне розшарування рослинних угруповань на структурні частини-яруси.

ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Базові підручники.

1.    Білявський Г.О. та ін. Основи загальної екології. – К., 1995.

2.    Білявський Г.О., Фурдуй Р.С. Основи екологічних знань. – К., 1997.

3.    Білявський Г.О., Фурдуй Р.С., Костіков І.Ю. Основи екології. – К., 2005.

4.    Джигирей В.С. Основи екології та охорони навколишнього природного середовища. – Львів: 2001.

5.    Єнколо В.М. та ін. Основи екології та соціоекології. – Львів, 1998.

6.    Запольський А.К., Салюк А.І. Основи екології. – К., 2005.

7.    Злобін Ю.А. Основи екології. – К., 1998.

8.    Кучерявий В.П. Екологія. – Львів, 2001.

9.    Потіш А.Ф. та ін. Екологія: основи теорії і практикум. – Львів, 2003.

2. Додаткові посібники.

1.    Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: Теорія та практикум. – К., 2002.

2.    Гайнріх Д., Гергт М. Екологія. – К., 2001.

3.    Гор А. Земля у рівновазі: Екологія і людський дух. – К., 2001.

4.    Дідух Я.П. Популяційна екологія. – К., 1998.

5.    Крисаченко В.С. Екологічна культура. – К., 1996.

6.    Мельник Л.Г. Экологическая экономика. – Сумы, 2001.

7.    Стольберг Ф.В. и др.. Екология города. – К., 2000.

3. Нормативні документи.

1.    Закон України про охорону навколишнього природного середовища. – К., 1991.

2.    Закон України про екологічну експертизу. – К., 1995.

3.    Основні напрями державної політики України в галузі охорони довкілля, використання природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки. – К., 1999.