12. Роль устойчивости экосистем. Основные закономерности сукцессионного развития экосистем.

Экосистема - совокупность разных видов организмов, совместно обитающих, и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом. Несмотря на то что экосистема - самая крупная и во многих отношениях самая важная экологическая единица, сам термин вошел в употребление лишь в 1935 г. Он был предложен английским ботаником А.Тенсли.

Биотическую и абиотическую части экосистемы связывает непрерывный обмен материалом - круговороты питательных веществ, энергию для которых поставляет Солнце.Биологическая и физическая сферы, представленные органическими и неорганическими соединениями, в совокупности образуют экосистему. Растения синтезируют органические соединения, используя энергию солнечного света и питательные вещества из почвы. Эти соединения служат строительным материалом, из которого растения образуют свои ткани, и источником энергии, необходимой им для поддержания своих функций.Устойчивость экосистемы - способность экосистемы и ее отдельных частей противостоять колебаниям внешних факторов и сохранять свою структуру и функциональные особенности. Напротив, степень неспособности экосистемы противостоять вредным внешним воздействиям означает ее уязвимость. Например, в данной экосистеме количество осадков понижается на 50% по сравнению со среднегодовыми значениями, но продукция растений уменьшается при этом только на 25%, а численность популяции растительноядных организмов - всего лишь на 10%.Выделяют два типа стабильности экосистем.Резистентная устойчивость - это способность экосистемы сопротивляться пертурбациям (нарушениям), поддерживая неизменной свою структуру и функцию.Упругая устойчивость - это способность системы восстанавливаться после того, как ее структура и функция были нарушены. Оба типа стабильности исключают друг друга, или, другими словами, системе трудно одновременно развить оба типа устойчивости. То есть экосистема не эквивалентна организму, поскольку обладает собственными качественно новыми свойствами. Другими словами, экосистема - это надорганизменный уровень организации, а не сверхорганизм; не похожа она и на промышленный комплекс (например атомную электростанцию). И все же у нее есть одна общая с этими системами черта: кибернетическое поведение.Сукце́ссия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза на одной и той же территории под влиянием природных или антропогенных факторов.Например на месте маленького озера может образоваться болото из-за постепенного обмеления и высыхания на месте болота – луг; на месте леса- луг; на месте безжизненного вулканического острова – может вырасти лес. В ходе сукцессии процессы всегда идут в направлении достижения равновесия в экосистеме- климакса. КЛИМАКС- в состоянии экосистеме, когда она без вмешательства извне находится в равновесии.Смена сукцессий- 1)экзогенетичесские или экзодинамические (вековые)- это влияние внешних факторов-потепление, похолодание, иссушение сточных рек, понижение уровня грунтовых рек.2)Эндодинамические- для различных географических объектов, характерны как общие, так и специфические изменения в экосиситемах.Первичная сукцессия- процесс развития различных экосистем на безжизненных територриях( на песчаных дюнах. На вулканических островах). Эта сукцессия самая длинная, тк сначала требуется время для формирования почвы.Вторичная сукцессия- это развитие одной экосистемы, более адаптированной к данным абиотическим условиям, на месте другой.Причины вторичных сукцессий- изменение климата, природные катаклизмы, человеческая деятельность, нашествие вредителей или заболевания.

13. Типы взаимодействия живых организмов Взаимодействие живых организмов с компонентами биосферы ( литосферой, атмосферой, гидросферой) происходит путем обмена, питания, дыхания, выделения продуктов метаболизма. Все организмы неодинаковы с точки зрения ассимиляции ими веществ и энергии. Растения используют солнечную энергию, осуществляя процесс фотосинтеза, а животные потребляют органические вещества, созданные растениями - фотосинтетиками. В природе каждый живой организм живёт не изолированно. Его окружает множество других представителей живой природы. И все они взаимодействуют друг с другом. Взаимодействия между организмами, а также влияния их на условия жизни представляют собой совокупность биотических факторов. Биотические факторы – это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. Среди них обычно выделяют: 1. Влияние животных организмов (зоогенные факторы)2. Влияние растительных организмов (фитогенные факторы)3. Влияние человека (антропогенные факторы) Типы взаимодействий: Гетеротипические реакции — это взаимоотношения между особями разных видов. Влияние, которое оказывают друг на друга два вида, живущих вместе, может быть нейтральным, благоприятным или неблагоприятным. Отсюда типы взаимоотношений могут быть следующими: Нейтрализм — оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния. Конкуренция — каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное действие. Виды конкурируют в поисках пищи, укрытия, мест кладки яиц и т. п. Оба вида называют конкурирующими. Мутуализм — симбиотические взаимоотношения, когда оба сожительствующих вида извлекают взаимную пользу. Сотрудничество — оба вида образуют сообщество. Оно не является обязательным, так как каждый вид может существовать отдельно, изолированно, но жизнь в сообществе им обоим приносит пользу.Комменсализм (дословно - "питание вместе за одним столом") — взаимоотношения видов, при которых один из партнеров получает пользу, не нанося ущерб другому. Амменсализм — тип межвидовых взаимоотношений, при котором в совместной среде обитания один вид подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия. Паразитизм — это форма взаимоотношений между видами, при которой организмы одного вида (паразита, потребителя) живут за счет питательных веществ или тканей организма другого вида (хозяина) в течение определённого времени. Хозяевами, как и паразитами, могут быть и животные, и растения. Хищничество — такой тип взаимоотношений, при котором представители одного вида поедают (уничтожают) представителей другого, т. е. организмы одного вида служат пищей для другого. Протокооперация (буквально: первичное сотрудничество) — простой тип симбиотических связей. При этой форме совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них, т.е. не является непременным условием выживания видов (популяций).

14. Пищевые цепи и пищевые сети. Экологические пирамиды.Внутри экологической системы органические вещества создаются автотрофными организмами (например, растениями). Растения поедают животные, которых, в свою очередь, поедают другие животные. Такая последовательность называется пищевой цепью; каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем. Организмы первого трофического уровня называются первичными продуцентами. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего трофического уровня – вторичными консументами и т. д. Первичные консументы – это травоядные животные (многие насекомые, птицы и звери на суше, моллюски и ракообразные в воде) и паразиты растений (например, паразитирующие грибы). Вторичные консументы – это плотоядные организмы: хищники либо паразиты. Существует ещё одна группа организмов, называемых редуцентами. Это сапрофиты (обычно, бактерии и грибы), питающиеся органическими остатками мёртвых растений и животных (детритом). Детритом могут также питаться животные – детритофаги, ускоряя процесс разложения остатков. В отличие от пастбищных пищевых цепей, начинающихся с первичных продуцентов (то есть с живого органического вещества), детритные пищевые цепи начинаются с детрита (то есть с мёртвой органики). Действительность намного сложнее, и организмы (особенно, хищники) могут питаться самыми разными организмами, даже из различных пищевых цепей. Таким образом, пищевые цепи переплетаются, образуя пищевые сети. Пищевые сети служат основой для построения экологических пирамид. Простейшими из них являются пирамиды численности, которые отражают количество организмов (отдельных особей) на каждом трофическом уровне. Для удобства анализа эти количества отображаются прямоугольниками, длина которых пропорциональна количеству организмов, обитающих в изучаемой экосистеме, либо логарифму этого количества. Часто пирамиды численности строят в расчёте на единицу площади (в наземных экосистемах) или объёма (в водных экосистемах).В пирамидах численности дерево и колосок учитываются одинаково, несмотря на их различную массу. Поэтому более удобно использовать пирамиды биомассы, которые рассчитываются не по количеству особей на каждом трофическом уровне, а по их суммарной массе. Построение пирамид биомассы – более сложный и длительный процесс. Пирамиды биомассы не отражают энергетической значимости организмов и не учитывают скорость потребления биомассы. Это может приводить к аномалиям в виде перевёрнутых пирамид. Выходом из положения является построение наиболее сложных пирамид – пирамид энергии. Они показывают количество энергии, прошедшее через каждый трофический уровень экосистемы за определённый промежуток времени (например, за год – чтобы учесть сезонные колебания). В основание пирамиды энергии часто добавляют прямоугольник, показывающий приток солнечной энергии. Пирамиды энергии позволяют сравнивать энергетическую значимость популяций внутри экосистемы. Так, доля энергии, проходящей через почвенных бактерий, несмотря на их ничтожную биомассу, может составлять десятки процентов от общего потока энергии, проходящего через первичных консументов.

15. Адаптация организмов. Способы и уровни адаптации.Под адаптацией понимается приспособление живого к постоянно меняющимся условия среды. В основе адаптации лежат явления раздражимости и характерные для нее адекватные ответные реакции. Адаптация вырабатывалась в процессе эволюции как следствие выживания наиболее приспособленных. Без адаптации невозможно поддержание нормального существования. Признаки, способствующие выживанию организма, постепенно усиливаются под действием естественного отбора, пока не будет достигнута максимальная приспособленность к существующим условиям. Приспособление происходит на уровне клетки, тканей, организма, затрагивая форму, размеры, особенности поведения, жизненный цикл и т.д. Выделяют следующие типы адаптации:генетическая – на основе изменчивости, случайных мутаций;морфологическая – изменение формы тела и строения под влиянием внешних факторов; физиологическая – изменение обмена веществ; этологическая – изменение поведения организма, взаимоотношений в группе.Среда обитания может изменяться медленно, на протяжении всей жизни, и в то же время ряд факторов изменяется быстро, в короткие отрезки времени.Соответственно можно выделить уровни адаптации: генотипическая (или эволюционная адаптация, адаптивная радиация) – любые практически необратимые, генетически закрепленные формы приспособлений, обусловленные естественным отбором, устойчивые во времени и пространстве обитания; фенотипическая (или аккомодация) -- любой обратимый процесс приспособления на уровне особи, популяции, вида или биоценоза.

16 Экологические факторы и их классификация.Экологические факторы – это отдельные элементы среды обитания, которые воздействуют на организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздействия экологических факторов. По природе экологические факторы делят на абиотические, биотические и антропогенные.Абиотические факторы – компоненты неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на организм. Их делят на следующие группы:– климатические факторы (свет, температура, влажность, ветер, атмосферное давление и др.);– геологические факторы (землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение и др.);– орографические факторы, или факторы рельефа (высота местности над уровнем моря, крутизна местности – угол наклона местности к горизонту, экспозиция местности – положение местности по отношению к сторонам света и др.);– эдафические, или почвенно-грунтовые, факторы (гранулометрический состав, химический состав, плотность, структура, рН и др.);– гидрологические факторы (течение, соленость, давление и др.).Биотические факторы – воздействие на организм других живых организмов.В зависимости от вида воздействующего организма их разделяют на две группы:– внутривидовые, или гомотипические, факторы – это влияние на организм особей этого же вида (зайца на зайца, сосны на сосну и т.д.);– межвидовые, или гетеротипические, факторы – это влияние на организм особей других видов (волка на зайца, сосны на березу и т.д.). Антропогенные факторы – деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).

17. Механизм действия экологических факторов.Факторы среды воздействуют на организм не по отдельности, а в комплексе, соответственно, любая реакция организма является многофакторно обусловленной. При этом интегральное влияние факторов не равно сумме влияний отдельных факторов, так как между ними происходят различного рода взаимодействия, которые можно подразделить на четыре основных типа: Монодоминантность — один из факторов подавляет действие остальных и его величина имеет определяющее значение для организма. Так, полное отсутствие, либо нахождение в почве элементов минерального питания в резком недостатке или избытке препятствуют нормальному усвоению растениями прочих элементов.Синергизм — взаимное усиление нескольких факторов, обусловленное положительной обратной связью. Например, влажность почвы, содержание в ней нитратов и освещённость при улучшении обеспечения любым из них повышают эффект воздействия двух других. Антагонизм — взаимное гашение нескольких факторов, обусловленное обратной отрицательной связью: увеличение популяции саранчи способствует уменьшению пищевых ресурсов и её популяция сокращается. Провокационность — сочетание положительных и отрицательных для организма воздействий, при этом влияние вторых усилено влиянием первых. Так, чем раньше наступает оттепель, тем сильнее растения страдают от последующих заморозков.

18 Экологическая классификация живых организмов.Экологическая классификация организмов основана на учете различных критериев- способа питания, передвижения, места обитания, отношения к отдельному фактору и др, По способу питания все живые организмы подразделяются на две большие группы-автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы организмы, синтезирующие из неорганических минеральных соединении органические вещества с использованием солнечной энергии ; к ним относятся, в основном, зеленые растения, осуществляющие фотосинтез. Гетеротрофы организмы, использующие органические вещества; это- животные, грибы и большинство микроорганизмов. Среди гетеротрофов различают фитофагов, использующих растительную пищу, и зоофагов, питающихся животными. Потребители мертвых организмов по пищевой специализации подразделяются на некрофагов— потребителей трупов животных, коп-рофагов — потребителей экскрементов, сапрофагов— потребителей мертвых растительных остатков и детритофагов— потребителей полуразложившихся органических веществ.Выделяют еще миксотрофные организмы, которые в зависимости от условий внешней среды, сочетают автотрофный и гетеротрофный способы питания (сине-зеленые водоросли, растения-паразиты (сапрофиты), растения-хищники, эвгленовые). В основу экологической классификации могут быть положены места обитания. Например, водные организмы — гидробионты подразделяются на бентосные — живущие на дне водоема (губки, актинии, придонные рыбы), планктонные— обитающие в толще воды и пассивно переносимые водными течениями (одноклеточные водоросли, медузы, крылоногие моллюски, икра, мальки рыб) и нек-тонные— активно плавающие (рыбы, дельфины, головоногие моллюски).

19Поток передачи энергии в экосистеме.Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. В конечном счете, вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фото- синтезирующими организмами (автотрофами) в потенциальную — в органические соединения.Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других, т.е. связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые (трофические) связи в сообществах — механизмы передачи энергии от одного организма к другому. В каждом сообществе трофические связи переплетены в сложную сеть. Организмы любого вида являются потенциальной пищей многих других видов. Таким образом, трофические сети в экосистемах очень сложные и создается впечатление, что энергия, поступившая в них, может долго мигрировать от одного организма к другому.На самом деле путь каждой конкретной порции энергии, накопленной зелеными растениями, короток. Она может передаваться не более чем через 4-6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся друг другом организмов. Такие ряды, в которых можно проследить пути расходования изначальной дозы энергии, называют пищевыми цепями. Место каждого звена в пищевой цепи называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень — всегда продуценты, создатели органической массы; растительноядные консументы относятся ко второму трофическому уровню; плотоядные, живущие за счет растительноядных форм, — к третьему; потребляющие других плотоядных — соответственно к четвертому и т.д. Виды с широким спектром питания могут включаться в пищевые цепи на разных трофических уровнях. Так, например, человек, в рацион которого входит как растительная пища, так и мясо травоядных и плотоядных животных, выступает в разных пищевых цепях в качестве консумента первого, второго и третьего порядков. Виды, специализированные на растительной пище, например, тли, зайцеобразные, копытные, всегда являются вторым звеном в цепях питания.Как правило, каждый вид питается не одним-единственным видом. Поэтому пищевые цепи переплетаются, образуй пищевую сеть. Энергетические затраты на поддержание всех метаболических процессов условно называют тратой на дыхание. Передача энергии в химических реакциях в организме происходит, согласно второму закону термодинамики, с потерей части ее в виде тепла. основная часть потребляемой с пищей энергии идет у животных на поддержание их жизнедеятельности и лишь сравнительно небольшая — на построение тела, рост и размножение. Иными словами, большая часть энергии при переходе из одного звена пищевой цепи в другое теряется, так как к следующему потребителю может поступить лишь та энергия, которая заключается в массе организма — предшественника в пищевой цепи. Эти потери составляют около 10% при каждом акте передачи энергии через трофическую цепь. Следовательно, запас энергии, накопленный зелеными растениями, в цепях питания стремительно иссякает. Поэтому пищевая цепь включает обычно всего 4-5 звеньев.

20. Биосфера и её характеристика. Границы биосферы.Биосфера – это часть оболочки Земли, населенная живыми организмами. Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части.Абиотическая часть представлена:1. Почвой и подстилающими ее породами до глубины, где еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства.2. Атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни.3. Водной средой – океаны, реки, озера и т.п.Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которых не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы. Биосфере, как и составляющим ее другим экосистемам более низкого ранга, присуща система свойств, которые обеспечивают ее функционирование, саморегулирование, устойчивость и другие параметры. Рассмотрим основные из них.1. Биосфера – централизованная система.Центральным звеном ее выступают живые организмы (живое вещество).2. Биосфера – открытая система. Ее существование немыслимо без поступления энергии из вне.Она испытывает воздействие космических сил, прежде всего солнечной активности.3. Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой, как отмечал Вернадский, характерна организованность. Границы биосферы Биосфера в атмосфере простирается примерно д озонового экрана (у полюсов – 8-10 км, у экватора – 17-18 км, над остальными территориями – 20-25 км).Гидросфера практически вся, в том числе и самая глубокая впадина (Марианская) Мирового океана (11022 м) занята жизнью. К необиосфере следует относить также и донные отложения, где возможно существование живых организмов.В литосферу жизнь проникает на несколько километров, но в основном ограничивается почвенным слоем, но по отдельным трещинам и пещерам она распространяется на сотни метров.

21Феномен идей В.И. Вернадского в биогеохимии и биосфере.Биогеохимия — наука, изучающая жизнедеятельность организмов в качестве ведущего фактора миграции и распределения масс химических элементов на Земле. Предметом изучения биогеохимии служат процессы миграции и массообмена химических элементов между живыми организмами и окружающей средой.Считается, что биогеохимия зародилась и развивалась под влиянием основополагающих трудов В.И. Вернадского, который ввёл в науку представление о живом веществе и показал его роль в планетарных геохимических процессах. Биогеохимия изучает геохимические процессы, протекающие при участии живых организмов, их совокупности - живого вещества (по терминологии принятой В. И. Вернадским) как вещества, обладающего максимальной геохимической энергией в биосфере и формирующего геохимическую среду жизни.Изучение организмов, живого вещества, как биологическое, так и биогеохимическое, с учетом биогенных циклов элементов невозможно без знания химического элементарного состава организмов, метаболизма и процессов его регуляции. Здесь биогеохимия занимает соответствующее место рядом с биохимией и физиологией. Но биогеохимия при этом трансформирует биологическое, биохимическое изучение микроэлементов в биогеохимическое, биосферное и вводит его в круг проблем экологического строения биосферы. Теоретическую основу биогеохимии составляет учение о живом веществе и биосфере, разработанное В.И. Вернадским. Основными понятиями биогеохимии являются: живое вещество, биосфера, биогеохимические процессы, биогеохимические циклы.Живое вещество биосферы есть совокупность ее живых организмов. Индивидуальный организм смертен, но жизнь в форме продолжающихся поколений бесконечна. Воздействие организмов на окружающую среду, не прерываясь ни на мгновение, продолжалось около 4 млрд. лет, на протяжении всей геологической истории. Поэтому постоянно существующая планетарная совокупность организмов с позиций геохимии может рассматриваться как особая форма материи – живое вещество. Его главное свойство – постоянный и непрерывный массообмен химических элементов с окружающей средой. По этой причине живое вещество играет роль ведущего фактора геохимической эволюции наружной части Земли.Учение о живом веществе – одна из областей соприкосновения естествознания и философии. В феномене живого вещества много неясного и загадочного. Образование живого только из живого не получило пока научного объяснения и дает основание рассматривать жизнь не только как земное, но и как космическое явление. Опираясь на труды Л. Пастера и П. Кюри, В.И. Вернадский считал, что живое вещество существует в особом пространстве, геометрия которого отличается от геометрии земных небиогенных тел. В.И. Вернадский разработал представление о биосфере как о наружной оболочке Земли, охваченной геохимической деятельностью живого вещества.В современном понимании биосфера не среда жизни, а глобальная система, где в неразрывной связи существуют, с одной стороны, инертное вещество в твердой, жидкой и газовой фазах, а с другой – разнообразные формы жизни и их метаболиты. Биосфера представляет собой единство живого вещества и пронизанной им наружной части земного шара. Живое вещество так же немыслимо без биосферы, как последняя без живого вещества.

22. «Озоновый экран» и его роль в защите живых организмов на Земле. «Парниковый эффект» и его роль в климатообразующих процессах. «Кислотные дожди»: причина появления и ареалы распространения.Озоновый экран — это воздушный слой в верхних слоях атмосферы (стратосфере), состоящий из особой формы кислорода — озона. Толщина озонового слоя в масштабе атмосферы — не больше листа бумаги в объеме домашней библиотеки.Озон имеет существенное эколого-биологическое значение и является важнейшим компонентом атмосферы, несмотря на то что процентное содержание его невелико — менее 0,0001 %. Связано это с тем, что именно озон активно поглощает УФ-излучение. Озон — форма молекулярного кислорода (03). Основное его количество сосредоточено в стратосфере на высоте 15-25 км (верхняя граница — 45-50 км). Озоновый слой находится в атмосфере между 15 и 40 км над поверхностью Земли. Этот слой выполняет роль экрана смертоносной ультрафиолетовой радиации, ослабляя ее примерно в 6500 раз. В атмосфере озон образуется из кислорода под действием электрических разрядов и космической радиации.Разрушение озонового слоя на 50% увеличило бы УФ-радиацию в 10 раз, что повлияло бы на зрение человека и животных и могло бы оказать другие губительные воздействия на живые организмы. Уменьшение плотности озонового щита планеты влечет за собой снижение урожаев сельскохозяйственных культур и продуктивности животноводства, резкое уменьшение биологической продуктивности приповерхностного слоя Мирового океана, а следовательно, уловов рыбы, существенный рост заболеваемости людей раком кожи. Ясно, что без знания общих экологических законов дальнейший прогресс человечества и поступательное развитие экономики невозможны. Исчезновение же озонового слоя привело бы к непредсказуемым последствиям — вспышкам рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира. Парниковый эффект — повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. По степени влияния на климат парникового эффекта Земля занимает промежуточное положение между Венерой и Марсом: у Венеры повышение температуры приповерхностной атмосферы в ~13 раз выше, чем у Земли, в случае Марса — в ~5 раз ниже; эти различия являются следствием различных плотностей и составов атмосфер этих планет.При неизменности солнечной постоянной и, соответственно, потока солнечной радиации, среднегодовые приповерхностные температуры и климат, определяются тепловым балансом Земли. Для теплового баланса выполняются условия равенства величин поглощения коротковолновой радиации и излучения длинноволновой радиации в системе Земля—атмосфера. В свою очередь, доля поглощенной коротковолновой солнечной радиации определяется общим (поверхность и атмосфера) альбедо Земли. На величину потока длинноволновой радиации, уходящей в космос, существенное влияние оказывает парниковый эффект, в свою очередь, зависящий от состава и температуры земной атмосферы.Основными парниковыми газами, в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон. Главный вклад в парниковый эффект земной атмосферы вносит водяной пар или влажность воздуха тропосферы, влияние других газов гораздо менее существенно по причине их малой концентрации.Вместе с тем концентрация водяного пара в тропосфере существенно зависит от приповерхностной температуры: увеличение суммарной концентрации «парниковых» газов в атмосфере должно привести к усилению влажности и парникового эффекта, вызванного водяным паром, который в свою очередь приведет к увеличению приповерхностной температуры.При понижении приповерхностной температуры концентрация водяных паров падает, что ведет к уменьшению парникового эффекта, и, одновременно с этим при снижении температуры в приполярных районах формируется снежно-ледяной покров, ведущий к повышению альбедо и, совместно, с уменьшением парникового эффектом, вызывающим понижение средней приповерхностной температуры.Таким образом, климат на Земле может переходить в стадии потепления и похолодания в зависимости от изменения альбедо системы Земля — атмосфера и парникового эффекта.Климатические циклы коррелируют с концентрацией углекислого газа в атмосфере: в течение среднего и позднего плейстоцена, предшествующих современному времени, концентрация атмосферного углекислого газа снижалась во время длительных ледниковых периодов и резко повышалась во время кратких межледниковий.В течение последних десятилетий наблюдается рост концентрации углекислого газа в атмосфере. Альбедо — характеристика диффузной отражательной способности поверхности. Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков : дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами обычно : оксидами серы, оксидами азота. Кислотные дожди – один из терминов, который принесла человечеству индустриализация. Неуемное расходование ресурсов планеты, огромные масштабы сжигание топлива, экологически несовершенные технологии – яркие признаки бурного развития промышленности, что в итоге сопровождается химическим загрязнением воды, воздуха и земли. Кислотные дожди – только одно из проявлений таких загрязнений.Впервые упомянутое в далеком 1872 году, по-настоящему актуальным понятие стало только во второй половине 20 века. В настоящее время кислотные дожди – проблема для многих стран мира, в том числе США и практически всех стран Европы. Карта кислотных дождей, разработанная экологами всего мира, наглядно показывает зоны самого высокого риска опасных осадков. Предпосылки для повышения кислотности атмосферной воды возникают, когда промышленные предприятия выбрасывают большие объемы оксидов серы и оксидов азота.

23. Круговорот веществ в биосфере. Биосфера — сложная наружная оболочка Земли, в которой содержится вся совокупность живых организмов и та часть вещества планеты, которая находится в процессе непрерывного обмена с этими организмами. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека. Имеются два основных круговорота веществ: большой — геологический и малый — биогеохимический. Большим круговоротом называется и круговорот воды между гидросферой, атмосферой и литосферой, который движется энергией Солнца. Вода испаряется с поверхности водоемов и суши и затем вновь поступает на Землю в виде осадков. Над океаном испарение превышает осадки, над сушей наоборот. Эти различия компенсируют речные стоки. В глобальном круговороте воды немаловажную роль играет растительность суши. Транспирация растений на отдельных участках земной поверхности может составить до 80-90% выпадающих здесь осадков, а в среднем по всем климатическим поясам — около 30%. В отличие от большого малый круговорот веществ происходит лишь в пределах биосферы. Существует закон глобального замыкания биогеохимического круговорота в биосфере, действующий на всех этапах ее развития. В процессе эволюции биосферы увеличивается роль биологического компонента в замыкании биогеохимического круговорота. Еще большее влияние на биогеохимический круговорот оказывает Человек. Но его роль проявляется в противоположном направлении (круговороты становятся незамкнутыми). Основу биогеохимического круговорота вешеств составляют энергия Солнца и хлорофилл зеленых растений. Другие наиболее важные круговороты — воды, углерода, азота, фосфора и серы — связаны с биогеохимическим и способствуют ему. Круговорот воды в биосфереРастения используют водород воды при фотосинтезе в построении органических соединений, выделяя молекулярный кислород. В процессах дыхания всех живых существ, при окислении органических соединений вода образуется вновь. В истории жизни вся свободная вода гидросферы многократно прошла циклы разложения и новообразования в живом веществе планеты. Круговорот кислорода в биосфереСвоей уникальной атмосферой с высоким содержанием свободного кислорода Земля обязана процессу фотосинтеза. С круговоротом кислорода тесно связано образование озона в высоких слоях атмосферы. Кислород освобождается из молекул воды и является по сути побочным продуктом фотосинтетической активности растений. Между содержанием кислорода в атмосфере и гидросфере существует подвижное равновесие. Выделившийся кислород интенсивно расходуется на процессы дыхания всех аэробных организмов и на окисление разнообразных минеральных соединений. Эти процессы происходят в атмосфере, почве, воде, илах и горных породах. Показано, что значительная часть кислорода, связанного в осадочных породах, имеет фотосинтетическое происхождение. Круговорот углерода в биосфереУглерод как химический элемент является основой жизни. Он может разными способами соединяться со многими другими элементами, образуя простые и сложные органические молекулы, входящие в состав живых клеток. Углекислый газ атмосферы и гидросферы представляет собой обменный фонд в круговороте углерода, откуда его черпают наземные растения и водоросли. Фотосинтез лежит в основе всех биологических круговоротов на Земле. Высвобождение фиксированного углерода происходит в ходе дыхательной активности самих фотосинтезирующих организмов и всех гетеротрофов — бактерий, грибов, животных, включающихся в цепи питания за счет живого или мертвого органического вещества. Круговорот азота в биосфереВ атмосфере и живом веществе содержится менее 2% всего азота на Земле, но именно он поддерживает жизнь на планете. Азот входит в состав важнейших органических молекул — ДНК, белков, липопротеидов, Молекулярный азот атмосферы недоступен растениям, которые могут усваивать этот элемент только в виде ионов аммония, нитратов или из почвенных или водных растворов. Поэтому недостаток азота часто является фактором, лимитирующим первичную продукцию — работу организмов, связанную с созданием органических веществ из неорганических. Тем не менее атмосферный азот широко вовлекается в биологический круговорот благодаря деятельности особых бактерий Круговорот фосфора в биосфереЭтот элемент, необходимый для синтеза многих органических веществ, включая АТФ, ДНК, РНК, усваивается растениями только в виде ионов ортофосфорной кислоты (Р034+). Он относится к элементам, лимитирующим первичную продукцию и на суше, и особенно в океане. В биосфере, по сути, происходит однонаправленный поток фосфора из горных пород суши в глубины океана, следовательно, обменный фонд его в гидросфере очень ограничен. Круговорот серы в биосфере. процесс окисления и восстановления благодаря которым происходит обмен серы между фондом доступного сульфата и фондом сульфидов железа, находящимся глубоко в почве и осадках. Основное накопление серы происходит в океане, куда ионы сульфатов непрерывно поступают с суши с речным стоком.

24. Воздействие на здоровье человека особо опасных химических веществ и канцерогенов. Экология и генетика.Химические вещества являются частью нашей повседневной жизни. Вся одушевленная и неодушевленная материя состоит из химических веществ, а изготовление практически каждого промышленного товара предполагает использование химических веществ. Многие химические вещества, если они используются надлежащим образом, в значительной степени способствуют улучшению качества нашей жизни, здоровья и повышению уровня благополучия. Но есть чрезвычайно опасные химические вещества, которые в случае их ненадлежащего регулирования могут пагубно влиять на наше здоровье и окружающую среду.АсбестВсе виды асбеста вызывают рак легких, мезотелиому, рак гортани, рак яичников и асбестоз (фиброз легких). Асбест попадает в организм через вдыхание волокон асбеста на рабочем месте, из окружающего воздуха вблизи точечных источников загрязнения.БензолВоздействие бензола на организм человека всегда ассоциировалось с целым рядом острых и долговременных неблагоприятных последствий для здоровья и с болезнями, в том числе, с раком и апластической анемией.Диоксины и диоксиноподобные веществаЭти вещества являются побочными продуктами горения и различных промышленных процессов, например, отбеливания бумажной массы хлором и плавки металлов, их воздействие на человека ассоциируется с целым рядом токсических последствий.Загрязнение воздуха3,2% глобального бремени болезней обусловлены загрязнением воздуха внутри помещений, вызванным использованием твердого топлива, и загрязнением наружного воздуха в городах.КадмийКадмий оказывает токсическое воздействие на почки, костную и дыхательную системы. Обычно он присутствует в окружающей среде в небольших количествах. Его относят к числу канцерогенов, опасных для человека.МышьякРастворимый неорганический мышьяк является высокотоксичным химическим веществом. Попадание неорганического мышьяка в организм в течение длительного времени может привести к хроническому отравлению мышьяком.Нехватка или избыток фтораПопадание фтора в организм оказывает как положительное воздействие – снижает заболеваемость кариесом зубов, так и пагубное – вызывает флюороз зубной эмали и скелета.Особо опасные пестициды Особо опасные пестициды могут оказывать острое и/или хроническое токсическое воздействие на организм и представляют повышенную опасность для детей.РтутьРтуть является токсичным веществом для здоровья человека. Особую угрозу она представляет для внутриутробного развития плода и развития ребенка на ранних стадиях жизни.СвинецСвинец является токсичным металлом, широкое применение которого привело к значительному загрязнению окружающей среды и возникновению проблем со здоровьем во многих странах.Эколо́гия наука об отношениях организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Термин «экология» предложен в 1866 Э. Геккелем. Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. С середины XX в. в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значение как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов, а сам термин «экология» — более широкий смысл. С 70 -х гг. XX в. складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы её охраны; включает различные философские, социологические, экономические, географические и другие аспекты (например, экология города, техническая экология, экологическая этика и др.). В этом смысле говорят об «экологизации» современной науки. Экологические проблемы, порождённые современным общественным развитием, вызвали ряд общественно-политических движений («Зелёные» и др.), выступающих против загрязнения окружающей среды и других отрицательных последствий научно-технического прогресса. Основная задача Э. на современном этапе — детальное изучение количественными методами основ структуры и функционирования природных и созданных человеком систем. Изучение популяций — естественных совокупностей особей одного вида, являющихся одновременно элементами системы вида и системы биогеоценоза, показало (советский учёный Н. П. Наумов) наличие у них сложной иерархической структуры. В задачи популяционной Э. входит изучение пространственного размещения особей, возрастной, половой и этологической (поведенческой) структуры популяции. Центральное место занимает проблема динамики численности популяции и механизмов её регуляции, рассматриваемая как регулируемый гене́тика наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. В зависимости от объекта исследования различают генетику микроорганизмов, растений, животных и человека, а от уровня исследования — молекулярную генетику, цитогенетику и др. Основы современной генетики заложены Г. Менделем, открывшим законы дискретной наследственности (1865),Идеи и методы генетики используются для решения проблем медицины, сельского хозяйства, микробиологической промышленности. Её достижения привели к развитию генетической инженерии и биотехнологии. Генетические исследования преследуют цели двоякого рода: познание закономерностей наследственности и изменчивости и изыскание путей практического использования этих закономерностей. То и другое тесно связано: решение практических задач основывается на заключениях, полученных при изучении фундаментальных генетических проблем и в то же время доставляет фактические данные, важные для расширения и углубления теоретических представлений. От поколения к поколению передается (хотя иногда и в несколько искаженном виде) информация о всех многообразных морфологических, физиологических и биохимических признаках, которые должны реализоваться у потомков. Исходя из такого кибернетического характера генетических процессов, удобно сформулировать четыре основные теоретические проблемы, исследуемые генетикой: 1.проблема хранения генетической информации2. проблема передачи генетической информации.3. проблема реализации генетической информации4. проблема изменения генетической информации.

25. Экологические проблемы регионов РФ: Урала, Северо-Запада РФ, Дальнего Востока, Каспийского моря, Ленинградской области.Нарушение межреспубликанских хозяйственных связей отрицательно сказалось на выпуске природоохранного оборудования, реагентов для очистки сточных вод и отходящих газов, другой продукции, необходимой для охраны окружающей среды. Возникли трудности при решении межреспубликанских экологических проблем, вызванных подъемом уровня Каспийского моря, необходимостью охраны вод в приграничных и трансграничных водоемах и переносом загрязнений через атмосферу и др. Уральский регион характеризуется очень высоким уровнем загрязнения воздуха и водной среды. Так, на Среднем Урале, где особенно развиты нефтепромышленные комплексы На Южном Урале объем вредных выбросов в 2 раза больше, чем на Среднем Урале, и составляет 5—5,5 млн. т/год. В результате этого здесь складывается наиболее острая экологическая ситуация. Все основные промышленные узлы Южного Урала относятся к числу самых экологически напряженных в стране, выделяясь также повышенным уровнем заболеваемости, бедственным состоянием водоснабжения и загрязнением территории. Дальний Восток Множество предприятий, связанных с добывающими, химическими отраслями, сбрасывают свои отходы прямо в сточные воды, которые становятся основными источниками загрязнения моря. Причем шельф дальневосточных морей, и особенно южноприморский, из всех акваторий нашей страны наиболее благоприятен для разведения марикультуры. На Дальнем Востоке производится незаконная вырубка девственных лесов — главного богатства региона, а древесина, попадая в водоем, выделяет высокотоксичные фенольные соединения. В числе экологических проблем Дальнего Востока также лесные пожары, последствия тайфунов и землетрясений, наводнения, крушения нефтеналивных танкеров, аварии на нефтегазопромыслах и других промышленных объектах. Практически все пляжи Уссурийского и Амурского заливов загрязнены тяжелыми металлами. Оснащенность дальневосточных портов очистными сооружениями крайне неудовлетворительная, поэтому нефть просачивается в пляжные зоны. ЛЕН. Обл. ЗагряЗнение атмоСферного воЗдуха. основными источниками загрязнений атмосферы являются предприятия металлургической, химической и горнодобывающей промышленности. в связи с интенсивным портовым строительством в последние годы в области стала актуальной проблема загрязнения атмосферного воздуха портовыми сооружениями, — пунктами очистки, промывки и пропарки цистерн . наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят ооо “Приморский торговый порт”, ооо“спецморнефтепорт Приморск” и ооо “По киришинефтеоргсинтез” .в результате трансграничного атмосферного переноса Ленобласть подвергается загрязнению свинцом и ртутью. водные Проблемы около 25 % источников питьевого водоснабжения не отвечают санитарным нормам и правилам. основными источниками загрязнения подземных вод являются промышленность и сельское хозяйство. основные компоненты загрязнения — аммоний, кадмий, нефтепродукты, метан, нитраты, свинец и фенолы. Серьезной экологической проблемой области является растущий масштаб захвата побережий. Проблема отходов. в области ежегодно образуется более 400 тыс. тонн твердых бытовых отходов, 3,8 млн тонн промышленных отходов разных классов опасности, более 1 млн тонн сельскохозяйственных отходов.В области растет число несанкционированных свалок. в лесах, вдоль дорог, на берегах водоемов таких мест насчитывается до 2 тысяч, в том числе около 200 более крупных в окрестностях больших поселков. незаконные рубки приобрели поистине катастрофические масштабы в кингисеппском, тихвинском и Лужском районах. там они велись даже в защитных лесах — на территориях кургальского, сяберского и котельского заказников, и даже в природном парке.

26.Загрязнение окружающей среды.Классификация Загрязнение окружающей среды -привнесение в нее несвойственных агентов или увеличение концентрации имеющихся (химических, биологических, физических) сверх естественного среднемноголетнего уровня, приводящее к негативным последствиям. Следовательно, загрязнителем может быть не только ядовитое, но и безвредное или нужное организмам вещество, содержание которого выходит за оптимальное значение концентрации. Например, природная вода хорошего качества, но в избыточном количестве выступает как загрязнитель (при чрезмерном поливе почв). Загрязнители классифицируются:– по происхождению: естественные или искусственные (антропогенные);– по источникам: а) промышленные, сельскохозяйственные, транспортные и др.; б) точечные (труба предприятия), объектовые (предприятие в целом); трансграничные (поступающие из других регионов, государств), рассеянные (сельскохозяйственное поле, экосистема в целом);– по масштабам действия: глобальные, региональные, местные (локальные) – по элементам среды: атмосферы, почв, гидросферы и ее различных составляющих (Мирового океана, пресных, подземных, речных и других вод);– по месту действия: городской среды, сельской среды, внутри промышленных предприятий, внутриквартирные и другие;– по характеру действия: химические (отдельные химические вещества и элементы или их комбинации), физические (радиоактивные, радиационные, тепловые, шум, электромагнитные), физико-химические (аэрозоли), биологические (микробиологические);– по периодичности действия: первичные (выбросы предприятий), вторичные (продукты смоговых явлений);– по степени стойкости: устойчивые – время жизни – сотни и тысячи лет (азот, кислород, аргон и другие); стойкие – время жизни – 5-25 лет (углекислый газ, метан, фреоны в нижних слоях атмосферы); неустойчивые – водяные пары, угарный газ, сернистый газ и др.

27. Экологические и технико-экономические особенности эксплуатации различных видов природных ресурсов. Минеральные ресурсы. Потребности в минеральном сырье, которое является основной базой для производства промышленной продукции, возрастают из года в год. Ежегодно в мире из горных пород извлекаются десятки млрд т различного минерального сырья и топлива. Топливная составляющая приблизительно достигает 50%. Полнота извлечения из недр полезных ископаемых такова: уголь - 60-70%; нефть и природный газ – 40-45%; руды черных и цветных металлов – 70-75%.Размещение минеральных ресурсов. Крупнейшие месторождения полезных ископаемых сосредоточены на территории развивающихся стран Азии, Африки и Латинской Америки, где ресурсный потенциал еще не в полной мере разведан. Первичные энергетические ресурсы – это нефть, природный газ, каменный и бурый уголь, горючие сланцы, торф (которые являются практически невозобновимыми ресурсами литосферы), древесина, а также гидроэнергия и др. Запасы энергии атомного распада и ядерного синтеза физически неисчерпаемы. Понятие «энергетический кризис» можно определить как напряженное состояние, складывающееся в результате несовпадения между потребностями современного общества в энергии и запасами энергоресурсов. В большей степени оно связано с нерациональной структурой их потребления. Земельные ресурсы. Земельные ресурсы и почвенный покров Земли – это основа живой природы и база для производства человеком продовольствия и сельскохозяйственного сырья. До половины пахотных земель в мире используется «на истощение», с превышением разумных нагрузок. Лесные ресурсы. Леса снабжают атмосферу необходимым для жизнедеятельности людей и животного мира кислородом. Человек использует леса несколько тысячелетий. Только за последние два столетия их площадь в мире сократилась в два раза. Сведение лесов такими темпами будет иметь катастрофические последствия для всего мира, так как сокращается поступление кислорода в атмосферу, усиливается «парниковый эффект», меняется климат на планете.Леса северного лесного пояса в экономически развитых странах подвергались интенсивному уничтожению в прошлом, но затем лесной покров был в большей степени восстановлен за счет лесопосадок. В некоторых странах, где проводятся правительственные программы сохранения биосферы, прирост древесины стал превышать объем ее вырубки. Большую роль играют также промышленные рубки леса на экспорт. Большой ущерб лесам наносят рубки, проводимые без учета эрозионной опасности, а также лесные пожары. Водные ресурсы. Вода является необходимым условием существования всех живых организмов. И сама жизнь, и вся хозяйственная деятельность человека неразрывно связаны с использованием водных ресурсов. Около 60% общей площади суши приходится на зоны, в которых нет достаточного количества пресной воды. Четвертая часть человечества ощущает недостаток воды, а еще свыше 500 млн жителей страдают от недостатка и от плохого качества питьевой воды. Пресная вода используется для питья, бытовых нужд, в промышленности и сельском хозяйстве. Однако большая часть воды на планете – это вода Мирового океана, а она непригодная не только для питья, но даже для технологических нужд. Несмотря на достижения современной технологии, проблема надежного водоснабжения для многих стран мира останется в ближайшие годы неразрешенной. В ХХ в. Влияние человеческой деятельности на Мировой океан приняло катастрофические масштабы: происходит загрязнение океана сырой нефтью и нефтепродуктами, тяжелыми металлами и другими токсичными веществами, обыкновенным мусором. Химическим и физическим воздействием своих вод и биологическим влиянием живых организмов океан рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов. Тем не менее, океану все труднее справляться с возрастающим объемом отходов, и его загрязнение растет.

28. Экологические проблемы больших городов (на примере конкретного мегаполиса).Санкт-Петербург. Загрязнение атмосферы – это одна из главных экологических проблем крупных городов. Главный источник загрязнения атмосферы сейчас – это выбросы промышленных предприятий и автотранспорт. Неудовлетворительное состояние дорожного покрытия напрямую влияет на загазованность нашего воздуха, вынуждая автотранспорт работать в экстремальном режиме. А возникающая при этом еще и запыленность доставляет много хлопот жителям домов, расположенных вдоль автомагистралей. Но очагами выбросов пыли являются также и строительные площадки, где не везде соблюдаются защитные меры, предусмотренные строительными технологиями. Так же одной из проблем СПб является повышенная концентрация сернистого газа в атмосфере, которая резко увеличивает коррозию металлов.И особенно интенсивной является коррозия углеродистой стали в городах с большой влажностью воздуха и в особенности расположенных на морских побережьях.(СПб)

29. Цели и задачи экологического мониторинга. Соблюдение норм ПДК и ПДВ на предприятиях различных отраслей промышленности.Целью современного экологического мониторинга является создание основы для защиты окружающей среды и содействие формированию высоко продуктивной системы "человек-природа". Основными задачами системы мониторинга являются: 1) наблюдение за факторами, воздействующими на окружающую природную среду, и за состоянием среды; 2) оценку фактического состояния природной среды; 3) прогноз состояния окружающей природной среды и оценку этого состояния. Выполнение этих задач позволяет исполнительным органам получать информацию, необходимую для: - планирования мероприятий по снижению загрязнения, выделения приоритетных сфер деятельности, контроля и оценки эффективности осуществления природоохранных мер; - разработки временных мер по сокращению загрязнения в тех районах, где оно достигло опасного уровня; - проверки соблюдения норм и стандартов качества природного объекта; - получения данных для проведения научных исследований, в частности, изучения влияния загрязняющих веществ на здоровье человека; - введения соответствующих законодательных актов. Предельно допустимый выброс (проект ПДВ) - является нормативом выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который нормируется для стационарного источника загрязнения в соответствии с техническим нормативом предельно допустимых выбросов и уровнем фонового загрязнения атмосферного воздуха, при условии обязательного не превышения данным источником экологических нормативов предельно допустимого уровня загрязнения атмосферного воздуха, предельно допустимого воздействия на экологические системы. Предприятия, для которых установлены ПДВ ( ВСВ ), должны организовать систему контроля за соблюдением ПДВ ( ВСВ ). При контроле за соблюдением ПДВ и ПДК основными должны быть прямые методы, использующие измерения концентрации вредных веществ и объемов газовоздушной смеси после газоочистных установок или в местах непосредственного выделения веществ в атмосферу. Предельно допустимая концентрация (ПДК) — утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

30. Методы и способы борьбы с загрязнениями окружающей среды и биосферы. Назовите математические методы, применяемые в экологии. Привести пример.Бисофера – это живая оболочка Земли. Внее вхдят нижний слой атмосферы, гидросфера и верхний слой литосферы.Можно рассматривтаь каждый ее компонент.1Основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы являются строгий контроль выбросов вредных веществ. Токсичные исходные продукты заменяют на нетоксичные, практикуется переход на замкнутые циклы, совершенствуются методы газоочистки и пылеулавливания. 2Проведение мероприятий, предупреждающих попадание загрязняющих веществ в водоемы, включает установление прибрежных защитных полос и водоохранных зон, отказ от ядовитых хлорсодержащих пестицидов, уменьшение сбросов промышленных предприятий за счет применения замкнутых циклов. Снижение опасности загрязнения нефтью возможно путем повышения надежности танкеров.3 Для предотвращения загрязнения поверхности Земли нужны предупредительные меры – не допускать засорения почв промышленными и бытовыми сточными водами, твердыми бытовыми и промышленными отходами, нужна санитарная очистка почвы и территории населенных мест, где такие нарушения были выявлены. Самым эффективным решением проблемы загрязнения окружающей среды были бы безотходные производства, не имеющие сточных вод, газовых выбросов и твердых отходов. Однако безотходное производство сегодня и в обозримом будущем принципиально невозможно, для его реализации нужно создать единую для всей планеты циклическую систему потоков вещества и энергии.вывод: Существуют следующие основные способы уменьшения загрязнения окружающей среды: безотходное производство, малоотходное производство, комплексная переработка сырья, новые технологии и материалы. Создаются новые технологии и материалы, экологически чистые виды топлива, новые источники энергии, снижающие загрязнение окружающей среды. К математическим методам, используемым в экологии, относится несомненно моделирование. Которое включает в себя:Дифференциальные уравнения-позволяют описывать динамику численности (биомассы) каждой популяции, входящей в изучаемую систему. В общем виде можно записать зависимость:

где w — число видов в сообществе, xi — численности i-го вида, t — время.

Вариационное исчесление. Принципиально иным является метод моделирования, основанный на применении экстремальных принципов. Согласно им в реальности осуществляются лишь некоторые состояния системы, а именно, состояния с экстремальным значением числовой функции или функционала, называемых "целевой функцией", которая определяет развитие природной системы.Клеточные автоматы. В моделировании динамики растительного покрова успешно применяют теорию клеточных автоматов. Клеточные автоматы — динамические модели с дискретным временем, пространством и состояниями.Организменные модели. С 1970 года в экологическом моделировании активно используется подход, в рамках которого основным объектом модели является индивид — individual-based models. Индивид рассматривают как уникальную, дискретную единицу, у которой есть по крайней мере еще одна черта в дополнении к возрасту, которая меняется в течение жизненного цикла: вес, ранг в социальной иерархии и т. п. Модели, "основанные на индивиде", строят снизу вверх, начиная с "частей" (индивидов) системы (популяции). Целью исследования часто становится понимание того, каким образом свойства системы возникают из взаимодействия её частей и какие ключевые эмерджентные факторы управляют ею и контролируют её состояние.