Мягченко О.П. Основи екології

Подождите немного. Документ загружается.

О. П. Мягченко

ОСНОВИ

ЕКОЛОГІЇ

ПІДРУЧНИК

Затверджено

Міністерством освіти і науки України

як підручник для студентів

вищих навчальних закладів

Київ

“Центр учбової літератури”

2010

УДК 574(075.8)

ББК 20.1я73

М 99

Гриф надано

Міністерством освіти і науки України

(Лист № 14/18–Г–438 від 26.06.2007)

Рецензенти:

Ґудзь П. В. – професор, доктор економічних наук;

Котляревський М. Б. – професор, доктор фізико-математичних наук;

Пономаренко В. І. – професор, доктор медичних наук.

Мягченко О. П.

М 99 Основи екології. Підручник. – К.: Центр учбової літератури, 2010. – 312 с.

ISBN 978-966-364-943-6

Підручник відповідає змісту і структурі типової програми “Основи екології”, за-

твердженої Міністерством освіти і науки України, призначений для студентів факуль-

тетів небіологічних спеціальностей вищих навчальних закладів 3 та 4 рівнів акредитації.

Розглянуто питання теоретичних основ екології, стан соціально-екологічних проблем у

світі, в Україні, її регіонах, як результат діяльності людини, суспільства та економічні

проблеми, які виникли в результаті нераціональної діяльності людства в біосфері.

Підручник містить картографічний матеріал, який відображає сучасні соціально-

економічні проблеми України та два додатки. Додаток 1 містить орієнтовні схеми

лабораторно-практичних робіт. Додаток 2 надає інформацію, необхідну для виконан-

ня практичних робіт та сприяє кращому розумінню основного тексту.

УДК 574(075.8)

ББК 20.1я73

ISBN 978-966-364-943-6 © Мягченко О. П., 2010.

ПЕРЕДМОВА

Сучасні екологічні проблеми всього світу, України та її регіонів

тісно пов’язані між собою, тому фахівцю будь-якої спеціальності не-

обхідно орієнтуватися як в глобальних, так і регіональних екологіч-

них проблемах, які породжують економічні та соціальні негаразди.

Це важливо, бо кожний фахівець працює в конкретному регіоні, для

якого характерні певні місцеві проблеми, без знання причин яких

не можливо отримати ефективний позитивний результат. Тому пе-

ред усім потрібно знати причини загальноекологічних проблем як

світового масштабу, так і державного, регіонального, місцевого та

взаємозв’язки між ними.

Наведена в підручнику інформація може бути корисною фахів-

цям в галузі економіки природокористування – менеджменту вироб-

ництва, туризму, готельного та курортного сервісу, при викладанні

екології, краєзнавства у вищих навчальних закладах гуманітарного

профілю та середніх школах.

Для вирішення сучасних проблем – забруднення повітря, пит-

ної, морської води, ґрунтів необхідно виробити стратегію на май-

бутнє. Для цього потрібна інформація про минулий і сучасний стан,

зокрема про місцевість, де працює фахівець. Україна, завдяки її ком-

фортним погодно-кліматичним умовам, наявності родючих ґрунтів,

багатому розмаїттю рослинного та тваринного світів здавна вабила

людей, за неї суперничало багато держав. Природні багатства, зокре-

ма наявність родовищ залізних, марганцевих руд, розвинене сіль-

ське господарство, транспортна система шляхів сполучення стали

поштовхом до аграрно-промислового розвитку держави, її регіонів.

Тому в історичному аспекті треба досліджувати зміни в різних сфе-

рах діяльності людини – природній, соціально-економічній, куль-

турній.

Важливою проблемою для збереження природних ресурсів

та раціональному їх використанні в будь-якому регіоні необхідні

спеціалісти в галузі практичної екології, зокрема екологічного ме-

неджменту та аудиту, управлінні екологічною безпекою та приро-

доохоронною діяльністю. Розвинені країни світу давно зрозуміли,

що покращити екологічний стан без фахівців екологів-практиків

неможливо. Тепер необхідно інтегрувати екологічні знання з еконо-

мічними. Економіст повинен бути екологом, а еколог економістом.

Основи екології

Підручник призначений для студентів економічних факультетів

вищих навчальних закладів гуманітарного профілю третього та чет-

вертого рівнів акредитації. Він може бути корисним вчителям шкіл

та викладачам вищих навчальних закладів, учням та студентам, всім

хто цікавиться природою, екологічним станом України, її регіонів.

Для полегшення користування посібником в кінці його наведено

іменний та предметний покажчики, словник термінів. Терміни, по-

няття, що розкриті в тексті в словнику не наводяться.

Автор вдячний всім, хто надав допомогу у здійсненні видання,

за поради.

ВСТУП

Територія України в геоекологічному, економічному, промис-

ловому та курортно-рекреаційному аспектах досить різноманітна, а

тому екологічний стан в різних її регіонах, як результат природних

та антропогенних факторів, різко відрізняється і часто є несприятли-

вим. Під несприятливими антропогенними процесами слід розуміти

фізичні та речовинні зміни географічних ландшафтів, які обумов-

лені антропогенними джерелами впливу і викликають порушення

їх середовищно-формуючих та ресурсовідновлюючих функцій. Для

аналізу причин негативних процесів, їх розвитку та кінцевих ре-

зультатів необхідний є екологічний моніторинг.

Одним з важливих напрямків моніторингу та геоекологічного

прогнозування є вивчення екологічного, соціально-економічного, де-

мографічного стану України, її регіонів. Стан повинен бути оптималь-

ним з точки зору соціально-економічної, екологічної комфортності

життя і являти собою гармонійно збалансоване просторово-об’єктне

середовище. Його характеристики, параметри мають важливе значен-

ня для створення безпечних умов для життєдіяльності людини, змен-

шення вірогідності проявів негативних явищ – зсувів, підтоплення на

прибережних територіях, особливо приморських, збільшення фоно-

вих концентрацій шкідливих речовин, факторів.

Актуальним для кожної людини є знання природоохоронного

законодавства – державного, міжнародного, розуміння основ еколо-

гічної політики – міжнародної, державної. Освічена, грамотна люди-

на, фахівець – це перед усім людина гуманна. Умовний поділ всього,

що нас оточує, на корисне та шкідливе – результат незнання законів

природи, невиконання законів людських. Тому в підручнику значну

увагу приділено правовим, еколого-етичним питанням, які є осно-

вою бережливого відношення до природи, до всього живого.

Важливим є екологічне прогнозування – передбачення напрям-

ків, швидкостей і масштабів змін в геоекологічних системах, роз-

рахунок цих параметрів на перспективу та їх оптимізацію з метою

оздоровлення довкілля. Значну увагу приділено розрахункам збит-

ків, що можуть бути завдані природі, а отже, суспільству при нера-

ціональному використанні природних ресурсів. В сучасних умовах

соціально-економічного розвитку держави особливо актуальні про-

блеми ефективного використання трудових, матеріальних і при-

родних ресурсів. Виходячи з основ суспільного і територіального

Основи екології

розподілу праці, господарські функції будь-якого регіону потрібно

розглядати на кількох рівнях – міжнародному, міжобласному, ре-

гіональному і міжрайонному, внутрішньорайонному, місцевому і

об’єктному. Для кожного рівня необхідний розгорнутий економіко-

екологічний аналіз cтану території, який би враховував умови і

фактори: економіко-географічне положення, наявність природних

ресурсів, геодемографічну, політичну та екологічну ситуації, наяв-

ність виробничих фондів і потужностей, необхідних для функціо-

нування регіону.

Вже тепер, з наявних результатів діяльності суспільства, кон-

цепція розміщення виробничих сил в Україні повинна цілком пере-

орієнтуватися з екстенсивного на інтенсивно обмежений підхід до

використання природних ресурсів. Замість розширення – стабіліза-

ція і навіть згортання окремих видів індустріального виробництва в

умовах докорінних структурних перетворень в економіці, соціаль-

ній політиці з врахуванням екологічної безпеки.

Проблеми екологічної безпеки відображені в нормативно-

правових актах багатьох держав і зокрема в природоохоронному

законодавстві України, у відношенні держави до цих проблем в ці-

лому. Державна концепція безпеки людини в Україні базується на

основних принципах, проголошених у Концепції ООН про «Сталий

людський розвиток». Її мета – забезпечити умови для збалансова-

ного безпечного життя кожної людини сучасності і наступних по-

колінь. Еколого-економічні аспекти, суверенітет кожної держави

та природи, морально-етичні цінності суспільства є засобами до-

сягнення цієї мети. Цей документ вимагає посилення інтеграційних

процесів між фундаментальними та гуманітарними дисциплінами і

науковими напрямками – правознавство, психологія, суспільствоз-

навство, природничі науки – біологічні, хімічні, фізичні, математич-

ні та прикладні.

Людина, суспільство стали рушійною силою еволюційних про-

цесів у природі, з-за цього всі сучасні екологічні процеси тісно

пов’язані з соціальними, тому в підручнику значну увагу приділено

соціально-екологічним проблемам, які розглянуті через призму лю-

дини, її потреб і можливостей, її місце в природі.

Зміст підручника формує уявлення про структуру сучасної

екології як про комплексну, інтегративну науку, основу якої скла-

дають біологічні, хімічні, фізичні, математичні, соціальні науки.

Такий підхід у викладанні матеріалу дає можливість сформувати

Вступ

у студента цілісне уявлення про досліджуваний предмет – біосфе-

ру. Викладено теоретичні основи сучасної екології, її термінологія,

основні закони, сучасні тенденції в здійсненні заходів щодо збере-

ження природи, цілісності біосфери; соціоекологічні проблеми – де-

мографічні, урбанізаційні, техніко-технологічні; приділяється увага

економіко-правовому регулюванню відношень людини, суспільства

з природою.

Мета курсу: сформувати сучасні уявлення, забезпечити май-

бутньому фахівцю знання про структуру, властивості, законо-

мірності розвитку біосфери, її взаємодії з суспільством через

еколого-економічні проблеми сучасності, про існуючі та можливі

екологічні небезпеки. Це передбачає два послідовних етапи навчан-

ня – системно-орієнтовний та задачно-орієнтовний. Перший етап

формує здатність до комплексного наукового вирішення екологіч-

них проблем, обґрунтування правових і соціально-економічних ме-

ханізмів політики держави в галузі захисту людини і природи. Дру-

гий формує практичні навички з використання теоретичних знань.

РОЗДІЛ 1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ

СУЧАСНОЇ ЕКОЛОГІЇ

Історія виникнення екології як науки. Предмет, об’єкти ви-

вчення. Засновники екологічного вчення. Основні розділи сучасної

екології, їх завдання. Сучасний стан біосфери. Основи біосфероло-

гії – вчення В.І. Вернадського про біосферу – її будову, функції. Біо-

сфера – частина космосфери, її залежність від Космосу. Еволюція

біосфери – рослин, тварин. Роль космічних впливів на біосферні

процеси. Поняття про ноосферу. Закони біосфери, їх значення.

1.1. Історія виникнення та розвитку екології як ознаки

глобальних проблем безпеки людства

Рис. 1. Е. Геккель

У середині ХIХ ст. в

зв’язку з активним розви-

тком машинного вироб-

ництва, застосуванням не-

досконалих технологій,

інтенсивним використан-

ням природних ресурсів ви-

никли явні негативні зміни

в природі, які характерні і

для початку третього тися-

чоліття. Тому виникла необ-

хідність у науковому аналізі

стану природи, суспільства,

а отже, в науці, яка змогла б

виявити причини негатив-

них змін та розробити методи їх подолання. Такою наукою стала еко-

логія. Її засновник – німецький вчений – медик, ботанік, зоолог, мор-

фолог Ернст Геккель. У 1866 р. в своїй праці «Загальна морфологія

організмів» він дав визначення нової науки – екології. Через три роки

вона стала відомою багатьом вченим завдяки його популярним лекці-

ям «Природна історія виникнення світу». В цій роботі Е. Геккель дав

визначення екології як науки: «Під екологією ми розуміємо загальну

науку про відношення організму і навколишнього середовища, до якого

ми відносимо всі умови існування в широкому смислі цього слова».

Розділ 1. Теоретичні основи сучасної екології

Але слід відзначити, що вперше слово «Екологія» використав

американський письменник Генрі Девід Торро, коли в листі ще від

1 січня 1858 р. писав своєму знайомому: «Містер Гоар все ще в Кон-

корді, де займається ботанікою і екологією...». Це було за вісім років

до Е. Геккеля. Значний внесок у розробку наукового розуміння біо-

сфери зробили праці відомого німецького природознавця Олексан-

дра Гумбольдта (1769–1859), який в своїй роботі «Космос» запо-

чаткував ідею про виникнення життя на Землі.

Екологія (гр. ейкос – будинок, місце життя та логос – вчення) дослівно

– наука про місце мешкання організмів, про взаємовідносини між ними, їх

угрупованнями і природним середовищем, в якому вони живуть. Її предмет

вивчення – взаємозв’язки, взаємовпливи між компонентами біосфери – ви-

дами, популяціями, взаємодіючими з неживими об’єктами, – світлом, повіт

рям, мінеральними компонентами (абіотичні чинники). Вони всі разом і

утворюють біосферу – саме той дім – «ейкос», який мав на увазі Геккель.

Термін біосфера вперше застосував австрійський геолог Зюсс в 1873 році. В

своїй невеличкій книзі, присвяченій геології Альп, він використав цей термін

немов мимохідь, ніяк не пов’язуючи його з майбутньою наукою про біосфе-

ру. Найбільш близько до сучасного розуміння будови біосфери підійшов Ж.

Б. Ламарк (1744–1829) – творець

першої цілісної еволюційної теорії.

Він же вперше застосував у 1802 р.

термін «Біологія».

Тільки через декілька де-

сятиліть всесвітньо відомий

український вчений В.І. Вер-

надський (рис. 2) немов пере-

відкрив термін «біосфера»,

створив у 1919–1931 роках ці-

лісне, розгалужене вчення про

біосферу – біосферологію.

Народився він 12 березня

1863 р. у Петербурзі. За літера-

турними даними його предок –

литовський шляхтич Верна слу-

жив у війську Б. Хмельницького.

Він оселився на Запорозькій Січі

і згодом його нащадок змінив

своє прізвище на русифіковане

Рис. 2. В.І. Вернадський (1863–1945)

Основи екології

Вернацький, а пізніше – на Вернадський. Відомо, що дід В.І. Вернадсько-

го – Василій Іванович служив лікарем у війську Суворова і за людяне

ставлення до французьких полонених від уряду Франції отримав орден

Почесного легіона.

Батько В.І. Вернадського народився і довго жив у Київі, закін-

чив тут університет, отримав звання професора політичної економії.

Невдовзі з родиною переселився до Петербурга, де і народився його

син Володимир. Через п’ять років після цього сім’я Вернадських

знову повернулася в Україну, в Харків.

В.І. Вернадський – видатний український та російський вчений

природознавець, мінералог і кристалограф, засновник геохімії та бі-

огеохімії, гідрохімії, вчень про ноосферу – ноосферологія та біосфе-

ру – біосферологія. Академік Санкт-Петербурзької Академії Наук

з 1909 р., Академік Академії Наук України з 1918 р. В червні 1918

р., на пропозицію міністра освіти М. Василенка, очолив комісію з

розробки законопроекту про заснування Української академії наук.

В період 1918–1919 рр. Вернадський – перший президент АН Укра-

їни. У 1920–1921 роках професор Таврійського університету в Сим-

ферополі, а в 1922–1939 – директор створеного ним Державного

радієвого інституту та ряду інших наукових установ. Автор близько

400 праць, серед яких «Очерки геохімії» (1924–1927), «Біохімічні

очерки « (1922–1932, 1940) та багатьох інших. У 1926 р. він видав

свою працю «Біосфера», в якій виклав основи вчення про біосферу

і показав, що її структура, динамічна рівновага склалися упродовж

дуже тривалого відрізка часу. Біосфера – це результат біохімічних

процесів у земній корі. Він відзначив роль людини в її подальшому

перетворенні в ноосферу.

Таким чином, екологія – це наука про властивості, функції біо-

сфери, про взаємозв’язки в ній між живими і неживими об’єктами, між

людиною, суспільством і природою. Це визначення відповідає сучас-

ному розумінню екології, як науки. Е. Геккель писав: «Екологія – це

наука про економію природи, показує собою ту частину фізіології,

що дотепер не вживалася у підручниках і в цьому відношенні обіцяє

блискучі і несподівані результати». Біосфера, як глобальна система,

є об’єктом вивчення екології, а окремі її компоненти, складові, явища

– предмети вивчення сучасної екології. Важливий внесок у розви-

ток майбутньої науки внесли своїми працями, самі того не підозрю-

ючи, англійські вчені – Чарльз Дарвін, Георг Марш, російські вчені

– А.І. Войєйков, А.І. Ферсман, К.А. Тімірязєв, К.Е. Ціолковський, С.І.