Природно-хозяйственная система. Каким должно быть соотношение между природоемкостью производства и экологической техноемкостью территории

49. Природно-хозяйственная система. Каким должно быть соотношение между природоемкостью производства и экологической техноемкостью территории.

Главная сущность нашего взаимодействия с окружающей природной средой: владение веществом, энергией и информацией.

Способы утилизации природных ресурсов
Функционирование биоэкономических систем
экономическая	Экологическая
Подсистемы
1.экономический рост	1.развитие экол. сист.
2.стабилизация	2.сохр. экол. сист.
3.падение экономического роста	3.травма экол. сист.
	4.гибель экол. сист.
Интегральный показатель
Обратная связьÝ

Экономическая подсистема (природоемкость производства П):

Пч _{(чистая прибыль)} ® max

З _{(затраты)} ® min

Vt _{(поток техногенного загряз.)} ® min

П изменяется в пространстве и во времени - П (R, t).

Экологическая подсистема (эколог. техноемкость территории - ЭТТ):

Рв _{(продуктивность)} ® const

S _{(устойчивость)} ® max

An _{(степень изменения экосистем)} ® min

П <(=) jЭТТ

j - коэффициент уравновешивания.

ЭТТ - это обобщенная характеристика территории, количественно соответствующая максимальной техногенной нагрузки, которую может выдержать в течении длительного времени совокупность реципиентов и экосистем территории без нарушения их структуры и свойств. Является частью полной экологической емкости.

Эколого-экономическая система - это определенное сочетание совместно функционирующих экологичейкой и экономической систем, обладающее новыми, эмержентными свойствами, не сводимыми к свойствам этих систем по отдельности.

Экологическая емкость территории - показатель способности территории к нейтрализации вредного воздействия.

50.Агроэкологическое значение альтернативных систем земледелия.

Современное с/х России находится в такой ситуации, когда стало очевидно, что концепция традиционного развития АПК должны быть существенно пересмотрена с учетом эколого-экономических проблем. Ведение с/х в Р привело к тому, что при увеличивающихся энергозатратах на единицу продукции мы не стали получать больше. За последние 30 лет с/х угодья РФ сократились с 51 до 46 млн. га. Главный итог развития нашего аграрного сектора - это противоречие экономической политики и агроэкологических аспектов интенсификации с/х производства. Очевидно, что нормальное воспроизводство в аграрном секторе невозможно осуществить без затрат на экологию. Затраты на экологию подразделяют на плановые и неплановые. К первым относятся затраты, связанные с расходами на производство экологически безопасной продукции, повышение плодородия почв, предотвращение загрязнения и сохранение окружающей среды. К неплановым относятся убытки, связанные с невозможностью реализации продукции отраслей животноводства и растениеводства из-за нарушения медицинских нормативов. Также сюда относят расходы, связанные с компенсацией потерь при загрязнении АЭС. В условиях интенсивного ведения с/х производства АЭС, как правило, выходит из равновесия (сбой по биоэнергетическому потенциалу). В основу альтернативного земледелия входит задача сокращения до минимума негативного воздействия на АЭС и создание предпосылок для использования собственного (скрытого) биопотенциала. В ряде западных стран в 50-60-ые годы альтернативное земледелие (АЗ) получило название "с/х выживания". В начале 70-ых это направление приняло довольно большое распространение и в 1972г. в Версале состоялась первая международная конференция по АЗ. Решением этой конференции явилось образование международной организации по органическому земледелию (IFOAM). В 1997г. состоялось последнее собрание IFOAM, где была сформулирована генеральная задача: довести производство биологических продуктов питания до 10-20% от общего объема рыночного потенциала. Четко разграничить традиционное и альтернативное земледелие невозможно, поэтому между ними существуют перекликания. Цели АЗ:

Сохранение и повышение плодородия почв.

Защита окружающей природной среды.

Активизация круговорота веществ.

Улучшение качества продукции.

Производство гарантированного количества продукции.

Экономия невосполнимой энергии.

Существует несколько типов АЗ.

Органическое земледелие (США). Обеспечивает рациональное использование природных ресурсов, минимальное снижение или повышение урожаев при неблагоприятных почвенно-климатических условиях, эффективное вовлечение природной энергии при производстве пшеницы, картофеля, яблок. До 20% увеличиваются затраты рабочей силы, производительность труда в некоторых случаях снижается до 95% и возможно уменьшение урожая пшеницы до 45%, т.к. запрещено применение быстрорастворимых азотных удобрений, пестицидов и др. защита растений основывается на использовании биопрепаратов бактериального и грибного происхождения.

Биодинамическое земледелие. Возникло в начале нашего столетия, основатель - Р. Штайнер. В этой системе рассматривается с/х предприятия как самостоятельный организм, который развивается и функционирует вместе с общими процессами развития в биосфере и космонавтике. В основе всех препаратов лежит применение молотого Si. По законам биодинамики приготовленные растворы хранят только в емкостях естественного происхождения. Применение элементов биодинамики в традиционном с/х целесообразно лишь при относительно низком уровне агроценоза.

Органобиологическое земледелие. Минеральные вещества из почвы поглощаются растениями не только в форме ионов, но и в виде макромолекул.

54.Биоиндикация как способ оценки экологического состояния системы "почва - растение"

Методы оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем часто называют биоиндикацией (лат. - indicare - указывать). В соответствии с этим, организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых так тесно коррелируют с определенными факторами среды, что могут применяться для их оценки, называют биоиндикаторами. При биоиндикации изменения биологической системы всегда зависят как от антропогенных, так и от природных факторов среды. Эта система реагирует на воздействие среды в целом в соответствии со своей предрасположенностью, то есть такими внутренними факторами, как условия питания, возраст, генетически контролируемая устойчивость и уже присутствующими нарушениями. Существуют различные формы биоиндикации. Если две одинаковые реакции вызываются различными антропогенными факторами, то говорят о неспецифической биоиндикации. Если же те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, то речь идет о специфической биоиндикации. Если биоиндикатор реагирует значительным отклонением жизненных проявлений от нормы, то он является чувствительным биоиндикатором. Аккумулятивные биоиндикаторы, напротив, накапливают антропогенное воздействие большей частью без быстро проявляющихся нарушений. Для биоиндикации пригодны в основном два метода - пассивный и активный мониторинг. В первом случае у свободно живущих организмов исследуются видимые или незаметные повреждения или отклонения от нормы, являющиеся признаками стрессового воздействия. При активном мониторинге пытаются обнаружить те же самые воздействия на тест-организмах, находящихся в стандартизированных условиях на исследуемой территории.

Все биоиндикаторы подразделяют на четыре группы:

ботанические;

зоологические;

микробиологические;

биохимические.

Растения обычно служат хорошими показателями нарушенности среды хозяйственной деятельностью, промышленными загрязнениями. Животные интересны как объект, физиологически близкий к человеку, по их реакциям можно предвидеть санитарные последствия загрязнений не только для природы в целом, но и для человека. Микробы - наиболее быстро реагирующие индикаторы, они лучше всего подходят для экотоксилогических экспериментов. Биологические факторы являются наиболее чувствительными, характеризующими физиологичексое состояние растений в системе "почва -растение". Высокая чувствительность показателя микробной биомассы, характеризующего состояние растений, объясняется адекватностью отражения интенсивности биологического круговорота в системе "почва - растение". Чем активнее состояние растений (чем моложе растения), тем интенсивнее протекают биохимические процессы. Это отражается на характере корневых выделений, которые являются пищевым и энергетическим материалом для населяющих почву микроорганизмов. Последние увеличивают свою численность, что в конечном итоге влияет на микробную продуктивность. Микробиологические методы индикации разработаны еще недостаточно. Высокая динамичность микробиологических показателей, пестрота значений в связи с неравномерностью в почвенной толще, слабо разработанная микробная систематика и идентификация видов и другие причины затрудняют работу исследователей в этой области.

56.Почвенно-биотические комплекс (ПБК) как основа АЭС. Значение ПБК при решении вопросов производства экологически безопасной с/х продукции.

Почва - это особое биокосное тело, сложнейшая система, где непрерывно совершается синтез органического вещества, круговорот элементов зольной и азотной пищи растений, детоксикация различных загрязнителей, которые поступают в почву и т.д. Эти процессы осуществляются благодаря уникальному строению почвы, которое представляет собой систему взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов: твердой, жидкой, газообразной и живой. Оптимальное сочетание этих факторов способствует лучшему развитию растений. Последние, формируя большую биомассу, поставляют больше пищевого и энергетического материала для населяющих почву живых организмов, что улучшает их жизнедеятельность и способствует обогащению почвы питательными веществами и биологически активными соединениями. Твердая фаза почвы, имеющая максимальное сосредоточение основных источников питательных и энергетических веществ, также взаимосвязана с распространением и функционированием ПБК. В процессах превращения веществ огромную роль играют населяющие почву живые организмы - ПБК. ПБК представляет собой большую и многочисленную группу организмов, среди которых известны микроорганизмы, простейшие, беспозвоночные животные, черви, моллюски и пр. эти организмы находятся в постоянном взаимодействии и взаимовлиянии друг м другом, очень динамичны в пространстве и во времени, некоторые обладают необычайно мощным ферментативным аппаратом и способностью выделять в окружающую среду различные токсины. От деятельности почвенной биоты в значительной степени зависит плодородие почвы, ее здоровье, качество с/х продукции, состояние окружающей среды. Поэтому знание особенностей функционирования ПБК в различных экологических условиях, их роли в жизни почвы поможет в решении проблемы создания продуктивных и устойчивых АЭС, производства экологически чистой с/х продукции и минимального загрязнения окружающей среды.

58.Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления ЗЧЭС и ЗЭБ.

В оценку среды обитания и здоровья население включается оценка состояния воздуха, питьевой воды, продуктов питания и ионизирующего излучения. Качество среды обитания оценивается комплексом требований: санитарно-гигиенических, рыбохозяйственных и экологических. Степень ухудшения здоровья: медико-демографический показатель, который оценивается по состоянию атмосферы воздуха, воды и почвы. Состояние природной среды: по общеэкологическим и санитарно-гигиеническим требованиям. Критерий - описание совокупности показателей, позволяющих охарактеризовать ухудшение состояния здоровья населения и окружающей среды. Показатели означают меру, а параметры - границы интервалов, соответствующих степени экологического неблагополучия. Параметры применяются либо на научных основании экспериментальных данных, либо на основании экспертной оценки специалистов. Полный документ по состоянию окружающей среды должен содержать следующие критерии: медико-демографический, экологический, социальный и экономический. Медико-демографический критерий: основные и дополнительные показатели. Первые включают в себя:

изменение структуры и увеличение смертности;

медико-генетические;

болезни;

отдельные формы злокачественных новообразований у детей;

специфические заболевания.

К дополнительным относят:

отставание средней продолжительности жизни от нормы…4

физическое развитие детей;

психическое развитие детей;

генетические нарушения.

Оценка загрязнения воздуха:

По максимально разовым концентрациям - концентрации загрязняющего вещества, не вызывающие у человека концерагенных воздействий в течении первых 20-30 минут. Критерием является кратность превышения: К=С₉₅/ПДК_{max раз.} Допустим, в воздухе содержится SO₂ (C2), SO₃ (C1), H₂SO₄ (C3), H₂SO₃ (C4), которые обладают эффектом суммации действия. Тогда показатель оцениваем по усредненной концентрации (вещества, относящегося к большему классу опасности). Для повышенной точности проводят статистическую обработку, которая позволяет получить значения с вероятностью 95%.

С₉₅=С₁ + C₂ × ПДК₁/ПДК₂ + С₃ × ПДК₁/ПДК₃ + С₄ × ПДК₁/ПДК₄

По среднесуточной концентрации - используют среднесуточные пробы, которые получили в результате непрерывной или периодической (не меньше 4 раз в сутки) аспирации воздуха. Все пробы анализируют, рассчитывают для каждого показателя К. ПДК_{среднесуточ.} всегда меньше ПДК_{max разов.}  в 7,5 раз (ст.59) или в 3-5 раз (ст.58).

По среднегодовым концентрациям - согласно ГОСТу. Рассчитывают с учетом К. используют также коэффициент комбинированного действия - а: ПДК_{годовое}=а × ПДК_{max разовое}. Коэфф. а изменяется от 0 до 1.

59.Биосфера. Характеристика современной биосферы. Законы ее развития и саморегуляции. Биосфера – область жизни организмов, оболочка Земли, состав структура и энергетика которой в настоящем или прошлом обусловлена действием живых организмов. Законы развития и саморегуляции биосферы. 1-й закон биогенной миграции атомов Вернадского – миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества, или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей биологической эпохи. 2-й закон физико-химического единства живого вещества – все живое вещество биосферы физико-химически едино.

Законы Голдсмита:

Закон сохранения информационной и соматической структуры биосферы.

Для сохранения структуры биосферы живое стремится к достижению состояния зрелости или экологического равновесия – закон стремления к климаксу.

3-й закон экологического порядка – целое оказывает влияние на части, а части на целое, в сумме это ведет к стабильности биосферы в целом. 4-й закон упорядоченности заполнения пространства и пространственно-временной определенности – заполнение пространства внутри природных систем из-за взаимодействия между ее подсистемами упорядоченно так, что позволяет реализоваться гомеостатичным свойствам системы с минимальными противоречиями между частями внутри нее. Правило автоматического поддержания глобальной среды обитания – живое вещество в ходе саморегуляции и взаимодействия с абиотическими факторами автодинамично поддерживает среду жизни, пригодную для развития. Принцип Роде – живое происходит только от живого, между живым и неживым проходит граница, несмотря на их постоянное взаимодействие. В биосфере существуют 2-а основных круговорота: большой геологический (разрушение, выветривание, отложение в океане, круговорот воды и циркуляция атмосферы) и биологический (часть БГ, заключается в том, что питательные вещества, вода аккумулируется в веществе растений, расходуются на построение тела и осуществления жизненных процессов, как их самих, так и консументов).

61.Экологические приемы предотвращения накопления микотоксинов в почве.

Микотоксины - яды, продуцируемыми в основном микроскопическими грибами. Из известных в природе многочисленных видов грибов продуцировать яды могут примерно 50%. Микотоксины вредны для клетки уже в незначительных концентрациях. ПДК микотоксинов 0,5 мкг/кг. Механизм действия микотоксинов заключается в блокировке жизненно важных аминокислот и образовании аминосоединений, которые даже в незначительных количествах обладают мощным фармакологическим эффектом на кровеносные сосуды. Учитывая высокую устойчивость микотоксинов в окружающей среде, основным, а иногда и в единственным методом предупреждения опасности микотоксикозов является предотвращение появления плесневых грибов во время выращивания, уборки и хранения с/х продукции. К числу агротехнических мероприятий относятся следующие: ранняя вспашка зяби, своевременное лущение стерни, сжигание всего погибшего материала на земельном участке, севооборот, недопущение сева в холодную влажную погоду, уборка растений после полного созревания и в сжатые сроки и др. Для снижения и предотвращения опасности загрязнения микробными токсинами необходимо использовать естественные биологические механизмы защиты в почве, одним из которых является структура микробного ценоза и его биоразнообразие. Для поддержания этого механизма необходимы прежде всего сохранение гумуса в почве, оптимизация кислотности почвенного раствора, предотвращение переуплотнения почвы, регулирование ОВ-потенциала и пр.

62.Основные компоненты биосферы. Функции живого вещества в биосфере.

Биосфера - область жизни организмов, оболочка земли, состав, структура и энергетика которой в настоящем (или прошлом) обусловлена действием живых организмов. По физическим природным средам выделяют атмосферу (газы, пыль и водяные пары), гидросферу (воды) и литосферу (верхняя твердая оболочка земли). Классификация веществ:

живое - вся совокупность организмов на планете;

косное - вещества, в образовании которых не участвуют живые организмы;

биогенное - вещества, созданные и переработанные жизнью;

биокосное - вещества, созданные одновременно живыми организмами и косными процессами, представляют систему динамического равновесия тех и других.

Живое вещество по массе занимает всего 0,05% от массы всех оболочек земли. Самая активная и организованная часть вселенной, проводит гигантскую геохимическую работу. Уровни существования живого вещества:

молекулярный;

клеточный;

тканевый;

органный;

организменный;

популяционно-видовой;

биоценоз и биогеоценоз;

биосфера.

Наиболее специфичное свойство живого вещества - способность к самовоспроизведению. Наследственность и изменчивость необходимы для эволюции живого вещества. Функции живого вещества: газовая (поглощает и выделяет газы), ОВ (окисляет, например, углеводы до углекислого газа и восстанавливает его до углеводов), концентрационную (организмы-концентраторы накапливают в своих телах и скелетах различные элементы). В результате выполнения этих функций живое вещество биосферы из минеральной основы создает природные воды и почвы и т.д. Первые две функции тесно связаны с жизненно важными процессами - фотосинтезом и дыханием.

64.Понятие "допустимая антропогенная нагрузка". Его значение.

Антропогенная нагрузка на ЭС проявляется в том, что человек влияет на земельные ресурсы, водные и воздушные среды, растительный и животный мир, недра земли. ДАН - это воздействие человека на ЭС, вызванное процессами расселения (заселения) и, в первую очередь, процессами урбанизации. ДАН определяется по отношению к фоновому состоянию и к ПДК.

66.Концепция формирования устойчивых АЭС. Ландшафтно-экологические основы формирования систем с/х производства.

Для ЭС выделяют два типа устойчивости: резистентную и упругую. Первая обусловлена свойством системы сопротивляться нарушениям, поддерживать свою структуру и функции. Упругая устойчивость - это способность почвы восстанавливать свое состояние, т.е. важнейшие характеристики на определенном временном интервале после того, как структура и функции системы были нарушены. АЭС характеризуются следующими показателями:

Емкость ЭС - способность ЭС адсорбировать чужеродные воздействия внешних факторов без изменения своего состояния.

Самоочищающая способность - совокупность всех природных процессов, направленных на восстановление первоначальных свойств ландшафта в целом или отдельных его компонентов.

Инерция - способность природных систем в некоторых пределах противостоять действию внешних факторов без изменения своего состояния.

Допустимые пределы изменений - максимальная и минимальная критические величины параметров состояния природных систем, внутри которых они обладают устойчивостью и не разрушаются.

14.Эвтрофикация водоемов: причины, масштабы, последствия.

15.Природная среда и закономерности действия экологических факторов.

19.Экологические функции почвенного покрова. См. №2.

20.Экологическая роль Санитарно-Защитных Зон предприятий.

22.Как рассчитывают показатели изменения плодородия почв, обусловленные антропогенными воздействиями.

23.Показатели и критерии эвтрофированности водных объектов.

25.Понятие о ресурсном цикле в с/х.

28.Определение токсикантов техногенного происхождения в зерне, овощах, фруктах, молоке, мясе

38.Принципы экологической классификации организмов.

45.Задачи охраны окружающей природной среды в процессе с/х производства.

46.Составить программу мониторинга в системе "почва - растение" в условиях повышенного загрязнения почв тяжелыми металлами.

51.Биогенное загрязнение вод в условиях интенсификации аграрного производства.

52.Основные токсиканты в АЭС. Источники поступления. См. в. 17.

53.Основные структурные и функциональные свойства АЭС.

55.Классификация, структурно-функциональные свойства и основные составляющие с/х ЭС.

57.Влияние агрохимикатов на качество природных вод.

60.Порядок расчета выноса биогенных веществ из природно-аграрных систем.

63.Проблемы экологизации с/х.

65.Значение вермикультуры и биогумуса в вопросах охраны окружающей среды. См. воп. 5.

Дополнительный материал.

Внешняя среда – все живое или неживое, что окружает организмы. Элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Они имеют различную природу: абиотические, биотические и антропогенные. График зависимости реакции от фактора – кривая Раткевича имеет пик – оптимум, спады – стресс и критические точки. Ширина оптимума – критерий пластичности организма по отношению к фактору, узкая – стенобионты, широкая – эврибионты.

Экологическая ниша – положение вида в биоценозе не территориальное, а функциональное, то есть комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Экосистема (ЭС) – биосистема, включающая все совместно функционирующие организмы и взаимодействующая с физической средой, при этом осуществляющая непрерывный круговорот веществ и энергии между живой и неживой частями природы.

ЭС=биотоп (нежив.) + биота (жив.)

ЭС состоит из двух ярусов: автотрофный и гетеротрофный.

Выделяют 6 компонентов ЭС:

Неорганические вещества

Органически соединения

Воздушная, водная субстратная среда

Продуценты

Консументы

Редуценты

Антропосфера – сфера первобытной деятельности человека, развивающаяся стихийно.

Классификация веществ: живое, косное, биогенное и биокосное. Уровни существования живого вещества:

Молекулярный

Клеточный

Тканевый

Органный

Организменный

Популяционно-видовой

Биоценоз и биогеоценоз

Биосфера

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.monax.ru/