Posibnuk_Osnovu_ekologii



Міністерство освіти і науки України
Кам’янець-Подільський національний університет
імені Івана Огієнка


І.В. ФЕДОРЧУК
В.В. ШАРАВАРА
А.В. ЛІЩУК






ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ

Навчально-методичний посібник для студентів небіологічних спеціальностей











Кам’янець-Подільський
2010
УДК
ББК



Рецензенти:






І.В. Федорчук, В.В. Шаравара, А.В. Ліщук. Основи екології: навчально-методичний посібник для студентів небіологічних спеціальностей. – Кам’янець-Подільський: ПП Мошинський В.С., 2010 – с.


Викладено основні положення, поняття і завдання сучасної екології. Для кращого засвоєння студентами навчального матеріалу, посібник містить навчальну і робочу навчальну програми дисципліни “Основи екології”, практичні заняття, перелік тем для самостійної роботи, теми рефератів для виконання індивідуального навчально-дослідного завдання, перелік питань винесених на модульну контрольну роботу, а також, розроблені авторами, методичні рекомендації для їх виконання.
Посібник розрахований на студентів небіологічних спеціальностей вищих закладів освіти, де викладається навчальна дисципліна “Основи екології”.


Рекомендовано до друку вченою радою
Кам’янець-Подільського національного університету
імені Івана Огієнка
(протокол № від 2010 року)

ББК

© І.В.Федорчук, В.В.Шаравара,
А.В.Ліщук, 2010

ЗМІСТ

13 TOC \o "1-2" \u 14ВСТУП 13 PAGEREF _Toc252795034 \h 14715
НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ “ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ” 13 PAGEREF _Toc252795035 \h 141015
РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ “ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ” 13 PAGEREF _Toc252795036 \h 141215
І. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ 13 PAGEREF _Toc252795037 \h 142715
1.1. Короткий нарис історії екології. Українська екологічна школа 13 PAGEREF _Toc252795038 \h 142715
1.2. Об’єкт, предмет та завдання екології 13 PAGEREF _Toc252795039 \h 143115
1.3. Структура екології та її зв’язок з іншими дисциплінами 13 PAGEREF _Toc252795040 \h 143215
1.4. Основні екологічні закони 13 PAGEREF _Toc252795041 \h 143515
1.5. Методи екологічних досліджень 13 PAGEREF _Toc252795042 \h 143915
Питання для самоконтролю 13 PAGEREF _Toc252795043 \h 144115
ІІ. БІОСФЕРА – СЕРЕДОВИЩЕ ЖИТТЯ ЛЮДИНИ 13 PAGEREF _Toc252795044 \h 144315
2.1. Поняття біосфери. Межі, структура та компоненти біосфери 13 PAGEREF _Toc252795045 \h 144315
2.2. Біологічний та геологічний кругообіги речовин у біосфері 13 PAGEREF _Toc252795046 \h 144615
2.3. Природні компоненти біосфери (біоценози, біогеоценози, агроценози) 13 PAGEREF _Toc252795047 \h 144915
2.4. Класифікація екологічних факторів 13 PAGEREF _Toc252795048 \h 145215
Питання для самоконтролю 13 PAGEREF _Toc252795049 \h 145815
ІІІ. ОХОРОНА ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА 13 PAGEREF _Toc252795050 \h 146115
3.1. Значення води як природного мінералу 13 PAGEREF _Toc252795051 \h 146115
3.2. Водні ресурси планети і України 13 PAGEREF _Toc252795052 \h 146215
3.3. Споживання прісної води 13 PAGEREF _Toc252795053 \h 146915
3.4. Джерела і види забруднення водойм 13 PAGEREF _Toc252795054 \h 147015
3.5. Заходи по охороні водних ресурсів 13 PAGEREF _Toc252795055 \h 147415
Питання для самоконтролю 13 PAGEREF _Toc252795056 \h 147815
IV. ОХОРОНА ПОВІТРЯНОГО СЕРЕДОВИЩА 13 PAGEREF _Toc252795057 \h 148015
4.1. Атмосфера
· зовнішня оболонка Землі 13 PAGEREF _Toc252795058 \h 148015
4.2. Джерела забруднення атмосферного повітря 13 PAGEREF _Toc252795059 \h 148215
4.3. Наслідки забруднення атмосфери (кислотні опади, озонові діри, парниковий ефект) 13 PAGEREF _Toc252795060 \h 148615
4.4. Альтернативні шляхи охорони атмосфери 13 PAGEREF _Toc252795061 \h 149015
Питання для самоконтролю 13 PAGEREF _Toc252795062 \h 149115
V. ЗЕМЕЛЬНІ РЕСУРСИ. ОХОРОНА НАДР ТА ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ 13 PAGEREF _Toc252795063 \h 149315
5.1. Роль ґрунтів у біосфері 13 PAGEREF _Toc252795064 \h 149315
5.2. Причини деградації ґрунтів 13 PAGEREF _Toc252795065 \h 149515
5.3. Система заходів по охороні та відновленню ґрунтів 13 PAGEREF _Toc252795066 \h 149815
5.4. Поняття про надра і їх класифікація 13 PAGEREF _Toc252795067 \h 1410115
5.5. Можливості використання альтернативних джерел енергії 13 PAGEREF _Toc252795068 \h 1410315
Питання для самоконтролю 13 PAGEREF _Toc252795069 \h 1411215
VI. ОХОРОНА ФЛОРИ І ФАУНИ 13 PAGEREF _Toc252795070 \h 1411415
6.1. Значення рослин у природі та житті людини 13 PAGEREF _Toc252795071 \h 1411415
6.2. Вплив людини на рослинний світ 13 PAGEREF _Toc252795072 \h 1411815
6.3. Значення тварин у природі та житті людини 13 PAGEREF _Toc252795073 \h 1412015
6.4. Причини збіднення фауни 13 PAGEREF _Toc252795074 \h 1412315
6.5. Заходи по охороні та відновленню флори та фауни 13 PAGEREF _Toc252795075 \h 1412515
Питання для самоконтролю 13 PAGEREF _Toc252795076 \h 1413015
VII. ЕКОЛОГІЧНІ КАТАСТРОФИ 13 PAGEREF _Toc252795077 \h 1413115
7.1. Поняття про надзвичайні екологічні ситуації – катастрофи 13 PAGEREF _Toc252795078 \h 1413115
7.2. Природні екологічні катастрофи 13 PAGEREF _Toc252795079 \h 1413115
7.3. Антропогенні екологічні катастрофи 13 PAGEREF _Toc252795080 \h 1413715
7.4. Наслідки аварії на ЧАЕС 13 PAGEREF _Toc252795081 \h 1414015
Питання для самоконтролю 13 PAGEREF _Toc252795082 \h 1414215
ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ 13 PAGEREF _Toc252795083 \h 1414315
ЛІТЕРАТУРА 13 PAGEREF _Toc252795084 \h 1415215
ДОДАТКИ 13 PAGEREF _Toc252795085 \h 1415315
15

ВСТУП

Взаємовідносини людини, суспільства і природи, охорона навколишнього природного середовища – одна з найгостріших і актуальних проблем сучасності.
Завдяки дальшому розвитку суспільства зростає обсяг впливу людини на природу. Це зумовлено наскрізним використанням природних ресурсів, проблемами індустріалізації та урбанізації, збільшенням кількості відходів, забрудненням водних джерел, повітряного басейну.
Сьогодні екологічній проблематиці в Україні, попри кризові явища, які пронизують нашу економіку, політику, культуру, надається особливої уваги. Створено природоохоронні товариства, асоціації, з’являються друковані видання екологічного спрямування. Верховною Радою України прийнято цілу низку нормативних документів, спрямованих на вирішення екологічних проблем різних регіонів держави.
Доречно навести висловлювання відомого американського еколога Р.Ріклефса: “Якщо ми хочемо досягнути якоїсь згоди з Природою, то нам у більшості випадків доведеться приймати її умови”. Ці умови базуються на природних законах, яким підпорядковані всі процеси і явища в природі і з якими людству рано чи пізно прийдеться рахуватися також.
У всіх навчальних закладах докладається зусиль з метою формування у свідомості молоді екологічного світогляду, екологічного мислення та екологічної культури. З цією метою і читається курс “Основи екології”.
Мета курсу: сформувати у студентів сучасне уявлення про загальну екологію як взаємодію організмів і середовища, її історію та перспективи розвитку, необхідність раціонального використання природних ресурсів і зменшення негативного антропогенного тиску на довкілля.
Основними завданнями дисципліни є:
опрацювання студентами теоретичних основ екології, оволодіння практичними навичками у виявленні закономірностей між теоретичними аспектами екології та реальним станом середовища;
прищепити студентам навички аналізу системи “організми
· середовище існування” та її цілісного сприйняття на різних рівнях ієрархічної організації;
сформувати у студентів уміння прогнозувати зміни довкілля під дією різних факторів;
показати способи раціонального господарського використання природних ресурсів;
прищепити студентам розуміння принципів організації і розвитку екосистем, їхньої стійкості, пластичності при основних порушеннях.
Студенти повинні знати предмет і завдання сучасної екології, зв’язок з іншими дисциплінами; структуру екології; особливості будови і функціонування, сучасний стан біосфери; нормативні документи в галузі охорони довкілля; екологічні проблеми України та шляхи їх подолання.
Студент повинен знати:
предмет і завдання сучасної екології, зв’язок з іншими дисциплінами;
структуру екології;
взаємозв’язки абіотичних факторів і біотичної компоненти екосистеми;
особливості будови і функціонування екосистем, сучасний стан біосфери;
механізми, що забезпечують стійкість екосистем, мати уявлення про можливості основи біопродуктивності біосфери, процесів відтворення харчових ресурсів людства;
екологічні принципи раціонального природокористування;
нормативні документи в галузі охорони довкілля;
екологічні проблеми України та шляхи їх подолання.
Студент повинен уміти:
виявити взаємозв’язки абіотичних факторів та біотичної компоненти екосистеми, мати уявлення про межі толерантності організмів і популяцій;
скласти порівняльну таблицю властивостей біоценозу та агроценозу;
побудувати трофічний ланцюг;
розв’язати екологічні задачі;
схематично зобразити кругообіг пестицидів у навколишньому середовищі;
нанести на карту світу місця, де відбулися екологічні катастрофи.
Опанування основ екологічної науки потребує повного забезпечення відповідною навчальною і навчально-методичною літературою. Цей посібник певною мірою задовольнятиме потребу в такій літературі.
У запропонованому посібнику логічно узагальнені та послідовно висвітлені найголовніші положення сучасної екології, показані характер і сила споконвічних збалансованих зв’язків між усіма явищами і процесами, що відбуваються в біосфері та геосферах планети.
Матеріал посібника допоможе усвідомити глобальне значення екологічних проблем і необхідність упровадження екологічних знань у життя, зайняти активну громадянську позицію, не залишатися байдужими до злочинів проти природи. Це моральний обов’язок кожної людини як члена суспільства і невід’ємної частки живої природи.
Посібник розрахований на студентів небіологічних спеціальностей вищих закладів освіти, де викладається навчальна дисципліна “Основи екології”.

НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ “ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ”

Змістовий модуль І. БІОЕКОЛОГІЯ
Тема 1. Теоретичні основи екології.
Історія виникнення і розвитку екології як синтетичної наукової дисципліни; становлення екології як загальнобіологічної та гуманітарної науки. Українська екологічна школа і внесок українських науковців в розвиток екологічної науки. Об’єкт, предмет і завдання екології; структура екології як науки; еволюція ставлення людини до природи. Основні екологічні закони; закони Б.Коммонера.
Тема 2. Біосфера – середовище життя людини.
Біосфера як одна із оболонок Землі. Межі та структура біосфери. Абіотична і біотична складова. Компоненти біосфери, функції живої речовини в біосфері. Ґрунти – унікальна біокосна речовина. Кругообіг речовин та перетворення енергії у ланцюгах живлення. Велике та мале коло кругообігу. Природні угруповання біосфери – біоценози та біогеоценози (екосистеми). Порівняльна характеристика біоценозів та агроценозів. Екологічні фактори середовища та їх класифікація. Типи біотичних взаємодій.

Змістовий модуль ІІ. ОХОРОНА ПРИРОДИ
Тема 3. Охорона водного середовища.
Розподіл води на планеті та її значення в природі і житті людини. Джерела і види забруднень водного середовища (фізичне, хімічне, біологічне, теплове). Сучасні екологічні проблеми гідросфери і водних басейнів України. Проблеми нестачі прісної води. Очищення стічних вод.
Тема 4. Охорона повітряного середовища.
Атмосфера – зовнішня оболонка Землі. Будова і особливості функціонування атмосфери. Шари атмосфери. Повітря як середовище існування. Джерела забруднення атмосферного повітря (природні і штучні). Наслідки забруднення атмосфери (кислотні опади, озонові діри, парниковий ефект, смог) та шляхи їх подолання.


Тема 5. Охорона земельних ресурсів та проблеми енергетики.
Екологічні функції літосфери. Стан земельного покриву планети і України. Причини деградації ґрунтів. Поняття про надра і їх класифікація. Наслідки добування корисних копалин для довкілля. Можливості раціонального використання природних ресурсів. Альтернативні джерела енергії та енергозберігаючі технології.
Тема 6. Охорона рослинних та тваринних ресурсів.
Значення рослин у природі та житті людини. Вплив людини на рослинний світ. Значення тварин у природі та житті людини. Причини збіднення фауни. Заходи по охороні та відновленню флори та фауни.
Тема 7. Екологічні катастрофи.
Поняття про надзвичайні екологічні ситуації – катастрофи. Природні та техногенні екологічні катастрофи. Роль антропогенного фактору у виникненні та попередженні катастроф. Наслідки аварії на ЧАЕС.

Розподіл навчального часу з дисципліни “Основи екології”
Тема
Лекції
Практичні
Самостійна робота
ІНДЗ


Години

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ І. БІОЕКОЛОГІЯ

1.Теоретичні основи екології.
2
2
1
2

2.Біосфера – середовище життя людини.
2

1
2

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ ІІ. ОХОРОНА ПРИРОДИ

3.Охорона водного середовища.
2
2
2
2

4.Охорона повітряного середовища.
2

1
2

5.Охорона земельних ресурсів та проблеми енергетики.
2
2
2
2

6.Охорона рослинних та тваринних ресурсів.
2
2
1
2

7.Екологічні катастрофи.
2
2
2
2

Підготовка до модульної контрольної роботи


4


Модульна контрольна робота

2



Разом:
14
12
14
14



РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ “ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ”

Теоретична підготовка

з/п
Теми лекцій та основні питання
Години
Література

Змістовий модуль І. БІОЕКОЛОГІЯ

Тема 1. Теоретичні основи екології.

1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Історія виникнення, становлення та розвитку екології як науки.
Об’єкт, предмет та завдання екології.
Структура екології і її зв’язок з іншими дисциплінами.
Основні екологічні закони.
Методи екологічних досліджень.
2
а)
б)

Тема 2. Біосфера – середовище життя людини.

2.1
2.2
2.3

2.4
Поняття біосфери. Межі, структура та компоненти біосфери.
Біологічний та геологічний кругообіги речовин в біосфері.
Природні комплекси біосфери (біоценози, біогеоценози, агроценози).
Класифікація екологічних факторів.
2
а)
б)

Змістовий модуль ІІ. ОХОРОНА ПРИРОДИ

Тема 3 Охорона водного середовища.

3.1
3.2
3.3
3.4
Значення води як природного мінералу.
Водні ресурси планети та України.
Джерела і види забруднення водойм.
Заходи по охороні водних ресурсів.
2
а)
б)

Тема 4. Охорона повітряного середовища.

4.1
4.2
4.3
4.4
Атмосфера – зовнішня оболонка Землі.
Джерела забруднення атмосферного повітря.
Наслідки забруднення атмосфери.
Альтернативні шляхи охорони атмосфери.
2
а)
б)

Тема 5. Земельні ресурси. Охорона земних надр та проблеми енергетики.

5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
Роль ґрунтів у біосфері.
Причини деградації ґрунтів.
Система заходів по охороні та відновленню ґрунтів.
Поняття про надра і їх класифікація.
Можливості використання альтернативних джерел енергії.
2
а)
б)

Тема 6. Проблеми охорони рослинних і тваринних ресурсів.

6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
Значення рослин у природі та житті людини.
Вплив людини на рослинний світ.
Значення тварин у природі та житті людини.
Причини збіднення фауни.
Заходи по охороні та відновленню флори та фауни.
2
а)
б)

Тема 7. Екологічні катастрофи.

7.1
7.2
7.3
7.4
Поняття про надзвичайні екологічні ситуації – катастрофи.
Природні екологічні катастрофи.
Антропогенні екологічні катастрофи.
Наслідки аварії на ЧАЕС.
2
а)
б)


Самостійна робота
Самостійна робота з дисципліни “Основи екології”, яка є позааудиторною роботою студентів протягом вивчення навчальної програми модулів, спрямована на самостійне вивчення додаткового матеріалу з дисципліни, з метою досягнення ширшого і глибшого розуміння студентами питань науки екологія, і виконання завдань репродуктивного, творчого та інноваційного характеру.
На самостійну роботу з дисципліни “Основи екології” винесені такі питання:

з/п
Питання (види роботи)
Години
Форми
контролю
Література

Змістовий модуль І. БІОЕКОЛОГІЯ

Тема 1. Теоретичні основи екології

1.
Основи взаємодії суспільства і природи.
1
Опитування (практичне заняття №1)
а)
б)

2.
Опрацювання лекційного матеріалу та підготовка до практичного заняття.




Тема 2. Біосфера – середовище життя людини

3.
Походження і еволюція біосфери.
1
Опитування (практичне заняття №1)
а)
б)

4.
Опрацювання лекційного матеріалу та підготовка до практичного заняття.




Змістовий модуль ІІ. ОХОРОНА ПРИРОДИ

Тема 3. Охорона водного середовища

5.
Стан водних басейнів України.
2
Опитування (практичне заняття №3)
а)
б)

6.
Сучасні способи очищення стічних вод.




7.
Опрацювання лекційного матеріалу та підготовка до практичного заняття.




Тема 4. Охорона повітряного середовища

6.
Сучасні способи очищення викидів в атмосферу.
1
Опитування (практичне заняття №3)
а)
б)

7.
Опрацювання лекційного матеріалу та підготовка до практичного заняття.




Тема 5. Земельні ресурси. Охорона земних надр та проблеми енергетики

8.
Карта ґрунтів України.
2
Опитування (практичне заняття №4)
а)
б)

9.
Енергетичні ресурси України (корисні копалини).




10.
Опрацювання лекційного матеріалу та підготовка до практичного заняття.




Тема 6. Проблеми охорони рослинних і тваринних ресурсів.

11.
Ознайомлення з Червоною книгою України.
1
Опитування (практичне заняття №4)
а)
б)

13.
Опрацювання лекційного матеріалу та підготовка до практичного заняття.




Тема 7. Екологічні катастрофи

14.
Радіоактивне, вібраційне та шумове забруднення.
2
Опитування (практичне заняття №5)
а)
б)

15.
Природоохоронні фонди та глобальні організації з захисту тварин і збереження біорізноманіття.




16.
Опрацювання лекційного матеріалу та підготовка до практичного заняття.




17.
Підготовка до модульної контрольної роботи.
4
МКР



Всього:
14




Представлені завдання і питання самостійного вивчення відповідають об’єму знань і рівню сформованості вмінь та навичок студентів отриманих на шкільних уроках і під час вивчення даної дисципліни.
Критерії та норми оцінювання самостійної роботи.
Контроль за самостійною роботою відбувається за допомогою бесіди (опитування) на практичних заняттях. За винесені на самостійне опрацювання питання, після опитування, можна отримати максимально 10 балів.
Завдання самостійної роботи оцінюються так:
“9-10 балів”
· відповіді на питання дані правильно, із творчим підходом, на високому рівні;
“6-8 балів”
· відповіді на питання дані правильно, із творчим підходом, на високому рівні, але з незначними помилками;
“3-5 балів”
· відповіді на питання дані не повністю, з помилками або на частину питань;
“1-2 бали” – відповіді на питання дані із значними помилками, частина питань не опрацьована;
Якщо студент не виконав жодного завдання з самостійної роботи
· 0 балів.
Бали, отримані студентом за виконання самостійної роботи включаються в загальну кількість балів, які може отримати студент в системі поточного і модульного контролю.

Індивідуальна робота
(індивідуальні навчально-дослідні завдання)
З метою самостійного вивчення частини програмного матеріалу, систематизації, поглиблення, узагальнення, закріплення та практичного застосування знань з навчальної дисципліни та розвитку навичок самостійної роботи передбачено виконання студентом індивідуальної роботи, яка є одним із видів навчальної роботи і включає індивідуальні заняття з викладачем та виконання індивідуального навчально-дослідного завдання (ІНДЗ).
Індивідуальні заняття організовуються в позааудиторний час за окремим графіком у формі консультацій з навчальної дисципліни.
Індивідуальні завдання з курсу “Основи екології” виконуються у формі реферату, теми яких видаються студентам на початку вивчення курсу та виконуються ними самостійно при консультуванні викладачем.
Тематика ІНДЗ (теми рефератів) з курсу “Основи екології”:
Екологічні моделі (Мальтус, Дж.Форрестер, Д.Медоуз, М.Мессарович і Е.Пестель, модель біосфери Гея).
Проблеми реалізації стійкого розвитку суспільства в Україні.
Україна і реалізація Кіотського протоколу.
Парниковий ефект, кислотні дощі, озонові дірки – глобальні екологічні проблеми людства.
Регіональні екологічні проблеми України (Карпати, Придніпров’я, міста України, Чорне і Азовське море, Полісся, Донбас, зона ЧАЕС).
Концепція В.І.Вернадського про ноосферу.
Екологічні проблеми використання природних ресурсів України.
Структурні рівні організації матерії і місце в них екологічних структур і людини.
Екосфера. Гіпотези про виникнення живого.
Біосфера і її перехід в ноосферу.
Енергія – проблема зростання виробництва і споживання.
Зростання населення і проблеми ресурсів.
Озоновий захист живого: проблема збереження і можливість відновлення.
Збереження біорізноманітності і біологічної продуктивності біосфери.
Природні території, що підлягають особливій охороні (заповідники, заказники, регіональні і національні парки).
Екологічні проблеми лісокористування.
Агроекологічні проблеми.
Екологічні наслідки забруднення навколишнього середовища (проблеми здоров’я населення).
Забруднення атмосфери.
Забруднення гідросфери.
Тверді і небезпечні відходи.
Антропогенна дія на літосферу.
Техносфера як середовищетвірний чинник (транспорт, гірничодобувна промисловість, комбінати і ін. технічні чинники).
Методи і технології екологічної реабілітації (переробка твердих побутових відходів, очищення промислових стоків і ін.).
Екологічне законодавство.
Екологічний менеджмент.
Екологічний моніторинг.
Математичне моделювання і прогнозування антропогенних дій на природні системи.
Еколого-господарський баланс територій.
Адміністративні методи управління в екології: ліцензування природокористування і природоохоронної діяльності.
Адміністративні методи управління в екології: екологічна експертиза.
Адміністративні методи управління в екології: оцінка впливу на навколишнє середовище.
Адміністративні методи управління в екології: екологічний аудит.
Адміністративні методи управління в екології: екологічна сертифікація.
Економічні і ринкові методи управління в екології: економічний механізм управління природокористуванням і охороною навколишнього середовища.
Економічні і ринкові методи управління в екології: екологічне страхування і інші ринкові методи управління.
Забезпечення екологічної безпеки як форма взаємодії суспільства і природи.
Правове регулювання і державна політика у сфері екологічної безпеки.
Економічний механізм забезпечення екологічної безпеки.
Соціальна екологія.
Екологічна освіта і виховання населення.
Суспільний екологічний рух.
Соціально-екологічний моніторинг як система.
Міжнародна співпраця в охороні навколишнього середовища і природокористуванні.
Біосфера: суть і методологічне значення.
Закономірність розвитку біосфери.
Ноосфера: поняття, місце техносфери, значення для розробки стратегії виходу з глобальної екологічної кризи.
Специфіка взаємодії суспільства і природи.
Науково-технічна революція і тенденції зміни біосфери.
Принципи взаємодії суспільства і природи.
Концепція стійкого розвитку.
Деформація і руйнування екосистем в XX столітті. Сценарій на першу половину XXI століття.
Економічне зростання і його екологічні наслідки (доповіді вчених Римського клубу).
Експропріація енергії людиною (динаміка споживання первинної органічної речовини).
Втрата біологічної різноманітності в біосфері.
Кругообіг води в біосфері, зміни, що відбуваються (запустелювання; евтрофікація водних об’єктів і ін.).
Хімічна деформація навколишнього середовища.
Глобальний клімат.
Зміна цивілізацій і екологічні кризи.
Сучасна глобальна екологічна криза: наукові точки зору.
Вплив технологій виробництва енергії на навколишнє середовище.
Ядерна енергетика і екологія.
Інформаційне забруднення навколишнього середовища.
Альтернативні джерела енергії.
Кругообіг найважливіших хімічних елементів у біосфері.
Правові аспекти охорони атмосфери.
Стан водних басейнів України.
Геологічні природоохоронні території України.
Національні парки України.
Природоохоронна справа в Україні.
Еволюція взаємовідносин природи і людини у різні історичні епохи.
Правові аспекти охорони земельних ресурсів.
Вимерлі та зникаючі види рослин.
Вимерлі та зникаючі види тварин.
Радіоактивне забруднення навколишнього середовища.
Вібраційне забруднення навколишнього середовища.
Шумове забруднення навколишнього середовища.
Правові аспекти охорони гідросфери.
Природоохоронні акваторії України.
Альтернативні шляхи охорони атмосфери.
Вплив тютюнового диму на навколишнє середовище та здоров’я людини.
Екологічні закони.
Ядерний вибух та його наслідки.
Історичний розвиток атмосфери.
Земельні ресурси України.
Місце екології в системі наук.
Вплив забруднення води і ґрунтів на здоров’я людини.
Енергетичний баланс біосфери.
Рекомендації до написання реферату.
Реферат (нім. referat, лат. referre – доповідати, повідомляти) – короткий письмовий (або усний) виклад основного змісту наукової праці чи низки праць, які вивчалися студентом, з аналізом запропонованих шляхів вирішення певної проблеми, висловленням власних міркувань автора щодо цієї проблеми. Реферат є одним з перших видів науково-навчальних робіт, які виконують студенти з першого курсу.
Існує багато видів рефератів. Науковці найчастіше мають справу з інформативними і розширеними або зведеними рефератами.
Інформативний реферат найповніше розкриває зміст документа. Містить основні фактичні та теоретичні відомості. У такому рефераті має бути зазначено предмет дослідження і мету роботи, наведено основні результати, викладено дані про метод і умови дослідження, відбито пропозиції автора щодо застосування результатів тощо.
Розширений або зведений реферат (багатоджерельний, оглядовий) реферат містить відомості про певну кількість опублікованих і неопублікованих, наприклад архівних, документів з певної теми, які викладено у вигляді змістовного тексту.
Реферат починається із розгляду суті проблеми. У вступі обґрунтовуються актуальність теми, її особливості, значущість щодо екологічних потреб суспільства та розвитку раціонального природокористування.
У першому розділі наводяться основні теоретичні, експериментальні дослідження з теми, згадуються вчені, які вивчали дану проблему, їхні ідеї. Визначаються сутність проблеми, основні чинники (фактори, умови), що зумовлюють розвиток явища або процесу, який вивчається. Наводиться перелік основних змістовних аспектів проблеми, що розглядалися вченими. Визначаються недостатньо досліджені питання і наводяться причини, які зумовили їх недостатню розробленість.
У другому розділі подається поглиблений аналіз сучасного стану процесу або явища, тлумачення основних поглядів і позицій щодо проблеми. Особлива увага приділяється виявленню нових ідей і гіпотез, нових методик, оригінальних підходів до вивчення проблеми. Важливим є висловлення власної думки щодо перспектив розвитку проблеми.
У висновках подаються узагальнені умовиводи, ідеї, думки, оцінки, пропозиції дослідника.
Тема реферату видається науковим керівником. Обсяг розширеного реферату становить 15-20 сторінок тексту набраного на комп’ютері. Титульний лист реферату оформляється за єдиною формою, яка представлена в додатку. Кількість додатків не обмежується і в об’ємі реферату не враховується.
При написанні тексту необхідно залишати поля наступних розмірів: зліва – 30 мм; справа – 15 мм; зверху і знизу
· по 20 мм.
Нумерація сторінок повинна бути наскрізною. Номер проставляється арабськими цифрами вгорі справа. Титульний лист має номер 1, який на ньому не ставиться.
Текст повинен бути розподілений на розділи і підрозділи (заголовки 1-го і 2-го рівнів), у разі потреби
· на пункти і підпункти (заголовки 3-го і 4-го рівнів). Заголовки повинні бути сформульовані стисло.
Всі заголовки нумеруються ієрархічно. Номер розділу ставлять після слова “РОЗДІЛ”, після номера крапку не ставлять, потім з нового рядка друкують заголовок розділу. Підрозділи нумерують у межах кожного розділу, після кожної групи цифр ставиться крапка. В кінці заголовка крапка не ставиться. Такі розділи, як “ЗМІСТ”, “ВСТУП”, “ВИСНОВКИ”, “СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ”, “ДОДАТКИ”, не нумеруються.
Заголовки одного рівня оформляються однаково по всьому тексту. Кожен розділ (заголовок 1-го рівня) слід починати з нової сторінки. Заголовок 1-го рівня слід розташовувати в середині рядка і набирати прописними буквами. Заголовки 2-го рівня і нижче слід починати з абзацного відступу і друкувати з прописної букви. Перенесення в заголовках не допускаються. Підкреслення заголовків не допускається. Після будь-якого заголовка повинен слідувати текст, а не рисунок, формула, таблиця або нова сторінка.
При комп’ютерному наборі основний текст слід набирати шрифтом Тіmes New Roman звичайного зображення, розмір шрифту 14 пунктів, міжрядковий інтервал
· полуторний. Відступ першої строки (абзац) – 1,25 см. Загальне форматування – по ширині. Заголовки 1-го і 2-го рівнів слід набирати напівжирним зображенням, заголовки 3-го і 4-го рівнів
· звичайним. Назви рисунків і таблиць також набирають 14 шрифтом напівжирного зображення.
Всі рисунки, таблиці, формули нумеруються. Нумерація рисунків, таблиць і формул може бути або наскрізною по всьому тексту (наприклад: Таблиця 7, Рис. 2), або співвідноситися з нумерацією розділів (наприклад: Таблиця 1.7
· тобто таблиця 7 в розділі 1; Рис. 2.5
· тобто рисунок 5 в розділі 2). Номер формули розташовується праворуч від неї в дужках.
Кожен рисунок повинен мати підпис, що складається із слова “Рис.”, номера рисунку з крапкою і текстової частини (назви). Підпис розташовується під малюнком по центру.
Над таблицею справа ставиться слово “Таблиця” з її порядковим номером, потім (на наступному рядку по центру)
· назва таблиці. Крапка після текстової частини не ставиться.
Всі назви повинні розташовуватися без відриву від відповідного об’єкта.
Якщо рисунок або таблиця продовжується на декількох сторінках, кожна частина, починаючи з другої, забезпечується назвою вигляду “Таблиця 1.2. Продовження”. Останню частину рекомендується позначати словом “Закінчення” (замість “Продовження”).
Шапку таблиць потрібно або повторювати на кожній сторінці повністю, або замінювати нумерацією колонок. У останньому випадку колонки нумеруються безпосередньо під шапкою на першій сторінці (частині) таблиці.
На кожен рисунок, таблицю і додаток в тексті повинно бути посилання в дужках, наприклад: (рис. 3.4). Посилання на формули даються при необхідності, номер формули поміщається в дужки, наприклад: “Y з формули (3)”.
У розділі “СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ” перераховуються всі джерела, які використовувалися при написанні тексту. Особливу цінність становлять роботи останнього року. Також у списку джерел зазначаються використані електронні документи в Internet.
У додатках наводяться таблиці, діаграми, схеми, якщо вони суттєво полегшують розуміння роботи. Додаткам присвоюються номери або букви, наприклад: “Додаток 1” або “Додаток А”. На наступному рядку при необхідності поміщається назва додатку, який оформляється як заголовок 1-го рівня без нумерації. У розділі “ЗМІСТ” назви додатків, як правило, не поміщають.
Виклад матеріалу в рефераті має бути стислим. Доцільно використовувати синтаксичні конструкції, властиві мові наукових документів, уникати складних граматичних зворотів.
При позитивній оцінці роботи студент допускається до захисту, інакше матеріал повертається на доопрацювання.
Захист реферату може відбуватися на практичному занятті або на спеціально виділеному індивідуальному занятті (консультації). Для захисту готується короткий (3-5 хв.) виклад основних положень реферату та власних висновків. Студент також має відповісти на запитання викладача і студентів.
Індивідуальне навчально-дослідне завдання (реферат) з дисципліни “Основи екології” оцінюється максимально в 10 балів.
Критеріями оцінки підготовленого реферату є: вміння автора правильно скласти план і висвітлити всі його питання; наукова спрямованість реферату, його об’єктивність; зв’язок з життям; наявність достовірної аргументації; самостійність мислення, творчий характер дослідження, конкретність, логічна послідовність у викладі матеріалу; критичний підхід при опрацюванні літератури; вміння донести до слухачів все, що викладено в рефераті.
Критерії оцінювання реферату:
Оцінка в балах
Критерії оцінювання

9-10
Повне виконання всіх вимог щодо написання і оформлення роботи, повні та вичерпні відповіді студента на запитання і зауваження, демонстрація високого рівня теоретичної і наукової підготовки автора роботи.

7-8
Наявність несуттєвих помилок в оформленні роботи, у виступі та відповідях студента, що не впливають на загальну суть наукової роботи.

5-6
Доповідачем допущені помилки як у науковій роботі так і у представленій доповіді, однак їх рівень суттєво не впливає та не спотворює представлені положення на захисті.

3-4
Наявні суттєві недоліки у навчально-науковій роботі, відсутність прикладів і достатньої аргументованості у відповідях автора.

1-2
Робота за багатьма параметрами не відповідає вимогам щодо її рівня виконання чи оформлення, а її автор не володіє фактичним матеріалом і має низький рівень теоретичної підготовки.

0
Навчально-наукова робота не виконана.


Бали, отримані студентом за виконання індивідуальної науково-дослідної роботи включаються в загальну кількість балів, які може отримати студент в системі поточного і модульного контролю.

Модульна контрольна робота
Модульна контрольна робота (МКР) з дисципліни “Основи екології” має на меті адекватно перевірити основні вміння та компетенцію студентів, які було сформовано під час вивчення курсу, виявити та перевірити рівень теоретичних знань та практичних умінь і навичок студентів з кожного змістового модуля.
З дисципліни “Основи екології” студенти пишуть одну модульну контрольну роботу (2 год). Контрольні завдання МКР відповідають об’єму знань і рівню сформованості вмінь та навичок студентів за результатами вивчення даної дисципліни.
Модульна контрольна робота складається з теоретичних питань трьох рівнів складності, система оцінювання яких базується на комплексному підході до контролю, який передбачає принцип співвідношення окремого вміння з визначеним рівнем володіння сформованих загальних вмінь.
На модульну контрольну роботу винесені такі питання:
І рівень
1.Поясніть зміст та завдання екології.
2.Коротко охарактеризуйте історію розвитку екології.
3.Розкрийте послідовність застосування екологічних методів у дослідженні стану навколишнього середовища.
4.Розкрийте структуру сучасної екології.
5.Що розуміють під поняттям “навколишнє середовище”?
6.Сформулюйте закони Б.Коммонера і дайте їм пояснення.
7.Що таке біосфера? Хто ввів у вжиток це поняття?
8.Які форми взаємодії живих організмів ви знаєте?
9.Що вивчає аутекологія, демекологія, синекологія?
10.Що таке організм, які види організмів називаються еврибіонтами і стенобіонтами?
11.Що таке забруднення стану навколишнього середовища?
12.Які види забруднень стану навколишнього середовища ви знаєте?
13.Що таке літосфера, яку вона має будову?
14.Які речовини входять до складу біосфери?
15.Що таке родючість ґрунту і від чого вона залежить?
16.Який розподіл води на нашій планеті?
17.Які є види забруднення водойм?
18.Дайте характеристику основним методам очищення водойм.
19.Що таке атмосфера, яка її будова і газовий склад?
20.Які екологічні функції виконує атмосфера?
21.Які екологічні функції виконує гідросфера?
22.Які екологічні функції виконує літосфера?
23.Яку роль зелені рослини відіграють у біосферних процесах?
24.Поясніть яке значення мають рослини в житті людини?
25.Назвіть основні заходи щодо охорони рослинного світу.
26.Що таке Червона Книга і яку роль вона відіграє в охороні рослинного світу?
27.Що таке Червона Книга і яку роль вона відіграє в охороні тваринного світу?
28.Назвіть основні заходи щодо охорони тваринного світу.
29.Яку роль відіграють тварини у біосферних процесах?
30.Поясніть значення тваринних організмів в житті людини.
ІІ рівень
1.Розкрийте поняття “екологічний моніторинг”, які завдання він виконує?
2.Як ви розумієте різницю між живою і неживою природою?
3.Наведіть приклади антропогенного впливу (негативний і позитивний) на стан навколишнього середовища.
4.Розкрийте проблему шкідливих і корисних видів живих організмів у біосфері.
5.Розкрийте проблему збереження цілісності озонового екрану. Які заходи на вашу думку слід здійснити?
6.Поясніть суть автотрофного та гетеротрофного живлення живих організмів.
7.Поясніть, чим відрізняється поняття “біосфери” та “ноосфери” в працях В.І.Вернадського.
8.Обгрунтуйте причини деградації ґрунту.
9.Поясніть суть основних заходів охорони ґрунтів.
10.Розкрийте процеси впливу океанічних вод на клімат.
11.З чим пов’язаний дефіцит прісної води у світі? Визначте основні шляхи його усунення.
12.Доведіть негативний вплив кислотних дощів на стан навколишнього середовища.
13.Поясніть механізм парникового ефекту і проаналізуйте його екологічні наслідки?
14.Доведіть, що пестициди негативно впливають на стан навколишнього середовища та покажіть шляхи їх міграції.
15.Дайте порівняльну характеристику різним видам електроенергії, що виробляється традиційними і нетрадиційними методами.
16.У чому причини зменшення лісових ресурсів планети та які їх наслідки?
17.Охарактеризуйте вплив людської діяльності (прямий і опосередкований) на тваринний світ.
18.Обгрунтуйте причини збіднення фауни, та як на тваринний світ впливає браконьєрство?
19.Доведіть позитивну роль природоохоронних територій в охороні фауни.
20. Доведіть позитивну роль природоохоронних територій в охороні флори.
21.Наведіть докази єдності природи і людини.
22.Обгрунтуйте, чому автотранспорт є шкідливим для довкілля.
23.Розкрийте суть прямих та опосередкованих факторів вимирання рослинного світу. Наведіть приклади.
24.Розкрийте перспективи використання альтернативних джерел енергії в Україні.
25.Доведіть негативний вплив класичних електростанцій на стан навколишнього середовища.
26.Доведіть, що смог є наслідком забруднення атмосфери. Та як він впливає на стан здоров’я людини?
27.На вашу думку, чи впливає тютюновий дим на здоров’я людини? Яким чином?
28.Розкрийте поняття “екосистема”, назвіть основні її компоненти.
29.Доведіть, що екологічні катастрофи негативно впливають на стан навколишнього середовища.
30.На вашу думку, чи впливає на стан навколишнього середовища науково-технічний прогрес? Яким чином?
ІІІ рівень
1.Обгрунтуйте, яку групу екологічних методів найкраще застосувати для дослідження стану водойми?
2.Доведіть взаємозв’язок між тваринним і рослинним світом.
3.Назвіть глобальні екологічні проблеми сьогодення та основні шляхи їх вирішення.
4.Поясніть, чому абіотичні фактори можуть лімітувати розширення ареалів мешкання біологічних видів?
5.Доведіть, що біосфера – це жива оболонка Землі.
6.Розкрийте суть основних екологічних законів та наведіть приклади їх прояву в тваринному світі.
7.Обгрунтуйте роль харчових ланцюгів у розвитку основних форм біотичних відносин.
8.Доведіть взаємозв’язок між великим (геологічним) і малим (біологічним) кругообігом речовин.
9.Розкрийте взаємозв’язок між геосферами Землі.
10.У чому полягає різниця понять “екосистема” та “біогеоценоз”?
11.Доведіть, що грунт є біокосним природним тілом.
12.Проаналізуйте поняття “біогеоценозу”, “біоценозу”, “агроценозу” та порівняйте їх.
13.Дайте характеристику ерозійним процесам. Які фактори лежать в основі їх виникнення?
14.Охарактеризуйте види моніторингу довкілля.
15.Доведіть, що зміни природного середовища, які спостерігаються протягом останніх десятиліть ХХІ ст., мають характер глобальної екологічної кризи.
16.Охарактеризуйте альтернативні шляхи охорони водного середовища.
17.Розкрийте поняття про “організм” і “середовище існування”.
18.Охарактеризуйте альтернативні шляхи охорони атмосфери.
19.Змоделюйте кругообіг речовин у ґрунті.
20.Порівняйте поняття “гуміфікація” та “мінералізація”.
21.Доведіть, що ерозія і засолення ґрунту є наслідком забруднення ґрунту.
22.Чи необхідне раціональне використання та охорона надр Землі у наш час?
23.Охарактеризуйте основні екосистеми України.
24.До яких наслідків може привести радіоактивне забруднення навколишнього середовища?
25.Охарактеризуйте екологічний стан навколишнього середовища України.
26.Розкрийте правові основи охорони природи.
27.Поясніть та наведіть приклад екологічно небезпечних об’єктів України.
28.Поясніть механізм радіоактивного забруднення в наслідок вибуху на ЧАЕС.
29.Чи можливий розвиток екології без зв’язку з іншими науками?
30.Розкрийте суть правила енергетичної піраміди та наведіть приклад ланцюга живлення.
Критерії та норми оцінювання МКР.
Максимально можлива оцінка за модульну контрольну роботу – 45 балів. Такого рівня робота має бути виконана грамотно і акуратно. Відповіді на питання контрольної роботи повинні бути повними, вичерпними, містити власні роздуми і приклади. Контрольна робота складається з трьох питань, кожне з яких оцінюється за рівнем складності: І рівень – 10 балів, ІІ рівень – 15 балів, ІІІ рівень – 20 балів. Робота вважається зарахованою, якщо студент отримав за її написання не менше 27 балів (60%). Відповіді студентів оцінюються так:
“40-45 балів” – відповіді вірні з використанням необхідного теоретичного матеріалу, містять власні роздуми і приклади;
“34-39 балів” – відповіді дані з помилками, виконані порівняння або співставлення понять з незначними помилками; питання розкриті не повністю;
“27-33 бали” – відповіді на питання дані не повною мірою, зроблені неправильні висновки; розкриті не всі питання;
“26 балів і менше” – відповіді на питання дані не правильно, подані частково; значні помилки у відповідях або дана відповідь на одне із питань; завдання контрольної роботи зовсім не виконані.
В разі, якщо студент не з’явився на модульну контрольну роботу – 0 балів.
Бали, отримані студентом за виконання модульної контрольної роботи включаються в загальну кількість балів, які може отримати студент в системі поточного модульного контролю.
Рейтинговий розподіл балів за вивчення навчального матеріалу
Поточний і модульний контроль
Сума

Змістовий модуль 1
Змістовий модуль 2
ІР
СР
МКР
100

10 балів
25 балів
10
балів
10
балів
45
балів


Т 1
Т 2
Т 3, Т 4
Т 5
Т 6
Т 7





Пр. №1
Пр. №2
Пр. №3
Пр. №4
Пр. №5





10 балів
10 балів
5 балів
5 балів
5 балів







І. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ

1.1. Короткий нарис історії екології. Українська екологічна школа
Історія розвитку екології як синтетичної наукової дисципліни порівняно нетривала. Одним із перших, хто на межі XVIII та XIX століть усвідомив необхідність цілісної оцінки природних комплексів, був німецький натураліст А.Гумбольт. Його наукова спадщина величезна – понад 600 робіт. Ці праці послужили поштовхом до синтезу даних геології, геоботаніки, гідрології, ґрунтознавства, кліматології багатьма вченими. Протягом XIX та початку XX століття розвиток спеціальних аналітичних наук сприяв накопиченню фактичних даних, без яких було б неможливим формування екології як сучасної синтетичної науки.
Термін “екологія” (від грец. oikos – дім, помешкання і logos - наука) ввів в обіг німецький біолог і натураліст Е.Геккель. Так, у 1866 році він назвав “науку, яка вивчає відносини між живими організмом і тим природним середовищем, де він перебуває”. Отже, у широкому розумінні екологія – це наука, яка цікавиться організацією природи та її механізмів, а також взаємодією її складових.
У становленні екології помітну роль зіграли праці К.Мобіуса (1877 р.) і, зокрема, запропоноване ним поняття біоценозу, як сукупність організмів, що існують разом. Ф.Даль (1890 р.) у свою чергу запропонував термін біотоп, що означав комплекс абіотичних факторів, які визначають життєдіяльність організмів. К.Фрідерікс доповнив цей підхід ідеєю про “голоцен” як про цілісну одиницю, що включає в себе біоценоз та його екотоп.
Синтетичний погляд на природні комплекси поділяв Г.Ф.Морозов (1912 р.), засновник учення про ліс як цілісну природну систему. Видатний учений В.В.Докучаєв у першій половині ХХ століття створив учення про ґрунти як особливе біокосне природне тіло, яке є результатом взаємодії материнських гірських порід та живих організмів. Прогресивну роль в історії екології відіграло поняття екосистеми, яке було введене англійським вченим А.Теслі (1948 р.).
Особливе місце в історії екології посідають відкриття всесвітньо відомого вченого В.І.Вернадського (1930-1945 рр.), автора вчення про біосферу. Він довів наявність широкомасштабного впливу живих організмів на абіотичне середовище, та запропонував учення про біосферу як про одну з оболонок Землі, що визначається присутністю живої речовини. В.І.Вернадський уперше ввів у вивчення біосфери кількісний підхід, що дозволило об’єктивно оцінити обсяги біогеохімічного кругообігу речовин. Вчення Вернадського про ноосферу додатково узагальнило численні дані про нерозривність зв’язку людини з природним середовищем.
Середина та друга половина XX століття ознаменувалися проведенням широкого фронту екологічних досліджень, у яких помітну роль відіграють і екологи України. Першим науковим центром екологічних досліджень в Україні став створений у 1930 році сектор екології при Інституті зоології та ботаніки Харківського університету. Дослідження в галузі екології, виконані в цьому центрі В.В.Станчинським (1930-1940), мали пріоритет з багатьох питань і відзначалися оригінальністю. Він на 10 років раніше за В.М.Сукачова підійшов до ідеї біогеоценозу як функціональної єдності біоценозу та абіотичних факторів. Праця В.В.Станчинського “До розуміння біоценозу” (1933) є класичною в галузі вивчення зв’язків між організмами в центричних системах.
Світового визнання набули проведені в 1940-1980 роках дослідження українських учених І.Г.Підоплічка, Ф.А.Гриня, С.М.Стопка, П.С.Погребняка, Д.В.Воробйова та багатьох інших (принципи раціонального природокористування, типологія лісів на основі едафічних мереж, роботи в екології ландшафтів та ін.).
Широко визнаними є дослідження штучних лісів України, виконані О.Л.Бельгардтом (1971); А.П.Травлєєв (1980-1985) є засновником учення про лісові підстилки та їх екологічне значення.
Праці академіка М.Г.Холодного в екології залізобактерій є значним внеском у розвиток концепції про біогеохімічні цикли. Він же першим знайшов фітогенні речовини в атмосфері та заклав фундамент нової науки
· алелопатії.
Нині в провідних наукових центрах України
· Києві, Львові, Дніпропетровську
· здійснюються активні розробки складних екологічних проблем. Широке визнання мають роботи академіків М.А.Голубця, К.М.Ситника, Ю.Р.Шеляг-Сосонка.
Екологи України, зокрема Д.М.Гродзинський, зробили вагомий внесок у розробку методів оцінки рівня радіоактивного забруднення великих територій та обґрунтування заходів зниженню екологічних збитків від наслідків аварії на Чорнобильській АЕС. Українським екологам завжди був притаманний інтерес до філософських проблем, що виникають при аналізі системи “людина
· природне середовище”.
У табл. 1.1 наведений календар подій, який ілюструє довгий шлях становлення екології як науки.
Таблиця 1.1
Календар становлення екології як науки (за К.Петровим)
Роки
Автор
Країна
Результати екологічних досягнень та відкриттів

VІ-ІV ст. до н.е.

Древня Індія
Епічна поема “Махабхарата” і “Рамаяна” – опис способу життя і місць середовища існування близько 50 видів тварин

490-430 до н.е.
Емпедокл
Древня Греція
Розглянув зв’язок рослин із середовищем

384-285 дон.е.
Арістотель
Древня Греція
“Історія тварин” – класифікація тварин, що мають екологічне забарвлення

370-285 до н.е.
Теофраст
(Феофраст)
Древня Греція
“Дослідження про рослини” описав близько 500 видів рослин і їхніх угрупувань

79-23 до н.е.
Пліній старший
Древній Рим
“Природна історія” – узагальнив дані із зоології, ботаніки, лісового господарства

1749
К.Лінней
Швеція
“Економіка природи” – типологія місцеперебувань. Основи систематики

1749
Ж.Бюффон
Франція
“Природна історія” – ідеї мінливості видів під впливом середовища

1798
Т.Мальтус
Англія
“Досвіди про закон народонаселення”. Запропонував рівняння геометричного (експонентного) росту популяції. Перша математична модель росту популяції

1802
Ж.Ламарк
Франція
“Гідрогеологія” – заклав основи концепції про біосферу. Запропонував термін “біологія”

1809
Ж.Ламарк
Франція
“Філософія зоології” – уявлення про сутності взаємодії в системі “організм – середовище”

1836
Ч.Дарвін
Англія
Кругосвітня подорож на кораблі “Бігль” – екологічні спостереження й описи, що лягли в основу праці “Походження видів...”

1840
Ю.Лібіх
Німеччина
Сформулював закон лімітуючи факторів

1845
А.Гумбольдт
Німеччина
Праця “Космос” у 5 томах. Закони географічної зональності і вертикальної поясності в розподілі рослин і тварин

1859
Ч.Дарвін
Англія
“Походження видів...” - приводиться великий матеріал про вплив абіотичних і біотичних факторів середовища на мінливість організмів

1861
І.Січновий
Росія
“...організм без зовнішнього середовища, що підтримує його існування, неможливий; тому в наукове означення організму повинне входити і середовище, що впливає на нього”

1866
Е.Геккель
Німеччина
Запропонував поняття “екологія”

1870
М.Спенсер
Англія
“Вивчення соціології” – заклав основи екології людини

1875
Е.Зюсс
Австрія
Запропонував поняття “біосфера”

1877
К.Мебіус
Німеччина
Запропонував поняття “біоценоз”

1895
Е.Вармінг
Данія
“Екологічна географія рослин”. Уперше використовував термін “екологія” стосовно рослин. Запропонував поняття “життєва форма”

1896
У.Хедсон
Англія
Запропонував поняття “хвилі життя” для опису динаміки чисельності тварин

1898
А.Шімпер
Німеччина
“Географія рослин на фізіологічній основі” – одна з перших робіт з екофізіології

1903
К.Раункієр
Данія
Створив навчання про життєві форми рослин на основі поняття, введеного Е.Вармінгом

1910


Рішенням III Міжнародного ботанічного конгресу закріплений поділ екології на екологію організмів (аутекологію) і екологію угрупувань (сенекологію)

1911
В.Шелфорд
США
Сформулював закон толерантності

1912
Г.Морозов
Росія
“Навчання про ліс” – класична робота з вивчення лісових угрупувань

1915
Г.Висоцький
Росія
Запропонував поняття “екотоп”

1915
І.Пачоський
Росія
Запропонував поняття “фітоценоз”

1918
X.Гаме
Швейцарія, Австрія
Запропонував поняття “біоценологія” – наука про угрупування живих організмів; “фітоценологія” – наука про рослинні угрупування

1921
X.Берроуз
США
“Географія як людська екологія” – сформував задачу вивчення взаємин людини і території, на якій вона проживає

1926
В.Вернадський
Україна у складі СРСР
“Біосфера” – визначив глобальні функції живої речовини

1927
Е.Леруа
Франція
Запропонував поняття “ноосфера”. Його подальший розвиток – у працях Т. де Шардена, В.І.Вернадського

1933
Д.Кашкаров
СРСР
“Середовище і угрупування ”, “Основи екології тварин” – перші вітчизняні підручники з екології

1935
А.Тенслі
США
Запропонував поняття “екосистема”

1939
Ф.Клементс, В.Шелфорд
США
Ввели термін “біоекологія”, опублікувавши однойменну монографію

1939
К.Троль
Німеччина
Обґрунтував новий науковий напрямок – “екологія ландшафту”

1942
В.Сукачов
СРСР
Запропонував поняття “біогеоценоз”. Заклав основи біогеоценології

1942
Р.Ліндеман
США
Розвив уявлення про трофічні рівні і “піраміди енергій”. Встановив правило 10%

1944
В.Вернадський
Україна у складі СРСР
“Кілька слів про ноосферу”

1953
Ю.Одум
США
“Основи екології” і “Екологія” – одні з кращих сучасних підручників з екології. Неодноразово перевидані. Російські переклади - 1975 і 1986 р.

1963
В.Сочава
СРСР
Запропонував поняття “геосистема”

1968
Дж.Форрсетер, Д.Медоуз
США, (Італія)
Ідеї глобальної екології в роботах “Римського клубу”. Прогнози перспектив людства

1971
Б.Коммонер
США
Сформулював чотири закони екології

1995
Г.Білявський
Україна
Сучасне означення екології. Серія одних з найкращих вітчизняних підручників з основ екології

1999-2003
В.Кучерявий
Україна
Серія підручників з екологічних дисциплін, а саме: “Урбоекологія”, “Екологія”, “Фітомеліорація”

2003
В.Некос
Україна
Розвиває термін “неоекологія”


1.2. Об’єкт, предмет та завдання екології
Наприкінці ХХ ст. зміст екології став дещо ширшим, та її місце в системі наук значно змінилося. Екологія виникла як суто біологічна наука, але в наш час вона трансформувалася і стала наукою про структуру та функцію природи в цілому, наукою про біосферу, наукою, що вивчає місце людини на нашій планеті, наукою про взаємозв’язки всього живого на нашій планеті між собою та довкіллям.
Основний об’єкт досліджень сучасної екології – планетні екосистеми всіх рівнів та їх елементи.
Екосистема – це одне з основних понять сучасної екології. Під екосистемою розуміють сукупність живих організмів, що проживають на певній території, та умови їх існування. Тобто екосистема – це сукупність біоценозу і біотопу, поєднаних в єдине функціональне ціле.
Залежно від розмірів досліджуваних об’єктів екологію поділяють на:
Аутекологія (організм і середовище його існування);
Популяційну екологію або демекологію (популяція та її середовище);
Синекологію (біотичне угруповання, екосистема та їхнє середовище);
Географічна або ландшафтна екологія (великі геосистеми та географічні процеси, що відбуваються за участю живих організмів);
Глобальну екологію (мегаекологія, біосфера Землі).
Головний предмет досліджень – вивчення особливостей та розвитку взаємозв’язків між організмами, їхніми угрупованнями різних рангів, екосистемами й неживою компонентою екосистем і біосфери в цілому.
Основні завдання науки про довкілля:
вивчення загального стану сучасної біосфери, умов його формування та причин змін під впливом природних і антропогенних факторів;
прогнозування динаміки стану біосфери в часі й просторі;
розробка (з урахуванням основних екологічних законів) шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства й природи, збереження здатності біосфери до самоочищення, саморегулювання й самовідновлення.

1.3. Структура екології та її зв’язок з іншими дисциплінами
З наведеної вище інформації бачимо, що фундамент сучасної екології заклали фахівці у області ботаніки, зоології, ґрунтознавства, географії, пантеології, геохімії тощо, які займалися питаннями взаємин живих організмів з навколишнім природним середовищем.
Таким чином, як міждисциплінарна наука, екологія має у своєму арсеналі всі методи теорії систем і знаходиться немов на стику біологічних і гуманітарних наук. З одного боку, екологія залишається точною біологічною наукою в тому розумінні, що вона досліджує живі об’єкти та їх сукупності, але водночас вона стала гуманітарною наукою, оскільки визначає місце людини в природі, формує її світогляд і сприяє оптимізації розвитку соціальних і виробничих процесів.
Існує досить багато класифікацій екології. Так К.М.Ситник і М.І.Будико (1990-1992) поділяють екологію на три частини: загальна екологія, що вивчає основні закономірності функціонування екологічних систем; глобальна екологія, яка вивчає біосферу в цілому (в іншій термінології це біосферологія), і приватна екологія, об’єктом вивчення якої є взаємозв’язки живих організмів із середовищем існування. На думку Г.Білявського і М.Падун (1991), екологія складається з п’яти основних блоків: а) біоекології, б) геоекології, в) техноекології, г) соціоекології, д) космічної екології.
У ході активного розвитку загальна екологія диференціювалася на окремі наукові підрозділи. Це енвайронментальна екологія, яка зосереджена на дослідженні стану природного середовища. Біосферна екологія вивчає біосферу і екосистеми нашої планети. Соціальна екологія досліджує роль людської діяльності в існуванні біосфери і способи екологічної оптимізації соціальних процесів. Екологія антропогенних територій займається міськими, промисловими і сільськогосподарськими екосистемами.
Відмінності в поглядах вчених значною мірою визнаються також тим, на яких позиціях вони стоять: біоцентризмом або геоцентризмом. У зв’язку з цим на рис. 1.1. наведена схематично класифікація основних напрямків сучасної екології.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Рис. 1.1. Структурна схема сучасної екології

Таким чином, починаючи з 1866 року, поняття “екологія” еволюціонувало із розширенням і поглибленням знань у області біології, географії і т.д. Останніми роками “екологія” широко вживається для позначення всіх форм взаємозв’язку людини і навколишнього природного середовища, не тільки природного, але і створюваного самою людиною (включаючи правові, інженерно-технологічні, етнічні та інші аспекти проблеми). Це зручне слово виявившись дуже ємним, багато разів повторювалося засобами масової інформації, загубило значення строго наукового терміну, але придбало важливий соціальний, а де коли і політичний сенс. Часто екологія при цьому подається не як цілісна наука, а як ідеологія, принцип, який пронизує всі науки і сфери людської діяльності.
Структура сучасної екології свідчить про її тісний взаємозв’язок з іншими науковими дисциплінами (рис. 1.2).

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Рис. 1.2. Місце екології в системі наук

Таким чином, в останні десятиріччя сформувалася нова міжгалузева наукова дисципліна, яка спрямована на вивчення взаємовідносин людини і природи з метою збереження навколишнього природного середовища та поліпшення якості життя нинішнього і майбутніх поколінь людей.

1.4. Основні екологічні закони
Накопичення наукових даних про структуру і функціонування біосфери дозволило виявити певні загальні закономірності, які стали називати законами чи принципами. Згідно з новими екологічними довідниками існує понад 60 різних екологічних законів, більшість з яких мають біоекологічний характер. Наведемо найголовніші з них.
1. Закон біогенної міграції атомів (закон Вернадського): міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється під переважним впливом живої речовини. Так було і в геологічному минулому, мільйони років тому, так відбувається й у сучасних умовах. Жива речовина або бере участь у біохімічних процесах безпосередньо, або створює відповідне, збагачене киснем, вуглекислим газом, воднем, азотом, фосфором та іншими речовинами середовище. Цей закон має важливе практичне і теоретичне значення. За допомогою цього закону можна свідомо й активно запобігати розвитку негативних явищ, керувати біохімічними процесами, використовуючи м’які екологічні методи.
2. Закон внутрішньої динамічної рівноваги: речовина, енергія, інформація та динамічні якості окремих природних систем і їх ієрархії дуже тісно пов’язані між собою. Так що будь-яка зміна одного з показників неминуче приводить до функціонально-структурних змін інших, але при цьому зберігаються загальні якості системи – речовинно-енергетичні, інформаційні та динамічні. Наслідки дії цього закону проявляються в тому, що після будь-яких змін елементів природного середовища (речовинного складу, енергії, інформації, швидкості природних процесів) обов’язково розвиваються ланцюгові реакції, які намагаються нейтралізувати ці зміни. Слід зазначити, що незначна зміна одного показника може спричинити великі відхилення в інших і в усій екосистемі.
3. Закон генетичної різноманітності: все живе генетично різне і має тенденцію до збільшення біологічної різнорідності. Закон має важливе значення в природокористуванні, особливо в сфері біотехнології (генна інженерія, біопрепарати), коли не завжди можна передбачити результат нововведень під час випробувань нових мікрокультур через виникаючі мутації або поширення дії нових біопрепаратів не на ті види мікроорганізмів, на які вони розраховані.
4. Закон історичної необоротності: розвиток біосфери і людства як цілого не може відбуватися від пізніших фаз до початкових, загальний процес розвитку однонапрямлений. Повторюються лише окремі елементи соціальних відносин (рабство) або типи господарювання.
5. Закон константності (сформульований Вернадським): кількість живої речовини біосфери (за певний геологічний період) є величина стала. Цей закон тісно пов’язаний із законом внутрішньої динамічної рівноваги. За законом константності будь-яка зміна кількості живої речовини в одному з регіонів біосфери неминуче приводить до такої ж за обсягом зміни речовини в іншому регіоні, тільки із зворотним знаком.
6. Закон кореляції (сформульований Кюв’є): в організмі, як цілісній системі, всі його частини відповідають одна одній як за будовою, так і за функціями. Зміна однієї частини неминуче викликає зміни в інших.
7. Закон максимізації енергії (сформульований Г. і Ю. Одумами та доповнений Реймерсом): у конкуренції з іншими системами зберігається та з них, яка найбільше сприяє надходженню енергії та інформації й використовує максимальну їх кількість найефективніше.
8. Закон максимуму біогенної енергії (закон Вернадського-Бауера): будь-яка біологічна та “біонедосконала” система з біотою, що перебуває в стані “стійкої нерівноваги” (динамічно рухливої рівноваги з довкіллям), збільшує, розвиваючись, свій вплив на середовище. У процесі еволюції видів, твердить Вернадський, виживають ті, які збільшують біогенну геохімічну енергію.
9. Закон мінімуму (сформульований Лібіхом): стійкість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі його екологічних потреб. Якщо кількість і якість екологічних факторів близькі до необхідного організму мінімуму, організм гине, екосистема руйнується. Тому під час прогнозування екологічних умов або виконання експертиз дуже важливо визначити слабку ланку в житті організмів.
10. Закон обмеженості природних ресурсів: усі природні ресурси в умовах Землі вичерпні. Планета є природно обмеженим тілом, і на ній не можуть існувати необмежені складові частини.
11. Закон однонаправленості потоку енергії: енергія, яку одержує екосистема і яка засвоюється продуцентами, розсіюється, або разом з їх біомасою безповоротно передається консументам першого, другого, третього та інших порядків, а потім редуцентам, що супроводжується втратою певної кількості енергії на кожному трофічному рівні в результаті процесів, які супроводжують дихання. В зворотний потік (від редуцентів до продуцентів) потрапляє дуже мало початкової енергії (не більше 0,25%).
12. Закон оптимальності: ніяка система не може звужуватися або розширюватися до нескінченності. Ніякий цілісний організм не може перевищити певні критичні розміри, які забезпечують підтримку його енергетики. Ці розміри залежать від умов живлення та факторів існування. У природокористуванні закон оптимальності допомагає знайти оптимальні з точки зору продуктивності розміри для ділянок полів, вирощуваних тварин, рослин. Ігнорування закону – створення величезних площ монокультур, вирівнювання ландшафту масовими за будовами тощо – призвело до неприродного одномаїття на великих територіях і викликало порушення в функціонуванні екосистем, екологічні кризи.
13. Закон піраміди енергій (сформульований Ліндеманом): з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший переходить у середньому не більше 10% енергії. За цим законом можна виконувати розрахунки земельних площ, лісових угідь з метою забезпечення населення продовольством та іншими ресурсами.
14. Закон рівнозначності умов життя: всі природні умови середовища, необхідні для життя, відіграють рівнозначні ролі. З нього випливає інший закон – сукупної дії екологічних факторів. Цей закон часто ігнорується, хоча має велике значення.
15. Закон розвитку довкілля: будь-яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріально-енергетичних та інформаційних можливостей навколишнього середовища. Абсолютно ізольований саморозвиток неможливий – це висновок із законів термодинаміки. Дуже важливими є наслідки із названого закону. 1. Абсолютно безвідходне виробництво неможливе. 2. Будь-яка більш високо організована біотична система в своєму розвитку є потенційною загрозою для менш організованих систем. Тому в біосфері Землі неможливе зародження нового життя – воно буде знищене вже існуючими організмами. 3. Біосфера Землі, як система, розвивається за рахунок внутрішніх і космічних ресурсів.
16. Закон зменшення енерговіддачі в природокористуванні: у процесі одержання з природних систем корисної продукції з часом (в історичному аспекті) на її виготовлення в середньому витрачається дедалі більше енергії (зростають енергетичні витрати на одну людину). Так, нині витрати енергії на одну людину на добу майже в 60 разів більші, ніж у часи наших далеких предків. Збільшення енергетичних витрат не може відбуватися нескінченно. Його можна й слід розрахувати, плануючи свої стосунки із природою з метою їх гармонізації.
17. Закон сукупної дії природних факторів (закон Міттерніха-Тінемана-Баулса): величина урожаю залежить не від окремого, нехай навіть лімітуючого фактора, а від усієї сукупності екологічних факторів одночасно.
18. Закон толерантності (закон Шелфорда): лімітуючим фактором процвітання організму може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, діапазон між якими визначає ступінь витривалості (толерантності) організму до даного фактора. Відповідно до закону, будь-який надлишок речовини чи енергії в екосистемі стає її ворогом.
19. Закон ґрунтостомлення (зменшення родючості): поступове зниження природної родючості ґрунтів відбувається через тривале їх використання і порушення природних процесів ґрунтоутворення, а також внаслідок тривалого вирощування монокультур (в результаті накопичення природних речовин, що виділяються рослинами, залишків пестицидів і мінеральних добрив).
20. Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (сформульований Вернадським): уся речовина Землі має єдину фізико-хімічну природу. З цього випливає, що шкідливе для однієї частини живої речовини шкодить й іншій її частині, тільки, звичайно, іншою мірою. Різниця полягає лише в стійкості видів до дії того чи іншого агента. Тривале вживання пестицидів екологічно неприпустиме, бо шкідники, які розмножуються, значно швидше і швидше пристосовуються та виживають, а обсяги хімічних забруднень доводиться дедалі збільшувати.
21. Закон екологічної кореляції: в екосистемі всі види живої речовини функціонально відповідають один одному. Випадіння однієї частини системи (виду) неминуче призводить до випадання пов’язаних з нею інших частин екосистеми і функціональних змін.
На початку 70-х рр. ХХ ст. американський вчений Баррі Коммонер сформулював 4 закони:
1. Усе пов’язане з усім – закон про біосферу і екосистему.
2. Усе повинно кудись дітися – закон господарської діяльності людини, відходи від якої неминучі, тому треба думати про зменшення відходів та вилучення їх із біосферних циклів речовин.
3. Ніщо не дається задарма – загальний закон раціонального природокористування: платити треба енергією за додаткове очищення відходів, добривами
· за підвищення врожаю, санаторіями і ліками – за погіршення стану здоров’я людини.
4. Природа знає краще – найбільш важливий закон природокористування. Він означає, що не можна намагатися підкорити природу, а треба співпрацювати з нею, використовуючи біологічні механізми і для очищення стоків, і для підвищення врожаїв культурних рослин, а також не забувати про те, що сама людина – біологічний вид, що вона – дитя природи, а не її господар.

1.5. Методи екологічних досліджень
Екологія – комплексна наука. Вона використовує широкий арсенал різноманітних методів, які можна поділити на три основні групи:
польові спостереження;
польові і лабораторні експериментальні дослідження;
моделювання (реальне і математичне).
Як правило, в екології найбільш ефективним є комплексне використання натурних спостережень, вимірювань і досліджень, експериментальних лабораторних і польових досліджень, екологічного картування і математичного моделювання. У сучасних екологічних дослідженнях широко використовують методи інших наук
· хімії, фізики, геології, біології, математики. До таких належать:
методи реєстрації та оцінки якості довкілля, насамперед різні типи екологічного моніторингу, зокрема геоекологічний, біомоніторинг і біоіндикація, дистанційний аерокосмічний моніторинг;
методи кількісного обліку організмів і методи оцінки біомаси та продуктивності рослин і тварин;
вивчення особливостей впливу різних екологічних чинників на життєдіяльність організмів (як складні й тривалі спостереження в природі, так і експерименти в лабораторних умовах - токсикологічні, біохімічні, біофізичні, фізіологічні та ін.);
методи вивчення взаємозв’язків між організмами в багатовидових угрупованнях;
методи математичного моделювання екологічних явищ і процесів, а також імітаційне моделювання екосистем; моделювання від локальних до регіональних і глобальних екологічних процесів і ситуацій;
створення геоінформаційних систем і технологій для розв’язання екологічних питань різних масштабів і в різних сферах діяльності;
комплексний еколого-економічний аналіз стану різних об’єктів, територій, галузей виробництва;
технологічні методи екологізації різних виробництв з метою зменшення їх негативного впливу на довкілля;
медико-екологічні методи вивчення впливу різних чинників на здоров’я людей;
методи екологічного контролю стану довкілля: екологічна експертиза, екологічний аудит, екологічна паспортизація.
Оскільки серед перелічених методів сучасної екології в навчальній літературі найменш висвітлені методи біоіндикації, наведемо більш детальну характеристику цих екологічних досліджень.
Біоіндикація (лат. іndісаtіо
· вказувати, виявляти)
· метод оцінки абіотичних і біотичних чинників середовища за допомогою біологічних систем.
Організми або їх угруповання, життєві функції яких тісно корелюють з певними чинниками середовища і можуть використовуватися для їх оцінки, називаються біоіндикаторами. Ними можуть бути рослини, тварини, мікроорганізми, гриби.
Форми біоіндикаторів:
неспецифічна, якщо різні чинники зумовлюють однакову реакцію;
специфічна
· зміна, пов’язана лише з одним чинником;
чутлива
· коли біологічний об’єкт реагує значним відхиленням життєвих проявів від норм;
акумулятивна
· біоіндикатор накопичує дію чинника, але тривалий час її не виявляє;
пряма
· чинник діє безпосередньо на біологічний об’єкт;
непряма
· біоіндикація виявляється лише після зміни стану під впливом інших елементів, на які безпосередньо діє даний чинник;
рання
· коли реакція організму помітна за низьких доз і короткочасної дії чинника і відбувається в місці впливу чинника на елементарні молекулярні або біологічні процеси.
Існує кілька типів чутливості біоіндикаторів відповідно до часу розвитку біоіндикаційних процесів:
1) біоіндикатор діє через деякий час, упродовж якого він не реагує на вплив (одноразова реакція), і одразу втрачає чутливість;
2) реакція миттєва, але триває певний час, а потім зникає;
3) біоіндикатор реагує з моменту появи зовнішнього впливу з однаковою інтенсивністю тривалий час;
4) після швидкої і сильної реакції відбувається її поступове згасання;
5) при появі стресора починається реакція, яка посилюється, досягаючи максимуму, а потім згасає;
6) реакція має синусоїдний характер і багаторазово повторюється.
Для біоіндикації можна використати організми з типами чутливості І, II, V.
Біоіндикатори використовують при здійсненні двох типів моніторингу:
пасивний моніторинг
· дослідження видимих і непомітних пошкоджень чи відхилень від норми
· ознак стресового впливу в організмів, що вільно живуть у природі;
активний моніторинг
· виявлення впливу біотичних і абіотичних чинників на тест-організми, які перебувають у стандартизованих умовах на досліджуваній території.
Екологія широко використовує результати стихійних експериментів, які є наслідком виробничої діяльності людини (наприклад виверження вулкану, вирубка лісу).
Важливим критерієм достовірності результатів спостережень та експерименту є відтворність. Вона досягається, як правило, багаторазовим повторенням спостережень та експериментів. Результати таких повторюваних спостережень або обліків у сукупності складають так звану вибірку.

Питання для самоконтролю
Дайте сучасне визначення екології.
Пригадайте основні події в історії розвитку екології.
Що є об’єктом і предметом досліджень екології?
Як поділяють екологію залежно від розмірів досліджуваних об’єктів?
Назвіть основні структурні блоки сучасної екології.
Які ви знаєте основні завдання екології?
Поясніть, яке місце екології в системі інших наук і в чому полягає її взаємозв’язок з іншими науковими дисциплінами?
Дайте характеристику основним екологічним законам.
Сформулюйте закони Б.Коммонера і дайте їм пояснення.
Які методи використовуються при екологічних дослідженнях?

ІІ. БІОСФЕРА – СЕРЕДОВИЩЕ ЖИТТЯ ЛЮДИНИ

2.1. Поняття біосфери. Межі, структура та компоненти біосфери
Біосфера (грец. bіоs
· життя, sрhаіrа
· куля)
· оболонка Землі, в якій існує життя. Цей термін вперше запропонував австрійський геолог Едвард Зюсс у 1873 році. Цілісне вчення про біосферу було створене видатним вітчизняним ученим В.І.Вернадським. До складу біосфери входять такі частини геосфери (рис. 2.1):
нижня частина атмосфери
· від поверхні Землі до озонової оболонки, тобто до висоти близько 2530 км. Атмосфера складається із суміші газів (азот
· 78%, кисень
· 21%, аргон
· 0,93%, діоксид вуглецю
· 0,03%, інші гази
· менше 0,005% за об’ємом) та колоїдних домішок (пил, краплі води, кристали тощо);
вся гідросфера
· водна оболонка, яка покриває 2/3 поверхні планети (її найбільша глибина
· у Маріанській впадині в Тихому океані – 11030 м). Більше 40% води міститься в земних надрах (у літосфері). Об’єм гідросфери складає близько 137
·107 км3, а хімічний склад наближається в середньому до складу морської води. Із загальної маси води близько 98% знаходиться в океанах і морях, 2% її загальної кількості складають прісні води;
верхня частина літосфери
· верхня “тверда” оболонка Землі, яку складають земна кора та верхня частина мантії Землі. Товща літосфери становить 50...200 км, у тому числі земної кори
· до 75 км на континентах і 10 км під дном океану. Між літосферою, гідросферою і атмосферою постійно відбувається речовинний і енергетичний взаємообмін, проявом якого є, зокрема, землетруси і виверження вулканів.
Усі ці сфери є складовими середовища, у якому існують всі живі організми планети. Ці організми, у свою чергу, не лише існують у біосфері, а й є її творцями. За В.І.Вернадським, жива речовина
· це біогеохімічний фактор планетарного масштабу, під дією якого відбуваються перерозподіл, міграція і розсіювання хімічних елементів.
Біосфера сформована з різних речовин. В.І.Вернадський вирізняв шість типів речовин біосфери:
Жива речовина – сукупність усіх існуючих на Землі рослин, тварин, мікрооганізмів, грибів;
Біогенна речовина – продукт життєдіяльності організмів (торф, крейда, горючі, апатит);
Нежива (косна) речовина – в утворенні якої організми не брали участі (гірські породи абіогенного походження);
Біокосна речовина – продукт взаємодії живої речовини і неживої матерії (ґрунт);
Радіоактивна речовина – радіонукліди, які зумовлюють існування радіогенної теплоти, та продукти їх розпаду;
Космічна речовина – космічний пил та метеорити.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Рис. 2.1. Склад біосфери та її межі

Між живим і неживим непереборної межі не існує. Живою називають динамічну систему, яка активно сприймає і перетворює молекулярну інформацію з метою самозбереження.
Основна функція живої системи
· самозбереження шляхом випереджального реагування. Для відновлення і збереження енергії в системі необхідне надходження енергії ззовні, з навколишнього середовища, та обмін речовин і енергії
· метаболізм. У метаболізмі поєднані процеси асиміляції і дисиміляції (синтезу і розпаду) речовин. Наявність програми відтворення у вигляді дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) та її висока стабільність порівняно з іншими структурами біологічної системи зумовлюють спадковість. Під впливом змін екологічних чинників спадковість може змінюватися, відбуваються мутації
· індуковані зміни в генетичному апараті.
Успадковані зміни та їх відбір під впливом екологічних чинників зумовлюють видоутворення і збільшення біологічного різноманіття. Різноманіття видів забезпечує більшу ймовірність збереження життя завдяки існуванню найкраще пристосованих до змін довкілля форм, тобто відбувається біологічна еволюція.
Нині виділяють шість основних рівнів організації живої матерії:
молекулярно-генетичний
· редуплікація генів, формування ідентичних молекул на основі матеріалів, що забезпечують спадковість і мінливість;
клітинний;
організмений
· цілісність функцій, ріст, онтогенетичний розвиток;
популяційно-видовий
· еволюція, тривале існування, таксономічні характеристики;
біоценотичний
· трофічні, хімічні, енергетичні зв’язки, кругообіг хімічних елементів, перетворення енергії;
біосферний
· форма життя, яка поза біосферою не існує.
Кожний з цих рівнів має особливості, але всі вони тісно пов’язані між собою, взаємно впливають один на одного, створюючи єдине ціле
· живу речовину. На всіх структурних рівнях організації матерії реалізована лише дуже незначна частка можливих комбінацій молекул. Це означає, що кожен біологічний вид, кожна жива істота є унікальними, оскільки вони мають набір властивостей, за допомогою яких ефективно адаптуються до навколишнього середовища та його змін.
Біосфера є відкритою термодинамічною системою. Енергію вона одержує від Сонця і з надр Землі. Отримана ззовні енергія трансформується і розсіюється, підпорядковуючись двом фундаментальним законам термодинаміки. Перший закон термодинаміки
· це закон збереження енергії (енергія не може ні з’явитися, ні зникнути, вона лише трансформується з однієї форми в іншу). Другий закон термодинаміки вивчає напрямок якісних змін енергії в процесі її трансформації з однієї форми в іншу (закон описує співвідношення корисної та марної роботи під час трансформацій форм енергії). За другим законом термодинаміки будь-яка робота супроводжується трансформацією високоякісної енергії в енергію нижчої та найнижчої якості
· теплоту
· і призводить до зростання ентропії (збільшення енергії найнижчої якості, не придатної до корисної роботи, тобто розсіювання енергії).
Вважають, що еволюція біосфери відбувалась у напрямку зменшення ентропії. Чим довшими є ланцюги живлення, тим вони енергетично досконаліші. Саме завдяки ланцюгам живлення в біосфері постійно відбувається не лише кругообіг води та обмін енергії, а й кругообіг речовин, які живі організми використовують для побудови і підтримання життєдіяльності своїх тіл та забезпечення процесів розмноження.
Отже, біосфера
· це частина земної кори, атмосфери і гідросфери, склад, структура та енергетика в істотних рисах зумовлені минулою і сучасною діяльністю живих організмів. Біосфера існує з часу виникнення життя на Землі. Її структура неоднорідна в біогеохімічному плані, що є наслідком різноманітних речовинно-енергетичних кругообігів, спричинених діяльністю живих істот. В біосфері відбувається перетворення сонячної енергії та нагромадження її в органічній речовині.

2.2. Біологічний та геологічний кругообіги речовин у біосфері
Біогеохімічний цикл
· кругообіг хімічних речовин, який бере початок з неорганічної природи через рослинний і тваринний організми і переходить знову в неорганічну природу. Здійснюється з використанням сонячної енергії та енергії хімічних реакцій.
За рахунок процесів міграції хімічних елементів усі геосфери Землі зв’язані єдиним циклом кругообігу цих елементів. Такий кругообіг, рушійною силою якого є тектонічні процеси та сонячна енергія, отримав назву великого (геологічного) кругообігу. Цей кругообіг має абіотичний характер. Тривалість його існування
· близько 4 млрд. років. Потужність великого (геологічного) кругообігу речовин в атмосфері, гідросфері та літосфері оцінюється в 2
·1016 тонн/рік.
Виникнення життя на Землі спричинило появу нової форми міграції хімічних елементів
· біогенної. За рахунок біологічної міграції на великий кругообіг наклався малий (біогенний) кругообіг речовин. У малому біологічному кругообігу переміщуються в основному вуглець (1011 тонн у рік), кисень (2
·1011 тонн у рік), азот (2
·1011 тонн у рік) та фосфор (108 тонн у рік).
Зараз обидва кругообіги протікають одночасно та тісно зв’язані між собою.
Живі організми в біосфері ініціюють кругообіг речовин та призводять до виникнення біогеохімічних циклів. Пріоритетні дослідження біогеохімічних циклів були розпочаті В.І.Вернадським ще на початку 20-х років XX ст. Біогеохімічні цикли становлять собою циклічні переміщення біогенних елементів: вуглецю, кисню, водню, азоту, сірки, фосфору, кальцію, калію та ін. від одного компоненту біосфери до інших. На певних етапах цього кругообігу вони входять до складу живої речовини.
Просторове переміщення речовин у межах геосфер або, інакше кажучи, їхня міграція підрозділяється на п’ять основних типів:
1. Механічне перенесення (йде без зміни хімічного складу речовин).
2. Водне (міграція здійснюється за рахунок розчинення речовин та їх наступного переміщення у формі іонів або колоїдів). Це один із найбільш важливих видів переміщення речовин у біосфері.
3. Повітряне (перенесення речовин у формі газів, пилу або аерозолів із потоками повітря).
4. Біогенне (перенесення здійснюється за активної участі живих організмів).
5. Техногенне, що проявляється як результат господарської діяльності людини.
Центральне місце в біосфері посідають біогеохімічні цикли: кисню, водню, вуглецю, азоту та фосфору.
Кругообіги кисню й водню. Кисень і водень входять до складу всіх органічних сполук. Вони поглинаються продуцентами в складі води й вуглекислого газу в процесі фотосинтезу, всіма іншими організмами
· з органічною речовиною, створеною продуцентами, під час дихання (з атмосфери чи з водного розчину) й уживання питної води. Як кінцеві продукти біологічного кругообігу, водень і частина кисню повертаються в неживе середовище також у вигляді води, а кисень, окрім того, виділяється в молекулярній формі в атмосферу рослинами-продуцентами як один із кінцевих продуктів фотосинтезу.
Кругообіг вуглецю. Вуглець
· це основа органічних речовин. Він входить до складу білків, жирів, вуглеводів, нуклеїнових кислот та інших речовин, необхідних для існування живої речовини. До первинних джерел вуглецю в біосфері належать атмосферний вуглекислий газ, що становить 0,036% загального об’єму тропосфери, й вуглекислий газ, розчинений у воді Світового океану, де його кількість у 50 разів вища, ніж в атмосфері.
Неорганічний вуглець доступний лише для продуцентів
· рослин і невеликої групи хемотрофних бактерій. Унаслідок процесів фото- й хемосинтезу вуглець зв’язується в молекули сахарів, які потому використовуються для створення інших органічних сполук. У такому вигляді вуглець стає доступним для консументів і редуцентів. У результаті процесів дихання й бродіння органічні речовини в клітинах окиснюються з виділенням енергії й вуглекислого газу, який знову або потрапляє в атмосферу, або розчиняється у воді, а також утворює іони карбонатів. Органічна речовина загиблих особин також розпадається з утворенням вуглекислого газу. Цей процес здійснюється редуцентами. Якщо з якихось причин відмерлі рештки не були використані редуцентами, вони нагромаджуються в літосфері і з часом трансформуються у вуглецевмісні копалини
· торф, вугілля, нафту.
Кругообіг азоту. Атмосферний азот, що перебуває в молекулярній формі, доступний тільки для нечисленної групи азотфіксувальних бактерій і синьозелених водоростей. Азотфіксатори, засвоюючи молекулярний азот, залучають його до складу органічної речовини свого тіла, тобто переводять в органічну форму. Після відмирання органічний азот трансформується в мінеральну форму (амоній, нітрати або нітрити) амоніфікуючими й нітрифікуючими бактеріями. Мінеральний азот доступний лише для рослин, які засвоюють його й переводять в органічну форму (зокрема в білки й нуклеїнові кислоти), й у такому вигляді азот стає доступним для консументів
· тварин і грибів. Після їх відмирання азот знову використовується бактеріями амоніфікаторами й нітрифікаторами. Мінеральний азот використовують також бактерії денітрифікатори, які, врешті-решт, переводять його в молекулярну форму й повертають в атмосферу. Цикл замикається.
Кругообіг фосфору. На відміну від азоту, джерелом фосфору є не атмосфера, а земна кора. В процесі вивітрювання гірських порід фосфор переходить у ґрунтовий розчин і стає доступним для рослин. Він входить передусім до складу нуклеїнових кислот, аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ), фосфоліпідів. Із цими органічними речовинами фосфор передається ланцюгами живлення від продуцентів до консументів і повертається в ґрунт у вигляді органічних решток і продуктів життєдіяльності. В результаті процесів мінералізації, які здійснюються бактеріями-редуцентами, фосфор знову переходить у неорганічні форми й стає доступним для рослин.
Проте в природі найчастіше саме нестача фосфору стримує розвиток біоти. З одного боку, фосфорні сполуки швидко вимиваються в Світовий океан. Цьому сприяють процеси ерозії ґрунту. Багато фосфору виноситься в океан і з неочищеними стічними водами. В океані цей фосфор частково використовується мікро- й макроскопічними водоростями, а потім споживається морськими консументами та редуцентами. Деяка частина фосфору може перевідкладатися на суші. Наприклад, послід морських рибоїдних птахів, який містить багато фосфору, нагромаджується в пташиних колоніях і на пташиних базарах, утворюючи так зване гуано
· корисну копалину, що інтенсивно добувається в деяких країнах і використовується для виробництва фосфатних мінеральних добрив (наприклад, у Чилі). Але більша частина фосфору нагромаджується на дні з відмерлими рештками морської біоти. Цей фосфор може знову стати доступним для біоти тільки з часом у геологічному вимірі, наприклад після підняття певних ділянок морського дна (щоправда, сьогодні людина вже почала розробляти й морські родовища фосфоритів). З іншого боку, на суші значна частина мінерального фосфору утворює нерозчинні комплекси з ґрунтовими частинками й стає недоступною для продуцентів, отже, й для інших ланок трофічних ланцюгів. Лише деякі ґрунтові гриби здатні вилучати фосфорні сполуки з цих комплексів.
Ці цикли в найбільшій мірі зазнали трансформації при формуванні техносфери та агросфери, і вивчення їх стало важливою задачею екології. Розглянемо головні причини порушення кругообігу речовин у біосфері.
По-перше, це досить сильне штучне прискорення процесів вивітрювання осадових і гранітних порід, пов’язане з видобуванням і переробкою корисних копалин, спалюванням вугілля, нафти, торфу, природного газу. В результаті в атмосфері збільшується вміст вуглекислого газу, оксидів сірки, через кислотні дощі зменшується рН ґрунту, що призводить до переходу багатьох елементів у розчинений стан. Деякі з них у великих концентраціях токсичні й небезпечні для живого (наприклад, важкі метали
· мідь, цинк, свинець). Процеси кругообігу речовин у біологічному циклі вповільнюються
· адже гинуть носії живої речовини. Та чим більше елементів переходить у розчин, тим більше їх вимивається у Світовий океан. Прискорені темпи загибелі біоти, вповільнені темпи повторного використання доступних мінеральних речовин, зростання швидкості їх вимивання спричиняють перезбагачення Світового океану біогенними елементами. Внаслідок цього частішають спалахи “цвітіння” океану мікроскопічними водоростями, які нерідко бувають токсичними й пригнічують розвиток консументів, котрі їх споживають. Так, порівняно з минулими століттями частота спалахів “цвітіння” в Світовому океані зросла в 50130 разів! Усе це прискорює процеси вилучення з біосфери доступних біогенних речовин і їх консервації в донних відкладеннях.
По-друге, людина в процесі своєї господарської діяльності створює численні речовини (наприклад, пластмаси), які надалі не можуть бути ні використані продуцентами, ні розкладені до доступних мінеральних речовин редуцентами. Вони утворюють особливу групу антропогенних “осадових” порід відходи нашої цивілізації, які археологи чомусь назвали “культурним шаром”. Ці відходи зрештою будуть трансформовані в літосфері в граніти й потім у процесі вивітрювання знову стануть доступними для живої речовини, але відбудеться це в геологічних вимірах часу
· через мільйони років. Тому є реальна загроза того, що доступні ресурси біосфери можуть бути перероблені на відходи швидше, ніж завершиться цикл геологічного кругообігу. Що в цьому разі станеться з біосферою (в тому числі й з людиною), передбачити нескладно.

2.3. Природні компоненти біосфери (біоценози, біогеоценози, агроценози)
Процеси зв’язування сонячної енергії, її трансформації й накопичення в живій речовині, поглинання поживних речовин та їх перетворення, нагромадження осадових відкладень і вивітрювання гірських порід відбуваються в конкретних екосистемах, які є основними структурними одиницями, що складають біосферу.
Тому поняття про екосистеми надзвичайно важливе для аналізу усього різноманіття екологічних явищ. Основоположником учення про екосистеми є англійський еколог А.Тенслі (1946). Вагомий внесок до розробки цього поняття зробили Р.Маргалеф (1974) та Ю.Одум (1971).
Екосистема, екологічна система – сукупність організмів, які мешкають разом, та умов їх існування, закономірно взаємозв’язаних між собою, що утворюють систему взаємозумовлених біотичних, абіотичних явищ і процесів; під час взаємодії останніх відбувається більш-менш повний абіотичний колообіг за участю продуцентів, консументів і редуцентів.
Важливою властивістю екосистем є їх відкритий характер
· вони обмінюються з навколишнім середовищем і енергією, і речовинами. При цьому екосистеми характеризуються саморегуляцією і здатні певною мірою протистояти зовнішнім впливам та відновлюватися, якщо порушення не зачепило суттєво важливих зв’язків або повністю не знищило їх компоненти.
Поняття екосистем поширюється і на штучно створювані людиною об’єкти. Екосистемами є сільськогосподарські угіддя, садки, очисні споруди тощо.
Для характеристики екосистем звичайно використовують досить великий набір ознак:
а) видовий склад живих організмів, типовий для даної екосистеми;
б) співвідношення в екосистемі організмів із різними типами живлення;
в) розмір створюваної в екосистемі первинної та вторинної біопродукції;
г) інтенсивність потоку енергії через екосистему та швидкість кругообігу речовин;
д) режим абіотичних умов та ресурсів.
Біотичну структуру екосистем складають продуценти, консументи і редуценти.
Продуценти (автотрофи) – організми, переважно зелені рослини, які з вуглекислого газу і води продукують органічну речовину, використовуючи для процесу фотосинтезу сонячну енергію і виділяючи кисень.
Консументи (гетеротрофи) – організми, що використовують готові органічні сполуки як джерело їжі та енергії. Відповідно до способу живлення консументи поділяються на:
первинних консументів – живляться рослинною їжею;
вторинних консументів – споживають тваринну їжу;
паразитів, які живуть за рахунок хазяїна.
Детритофаги і редуценти – організми, які також споживають готові органічні сполуки, але мертвих решток (опале листя, коріння, гілочки дерев
· детрит), трупи та продукти життєдіяльності тварин (гриби, бактерії, найпростіші, черви, жуки-гнойовики, раки). Завдяки їх діяльності знов утворюються форми, доступні для живлення рослин. Це санітари, що очищають екосистему від сміття і замикають ланцюг коло обігу хімічних елементів.
Наведені вище матеріали показують, що між живими організмами екосистем виникають різноманітні зв’язки. Одним з центральних зв’язків є харчові або трофічні. Це призводить до виникнення харчових, або трофічних ланцюгів. Цей термін запропонований Ч.Елтоном. Ланцюги, які починаються з фотосинтезуючих організмів, називаються ланцюгами виїдання. Ланцюги, які беруть початок з відмерлих решток рослин, трупів і екскрементів тварин, називають ланцюгами розкладання, або детритними ланцюгами (рис. 2.2).
Відповідно до початкового визначення, екосистеми не мають просторової вираженості та пристосованості до конкретної ділянки чи акваторії. У той же час досвід вивчення природних явищ показує, що більшість із них досить чітко окреслені територіально. Це привело до необхідності введення в екологію ще одного важливого поняття
· біогеоценозу. Біогеоценоз
· історично сформований взаємозумовлений комплекс живих і неживих компонентів певної ділянки земної поверхні, пов’язаних між собою обміном речовин і енергії. Сукупність живих компонентів біогеоценозу становить біоценоз, неживих – біотоп.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Рис. 2.2. Один з варіантів трофічного ланцюгу

Термін “біоценоз” був запропонований у 1877 р. німецьким вченим К.Мьобіусом на підставі вивчення устричних мілин. Він включав до біоценозу всі рослини і тварини, які мешкають на мілинах, вважаючи, що організми, які входять до складу біоценозу, повинні розмножуватись в його межах. На сьогодні встановлено, що рослини справді розмножуються завжди в своєму біоценозі, але тварини для розмноження можуть перекочовувати в інші місця.
Серед структур біоценозу, звичайно виділяють три їх види:
а) видова, що розкриває видове різноманіття живих організмів;
б) трофічну, що демонструє характер харчових взаємин між організмами біоценозу;
в) просторову, що показує територіальне розміщення рослин, тварин та мікроорганізмів.
Функціональні складові біоценозу: сукупність усіх продуцентів даного біотопу (вищі рослини, водорості, автотрофні бактерії)
· так званий фітоценоз; сукупність тварин-консументів – зооценоз; сукупність редуцентів (бактерій і грибів-сапротрофів)
· мікробоценоз.
Межами фітоценозу, тобто контуром однорідної рослинності, визначаються межі біогеоценозу, оскільки саме рослини-продуценти є першою ланкою трофічних ланцюгів (ланцюгів живлення) біогеоценозу.
Цілісність біоценозів зумовлюється дією ряду механізмів, але головним серед них вважаються два.
Перший із них полягає в тому, що добір видів в біоценоз будь-якої екосистеми йде на основі спільності їхніх екологічних вимог щодо середовища.
Другий – полягає в наявності коадаптацій рослин та тварин щодо спільного життя. Співмешкання видів в одному ценозі є результатом того, що один вид потрібен іншому так, що без нього він не може існувати.
Агроценоз
· біотичне угруповання, створене людиною з метою отримання сільськогосподарської продукції і регулярно підтримуване нею, має незначну екологічну надійність, але високу врожайність певних видів, сортів рослин.
У світі відомо 1,5 тис. рослин, але масово вирощується лише 90 видів і з них 14 належить до злакових і бобових. А чим багатша на види екосистема, тим вона стійкіша. Стійкість агроценозів забезпечується лише надходженням ззовні енергії у вигляді добрив, поливної води, засобів боротьби з бур’янами, шкідниками, захворюваннями. З урожаєм з агроекосистеми виноситься величезна кількість поживних речовин і навіть родючого ґрунту.
Агроценози зернових і овочевих культур стійкі лише впродовж одного року, багаторічних трав і ягідних – 34 років, плодових культур – 3040 років. Поява агроценозів – величезних площ окремої культури спричинює надмірне зростання чисельності окремих видів шкідників, бур’янів чи захворювань. Постійна турбота, важка людська праця, витрати пального та різних засобів підвищення врожайності підтримують продуктивність агроценозів на вищому рівні, ніж природних екосистем.

2.4. Класифікація екологічних факторів
Фактори, що впливають на функціонування екологічних систем, називають екологічними. Всі вони можуть бути об’єднані в три групи: абіотичні, тобто фактори неживої природи; біотичні
· фактори взаємодії живого з живим; антропогенні
· пов’язані з господарською діяльністю людини.
Екологічні чинники за ставленням до них організмів поділяють на:
життєво необхідні для організмів (вода, температура);
не необхідні, але впливові (вітер, радіаційний фон);
нейтральні
· байдужі для організмів (інертні гази).
Абіотичні фактори. Абіотичні чинники навколишнього середовища
· це фізичні та хімічні чинники (світло, температура, вологість, вітер, вогонь, солоність вод і ґрунтів, рН середовища, наявність біофільних елементів тощо). Всі вони по-різному впливають як один на одного, так і на біотичний компонент екосистеми.
Для кожного виду організму існує:
зона оптимуму (організм існує в найсприятливіших для розвитку умовах);
зона песимуму (стресова зона);
діапазон стійкості, за межами якого організм гине (стосовно кожного чинника середовища).
Температура. Живі організми можуть існувати тільки в певних температурних умовах. При температурі близько 100°С руйнуються білки організму, а при низькій температурі уповільнюється, а потім і припиняється обмін речовин. Залежно від температурного режиму виділяють чотири основні кліматичні зони: тропічний пояс (температура не нижче +15...20°С), субтропічний пояс (найнижча температура +4 °С), помірний пояс (коливання температури від -20 до +30°С) та холодний пояс. Важливим для організмів є сезонний розподіл температур. Тут виникає цілий ряд пристосувань організмів: зимова сплячка, сезонні міграції тощо. Наприклад, риби обживають водойми з різним температурним режимом: у гарячих джерелах Каліфорнії живе рибка луканія; риба далія мешкає в промерзлих водоймах Чукотки і Аляски; карась, вмерзаючи в лід, залишається живим.
За здатністю витримувати коливання температур риб поділяють на евритермних (грец. еvrуs
· широкий), що можуть жити в широкому інтервалі температур (щука, карась, короп) і стенотермних (грец. stenos
· вузький), пристосованих до життя у вузькому температурному інтервалі,
· це риби тропічних і полярних зон та риби значних глибин, де температура мало змінюється.
Залежно від потреб рослин у теплі їх поділяють на:
термофільні (теплолюбні)
· пальма, фікус, цитрусові;
кріофільні (холодостійкі)
· рослини тундри та альпійських зон;
мезотермні
· рослини помірного клімату.
Тварини за ставленням до тепла поділяють на типи:
гомойотермні (ендотерми, або теплокровні)
· регулюють і підтримують сталу температуру тіла (ссавці, птахи);
пойкілотермні (ектотерми, або холоднокровні)
· змінюють температуру відповідно до температури навколишнього середовища (земноводні, плазуни).
Вологість. Вміст води в живих клітинах у середньому становить 8092%. Джерелом води є опади та ґрунтові води. Тут лімітуючим фактором є кількість опадів. Вона визначає навіть тип екосистем. При опадах менш ніж 250 мм на рік формуються пустельні екосистеми; 250...750
· степові, лісостепові та савани; 750...1250
· субтропічні ліси, а більш як 1250
· вологі тропічні ліси.
По відношенню до вологи рослини поділяють на такі групи:
гідрофіти
· рослини, повністю занурені у воду (водорості, квіткові рослини тощо);
гігрофіти
· напівзанурені (рогіз, комиш, осока, очерет тощо);
мезофіти
· суходільні рослини з достатнім зволоженням;
ксерофіти
· що мешкають на сухих територіях.
Тварини також мають певні пристосування для добування та утримування води. У ссавців і водних тварин відсутній дефіцит води, тому основний продукт азотистого обміну виводиться з організму у вигляді водного розчину сечовини. Більшість наземних тварин економлять воду, виводячи азот у вигляді нерозчинної у воді сечової кислоти.
Наприклад, відкладання яєць у комах відбувається лише за певної вологості повітря. Комарі не кусаються, якщо відносна вологість повітря нижча за 40%. Верблюд і одежна міль отримують воду метаболічним шляхом, окислюючи жири свого тіла.
Світло відіграє вирішальну роль у життєдіяльності рослин, оскільки рослини синтезують органічні речовини з неорганічних, використовуючи світлову енергію сонця. Одним із видів конкуренції в рослин є конкуренція за світло. У тварин зміна тривалості дня викликає зміну поведінки. Так, деякі птахи готуються до перельотів, інші починають линяти, розмножуватися тощо. Середня ефективність використання сонячної енергії в рослин 1%, максимальна продуктивність фотосинтезу за сприятливих умов 3...10%.
За потребою у світлі рослини поділяють на:
світлолюбні (геліофіти)
· рослини, які ростуть на освітлених місцях: трави степів і лісів, лишайники на голих скелях, водяні рослини з плаваючим на поверхні листям;
тіневитривалі (факультативні геліофіти)
· мають широку екологічну ампліту ду щодо освітлення;
тінелюбні (сціофіти)
· полюбляють незначну освітленість і ростуть у нижніх ярусах (зелені мохи, плауни).
По-різному реагують на світло і тварини: кроти живуть у землі і позбавлені сонячного світла; сови і кажани ведуть нічний спосіб життя.
Тварини використовують світло для орієнтації. До фотофілів належить півень, до фотофобів
· кажани. Деякі тварини сприймають інфрачервоне випромінювання і можуть полювати в темряві.
Інтенсивність освітлення впливає на активність тварин, що ведуть:
денний спосіб життя (метелики, ящірки);
присмерковий (комарі, хрущі);
нічний (сова, гримуча змія).
Білан капустяний розвивається лише в умовах довгого дня, сарана є представником тварин короткого дня.
Територія є важливим фактором у житті і рослин, і тварин. Всім відомо, як ретельно оберігають свою територію тварини, ставлячи відповідні мітки. Це й зрозуміло, бо всяке життя починається з відмірювання життєвого простору, на якому організми мешкають та виводять потомство.
Біотичні фактори. Проживаючи в угрупованнях, організми вступають у певні стосунки. Так, серед рослин можна виділити три головних типи взаємодій: мутуалізм (відомий також як симбіоз), конкуренція та відносини з травоїдними тваринами.
Мутуалізм (від лат. тиtииs
· взаємний)
· це біологічна взаємодія двох видів партнерів, що сприяє їх росту та виживанню. У природі такі види не можуть жити один без одного.
Прикладом мутуалізму є відносини між вищими рослинами та грибами. Грибниця густо оплітає коріння, утворюючи складну структуру, яка називається мікоризою (від грец. mукеs
· гриб + rhiza
· корінь). Вважають, що такі структури забезпечили цим рослинам завоювання суші, тому що нитки грибниці утворюють додатковий потужний всмоктувальний апарат. Гриб, у свою чергу, отримує від рослини необхідні йому для живлення органічні речовини. Ще один приклад мутуалізму цікавий тим, що багато дерев у лісі часто зростаються своїми коренями. Це дозволяє передавати поживні речовини один одному найскладнішими і несподіваними шляхами. У результаті таких взаємовідносин життя одного виду залежить від іншого. Старі пеньки, наприклад, можуть необмежено довго жити, не маючи фотосинтезуючих органів, тому що вони пов’язані кореневою системою з іншими деревами, від яких отримують органічні речовини.
У рослинних угрупованнях постійно відбувається “боротьба за світло”, тому що єдиним джерелом енергії для них є сонячне світло. Це явище дістало назву конкуренції (від лат. соnсиrrеrе
· бігти разом). Конкуренція за світло є найсильнішою порівняно з конкуренцією за воду та мінеральні речовини. В конкурентній боротьбі за світло в рослин в угрупованнях виробилися різноманітні пристосування. Це відмінності у висоті, розміщенні листків, формі крони. Особливо добре видно такі пристосування в угрупованні мішаного лісу, де рослини розміщуються ярусами. В першому (верхньому) ярусі царюють крони високих дерев: дубів, берез, лип. У другому ярусі ростуть менш високі дерева: горобина, черемха, яблуні. В третьому
· кущі та напівкущі, у четвертому
· трави. П’ятий ярус представлений мохами. Кожний нижче розташований ярус отримує все менше і менше світла, тому в нижньому ярусі ростуть найбільш: тіньовитривалі рослини.
Ще одна біологічна особливість життя рослин в угрупованнях. Це як правило, з двох видів, які певний час живуть у споріднених умовах, один обов’язково гине. Ця закономірність була доведена в експерименті і дістала назву принцип конкурентного виключення. Якщо дві чи більше рослин використовують однакові поживні речовини, кількість яких обмежена, то ці рослини будуть меншого розміру і чисельність їх буде меншою.
Для рослин дуже важлива також боротьба за територію. У зв’язку з цим у них сформувався ряд пристосувань. Особливо ефективним при захопленні території є вегетативне розмноження.
Наприклад, кульбаба має потужну кореневу систему, міцно вкорінюється в ґрунті і має високу стійкість до витоптування. Спориш утворює суцільний трав’яний покрив, крізь який не вдається пробитися практично жодному паростку іншого виду. Подібним чином захоплює територію і барвінок. В інших випадках швидке розмноження забезпечується високою насіннєвою продуктивністю без запліднення (апоміксис), як у тієї ж кульбаби або нечуйвітра.
Нерідко конкуруючі організми виробляють хімічні речовини, які пригнічують ріст і розвиток або особин свого ж виду, або інших видів. Наприклад, шавлії виділяють токсичні леткі речовини, що мають саме таку дію.
Особливі взаємовідносини виникають між рослинами і травоїдними тваринами. Загальновідомі приклади використання рослинами біологічних пристосувань, що захищають їх від поїдання тваринами. Це колючки, шипи, шипики, жалкі волоски та інше. Але мало відома і тим цікава справжня «хімічна війна» між рослинами і тваринами, що ними живляться. Протягом довгого еволюційного шляху рослини набули цілий ряд захисних хімічних речовин. Наприклад, горох виділяє пізантин, що захищає його від грибів-паразитів. Інші речовини, наприклад хромени, відлякують комах. Піретрини, що містяться в рослинах роду хризантем, згубно діють на багатьох шкідників. Восковий наліт на пагонах та листках багатьох рослин робить їх важкодоступними для комах і грибів.
У випадку ураження грибами або бактеріями багато рослин виділяють жироподібні антибіотики, що називаються фітоалексинами. Інші рослини замість фітоалексинів виділяють таніни та леткі речовини. Так, після поїдання листків дуба гусінню непарного шовкопряда нові листки, що відростають, містять велику кількість танінів. Такі листки стають малоїстівними, і личинки шовкопряда гинуть. Подібний захист мають також інші рослини. Коли зайці об’їдають кору берези, то нові пагони містять значно більше смол та отруйних речовин, ніж попередні. У верби та вільхи було виявлено, що при нападі гусені ці дерева утворюють певні леткі сполуки. Вони поширюються, напевно через повітря, від дерева, до дерева, і неушкоджені рослини реагують таким самим чином, як і ушкоджені. Але цю речовину, попри всі зусилля вчених, ще не вдалося отримати.
На відміну від рослин тварини значно менше залежать від наявності світла. Якщо автотрофні організми конкурують здебільшого саме за світло, то тварини весь час проводять в пошуку їжі. Їжа
· це те основне, що забезпечує організм поживними речовинами. На довгому шляху еволюції виникало і вдосконалювалося безліч варіантів добування харчів. Тварини вимушені були вступати в певні взаємовідносини між собою. Такі взаємовідносини можна поділити на групи.
Взаємовідносини хижак-жертва є найбільш показовими і відомі. Вислів “хижак” можна застосувати в різних значеннях. Звичайно хижаками називають тварин, що живляться іншими тваринами, близькими за систематичним положенням. Наприклад, такими, що належать до одного з ними класу або ряду (вовк і заєць, тріска та оселедці тощо). Ссавців, що живляться молюсками, комахами або червами, звичайно не відносять до хижаків. Іноді, як відомо з біології рослин, деякі комахоїдні рослини теж називаються хижаками.
При вивченні біології тварин можна спостерігати цікаві пристосування для ловіння здобичі в хижаків та пристосування в жертв
· щоб уникнути пазурів хижака.
Досить різноманітне за формами у тварин, як і в рослинах явище симбіозу
· взаємовигідного співіснування (мутуалізму), співіснування, вигідного для одного з партнерів, або нейтрального співіснування.
Можна навести багато прикладів таких форм взаємовідносин. Рак-самітник і актинія, де рак використовує щупальця актинії для захисту, а актинія живиться залишками їжі рака. Це типовий приклад мутуалізму. Особливо поширені форми симбіозу між деякими морськими тваринами та одноклітинними водоростями. Наприклад, найбільший молюск тридакна, що досягає розміру 1,5 м і ваги 200300 кг, надає притулок великій кількості одноклітинних водоростей, без яких не може існувати. У цьому випадку тварини постачають водоростям вуглекислий газ та азотисті сполуки (продукти метаболізму), а отримують від рослин кисень і частково органічні речовини. Часто можна спостерігати зграйки рибок, що ховаються поміж щупалець медуз,
· це є приклад одностороннього симбіозу.
Надзвичайно різноманітний також паразитизм, коли організми використовують інших тварин як середовище існування та джерело їжі. Особливо він поширений серед одноклітинних тварин, а також серед безхребетних. При паразитизмі між тваринами встановлюються взаємовідносини паразит
· хазяїн.
Коменсалізм, або нахлібництво,
· харчування залишками їжі інших тварин
· також поширений серед тварин. Наприклад, у мурашниках живуть кілька видів жуків, що живляться за рахунок запасів працелюбних мурашок. Також коменсалами можна вважати рибок-лоцманів, рибок-прилипал, що постійно супроводжують акул і харчуються залишками їхньої їжі.
Вільна конкуренція
· взаємовідносини, що виникають між організмами одного або різних видів в однакових умовах середовища. Наприклад, гризуни, саранові, копитні, що споживають трави. Такі ж відносини складаються і серед хижаків, наприклад, між хижими птахами та лисицями, які живляться гризунами.
У сучасній екології, як зазначено вище, до екологічних факторів середовища відносять не лише абіотичні та біотичні фактори, а й антропогенні. Ці фактори обумовлені господарською діяльністю людини, і їх вплив на функціонування екосистем має здебільшого негативний характер.
Антропогенні фактори
· сукупність різних видів впливу людини на природне середовище, рослинний і тваринний світ та на саму себе:
вирубування лісів;
розорювання цілинних земель;
полювання на окремі види тварин і птахів;
забруднення водойм і загибель риби;
зміна стану довкілля і зростання захворюваності людей.

Питання для самоконтролю
Що таке біосфера? Які вчені розробили концепцію біосфери?
Які частини геосфери входять до складу біосфери? Чим біосфера відрізняється від інших оболонок Землі?
Які типи речовин біосфери виділив В.І.Вернадський?
Що розумів В.І.Вернадський під живою речовиною та які біохімічні
принципи лежать в основі біогенної міграції?
Назвіть функції, які виконує жива речовина в атмосфері, гідросфері, літосфері.
Охарактеризуйте основні рівні організації живої матерії.
Назвіть основні абіотичні і біотичні фактори навколишнього середовища і дайте їм характеристику.
Що таке популяція?
Що таке біоценоз?
Які існують взаємовідносини між живими організмами в біоценозах?
Які зв’язки називають харчовими (трофічними)? Дайте характеристику організмам, що складають трофічні ланцюги.
Поясніть термін “екосистема”. Які властивості мають екосистеми?
Яке значення мають у природі адаптивні реакції живих організмів?
Як класифікують фактори, що впливають на функціонування екологічних систем?
Назвіть абіотичні фактори навколишнього середовища та дайте характеристику їх впливу на живі організми.
Зазначте, які типи взаємодії між живими організмами ви знаєте. Наведіть приклади.
До яких факторів відносять сукупність різних видів впливу людини на природне середовище? Перерахуйте їх.

ІІІ. ОХОРОНА ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА

3.1. Значення води як природного мінералу
Гідросфера
· це водяна сфера нашої планети, сукупність океанів, морів, вод континентів, льодовикових покривів. Загальний об’єм природних вод становить близько 1,39 млрд. км3 (0,025% маси Землі), які вкривають 71% поверхні планети (361 млн. км2). Але це переважно гірко-солона морська вода, непридатна для пиття й технологічного використання. Прісна вода становить усього 2 % її загальної кількості на планеті, причому 85% її зосереджено в льодовикових щитах Гренландії та Антарктиди, айсбергах і гірських льодовиках. І лише 1% прісної води містять річки, озера й підземні води; саме ці джерела й використовує людство для своїх потреб.
Вода виконує чотири дуже важливі екологічні функції:
а) є найважливішою мінеральною сировиною, головним природним ресурсом споживання (людство використовує її в тисячу разів більше, ніж вугілля чи нафти);
б) є основним механізмом здійснення взаємозв’язків усіх процесів у екосистемах (обмін речовин, тепла, ріст біомаси);
в) є головним агентом-переносником глобальних біоенергетичних екологічних циклів;
г) є основною складовою частиною всіх живих організмів
д) води Світового океану – основний кліматоутворюючий фактор, головний акумулятор сонячної енергії й “кухня” погоди для всієї планети.
Для величезної кількості живих організмів, особливо на ранніх етапах розвитку біосфери, вода була середовищем зародження та розвитку.
Величезну роль відіграють води в формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, у розвитку екзогенних процесів (схилових, карстових), переносі хімічних речовин в глиб Землі й на її поверхні, транспортуванні забруднювачів довкілля.
Водяна пара в атмосфері виконує функцію потужного фільтра сонячної радіації, а на Землі
· нейтралізатора екстремальних температур, регулятора клімату.
Основну масу води на планеті становлять солоні води Світового океану. Середня солоність цих вод
· 35 (тобто в 1 л океанічної води міститься 35 г солей). Найсолоніша вода в Мертвому морі
· 260, у Чорному
· 18, Балтійському
· 7).
Хімічний склад океанічних вод, як вважають спеціалісти, дуже схожий на склад людської крові
· в них містяться майже всі відомі нам хімічні елементи, але, звичайно, в різних пропорціях. Частка кисню, водню, хлору та натрію становить 95,5%.
З газів, розчинених у водах Світового океану, найбільш важливими для біоти є кисень та вуглекислий газ. Загальна маса вуглекислого газу в океанічних водах перевищує його масу в атмосфері приблизно в 60 разів.
Слід зазначити, що вуглекислий газ океанічних вод споживається рослинами під час фотосинтезу. Частина його, яка увійшла в кругообіг органічної речовини, витрачається на побудову вапнякових скелетів коралів, черепашок. Після відмирання організмів вуглекислий газ повертається у води океану за рахунок розчинення залишків скелетів, панцирів, черепашок. Частково він залишається в карбонатних осадках на дні океанів.
Велике значення для формування клімату та інших екологічних факторів має динаміка величезної маси океанічних вод, що постійно перебувають у русі під впливом неоднакової інтенсивності сонячного прогрівання поверхні на різних широтах.
Океанічні води відіграють основну роль у кругообігу води на планеті. Підраховано, що приблизно за 2 млн. років вся вода на планеті проходить через живі організми, середня тривалість загального циклу обміну води, залученої в біологічний кругообіг, становить 300400 років. Приблизно 37 разів на рік (тобто кожні десять днів) змінюється вся волога в атмосфері.
Підземні води за своїм хімічним складом дуже різноманітні: від прісних, що використовуються для пиття й водопостачання, до мінералізованих і навіть до ропи із солоністю 600. Деякі мінералізовані підземні води мають лікувальні властивості.

3.2. Водні ресурси планети і України
Як уже згадувалось, водні ресурси нашої планети складає сукупність океанів, морів, вод континентів, льодовикових покривів і зв’язаної води (за даними Вернадського, в земній корі в зв’язаному стані міститься щонайменше 1,3 млрд. км3 води).
Світовий океан поділений на чотири океани (табл. 3.1, 3.2). Цей поділ є умовним, оскільки ніяких меж між океанами не існує і не може існувати фізично.
Таблиця 3.1
Океани в порядку зменшення площі акваторії
Океани
Площа акваторії, млн. км2

Тихий
178,7

Атлантичний
91,7

Індійський
76,2

Північний Льодовитий
14,8

Деякі учені виділяють на карті також п’ятий океан
· Південний. До вод Південного океану фактично відносять води Тихого, Атлантичного і Індійського океанів в районі Південного полюса Землі, що омивають Антарктиду.
Таблиця 3.2
Найглибоководніші океанські жолоби
Океан
Назва жолоба і глибина в метрах

У Тихому океані
Маріанський (11022), Тонга (10882), Філіппінський (10265), Кермадек (10047)

У Атлантичному океані
Пуерто-ріко (8742), Південно-Сандвічів (8264), Романш (7856), Кайман (7090)

У Індійському океані
Зондський (Яванський) (7729 м), Східно-Індійський (6335), Обі (5880)

У Північному Льодовитому океані
Найглибше місце знаходиться в Гренландському морі (5527)


За підрахунками учених, об’єм води всіх чотирьох океанів Землі складає приблизно 1341 млн. км3 (один мільярд триста сорок один мільйон кубічних кілометрів).
Але для більшості живих організмів і для самої людини необхідна прісна вода. Головне джерело прісної води
· річки (табл. 3.3). Зі всіх річкових вод планети (47 тис. км3) реально можна використовувати тільки половину. Споживання прісної води постійно росте, а ресурси річкового стоку залишаються незмінними. Це створює загрозу дефіциту прісної води.
Таблиця 3.3
Найбільші річки світу

п/п
Річка
Протяжність,
км
Площа басейну,
тис. кмІ
Країна

1
Ніл (з Кагерою)
6671
2867
Уганда, Судан, Єгипет (Африка)

2
Янцзи
6300
1807
Китай (Азія)

3
Амазонка (з Укаялі)
6280
7050
Перу, Бразилія (Південна Америка)

4
Міссісіпі (з Міссурі і Ред-Роком)
6019
3328
США (Північна Америка)

5
Хуанхе
5464
752
Китай (Азія)

6
Обь (з Іртишом)
5410
2990
Китай, Казахстан, Російська Федерація (Азія)

7
Парана (з естуарієм Ла-Плата)
4700
3140
Бразилія, Аргентина (Південна Америка)

8
Меконг
4500
810
Китай, Лаос, Камбоджа (Азія)

9
Амур (з Аргун’ю)
4440
1855
Китай, Російська Федерація (Азія)

10
Лєна
4400
2490
Російська Федерація (Азія)

11
Конго (Заїр) (з Луалабою)
4320
3691
Конго (Дем. Республіка) (Африка)

12
Маккензі (з Писом і Фінлі)
4241
1760
Канада (Північна Америка)

13
Нігер
4160
2092
Гвінея, Малі, Нігер, Нігерія (Африка)

14
Єнісей (з Вел. Єнісеєм)
4092
2580
Російська Федерація (Азія)

15
Муррей (Маррі) (з Дарлінгом)
3750
1157
Австралія (Австралія і Океанія)

16
Волга
3530
1360
Російська Федерація (Европа)

17
Салуїн
3200
325
Китай, М’янма (Азія)

18
Сан-Франсиску
3199
600
Бразилія (Південна Америка)

19
Інд
3180
980
Китай, Индія, Пакистан (Азія)

20
Євфрат (з Муратом)
3065
673
Турція, Сирія, Ирак (Азія)

21
Святого Лаврентія
3058
1290
Канада (Північна Америка)

22
Ріо-Гранде (Ріо-Браво-дель-Норте)
3034
570
США, Мексика (Північна Америка)

23
Сирдар’я (з Нарином)
3019
219
Киргизія, Таджикістан, Узбекістан, Казахстан (Азія)

24
Брахмапутра
2900
935
Китай, Индія, Бангладеш (Азія)

25
Дарлінг
2870
590
Австралія (Австралія і Океанія)


Розподіл прісної води по регіонах залежить від найбільших річкових систем регіону: у Азії – Янцзи, Гангу і Брахмапутри, в Південній Америці – Амазонки, Оріноко, Парани, в Північній Америці – Міссісіпі, в СНД – Єнісею і Лєни, в Африці – Конго, Замбезі. Це стосується не тільки регіонів, але і країн в цілому (рис. 3.1).
13 EMBED Excel.Chart.8 \s 1415Рис. 3.1.Забезпеченість ресурсами річкового стоку регіонів світу, тис.м3/рік

Проте ця діаграма не відображає реальної картини водозабезпеченості, оскільки забезпеченість сумарним стоком виражається в питомих показниках (на 1 км2 або на 1 жителя країни). Така водозабезпеченість показана на рис. 3.2.
13 EMBED Excel.Chart.8 \s 1415
Рис. 3.2. Перші десять країн за розмірами ресурсів прісних вод

Аналіз цієї діаграми показує, що при середньосвітовому показнику 8000 м3/рік показники вище за цей рівень мають Австралія і Океанія, Південна Америка, СНД і Північна Америка. Такі дані пояснюються не тільки розмірами їх водних ресурсів, але і чисельністю населення.
З 10 країн з найбільшою водозабезпеченістю 7 знаходяться в межах екваторіального, субекваторіального і тропічного кліматичних поясів (рис. 3.3).

13 EMBED Excel.Chart.8 \s 1415
Рис. 3.3. Країни з найбільшою водозабезпеченістю

У цих же поясах знаходяться і країни з найменшою водозабезпеченістю (табл. 3.4).
Таблиця 3.4
Країна з найменшою водозабезпеченістю
На 1 людину, тис. м3

Египет
0,96

Бурунди
0,55

Алжир
0,46

Туніс
0,45

Ізраїль
0,38

Ємен
0,25

Йорданія
0,20

Саудівська Аравія
0,12

Лівія
0,1

Кувейт
0,011


При розгляді водозабезпеченості необхідно також враховувати такий чинник як водоспоживання. Без нього всі вищенаведені дані правильніше називати потенційною водозабезпеченістю. Світове споживання води по роках відображено на рис. 3.4.

13 EMBED Excel.Chart.8 \s 1415
Рис. 3.4. Водоспоживання в ХХ-ХХІ столітті

Більше всього прісної води йде на комунальне і сільське господарство (близько 60%), на промисловість доводиться майже в три рази менше – 21...22%. Загальна тенденція для всього світу і окремих його регіонів полягає в поступовому зменшенні водозабезпеченості, тому ведуться пошуки різних шляхів економії водних ресурсів і нових шляхів водопостачання.
До водного фонду України належать:
поверхневі води: природні водойми (озера), водотоки (річки, струмки), штучні водойми (ставки, водосховища) і канали; інші водні об’єкти;
підземні води та джерела;
внутрішні морські та територіальні води.
Річковий стік України становить у середньому 85,1 млрд. м3 (без Дунаю), а в маловодні роки зменшується до 48,8 млрд. м3. По території України цей стік розподілений вкрай нерівномірно: 70% припадає на Південно-Західний економічний район (45% території), де мешкає лише 40% населення. На Донецько-Придніпровський і Південний економічні райони, в яких живе 60% населення і де розташовані найбільш водоємні галузі народного господарства, припадає всього 30% стоку.
Україна належить до держав з низьким рівнем водозабезпеченості. За запасами місцевих ресурсів річкового стоку на душу населення Україна посідає одне з останніх місць у Європі (В Україні на 1 жителя припадає 1,0 тис. м3, в Європі – 4,6 тис.м3). З цим фактом пов’язане створення ставків і водойм, що спричинило зникнення малих річок, затоплення значних територій родючих земель.
Головним джерелом води в Україні є Дніпро – третя за довжиною і площею басейну річка Європи. Її басейн займає 65% площі України, загальна довжина – 2201 км (В Україні
· 1205). Дніпровська вода використовується для пиття й технологічних потреб. Іншими річками, що забезпечують потреби населення України у воді, є Дністер, Південний Буг, Західний Буг, Тиса, Прут та ін. У басейнах цих річок формується понад 60% водних ресурсів України.
Стан води й повноводдя великих річок України залежить від стану їх приток і малих річок, яких в Україні налічується понад 63 тис. Ці річки мають величезне значення
· досить зазначити, що 90% усіх населених пунктів нашої держави розташовані саме в долинах малих річок і користуються їхньою водою. Однак стан малих річок України сьогодні викликає велику тривогу. Понад 20 тис. їх уже зникло, пересохло. Це невідворотно веде до деградації великих річок, тому проблема їх збереження та оздоровлення – одна з найгостріших для нашої молодої держави.
Підземні води України мають не менше значення для забезпечення водою населення: близько 70% населення сіл і селищ міського типу задовольняють свої потреби в питній воді за рахунок ґрунтових вод (колодязі) чи глибших водоносних горизонтів (свердловин). Стан підземних вод України в цілому кращий, ніж поверхневого стоку, хоча місцями вони забруднюються стоками промислових підприємств, тваринницьких комплексів тощо. В деяких промислових районах (Донбас, Кривбас) розробка шахт і кар’єрів негативно впливає на якість і запаси підземних вод. У результаті багаторічного відкачування води з цих об’єктів її рівень дуже понизився, а з деяких водоносних горизонтів вода зникла зовсім.
У цілому по Україні водні ресурси (річковий стік і підземні води) використовуються повністю, а в багатьох південних районах нашої держави відчувається гострий дефіцит води. Для ліквідації цього дефіциту доводиться вдаватися до трудомістких і дорогих заходів
· перекидання води каналами та будівництва водосховищ. Для водопостачання маловодних районів введено в дію ряд каналів
· Північно-Кримський, Дніпро
· Кривий Ріг, Сіверський Донець
· Донбас, Дніпро
· Донбас, Інгулецький. В Україні є 748 водосховищ об’ємом понад 1 млн. м3 кожне, сумарний об’єм води в них досягає 48,9 млрд. м3.

3.3. Споживання прісної води
За стосунком до водних ресурсів усі галузі господарства поділяються на дві групи: споживачів і користувачів. Споживачі забирають воду з джерела водопостачання, використовують її для виготовлення продукції, а потім повертають, але вже в меншій кількості й іншої якості. Користувачі воду не забирають, а використовують її як середовище (водний транспорт, рибальство, спорт тощо) або як джерело енергії (ГЕС). Проте й вони можуть змінювати якість води (наприклад, водний транспорт забруднює воду).
Промисловість використовує близько 20% води, споживаної людством. Кількість води, що споживається підприємством, залежить від того, яку продукцію воно випускає, від системи водопостачання (прямоточна чи оборотна) та від інших причин.
За прямоточної системи вода з джерела надходить на промисловий об’єкт, використовується в процесі виготовлення продукції, потім піддається очищенню й після цього скидається у водостік чи водойму. За оборотної системи відпрацьована вода після очищення не повертається у водойму, а знову використовується в процесі виробництва. Витрата води за такої системи набагато нижча. Наприклад, ТЕС потужністю 1 млн. кВт у разі прямого водопостачання (для охолодження агрегатів) споживає 1,5 км3 води щорічно, а за оборотної системи
· лише 0,12 км3 тобто в 13 разів менше.
Кількість води (м3), необхідної для виробництва 1 т продукції, називають водоємкістю виробництва. За цим показником різні виробництва дуже відмінні. Наприклад, для виробництва 1 т металопрокату потрібно 10...15 м3 води, а 1 т хімволокна – 2...5 тис. м3. До найбільших споживачів води в промисловості належать атомні електростанції. Так, Хмельницька АЕС, розташована у верхів’ях річки Горинь, “випиває” всю воду з цієї річки, яка колись була основним джерелом водопостачання населення й промисловості Рівненської області.
Основний же споживач води – сільське господарство (70% її загального використання). Це зумовлено передусім збільшенням площ зрошуваного землеробства. Зрошувані землі набагато продуктивніші від незрошуваних. Сьогодні в світі площа зрошуваних земель становить 15% загальної площі сільськогосподарських угідь, а дають ці землі понад 50% усієї продукції.
Питоме водоспоживання під час зрошення залежить від виду вирощуваних сільськогосподарських культур, клімату, технічного стану зрошувальних систем і способів поливу. Так, норми поливу для зернових культур становлять 1,5...3,5 тис. м3/га, для цукрового буряку – 2,5...6, а для рису – 8...15 тис. м3/га.
Більша частина води (20...60%), що використовується для зрошення, безповоротно втрачається (випаровується), певна її кількість повертається назад у водойми у вигляді так званих поворотних вод, сильно забруднених солями.
Для задоволення потреб в питній воді й комунально-побутових (робота підприємств побутового обслуговування, поливання вулиць і зелених насаджень, протипожежні заходи тощо) здійснюється водопостачання населення (близько 10% усієї споживаної людством води). В рамках цієї галузі господарства введене поняття питоме водоспоживання, тобто добовий об’єм води (л), необхідний для задоволення потреб одного жителя міста або села. У великих містах світу питоме водоспоживання сьогодні таке (л/добу): Нью-Йорк – 600, Париж – 500, Москва – 400, Київ – 333, Лондон – 263. Для порівняння: в країнах, що розвиваються (Центральна Африка, Близький Схід), цей показник становить лише 10...15 л/добу.

3.4. Джерела і види забруднення водойм
З розвитком промисловості річки й озера стали все більше забруднюватися викидами недостатньо очищених стічних вод, промисловими відходами і термічними водами гідроелектростанцій.
У більш пізній період забруднення річок і озер явно зросло внаслідок змивання добрив, пестицидів і гербіцидів з сільськогосподарських угідь, а також кислотних дощів. Забруднення промисловими відходами, сільськогосподарськими добривами і пестицидами стало реальною загрозою всій гідрографічній системі Землі та існуванню людини.
Особливим видом забруднення гідросфери є теплове забруднення, яке спричинене спуском у водойми теплих вод від енергетичних установок. Величезна кількість тепла, що надходить з нагрітими водами в річки й озера, істотно змінює їхній термічний і біологічний режими. Серед теплових забруднювачів гідросфери перше місце посідають АЕС.
Як свідчать спостереження, у ріках, які розташовані нижче від діючих ТЕС і АЕС, порушуються умови нересту риб, гине зоопланктон, риби уражаються хворобами й паразитами.
Основними джерелами забруднення і засмічення водойм є:
стічні води промислових та комунальних підприємств;
відходи від розробок рудних і нерудних копалин;
води рудників, шахт, нафтопромислів;
відходи деревини при заготівлі, обробці, сплаві лісових матеріалів (кора, тирса, тріска, колоди, хмиз та ін.);
викиди водного, залізничного та автомобільного транспорту;
первинна переробка льону, коноплі та інших технічних культур.
Найінтенсивнішими забруднювачами поверхневих вод є великі целюлозно-паперові, хімічні, нафтопереробні, харчові та текстильні підприємства, гірничорудні і металургійні комбінати, а також сільськогосподарське виробництво.
Дуже небезпечним є сплавляння лісу, обробленого сильнодіючими отрутохімікатами
· антисептиками, що застосовуються в лісовій промисловості. Вода стає непридатною для споживання і для життя водних організмів. Під час сплавляння розсипом багато деревини тоне і загниває на дні, що також призводить до підвищення смертності живих організмів водного середовища.
Сільське господарство
· один з найбільших споживачів і, одночасно, забруднювачів природних вод внаслідок використання міндобрив, пестицидів та інших хімікатів, функціонування великих тваринницьких комплексів, зрошування земель.
Щорічно лише азотних добрив вноситься в ґрунт понад 50 млн. т. Повсюдно відбувається забруднення вод добривами і пестицидами, небезпечними своєю токсичністю. У багатьох сільських районах з інтенсивним застосуванням азотних добрив вже сьогодні в 50% колодязів вода містить нітрати, а нітритів
· вже понад норму – 20 мг/л; в переважній більшості випадків їхній вміст сягає 100...1500, а подекуди
· більше 2000 мг/л. Відомі випадки тяжких захворювань, навіть смертності дітей, особливо немовлят.
В разі надходження в поверхневі стоячі водойми значних кількостей нітрогенмістких та фосфатних сполук з полів створюються умови для швидкого розмноження влітку синьозелених водоростей і погіршення стану водойми – евтрофікації, яка спричинює:
збільшення каламутності води;
прогрівання верхніх шарів води;
появу неприємного запаху і смаку води внаслідок виділення у воду продуктів розкладання органічних речовин та метаболітів;
створення гіпоксичних умов і прискорення процесів гниття;
зниження рН води;
загибель окремих видів гідробіонтів.
Сполуки азоту і нітратні іони належать до мутагенних речовин, які призводять до генетичних захворювань. За даними ВООЗ, з 1966 до 1980 року кількість людей, що народилася зі спадковими хворобами збільшилася з 4 до 10,5%.
Дуже небезпечними є синтетичні миючі засоби, котрі потрапляють у водоймища, і навіть незначна їх кількість викликає неприємний смак і запах води та утворює піну і плівку на поверхні, що утруднює доступ кисню та призводить до загибелі водних організмів. До особливих видів забруднення належить також заростання водойм водоростями, особливо синьо-зеленими, гниття яких викликає захворювання і загибель риби. Ця дуже гостра проблема характерна для водоймищ басейну Дніпра.
Особливо небезпечним для здоров’я людини є забруднення природних вод побутовими стоками. Така забруднена вода зовсім непридатна для постачання населенню, оскільки містить збудники різноманітних інфекційних захворювань (паратиф, дизентерія, інфекційний вірусний гепатит, туляремія та ін.). Підраховано, що на нашій планеті майже 500 млн. людей щорічно хворіє через користування забрудненою водою. В Індії, наприклад, де фекальні інфекції викликають велику кількість інфекційних захворювань, за десятиріччя (1940-1950 рр.) померло від шлунково-кишкових захворювань 27,43 млн. чоловік.
До страшних наслідків призводить забруднення вод важкими металами. В Японії масове забруднення вод морської затоки поблизу міста Мінамато викликало хворобу мінамато, при якій ртуттю отруювалась риба, що є основним джерелом білкової їжі населення даного міста. У хворих порушувалася мова, послаблювався зір, параліч сковував м’язи рук, ніг. Інша хвороба
· ітай-ітай
· викликана хронічним отруєнням кадмієм, що знаходиться в рисі. А рис нагромаджував цю речовину через забруднення відходами гірничодобувної промисловості, розміщеної навколо полів. Смертність серед хворих досягла 50%.
Останнім часом великої шкоди завдають природним водам кислотні дощі. Чим частіше випадають кислотні дощі й чим більшу концентрацію кислоти вони містять, тим швидше зменшується кількість і видовий склад живих істот, у водоймах гинуть ікринки земноводних, равлики, прісноводні креветки, вимирають бактерії, а отруєні листки і стебла нагромаджуються на дні, зникає планктон. З донних залишків починається вилуговування отруйних металів: алюмінію, ртуті, свинцю, кадмію, олова, берилію, нікелю та ін. Внаслідок цього багато риб гине від пошкодження зябер, викликаного отруйною дією алюмінію. Далі розвиваються кислолюбні мохи, гриби, нитчасті водорості, які пригнічують решту рослинності. Гине риба, в першу чергу щука й окунь. Коли ж іще збільшиться концентрація кислоти у воді – риби в озері чи в річці не залишиться. Вимирають жаби, комахи. Вода здається чистою, оскільки в ній відсутні майже всі мікроорганізми. Наявні лише анаеробні бактерії, котрі виділяють вуглекислий газ, метан, сірководень.
У результаті інтенсивного використання людством водних ресурсів відбуваються значні кількісні й якісні зміни в гідросфері. Кількісні зміни полягають у тому, що в певних районах змінюються кількість води, придатної для господарських потреб, водний баланс, режим рік тощо. Якісні зміни зумовлені тим, що більшість річок і озер є не лише джерелом водопостачання, а й тими басейнами, куди скидають промислові, сільськогосподарські й господарсько-побутові стоки. Це призвело до того, що нині на Землі вже практично не залишилося великих річкових систем з гідрологічним режимом і хімічним складом води, не спотворених діяльністю людей.
Забруднення гідросфери поділяють на хімічне, фізичне, біологічне й теплове.
Хімічне забруднення води відбувається внаслідок надходження у водойми з стічними водами різних шкідливих домішок неорганічної (кислоти, мінеральні солі, луги тощо) й органічної природи (нафта й нафтопродукти, органічні сполуки, поверхнево-активні речовини, миючі засоби, пестициди тощо). Більшість з них є токсичними (отруйними) для мешканців водойм. Це
· сполуки миш’яку, свинцю, ртуті, міді, кадмію, фтору тощо. Вони поглинаються фітопланктоном і передаються далі по харчових ланцюжках більш високоорганізованим організмам, що супроводжується кумулятивним ефектом, який полягає в прогресуючому збільшенні вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці харчового ланцюжка. Скажімо, в фітопланктоні вміст шкідливої сполуки буде в десять разів більше, ніж у воді, в зоопланктоні (рачки, личинки тощо)
· підвищиться ще в десятеро, в рибі, яка харчується зоопланктоном,
· ще вдесятеро. У результаті в тканинах хижої риби (щука, судак) концентрація отрути може в тисячі разів перевищувати її концентрацію у воді, що небезпечно для птахів, тварин та людини.
Фізичне забруднення води пов’язане із зміною її фізичних властивостей
· прозорості, вмісту суспензій та інших нерозчинних домішок, радіоактивних речовин і температури.
Суспензії (пісок, намул, глинисті частки) потрапляють у водойми головним чином за рахунок поверхневого змиву дощовими водами з сільськогосподарських полів, особливо тоді, коли розорюються водозахисні смуги вздовж річок і орні ділянки наближаються до самого урізу води.
Теплове забруднення водойм є особливим видом забруднення гідросфери. Воно спричинене спуском у водойми теплих вод від різних енергетичних установок. Величезна кількість тепла, що надходить з нагрітими водами в ріки й озера, істотно змінює їх термічний і біологічний режими. Серед теплових забруднювачів гідросфери перше місце посідають АЕС.
Як свідчать спостереження, у ріках, які розташовані нижче від діючих ТЕС і АЕС, порушуються умови нересту риб, гине зоопланктон, риби уражуються хворобами й паразитами.
Біологічне забруднення водного середовища-полягає у надходженні до водойм із стічними водами різних видів мікроорганізмів, рослин і тварин (віруси, бактерії, грибки, найпростіші, черви), яких раніше тут не було. Багато з них є хвороботворними для людей, тварин і рослин. Серед біологічних забруднювачів перше місце посідають комунально-побутові стоки, особливо коли вони надходять у водойми без очищення. Проте навіть за наявності очисних споруд деяка кількість вірусів, бактерій все ж не затримується фільтрами й потрапляє у водойми. Промисловими біологічними забруднювачами є підприємства шкірообробної промисловості, м’ясокомбінати, цукрові заводи.
Особливої гостроти біологічне забруднення водойм набуває в місцях масового відпочинку людей (рекреаційні й курортні зони узбережжя морів і озер).
Забруднення акваторії Світового океану та континентальних водойм здійснюється через три основні джерела:
а) стічні води промисловості;
б) стоки сільськогосподарських виробництв;
в) стоки населених пунктів.
Розрізняють первинне та вторинне забруднення водойм. Первинне пов’язане з надходженням до акваторії відходів господарської діяльності людини. Вторинним називають забруднення, що розвивається внаслідок біохімічних порушень у життєдіяльності живих організмів морів та прісних вод і веде до втрати природних зв’язків між організмами з різними типами живлення.

3.5. Заходи по охороні водних ресурсів
Охороні вод сприяє раціональне водокористування
· комплекс заходів, спрямованих на зниження забору свіжої води промисловими, комунальними, сільськогосподарськими та іншими об’єктами та технологічно виправдане зменшення загальної витрати води у виробничих процесах.
У технологічних процесах необхідно впроваджувати замкнений цикл водокористування
· багатократне використання води в одному й тому ж виробничому процесі без скидання у природні водні об’єкти стічних вод.
Для зменшення витрат води на зрошення застосовується комплекс заходів: максимальна економія зрошувальної води, протифільтраційні покриття, застосування стаціонарних і мобільних установок з малою інтенсивністю “дощу”, систем крапельного зрошування та ін.
Охороні водних ресурсів сприяють меліоративні заходи: а) лісова меліорація
· вирощування дерев’янистої і чагарникової рослинності в межах верхньої і середньої частин річкових басейнів із метою зменшення поверхневого стоку і ослаблення процесів водної ерозії; б) агротехнічна меліорація
· правильне ведення сільськогосподарських робіт; в) гідротехнічна меліорація
· регулювання водно-повітряного режиму ґрунтів при вирощуванні різних сільськогосподарських культур.
Перед скиданням у природні водойми забруднені промислові та комунальні стічні води піддають очищенню. Застосовують три методи очищення: механічний, фізико-хімічний і біологічний.
Метод механічного очищення полягає в механічному видаленні зі стічних вод нерозчинних домішок, для чого застосовують спеціальні споруди. Видалення різнорідних домішок при цьому здійснюється за допомогою різноманітних пристроїв: решіток і сит, жиро-, масло-, нафтовловлювачів.
Метод фізико-хімічного очищення заснований на реагентній коагуляції, нейтралізації кислот і лугів, екстракції, перегонці з водяною парою, сорбції та обробці води хлором. Зазначені реагенти, вступаючи в реакцію із забруднюючими речовинами, сприяють випаданню нерозчинних колоїдних і частково розчинених речовин. Деякі нерозчинні речовини перетворюються в нешкідливі розчинні.
Метод біологічного очищення дозволяє провести природний процес руйнування органічних речовин. Біологічне очищення може бути природним і штучним. Штучне проводять на полях фільтрації. Там планується зрошувальна мережа магістральних і розподільних каналів, по яких розливаються стічні води. Очищення забруднень відбувається в процесі фільтрації води через ґрунт.
Велику проблему становлять стічні води. Зазначимо, що ніякими сучасними методами очистити стічні води на 100% не вдається. Тому звичайно чинять так: очищають воду до певної економічно обґрунтованої межі, потім розбавляють її чистою природною водою і скидають у водойму або використовують.
Для ілюстрації того, як працюють сучасні передові водоочисні споруди в розвинутих країнах світу, розглянемо схему роботи такої станції поблизу м.Вісбадена (Німеччина). Тут діє складна комплексна система очищення досить забрудненої води річки Рейн. По спеціальній трубі щодоби з Рейну відбирається й надходить на станцію 100 тис. м3 води. Вона потрапляє в гігантські ванни, де пропускається крізь фільтр, що відокремлює пісок, намул, мазут тощо. Довжина цього фільтра – 46 м. Після фільтрування воду “провітрюють” в каскаді резервуарів, підвищуючи вміст кисню. Далі вона зазнає багатоступінчастої обробки
· коагуляції, фільтрування через пісок і активоване вугілля. Потім рейнська вода через інфільтраційні колодязі потрапляє в підземні шари ґрунту на глибину 610 м, де змішується з ґрунтовими водами. Під землею вона циркулює тижні й навіть місяці, після чого через заборні колодязі її знову піднімають на поверхню. На цьому етапі вона вже досить чиста. Проте її знову інтенсивно “провітрюють”, коагулюють і фільтрують. Останній етап очищення
· 18 герметичних фільтрів уповільненого циклу, де вода пропускається через пісок. Потім воду хлорують, щоб уникнути бактеріального ураження у водопровідній мережі, і в такому вигляді вона надходить до споживача.
В Україні державний контроль за використанням і охороною вод та відтворенням водних ресурсів здійснюється Кабінетом Міністрів України, державними органами охорони навколишнього природного середовища, іншими спеціально уповноваженими державними органами відповідно до законодавства України.
Громадський контроль за використанням і охороною вод та відтворенням водних ресурсів здійснюється громадськими інспекторами охорони навколишнього природного середовища, повноваження яких визначаються положенням, що затверджується Міністерством екології та природних ресурсів України.
З метою забезпечення збирання, обробки, збереження та аналізу інформації про стан вод, прогнозування його змін та розробки науково обґрунтованих рекомендацій для прийняття управлінських рішень у галузі використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів здійснюється державний моніторинг вод. Це є складовою частиною державної системи моніторингу навколишнього природного середовища України і здійснюється в порядку, що визначається Кабінетом Міністрів України.
Для забезпечення екологічної безпеки під час розміщення, проектування і будівництва нових і реконструкції діючих підприємств, споруд та інших об’єктів, пов’язаних з використанням вод, здійснюється державна, громадська та інша екологічна експертиза у порядку, що визначається законодавством.
Для створення сприятливого режиму водних об’єктів, попередження їх забруднення, засмічення і вичерпання, знищення навколоводних рослин і тварин, а також зменшення коливань стоку вздовж річок, морів та навколо озер, водосховищ і інших водойм встановлюються водоохоронні зони.
Водоохоронна зона є природоохоронною територією регульованої господарської діяльності.
На території водоохоронних зон забороняється:
1) використання стійких та сильнодіючих пестицидів;
2) розміщення кладовищ, скотомогильників, звалищ, полів фільтрації;
3) скидання неочищених стічних вод, використовуючи рельєф місцевості (балки, пониззя, кар’єри тощо), а також у потічки.
В окремих випадках у водоохоронній зоні може бути дозволено добування піску і гравію за межами земель водного фонду на сухій частині заплави, у праруслах річок за погодженням з державними органами охорони навколишнього природного середовища, водного господарства та геології.
Зовнішні межі водоохоронних зон визначаються за спеціально розробленими проектами. Порядок визначення розмірів і меж водоохоронних зон та режим ведення господарської діяльності в них встановлюється Кабінетом Міністрів України.
Виконавчі комітети місцевих Рад народних депутатів зобов’язані доводити до відома населення, всіх зацікавлених організацій рішення щодо меж водоохоронних зон і прибережних захисних смуг, а також про водоохоронний режим, який діє на цих територіях. Контроль за створенням водоохоронних зон і прибережних захисних смуг, а також за дотриманням режиму використання їх територій здійснюється виконавчими комітетами місцевих Рад народних депутатів і державними органами охорони навколишнього природного середовища.
З метою охорони поверхневих водних об’єктів від забруднення і засмічення та збереження їх водності вздовж річок, морів і навколо озер, водосховищ та інших водойм в межах водоохоронних зон виділяються земельні ділянки під прибережні захисні смуги.
Прибережні захисні смуги встановлюються по обидва береги річок та навколо водойм уздовж урізу води (у меженний період) шириною:
для малих річок, струмків і потічків, а також ставків площею менше 3 га – 25 м;
для середніх річок, водосховищ на них, водойм, а також ставків площею понад 3 га – 50 м;
для великих річок, водосховищ на них та озер – 100 м.
Якщо крутизна схилів становить понад 3°, мінімальна ширина прибережної захисної смуги подвоюється.
У межах існуючих населених пунктів прибережна захисна смуга встановлюється з урахуванням конкретних умов, що склалися. Уздовж морів та навколо морських заток і лиманів прибережна захисна смуга виділяється шириною не менше двох кілометрів від урізу води.
Прибережні захисні смуги є природоохоронною територією з режимом обмеженої господарської діяльності.
У прибережних захисних смугах уздовж річок, навколо водойм та на островах забороняється:
1) розорювання земель (крім підготовки ґрунту для залуження і залісення), а також садівництво та городництво;
2) зберігання та застосування пестицидів та інших добрив;
3) улаштування літніх таборів для худоби;
4) будівництво будь-яких споруд (крім гідротехнічних, гідрометричних та лінійних), у тому числі баз відпочинку, дач, гаражів та стоянок автомобілів;
5) миття і обслуговування транспортних засобів та техніки;
6) улаштування звалищ сміття, гноєсховищ, накопичувачів рідких і твердих відходів виробництва, кладовищ, скотомогильників, полів фільтрації тощо.
Об’єкти, що є в прибережній захисній смузі, можуть експлуатуватись, якщо при цьому не порушується її режим. Непридатні для експлуатації споруди, а також ті, що не відповідають встановленим режимам господарювання, підлягають винесенню з прибережних захисних смуг.
Прибережна захисна смуга уздовж морів, морських заток і лиманів входить у зону санітарної охорони моря і може використовуватися лише для будівництва санаторіїв та інших лікувально-оздоровчих закладів, з обов’язковим централізованим водопостачанням і каналізацією.
У прибережних захисних смугах уздовж морів, морських заток і лиманів та на островах у внутрішніх морських водах забороняється:
1) застосування стійких та сильнодіючих пестицидів;
2) улаштування полігонів побутових та промислових відходів і накопичувачів стічних вод;
3) улаштування вигребів для накопичення господарсько-побутових стічних вод обсягом більше 1 м3 на добу;
4) улаштування полів фільтрації та створення інших споруд для приймання і знезаражування рідких відходів.
З метою охорони водних об’єктів у районах забору води для централізованого водопостачання населення, лікувальних і оздоровчих потреб встановлюються зони санітарної охорони, які поділяються на пояси особливого режиму.
Межі зон санітарної охорони водних об’єктів встановлюються місцевими Радами народних депутатів на їх території за погодженням з державними органами санітарного нагляду, охорони навколишнього природного середовища, водного господарства та геології. Режим зон санітарної охорони водних об’єктів встановлюється Кабінетом Міністрів України.

Питання для самоконтролю
Що таке гідросфера? Яка її структура і роль у житті біосфери?
Як океан впливає на клімат?
Як відбувається самоочищення води в гідросфері?
Назвіть види і джерела та екологічні наслідки забруднення поверхневих і підземних вод.
Що таке евтрофікація водойм? Назвіть причини евтрофікації водойм.
Чим небезпечне забруднення води нафтою і нафтопродуктами?
З чим пов’язаний дефіцит прісної води у світі? Визначте основні
шляхи його усунення.
Які перспективи й екологічні проблеми пов’язані з використанням підземних вод?
Яка роль в охороні водних ресурсів належить меліоративним заходам?
Що таке “стічні води” і які методи їх очищення ви знаєте?
Назвіть основні екологічні проблеми та шляхи їх подолання для основних водних екосистем України.

IV. ОХОРОНА ПОВІТРЯНОГО СЕРЕДОВИЩА

4.1. Атмосфера
· зовнішня оболонка Землі
Атмосфера Землі
· газова (повітряна) оболонка довкола Землі, яка обертається разом з нею. Маса атмосфери Землі близько 5,15
·1015 т. Склад атмосфери Землі біля її поверхні: азот
· 78,09%, кисень
· 20,90, аргон
· 0,90, вуглекислий газ
· 0,03%, водень, гелій, неон та ін. гази
· частки відсотка. У нижній 20-ти кілометровій зоні міститься водяна пара, на висоті 2025 км є шар озону, який захищає все живе на Землі від короткохвильового випромінювання. Вище 100 км зростає частка легких газів, на значних висотах переважають гелій та водень. Залежно від висотного розподілу температури атмосферу поділяють на тропосферу, стратосферу, мезосферу, іоносферу (рис. 4.1).



Рис. 4.1. Зміна тиску, температури повітря в атмосфері залежно від відстані від поверхні Землі

Тропосфера
· нижній шар, що впливає на погоду. Становить 2/3 маси всієї атмосфери. Температура знижується в середньому на 6°С на 1 км висоти.
Стратосфера
· шар до 50 км завтовшки. Включає також озоновий шар (максимальна концентрація озону спостерігається на висоті 2030 км).
Мезосфера
· шар, що знаходить на висоті 5085 км.
Іоносфера
· шар, що досягає висоти близько 400 км. Чітко визначеної верхньої межі атмосфери Землі не існує. Порушення хімічного балансу атмосфери Землі внаслідок викидів шкідливих речовин (вуглекислого газу, хлор- або фторовуглеводнів) може спричинити зміну клімату.
Історія виникнення та розвитку атмосфери досить складна й тривала, вона налічує близько 3 млрд. років. За цей період склад і властивості атмосфери неодноразово змінювалися, але протягом останніх 50 млн. років, як вважають вчені, вони стабілізувалися.
Маса сучасної атмосфери становить приблизно одну мільйонну частину маси Землі. З висотою різко зменшуються щільність і тиск атмосфери, а температура змінюється нерівномірно й складно. Зміна температури в межах атмосфери на різних висотах пояснюється неоднаковим поглинанням сонячної енергії газами. Найінтенсивніше теплові процеси відбуваються у тропосфері, причому атмосфера нагрівається знизу, від поверхні океану та суші.
Атмосфера має дуже велике екологічне значення. Вона захищає всі живі організми Землі від згубного впливу космічних випромінювань і ударів метеоритів, регулює сезонні температурні коливання, врівноважує й вирівнює добові. Якби атмосфери не існувало, то коливання добової температури на Землі досягло б ±200°С. Атмосфера є не лише життєдайним “буфером” між Космосом і поверхнею нашої планети, носієм тепла та вологи, через неї відбуваються також фотосинтез і обмін енергії
· головні процеси біосфери. Атмосфера впливає на характер і динаміку всіх екзогенних процесів, що відбуваються в літосфері (фізичне та хімічне звітрювання, діяльність вітру, природних вод, мерзлоти, льодовиків).
Розвиток гідросфери також значною мірою залежав від атмосфери через те, що водний баланс і режим поверхневих і підземних басейнів і акваторій формувалися під впливом режиму опадів і випаровування. Процеси гідросфери і атмосфери тісно пов’язані між собою.
Однією з найголовніших складових атмосфери є водяна пара, яка має велику просторово-часову мінливість і зосереджена переважно в тропосфері.
Важливою змінною складовою атмосфери є також вуглекислий газ, мінливість вмісту якого пов’язана з життєдіяльністю рослин, його розчинністю в морській воді та діяльністю людини (промислові й транспортні викиди).
Значного розвитку набули дослідження щодо впливу атмосфери на живі організми, і в першу чергу
· на людину. Наприклад, вплив коливань атмосферного тиску, дія сонячної радіації та геомагнетичного поля, вміст окремих газів та забруднюючих домішок тощо.

4.2. Джерела забруднення атмосферного повітря
Під забрудненням атмосферного повітря розуміють будь-які зміни його складу і властивостей, що чинить негативний вплив на здоров’я людини і тварин, рослин і екосистем.
Забруднення атмосфери може бути природне і антропогенне. Природне джерело
· це вулкани, пилові бурі, лісові пожежі, процеси розкладання рослин і тварин (табл. 4.1). Атмосферне забруднення спричинюють тверді частинки (попіл та пил) та різноманітні газоподібні речовини.
Таблиця 4.1
Природні джерела викидів в атмосферу
Природні джерела
Домішки

Вулканічні виверження, пилові бурі, лісові пожежі тощо
Тверді частки (зола, пил тощо)

Вулканічні виверження, окислення сірки, сульфатів, розсіяних в морі
SO2

Лісові пожежі
NOx

Лісові пожежі, виділення океанів, окислення терпенів
CO

Лісові пожежі, природний метан, природні терпени
Леткі вуглеводні


До основних антропогенних джерел забруднення відносять підприємства паливно-енергетичного комплексу, металургійна промисловість, підприємства хімічної та будівельної індустрії, транспорт, різні машинобудівельні підприємства та ін. (табл. 4.2).
Таблиця 4.2
Внесок різних галузей промисловості в забруднення атмосфери
Галузь промисловості
Внесок у забруднення, %
Галузь промисловості
Внесок у забруднення, %

Теплова енергетика
25,7
Кольорова металургія
11,1

Чорна металургія
23,4
Гірничодобувна
7,1

Нафтовидобувна і нафтохімічні
13,7
Підприємства будівництва
3,4



Машинодобування
2,8

Транспорт
11,6
Інші галузі
1,2


У повітря надходять пил, важкі метали, вуглеводні, оксиди карбону, сульфуру, нітрогену та інші речовини, зокрема в усіх термічних процесах, що стосуються органічних сполук, також утворюється надзвичайно небезпечний для живих організмів і здоров’я людини бенз(а)пірен (його середньодобова ГДК у повітрі населених пунктів становить 0,000001 мг/м3). Найбільший вплив на хімічний склад атмосферного повітря справляє спалювання кам’яного вугілля; останнім часом частка його як джерела енергії зменшилась за рахунок використання нафти і природного газу. Однак оскільки це цінна сировина і запаси її значно менші, ніж кам’яного вугілля, у світі знову з’являється тенденція до збільшення використання вугілля як паливного ресурсу, що негативно вплине на стан довкілля за існуючих технологій. Щорічні викиди основних антропогенних джерел забруднення атмосфери наведено в табл. 4.3.
Таблиця 4.3
Антропогенні джерела викидів в атмосферу
Джерела
Домішки
Середньорічна концентрація в повітрі, мг/м3

Спалювання палива в промислових та побутових установках
Тверді частки (зола, пил тощо)
В містах
· 0,04-0,4

Спалювання палива в промислових та побутових установках
SO2
В містах
· до 1,0

Промисловість, автотранспорт, теплоелектростанції
NOx
У промислово розвинених регіонах
· до 0,2

Автотранспорт, промислові енергоустановки, чорна металургія
CO
В містах – від 1 до 50

Автотранспорт, допалювання відходів, випаровування нафтопродуктів
Леткі вуглеводні
В промислово розвинених регіонах – до 3,0

Автотранспорт, хімічні заводи, нафтопереробні заводи
Поліциклічні, ароматичні вуглеводні
У промислово розвинених регіонах – до 0,01


Загальні обсяги промислових викидів у повітряний простір колосальні. Їх надходження в повітря помітно змінило склад сучасної атмосфери порівняно з доіндустріальним періодом (табл. 4.4).
Таблиця 4.4
Концентрація деяких газоподібних речовин в атмосфері в доіндустріальну та сучасну епоху
Речовини
Концентрація в частинах на мільйон


Доіндустріальна епоха
Сучасність

Вуглекислий газ
275
354

Метан
0,7
1,7

Окисли азоту
0,228
0,310

Тропосферний озон
0,015
0,035

Хлорфторвуглеводні
0
0,00028


Ще п’ятдесят років тому природа досить успішно ліквідовувала різноманітні забруднення, оскільки атмосфера має могутні властивості самоочищення, але нині вона з цим завданням вже не справляється. У цілому внаслідок промислових та сільськогосподарських викидів газовий склад атмосфери в XX столітті якісно змінився. У ній поступово у все більшій кількості накопичувалися небажані речовини. Зараз налічується більше 500 шкідливих речовин, котрі забруднюють атмосферу. Зміна хімічного складу повітря несприятливо впливає на більшість біосферних процесів. Забруднення повітря токсичними хімічними речовинами навіть при малій їхній концентрації веде до зниження неспецифічної стійкості організму та сприяє розвитку багатьох захворювань людини, несприятливо впливає на стан тварин та рослин. Великого занепокоєння викликає той факт, що обсяги викидів не знижуються, а щорічно зростають (табл. 4.5).
Таблиця 4.5
Кількість щорічних викидів в атмосферу
Речовина
Викиди млн. тонн
Частка антропогенних домішок
від загальних надходжень


природні
антропогенні


Тверді частки
3700
1000
27

SO2
650
100
13,3

NOx
770
53
6,5

CO
5000
304
5,7

СnНm
2600
8
3,3

CO2
485000
18300
3,6


Забруднення повітря стало великою соціальною й економічною проблемою для багатьох розвинених країн, особливо для великих міст, промислових агломератів. Сьогодні в містах забруднення повітря в 15 разів вище, ніж у сільській місцевості, й у 150 разів вище, ніж над океаном. У промислових районах за добу випадає понад 1 тонну пилу на 1 км2, у забруднених містах за рік – більше 1 кг/м2 пилу і сажі.
Підприємства енергетичного комплексу. Одним з найпотужніших негативних техногенних чинників є енергетика. Науково-технічний прогрес і стрімке економічне зростання цивілізації останні 100 років супроводжувалось надзвичайно швидким збільшенням споживання енергії. За рахунок спалювання органічних палив (кам’яне вугілля, нафта, газ) в усьому світі виробляється близько 95% енергії. Двадцятип’ятиразове збільшення споживаної людством первинної продукції відбувається вже завдяки не лише енергії Сонця, а й переважно за рахунок допоміжних невідновних джерел – нафти, газу, вугілля, урану, деревини.
При спалюванні палива на ТЕС утворюються тверді (шлак, зола), рідкі (стічні води) та газоподібні відходи. Їх кількість і співвідношення в димових викидах залежать від типу та якості палива. Наприклад, при спалюванні вугілля запиленість димових газів ТЕС становить 10...15 г/м3, мазуту – 20...50 г/м3.
Підприємство чорної металургії. При виплавлянні 1 т чавуну в повітря виділяється:
4,5 кг пилу
2,7 кг оксиду сульфуру (IV)
0,1...0,6 кг мангану
невеликі кількості сполук фосфору, арсену, меркурію, плюмбуму, інших металів.
Слід враховувати і те, що під час добування заліза та інших металів із сульфідних руд витрачаються величезні об’єми кисню як окисника.
Хімічна та нафтохімічна промисловість. Особливістю цих галузей народного господарства (порівняно з енергетикою) є менша кількість викидів і велика різноманітність сполук. Найбільше газоподібних забрудників надходить у повітря під час добування барвників, пластмас, гуми, добрив, неорганічних кислот (хлорид гідрогену, оксиди нітрогену і сульфуру, флуорид гідрогену) та в технологіях, де використовуються органічні розчинники (ацетон, бензол, толуол, діетиловий ефір, дихлоретан). Крім газоподібних речовин в атмосферу потрапляють і пари, рідкі й тверді часточки у вигляді аерозолів.
Промисловість будівельних матеріалів. При виробництві будівельних матеріалів та будівельних конструкцій на їх основі найбільша частка серед забрудників належить пиловим часточкам різного гранулометричного складу, які осідають на листя дерев, потрапляють на землю, будівлі, в легені людини. Оскільки цей пил може мати різну хімічні природу, адсорбувати на собі інші речовини, його небезпечність ще збільшується.
Технологія виробництва будівельних матеріалів пов’язана з використанням різної сировини, зокрема вугільного пилу у виробництві цегли, термічних процесів, тому у викидах цієї галузі народного господарства містяться і оксиди карбону, нітрогену, сульфуру, органічні сполуки.
Целюлозно-паперова промисловість. Спектр забрудників, як і спектр речовин, які використовують для виробництва целюлози, паперу, картону, надзвичайно широкий і зумовлений складністю технологічного циклу та обраною технологією. Обов’язковими компонентами викидів підприємств цієї галузі є оксиди сульфуру, гідрогенсульфур, хлор (останній використовують як відбілювач), численні органічні речовини – компоненти деревини та проміжні сполуки або продукти численних хімічних реакцій, органічні розчинники.
Транспорт. У світі чисельність автомобілів перевищує 400 млн. одиниць, з яких 80% припадає на легкові, 15-17%
· на вантажні автомобілі та автобуси. За підрахунками, в автомобільних двигунах внутрішнього згорання щороку спалюється близько 2 млрд. т нафтового палива, а якщо врахувати, що коефіцієнт корисної дії двигуна не перевищує 23%, то решта палива витрачається не лише на обігрівання, а й на забруднення довкілля. У містах з розвинутою промисловістю до 80% забруднень дає автотранспорт.
Чинниками забруднення атмосфери автотранспортом є:
відпрацьовані гази, що викидаються через вихлопну трубу;
картерні гази;
вуглеводні з бака, карбюратора та трубопроводів внаслідок випаровування та протікання.
Викиди автотранспорту містять до 200 хімічних сполук, деякі з них надзвичайно токсичні (табл. 4.6) і є одними з найбільш небезпечних для здоров’я людини, бо вихлопні гази надходять у приземний шар повітря, звідки утруднене їх розсіювання; до того ж будинки жилих кварталів, які знаходяться поряд з автомагістралями, є свого роду екраном для вловлювання забруднювачів.
Таблиця 4.6
Питомий викид забрудників при спалюванні палива
Забрудник
Питомий викид, мг/м3


Дизельне паливо
Бензин

Оксид карбону (II)
0,1
0,6

Оксид карбону (IV)
0,04
0,04

Вуглеводні
0,03
0,1

Оксид сульфуру (IV)
0,2
0,02

Сажа
0,0155
0,00058

Сполуки плюмбуму
-
0,0003

Бензпірен
0,31
·10-6
0,23
·10-6


За підрахунками, від 15 до 18 млн. дітей у країнах, що розвиваються, страждають через високий вміст свинцю у крові. В Індії, наприклад, установили, що між розумовими здібностями дітей і кількістю свинцю, який вони поглинають з повітрям, існує зв’язок. Розумові здібності знижуються, оскільки свинець при тривалому впливі отруює і руйнує мозок. Джерелом свинцю є етилований бензин.
Такі отруйні речовини, як чадний газ (монооксид вуглецю), оксиди азоту й сірки, бенз(а)пірен, озон викликають захворювання верхніх дихальних шляхів, серцево-судинної системи, різні онкопатології. Всередині машини рівень забрудненості в три рази вищий, ніж ззовні. Тривале вдихання парів бензину викликає рак легенів.

4.3. Наслідки забруднення атмосфери (кислотні опади, озонові діри, парниковий ефект)
Забруднення атмосфери має свої наслідки, до них належать
· парниковий ефект, озонові діри, кислотні опади тощо.
Парниковий ефект. Клімат на нашій планеті в минулому періодично змінювався. За тисячі й мільйони років чергувалися періоди значного похолодання й навіть зледеніння та теплі епохи. Нині Земля розігрівається значно швидше, ніж це було будь-коли в минулому. Це спричинено швидким збільшенням вмісту в атмосфері вуглекислого газу. В земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в парнику: пропускає сонячне світло, але затримує тепло розігрітої Сонцем поверхні Землі. Це викликає розігрівання планети, відоме під назвою парникового ефекту.
У чому ж небезпека парникового ефекту? Як свідчать розрахунки вчених, підвищення середньої річної температури Землі на 2,5°С викличе значні зміни на Землі, більшість яких для людей буде мати негативні наслідки. Парниковий ефект змінить такі критично важливі перемінні величини, як опади, вітер, шар хмар, океанські течії, а також розміри полярних крижаних шапок. Внутрішні райони континентів стануть більш сухими, а узбережжя вологішими, зими
· коротшими й теплішими, а літо
· тривалішим і жаркішим. Основні кліматичні зони змістяться на північ (у північній півкулі) приблизно на 400 км. Це викличе потепління в зоні тундри, танення шару вічної мерзлоти у високих широтах. З одного боку, покращаться умови судноплавства в полярних морях, які значною мірою звільняться від криги, з іншого
· значно зросте кількість небезпечних для судноплавства айсбергів, особливо в Атлантичному й Індійському океанах, тобто на найбільш напружених судноплавних трасах.
Найнеприємнішим для людства є два наслідки парникового ефекту. Перший
· значне збільшення посушливості в середніх широтах, тобто в основних зернових районах (Україна, чорноземна зона Росії, Кубань, “зернові” штати США). Клімат тут стане напівпустельним, і врожаї зерна різко скоротяться. Другий
· це підйом рівня Світового океану на 23 м за рахунок танення полярних льодових шапок. Це викличе затоплення багатьох прибережних ділянок, де живуть мільйони людей, міст, портів тощо. Наприклад, така густонаселена (150 млн чоловік) держава, як Бангладеш, майже повністю буде затоплена, піде під воду Венеція тощо.
Кліматичні зміни можуть відбуватися не лише завдяки впливу людства на склад атмосфери, а й внаслідок зміни ним типу поверхні Землі. Заміна лісів культурними плантаціями призводить до зниження випаровування й збільшення прямої тепловіддачі. Зменшується жорсткість поверхні, що впливає на циркуляцію шарів атмосфери.
Крім того, людство ще й безпосередньо підігріває атмосферу Землі за рахунок спалювання великої кількості нафти, вугілля, торфу тощо, а також роботи АЕС.
Таким чином, види діяльності людини, що спричинюють кліматичні зміни, мають різні наслідки.
Озонова діра. Життя на Землі залежить від енергії Сонця. Ця енергія надходить у вигляді різних випромінювань. Серед них переважають промені видимого світла, а також довгохвильові (інфрачервоні, або теплові) й короткохвильові (ультрафіолетові). Ультрафіолетове (УФ) випромінювання має найбільшу енергію, є фізіологічно активним
· діє на живу матерію. Ці промені залежно від довжини хвилі (чим вона менша, тим вища енергія хвилі) можуть викликати фізіологічні зміни в організмах, призводити до розриву молекул білків, мутацій, переважно несприятливих. Увесь потік УФ променів Сонця, що доходить до земної атмосфери, умовно поділяють на три види: УФ-А (довжина хвилі 400315 нм); УФ-В (315280 нм); УФ-С (менше 280 нм). Надзвичайно шкідливими для життя, навіть смертельними, є УФ-В і особливо УФ-С. Що ж захищає нас і всю біосферу від згубної дії короткохвильового ультрафіолетового випромінювання Сонця? Це
· озоновий шар атмосфери.
До поверхні Землі доходять довгохвильові УФ-промені діапазону УФ-А. Від їх негативної дії наш організм вміє захищатися, синтезуючи в шкірі шар темної речовини
· меланіну (засмага). Проте тривале перебування на сонці, коли в шкірі ще немає меланіну, викликає її почервоніння, запалення, головний біль тощо.
Зниження вмісту озону в атмосфері загрожує зменшенням врожаїв сільськогосподарських рослин, захворюваннями тварин і людей, збільшенням шкідливих мутацій тощо, а якщо озон зникне зовсім, буде знищено все живе на нашій планеті. На думку вчених, серйозна загроза зникнення озонового шару спричинить до тяжких наслідків. Руйнуванню озонового шару сприяють деякі хімічні речовини, які вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень. У результаті на Землю надходить більше УФ-променів.
До чого може призвести зникнення озонового шару свідчать досліди, проведені в 70-х роках американськими військовими, які розробляли озонову зброю. Як повідомляла американська преса, над одним з ненаселених тихоокеанських атолів було запущено ракету, яка розпорошила в озоновому шарі спеціальний реагент, що повністю зв’язав озон, утворивши над цим острівцем діру, що існувала кілька годин. Кілька годин поверхня острова опромінювалася смертельною УФ-радіацією. В результаті на острові загинуло все живе: рослини, тварини, бактерії тощо. Залишилося кілька черепах, тіло яких захищене товстим панцирем, проте їх очі було випалено ультрафіолетом.
Кислотні дощі. Оксиди азоту і сірки, потрапляючи в атмосферу в результаті роботи ТЕЦ і автомобільних двигунів, вступають у реакцію з водою, що знаходиться в атмосфері, і утворюють крапельки азотної і сірчаної кислоти. У вигляді кислотного туману вони переносяться вітрами і випадають на землю кислотним дощем. Кислотні дощі залишають на листі дерев чорні плями, закислюють озера і ґрунти, змінюють їхній хімічний склад. Так, за останні десять років у Швеції з 90 тис. озер закислено 20 тис, у Канаді – 50 тис. Близько половини озер у Норвегії мертві, там загинула риба (рН=5). Серйозно уражені кислотними дощами близько 1 млн. га вічнозелених лісів у Центральній Європі, близько 100 тис. га гинуть. Кислотні опади посилюють корозію різних матеріалів і конструкцій. Особливо небезпечні вони для унікальних історичних пам’яток, зокрема мармурових.
Процес закислення опадів триває. Розрахунки показують, що при сталих концентраціях оксиду сірки 80 мкг/м3 і оксидів азоту 50 мкг/м3, що відповідає гранично допустимим концентраціям цих речовин у більшості промислово розвинених країн, рН опадів становить 2,7. Якби такі дощі випадали постійно, то все живе загинуло б. Очевидно, це і є межею закислення.
Смог. Окремо взяті речовини, що забруднюють повітря, менш небезпечні, ніж їхні суміші. Хімічні реакції, що відбуваються безпосередньо в повітрі приводять до виникнення димних туманів
· смогів (від англ. sтоке
· дим і gоf
· туман). Смоги виникають за певних умов: по-перше при великій кількості пилу й газів, що викидаються в повітря міста; по-друге, при тривалому існуванні антициклональних умов погоди, при яких забруднювачі накопичуються в приземному шарі атмосфери.
Смоги бувають кількох типів. Найбільш вивчений і відомий вологий смог. Він звичайний для країн з морським кліматом, де часто бувають тумани і висока відносна вологість повітря. Це сприяє змішуванню забруднюючих речовин, їх взаємодії в хімічних реакціях. При антициклонах над містами й промисловими центрами отруйні гази і пил можуть накопичитись у 100200-метровому шарі повітря. Тоді й виникає отруйний густий брудно-жовтий туман
· вологий смог. Від вологого смогу відрізняються за походженням і властивостями фотохімічний смог, або, як його називають, смог лос-анджелеського типу. Повітря в Лос-Анджелесі (США) сухе, і тому смог тут утворює не туман, а синювату димку. Для його виникнення необхідне сонячне світло, яке викликає складне фотохімічне перетворення суміші вуглеців і оксидів азоту, які надходили в повітря від автомобільних викидів, у речовини, більш токсичні від вихідних атмосферних забруднень. Однією з таких речовин є озон. Він виділяється в результаті розпаду двоокису азоту під дією олефінів з неповністю згорілого автомобільного палива. У високих концентраціях озон небезпечний для здоров’я людини. Фотохімічний туман різко знижує видимість, супроводжується неприємним запахом, у людей виникає запалення очей, слизових оболонок носа і горла, загострюються легеневі захворювання. Фотохімічний туман пошкоджує рослини, викликає корозію металів, розтріскування синтетичних виробів та ін.
Американець Луїс Батонн у книзі “Чисте небо” писав: “Одне з двох – або люди зроблять так, що буде в повітрі менше диму, або дим зробить так, що на Землі стане менше людей”.
Третій вид смогу
· льодяний смог, або смог аляскінського типу. Він виникає в Арктиці і Субарктиці при низьких температурах антициклонів. У цьому випадку викиди навіть невеликої кількості забруднюючих речовин з топок приводять до виникнення густого туману, що складається з найдрібніших кристаликів льоду і сірчаної кислоти.
Тривалість смогів
· від одного до кількох днів, але інтенсивність забруднення може бути настільки великою, що нерідко викликає жертви серед населення. Так, при одному з найбільш значних смогів 5-7 грудня 1952 р. в Лондоні, коли концентрація сірчистого газу різко зросла, досягнувши 24 мг/м3, кількість померлих збільшилась на 4 тис. чоловік у порівнянні з середньою кількістю смертельних випадків. Загалом, смоги характерні для таких міст, які розташовані в гірських котловинах, де застоюється повітря, наприклад, в Лос-Анджелесі, Нью-Йорку, Чикаго, Токіо, Мілані.

4.4. Альтернативні шляхи охорони атмосфери
Промислові викиди негативно впливають на здоров’я людей, руйнують матеріали і обладнання, знижують продуктивність лісового і сільського господарства.
Серед альтернативних шляхів охорони повітря від локального забруднення основним є перехід на безвідходні і маловідходні технології. Вони включають у себе комплекс заходів по зниженню втрат при виробництві сировини, палива й енергії; повторне використання відходів у даному чи іншому технічному процесі або безпечне повернення їх в навколишнє середовище. Створення таких технологій пов’язане з розробкою принципово нових засобів виробництва, повною перебудовою традиційної технології і т.п.
Одним з основних напрямів у розвитку безвідходної і маловідходної технологій є утилізація викидів, комплексне використання сировини і матеріалів, створення виробництва із замкненим циклом, без викидів в атмосферу та скидання зі стічними водами особливо шкідливих речовин.
До ефективних заходів оздоровлення повітряного басейну належать винесення виробництв із найбільш шкідливими викидами за межі міст, ліквідація дрібних котелень і створення централізованих котелень із високими трубами, широке використання газового, низькосірчистого і малозольного видів палива.
У містобудівництві планування проводять із використанням моделювання атмосферної дифузії, забруднень повітря і повітряних течій в аеродинамічних трубах, що дозволить оптимально розмістити житлові будинки від джерел забруднення.
Для зменшення впливу вихлопних газів від автомобілів вживається багато заходів. У 1960-ті роки в США на автомобілях установили пристрої, які знижують викид шкідливих речовин. Щоб відфільтрувати шкідливі речовини, сьогодні широко використовують газові нейтралізатори, при яких двигун не повинен працювати на етилованому бензині. Але зростання кількості автомашин в усьому світі та обмежене використання нейтралізаторів у країнах, що розвиваються, гальмують вирішення цієї проблеми. Мережа державної екологічної служби повинна відстежувати і приводити кількість викидів шкідливих речовин із вихлопними газами у відповідність з нормами.
Повільна їзда
· один із способів скоротити викиди вихлопних газів. У деяких країнах, коли рівень забруднення стає дуже високим, від водіїв вимагається знизити швидкість або навіть взагалі забороняється їздити. Багато міст, у тому числі Афіни й Рим, вжили заходів, що обмежують рух за певних умов.
У деяких містах, щоб скоротити вуличний рух, знижені ціни на проїзд в автобусі. В інших водіям, які за символічну плату залишають машину на стоянці, їздити на автобусі дозволяється безплатно. Є міста, де цілі дорожні смуги відведені тільки для автобусів і таксі, щоб не дати цим видам транспорту більшу свободу руху.
У Нідерландах активно пропагується зручний вид транспорту
· велосипед. У кількох німецьких містах велосипедистам дозволяється їхати вулицею з одностороннім рухом у протилежному напрямі.
Перспективним напрямом є розробка екологічно чистих видів автомобільного транспорту. Запропоновано електромобілі, автомобілі на сонячних батареях, на водневому паливі та ін. Більшість із них ще недосконалі та досить дорогі. Дослідження тривають, і очікується подальший прогрес.
Ефективним заходом природного очищення повітря в місцях його забруднення є зелені насадження. Наведемо кілька переконливих фактів. Один гектар міських зелених насаджень поглинає за 1 год. 8 кг вуглекислого газу, тобто стільки, скільки його виділяє за той самий час 200 чоловік. За підрахунками, 1 га 20-річних соснових насаджень (при щорічному прирості деревини 5 м3) поглинає за рік 9,35 т вуглекислого газу і виділяє 7,25 т кисню. Ще ефективніші дубові насадження: у них за рік на 1 га поглинається 18 т вуглекислого газу і виділяється 13,98 т кисню.
Листя багатьох дерев і кущів поглинає різні шкідливі гази, на них осідає 70% пилу й аерозолів.
При забрудненні повітря випарами бензину, гасу та інших легкозаймистих речовин краще висаджувати березу карельську, вербу плакучу, клен гостролистий, дуб зимовий - вони зменшують окислюваність повітря. А такі рослини, як тополя пірамідальна, слива декоративна, айва, навпаки, підвищують окислюваність повітря. Айва є досить ефективною в районах із задимленим повітрям. Там же будуть корисними насадження білої акації, тополі канадської, шовковиці білої та ін.

Питання для самоконтролю
Яка будова і газовий склад атмосфери?
Які екологічні функції виконує атмосфера?
Назвіть головні забруднювачі атмосферного повітря.
Дайте оцінку ролі різних галузей промисловості в забрудненні атмосфери.
Які токсичні речовини викидаються в атмосферне повітря автотранспортом?
Як називається отруйна суміш диму, туману і пилу? До яких екологічних наслідків вона призводить?
Що спричинює появу кислотних дощів і як вони впливають на навколишнє середовище?
Поясніть механізм парникового ефекту і проаналізуйте його екологічні наслідки.
Чому виснаження озонового шару Землі є однією з найважливіших екологічних проблем сучасності?
У чому виявляється антропогенний вплив на навколоземний космічний простір?
Чому охорона атмосферного повітря являється ключовою проблемою оздоровлення навколишнього природного середовища?
Наведіть приклади негативного впливу високотоксичних забруднювачів на живі організмі.
Які найважливіші екологічні наслідки глобального забруднення атмосфери?
Чим викликані кислотні дощі?
Чому виснаження озонового шару Землі відноситься до числа найважливіших екологічних проблем?

V. ЗЕМЕЛЬНІ РЕСУРСИ. ОХОРОНА НАДР ТА ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ

5.1. Роль ґрунтів у біосфері
Засновником учення про ґрунт як біокосне тіло вважається російський вчений В.В.Докучаєв, яким було вивчено і названо різні типи ґрунтів. Ще у 80-х роках XIX століття він визначив ґрунт як природно-історичне тіло, що утворюється під впливом клімату та живих організмів із геологічних порід. Найголовніше в його визначенні ґрунту
· це наголос на тому, що без живих організмів ґрунту бути не може.
Сьогодні ґрунтом називають видозмінені під впливом живих організмів, перш за все – зелених рослин, поверхневі шари земної кори (суходолу), котрі відрізняються від гірських порід складом мінеральної маси, значним вмістом специфічних органічних речовин (гумусу) і мають важливу відмінність – родючість, тобто здатність постачати рослинам необхідні для їх росту поживні речовини, воду і повітря.
В екології ґрунтовий покрив розглядається як особлива підсистема біосфери
· педосфера. Для утворення ґрунту необхідні п’ять головних факторів:
1) наявність материнської гірської породи, яка виступає як матеріальне джерело формування ґрунту;
2) наявність живих організмів;
3) рельєф місцевості, який впливає на характер трансформації гірської породи живими організмами і тип ґрунту, що формується;
4) клімат;
5) час, оскільки ґрунтоутворення є досить повільним процесом.
Але центральним фактором ґрунтоутворення все ж таки є живі організми. Саме вони в сукупній дії з іншими чотирма факторами утворюють зовсім нове біокосне природне тіло
· ґрунт.
Екосистемні функції ґрунту різноманітні. Перш за все ґрунт забезпечує рослини поживними речовинами та водою. Тільки на ґрунті автотрофні зелені рослини повністю розкривають свій потенціал синтезу органічних речовин. Тому Л.О.Карпачевський (1989) правильно визначає родючість ґрунтів як властивість, що полягає в здатності забезпечувати рослини живленням та водою однак, екосистемні функції ґрунтів набагато ширші.
Ґрунти впливають на рослини та тварин тим, що трансформують усі інші кліматичні фактори. Ґрунт може підсилювати дію окремих абіотичних факторів, видозмінювати цю дію, або узагалі гасити її. Так, наприклад, чорноземи України здатні знижувати вплив атмосферної посухи за рахунок великої здатності гумусу до водоутримання. Для функціонування екосистем велике значення має нейтралізуюча роль ґрунту. Вона полягає в здатності ґрунтів руйнувати біологічно шкідливі, токсичні речовини.
Можна говорити й про консервуючу роль ґрунтів. У ґрунті протягом багатьох десятків, а то й сотень років добре зберігає свою життєздатність насіння. Ґрунт є оптимальним середовищем життя багатьох груп комах.
Структура ґрунту досить складна. Але в більшості типів виділяється невелика кількість основних горизонтів:
А 
· гумусний горизонт, у якому зосереджена основна маса органічної речовини ґрунту. У його межах часто виділяють підстилку (А0) та власне перегнійні горизонти (А2,3);
В 
· горизонт, який утримує переважно вже мінералізовані речовини, перемішані з перетвореною гірською породою;
С 
· слабо змінена підстилаюча гірська порода.
Головним у ґрунті є гумусний горизонт. Степові ґрунти вміщують до 12 тисяч тонн гумусу на 1 га, а лісові
· до 100 тонн.
Гумусний горизонт ґрунту першим сприймає опад, що надходить на поверхню ґрунту. Саме в ньому починається переробка опаду рослин та залишків тіл тварин. Цю переробку називають гуміфікацією, бо вона завершується утворенням гумусу.
У процесі гуміфікації мертва органічна використовується в їжу детритофагами та редуцентами, тобто комахами, бактеріями та грибами. Після переробки органічна речовина перетворюється на гумус
· темну аморфну речовину досить складного хімічного складу. Гумус завдяки своїй структурі здатний запобігати вимиванню поживних речовин у більш глибокі горизонти ґрунту. Він поліпшує структуру ґрунту, надає їй грудкуватості, зв’язаності та забезпечує здатність утримувати у своїй товщі багато вологи.
Паралельно з гуміфікацією під впливом редуцентів у ґрунті відбувається процес мінералізації. Він полягає у вивільненні з органічних речовин іонів мінеральних елементів: фосфору, азоту, калію та інших іонів мінеральних елементів, що утворюються в процесі мінералізації та складають головне джерело поживних речовин для автотрофних зелених рослин. Мінеральні речовини, що є поживою для рослин, називаються біогенними елементами. Ряд біогенних елементів використовується автотрофними рослинами у великих кількостях. Це макроелементи
· азот, фосфор, калій та деякі інші. Але частина біогенних елементів потрібна рослинам тільки в дуже малих кількостях, їх називають мікроелементами. До них належать потрібні під час фотосинтезу марганець та залізо, для азотного обміну
· молібден, бор, кобальт і залізо, для загального ефективного метаболізму
· марганець, кобальт та мідь.
Ґрунт є складною системою, усередині якої відбуваються різноманітні складні процеси. Для того, щоб підтримувати ґрунт у доброму стані, необхідно знати природу обмінних процесів усіх його складових.
Рослини вбирають із ґрунту необхідні мінеральні речовини, але після відмирання рослинних організмів спожиті елементи повертаються у ґрунт. Ґрунтові організми поступово перероблюють усі органічні рештки. Таким чином, у природних умовах відбувається постійний кругообіг речовин у ґрунті.

5.2. Причини деградації ґрунтів
В нас час розвитку людської цивілізації площі ґрунтів, придатних для землеробства, безперервно скорочуються. Це відбувається в результаті відведення земель під міське та сільське будівництво, транспортні комунікації, ложа водосховищ та на інші потреби. Забруднення ґрунтів полягає в тому, що до них надходять нові, нехарактерні для них речовини, або поселяються та розмножуються в них нові мікроорганізми.
У другій половині XX століття внаслідок забруднення стала характерною масова деградація ґрунтів із втратою їх основної властивості
· родючості. Факторів деградації ґрунтів дуже багато. Головні з них такі:
а) неправильне землекористування, що призводить до втрати родючого шару ґрунту при ерозії;
б) знищення екосистем, у межах яких формувався даний тип ґрунту;
в) забруднення промисловими, сільськогосподарськими та побутовими відходами;
г) зміни кліматичних факторів і, в першу чергу, гідрологічних умов.
Залежно від регіону та умов господарювання на перший план у деградації ґрунтового покриву може висуватися будь-який із цих факторів.
Деякі антропогенні фактори, які спричиняють зменшення площ ґрунтів та їх забруднення, в узагальненому вигляді наведені в таблиці 5.1.
Для ґрунтів є небезпечним накопичення в них металів. За своїм походженням важкі метали в ґрунті підрозділяються на три групи:
а) літогенні, що є в складі гірських порід;
б) педогенні, що пов’язані з ґрунтом;
в) антропогенні, які вносяться в ґрунт у результаті діяльності людини. Найбільшу небезпеку становить остання група.

Таблиця 5.1
Екологічні наслідки впливу антропогенних факторів на ґрунти
Основні фактори
Найважливіші зміни ґрунтів

Щорічна глибока оранка ґрунтів з перевертанням пластів
Порушуються оптимальні фізичні властивості ґрунтів (структура, водно-повітряний режим та ін.), збільшується інтенсивність площинної ерозії, знижується вміст гумусу

Розорювання цілинних земель
Різка зміна процесів ґрунтоутворення, виникнення ерозій

Застосування важкоколісної сільськогосподарської техніки
Ущільнення ґрунту і різке зниження його родючості, часті пилові бурі та знесення родючого шару, забруднення ґрунту пальним і мастилами

Знімання врожаю культурних рослин; сінокосіння і заготовляння силосу
Без добрив
· зменшення поживних речовин і через кілька років зниження родючості, посилення випаровування вологи після видалення вегетативної маси рослин

Випасання худоби
Ущільнення ґрунту тваринами, при перевипасанні
· знищення скріплючої ґрунт рослинності і виникнення ерозії, збіднення хімічного складу ґрунту, осушення

Випалювання сінокосів і пасовищ
Загибель великої кількості ґрунтових організмів у поверхневому шарі, посилення випаровування

Осушення
Порушення гідрологічного режиму, на торф’яних ґрунтах
· виникнення вітрової ерозії

Зрошення
Зволоження, а при неправильному поливі - заболочування, за відсутності достатнього дренажу
· засолення

Хімічне і радіоактивне забруднення
Загибель багатьох видів ґрунтових організмів, зміна процесу ґрунтоутворення, біокумуляція хімічних забруднювачів та радіонуклідів у живих організмах

Створення звалищ промислових і побутових відходів
Знищення ґрунтів під відвалами, отруєння ґрунтових організмів на прилеглих ділянках

Будівництво приміщень та різних споруд (аеродромів, водосховищ, автошляхів, ангарів та ін.)
Знищення ґрунтів, накопичення відходів, вплив на ґрунти засобів транспорту, докорінні зміни процесів ґрунтоутворення під спорудами

Добування корисних копалин відкритим способом
Знищення ґрунту на місці кар’єру і під відвалами породи, різке зниження рівня ґрунтових вод і часткове осушення ґрунту

Наземний транспорт
Ущільнення ґрунту, забруднення пальним, мастилами і солями важких металів

Викиди промислових відходів в атмосферу
З опадами та при осіданні забруднюють ґрунт, змінюють його хімізм, кислотність

Знищення лісів (вирубування, лісові пожежі та ін.)
Підсилення вітрової і водної ерозії, випаровування вологи з ґрунту


Найбільш токсичними для ґрунту (1 клас небезпечності) є свинець, ртуть, уран, торій, кадмій, берилій, хром, нікель та кобальт. Токсичні також германій, олово, вольфрам, молібден, літій, вісмут, марганець, мідь, миш’як, селен, алюміній. Більшість цих речовин концентрується в трофічних ланцюгах. Хоча самі по собі важкі метали не є ксенобіотиками, але в підвищених концентраціях вони приводять до біологічної шкоди всім живим організмам. Наприклад, при концентраціях алюмінію, основними джерелами яких є посуд, чай та аспірин, більше ніж 10 мкг/л, розвивається хвороба Альцгеймера. Чотиривалентний хром, що утворюється як відходи гальванічних виробництв, дуже шкідливо впливає на нирки та легені. Кадмій вражає печінку, веде до розвитку гіпертонії, а в підвищеній концентрації має канцерогенну дію. Антропогенна трансформація ґрунтів набула такого поширення, що Л.В.Єтеревська (1989) вважала доцільним виділяти особливу категорію ґрунтів
· техноземи.
Сильно забруднюють ґрунти пестициди та залишкова кількість мінеральних добрив. Аварії на АЕС та випробування ядерної зброї супроводжуються забрудненням ґрунту радіонуклідами. Видобування, переробка та використання нафтопродуктів веде до забруднення ґрунту залишковою кількістю сирої нафти, бензинів, мастильних матеріалів.
В останні десятиліття серед різних видів хімічного забруднення на перше місце вийшло надходження до навколишнього середовища діоксинів. Під назвою “діоксин” виступає більше 15 поліхлорованих похідних дибензодіоксину та фуранів, що утворюються при відбілюванні целюлози і спалюванні побутових відходів та характеризуються високою токсичністю. Діоксин отруйний для усіх аеробних організмів. Він важко розкладається в природних умовах. Діоксин входив до складу так званого “оранжевого агенту”, який США використовували як дефоліант в період війни у В’єтнамі. В результаті у місцевого населення та у солдатів США
· ветеранів цієї війни до сьогодні реєструється підвищена частота ракових захворювань.
У сільськогосподарських районах велика кількість ґрунтів втрачається внаслідок активних ерозійних процесів. Відомий канадський зерновий пояс до нашого часу втратив 50% органіки, яка початково вміщувалася в його ґрунтах. У Великобританії середні втрати ґрунтів від ерозії оцінюються від 2,2 до 12,2 тонн/га у рік.
Великої шкоди землям завдають зумовлені діяльністю людини (підрізка схилів, копання кар’єрів, підтоплення через аварії й неправильно проведена меліорація: ґрунт або висушується (при осушенні боліт), або перезволожується (в районах дії зрошувальних систем), яке нерідко веде до вторинного засолення ґрунтів, будівництво водосховищ тощо) зсуви, селі та осипи в горбкуватих та гірських регіонах. Ерозія й засолення ґрунтів призводять до запустелювання земель.
Стан “здоров’я” ґрунтів контролюється в наш час погано. Серед величезної кількості ксенобіотиків, що надходять до ґрунту, реєструються тільки декілька десятків. Продукти їх перетворення, часто більш токсичні, ніж сама початкова речовина, взагалі ніяк не враховуються. Темпи втрат ґрунтової родючості та самих ґрунтів стали такими високими, що Г.В.Добровольський, Л.О.Нарпачевський та ін. відомі ґрунтознавці ставлять питання про підготовку “Червоної книги ґрунтів”, до якої повинні бути занесені типи ґрунтів, яким загрожує повне знищення. Червона книга ґрунтів може бути основою для ведення моніторингу стану ґрунтів та для збереження еталонів природних типів ґрунтів.

5.3. Система заходів по охороні та відновленню ґрунтів
Проблема охорони та раціонального використання земель є однією із найважливіших завдань людства, бо 98% продуктів харчування, які споживає людина, отримуються за рахунок обробітку землі. Агрокультурою людина займається майже 10 тисячоліть. За цей період у багатьох частинах планети розквітали і гинули цивілізації, колись квітучі краї перетворювались на пустелі. Низька культура землеробства та хижацька експлуатація земель призводили до руйнування ґрунтів. Французькі вчені підрахували, що за весь історичний період людство втратило близько 2 млрд. га родючих земель.
Для збереження ґрунтів від подальшого забруднення і деградації необхідно проводити ряд організаційно-господарських, агрономічних, технічних, меліоративних, економічних і правових заходів щодо запобігання і усунення наслідків зазначених процесів, які повинні здійснюватись комплексно, як єдина система, взаємно доповнюючи один одного і посилюючи дію всіх інших.
Серед першочергових заходів, спрямованих на охорону земельних ресурсів, виділяють такі:
1) боротьба з вітровою ерозією
· проведення обробки ґрунту зі збереженням стерні на поверхні поля, борозенкові посіви культур, заліснення і закріплення пісків, створення куліс із високостеблових рослин і трав’яних смуг, лісосмуг
· буферів снігозатримання;
2) боротьба з водною ерозією
· поглиблення ріллєвого шару, обробіток ґрунту впоперек на схилах, контурне розорювання, висівання зернових на парових полях та проведення інших заходів, які покращують проходження води в ґрунт та запобігають її стіканню при розтаванні снігу та випаданні дощів; у гірських районах обладнання протиселевих споруд, заліснення, залуження схилів, регулювання випасання худоби, збереження гірських лісів;
3) проведення меліорації
· науково-обґрунтованої та екологічно безпечної системи заходів щодо поліпшення ґрунтових, гідрологічних і мікрокліматичних умов сільськогосподарського виробництва з метою підвищення родючості ґрунту та отримання високих і стійких урожаїв.
За дією на ґрунт і рослини меліорація поділяється на декілька видів. Агротехнічна меліорація передбачає суттєве поліпшення агрономічних властивостей ґрунту шляхом оптимального обробітку із застосуванням спеціальних прийомів
· переривчастого боронування, щілинування, лункування та інших прийомів для затримання снігу та стічних вод.
Лісотехнічна меліорація здійснюється з метою поліпшення водного режиму та мікроклімату, захисту ґрунтів від ерозії шляхом заліснення схилів, балок і ярів, вододілів і рухомих пісків, розведення лісів загального агрономічного призначення.
Хімічна меліорація поліпшує агрохімічні і агрофізичні властивості ґрунтів шляхом використання вапна, гіпсу, дефекату, торфу, сапропелів, компостів, гною та інших матеріалів, що збагачують ґрунт на органіку.
Гідротехнічна меліорація спрямована на поліпшення водного режиму шляхом обводнення або осушення, правильним регулюванням водного режиму ґрунту;
4) рекультивація земель
· комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності й господарської цінності порушених земель. Процес рекультивації складається з двох етапів. На першому етапі (гірсько-технічному) вирівнюють поверхню, засипають кар’єри та інше, здійснюють хімічну меліорацію ґрунту, насипають родючий шар ґрунту, проводять меліораційні і протиерозійні заходи. На другому (біологічному) етапі відновлюють родючість ґрунту. Зараз досить ефективною є рекультивація шляхом лісорозведення. Перед залісненням часто висівають багаторічні бобові трави. Виділяють такі напрямки рекультивації ушкоджених земель
· сільськогосподарський, лісогосподарський, водогосподарський, рекреаційний, санітарно-гігієнічний та будівельний.
Однак розрив між відпрацьованими і поновленими площами ще великий, незважаючи на зростання обсягів рекультивації порушених земель. Раціональне землекористування в сільському господарстві включає правильну організацію користування територією, формування культурного агроландшафту. Екстенсивне землеробство призвело до розорювання лучних земель, аж до зрізів русел рік, спадистих і крутих схилів, на яких повинні рости ліси, чагарники і трави. У кожному конкретному районі повинно бути своє, науково обґрунтоване співвідношення між полем, лісом, луками, болотами, водоймищами, що дасть найвищий господарський ефект і збереже навколишнє середовище.
Важливим напрямком є також організація і дотримання польових, кормових, протиерозійних та інших сівозмін. Необхідно оптимізувати розмір полів у сівозмінах, оскільки вони у нас часто завеликі. Поля сівозмін потрібно нарізати за контурами ґрунтових відмін, а не розбивати різноґрунтові ділянки на правильні прямокутники з метою полегшення механізованого обробітку. Адже кожна ґрунтова відміна дозріває для обробітку в певний час і потребує різних форм обробітку, різних норм та сортів гною, добрив, вапна та гіпсу.
Для того, щоб зберегти фізичні властивості ґрунтів
· структуру, пористість, оптимальний водно-повітряний режим
· потрібно різко скоротити повторність обробітку ґрунтів, перейти на прогресивні та ефективні його форми, легкі машини і механізми.
Раціональне землекористування в сільському господарстві потребує перегляду основного обробітку ґрунту. Досвід Полтавщини, народного академіка Т.С.Мальцева, а також Канади показує, що можна відмовитися від традиційного плуга. Нову безплужну систему обробітку ґрунту було розроблено українським агрономом І.Е.Овсинським ще в кінці XIX ст. Суть системи полягає у глибокому розпушуванні ґрунту спеціальними плоскорізами без перегортання пласта. Стерня і поживні рештки залишаються на поверхні. На такий спосіб обробітку витрачається менше пального, в 3-4 рази зменшується інтенсивність площинної ерозії на схилах, поліпшується капілярність ґрунту, збільшується вміст гумусу і не пересихає орний шар. Але побоювання новацій гальмує перехід на прогресивний шлях. У Канаді витрачено 20 років для переходу на безплужну систему обробітку. Це відбулося тоді, коли на зміну консервативним батькам-хліборобам прийшли діти, виховані у сільськогосподарських коледжах. Безплужний обробіток ґрунту є одним з елементів мінімального обробітку, який зберігає ґрунт, цінні властивості землі. На порядку денному постає ще один перспективний спосіб
· нульовий обробіток, коли механічне втручання здійснюється раз на кілька років. Він можливий лише при високій культурі поля, коли можна сіяти або садити спеціальними навісними агрегатами у лунки, які робляться свердлами. Такі агрегати крокують по полю, опускаючи свердла для утворення лунок, закладання добрив і насіння у лунки, їхнього закриття. Технологія нульового обробітку ґрунту вдосконалюється і знайде у майбутньому широке застосування. Таке органічне землеробство, при якому повністю виключається застосування отрутохімікатів і неякісних мінеральних добрив і навіть повністю забороняється їхнє використання, є альтернативою ультрахімізованого методу господарювання.
Ефективним методом збереження і відновлення ґрунтів, що використовуються в сільському господарстві, є ведення органічного землеробства. При органічному (біологічному) землеробстві спершу врожаї дещо нижчі (на 10...20%), але його продукція цінується на світовому ринку значно дорожче, ніж та, що вирощена із застосуванням міндобрив та отрутохімікатів, іноді навіть в 2-3 рази.
Органічне землеробство базується на використанні органічних добрив, насамперед гною, торфу, сапропелів, що постійно збільшує у ґрунті вміст гумусу
· основи основ його родючості.
Щоб врятувати український чорнозем, треба щороку вносити на гектар по 30...40 тонн органіки. Раніше налічувалось більше десяти видів гною. Нині ж гнойове господарство занедбане. На поля вивозяться переважно гноївка, сечовина, котрі отруюють ґрунт. Доведено, що свинокомплекс на 100 тис. голів свиней дає стільки забруднень, скільки місто з 400-тисячним населенням.
Але вихід знайдено, й існує технологічно відпрацьований процес. Гній, гноївка, інші органічні рештки переробляються у спеціальних установках на біогаз (метан) і цінне концентроване органічне добриво. У спеціальні металеві ємності закладають гній, гноївку, органічні рештки, герметично закупорюють і дещо підігрівають. У процесі бродіння виділяється метан, що використовується для опалення як екологічно чисте паливо, а органічні речовини, багаті на азот, фосфор, калій та мікроелементи, осідають на дно. Після припинення бродіння воду зливають, осад висушують і гранулюють. У такому органічному добриві концентрація поживних елементів у 10 разів вища, ніж у гної. І транспортувати на поля таке добриво набагато зручніше, ніж гній. Такий досвід є в ряді країн. В 1986 році в Китаї було отримано 100 млрд. м3 біогазу і велику кількість якісних знезаражених, без насіння бур’янів, органічних добрив.
Підвищенню вмісту гумусу в ґрунтах сприяє безплужний обробіток ґрунтів, а також ґрунтова фауна, яка здійснює гуміфікацію органічних решток. Особливо велика роль у цьому дощових черв’яків. У ряді країн Європи вирощують дощових черв’яків на спеціальних біофабриках. Фермери їх купують і завозять на поля для поліпшення властивостей ґрунту (за умови переходу на органічне землеробство).
Збільшення вмісту гумусу значно підвищує ефективність мінеральних добрив, знижує їхню побічну негативну дію, сприяє закріпленню їхніх надлишків і нейтралізує шкідливі домішки.

5.4. Поняття про надра і їх класифікація
Надра
· верхня частина земної кори, яка охоплює глибину земної поверхні від нижньої межі гумусового шару до межі проникнення технічних засобів людини, в межах якої можливий видобуток корисних копалин. Надра містять материнські ресурси
· основу провідних галузей світового господарства. З них видобувають вугілля, нафту, газ, корисні копалини, що використовуються для добування металів, сировини для хімічної промисловості, добрив для сільського господарства, будівельних матеріалів, мінеральні і термальні води тощо.
Запаси корисних копалин у надрах Землі не безмежні і відносяться до категорії невідновлюваних природних ресурсів. Більшість корисних копалин значною мірою вже вичерпані, особливо багаті на них родовища верхніх горизонтів земної кори.
Вчені неодноразово робили спроби підрахувати запаси і строки вичерпання природних копалин у цілому на земній кулі та в окремих регіонах. Звичайно, ці підрахунки приблизні і базуються на даних, які доступні сучасному рівню знань (табл. 5.2).
Таблиця 5.2
Ресурси і час вичерпання основних корисних копалин
Рід корисних копалин
Запаси в світі
Запаси в Україні


Ресурси, млрд. т
Час вичерпання, р
Ресурси, млрд. т
Час вичерпання, р

Кам’яне вугілля
990
250
50,4
125

Нафта
90
25
дуже мало


Залізні руди
400
100...200
20
70

Мідні руди

50

60

Руди цинку і свинцю

25...28

45

Сірка

25...30

30


Корисні (мінеральні ресурси) копалини залежно від області господарського застосування підрозділяються на наступні групи:
паливно-енергетичні (нафта, природний газ, викопне вугілля, горючі сланці, торф, уранові руди);
рудні, що є сировинною основою чорної і кольорової металургії (залізна і марганцева руда, хроміти, боксити, мідні, свинцево-цинкові, нікелеві, вольфрамові, молібденові, олов’яні і сурм’яні руди, руди благородних металів і ін.);
гірничо-хімічна сировина (фосфорити, апатити, калійні і магнезійні солі, сірка і її сполуки, барит, борні солі, бром і йодвмісні розчини);
природні (мінеральні) будівельні матеріали і нерудні корисні копалини, а також технічні і дорогоцінні камені (мармур, граніт, яшма, агат, гірський кришталь, гранат, корунд, алмаз і ін.);
гідромінеральні (підземні прісні і мінералізовані води).
Останнім часом усе гостріше постає проблема раціонального використання та охорони надр.
У зв’язку з тим, що надра Землі стали не тільки джерелом добування корисних копалин, але й місцем захоронення шкідливих хімічних і радіоактивних відходів виробництва, місцем проведення підземних ядерних випробувань, будівництва деяких підземних споруд, прокладання транспортних комунікацій і т.д., необхідною стає розробка принципів раціонального використання й охорони надр.
Раціональне використання та охорона надр передбачають такі заходи:
створення нових високоекологічних технологій розробки родовищ корисних копалин;
вилучення з добутої мінеральної сировини (у тому числі й бідних руд) усіх хімічних елементів або сполук, що містяться в них;
утилізація відпрацьованої породи або надійне її захоронення;
запобігання втратам мінеральної сировини в період експлуатації родовищ;
вилучення з руд основних і супутніх компонентів;
збереження чистоти водоносних горизонтів, очищення й утилізація стічних вод;
забезпечення економії мінеральної сировини при транспортуванні й переробці;
удосконалення методів захоронення радіоактивних відходів з метою запобігання радіоактивного забруднення навколишнього середовища;
охорона родовищ корисних копалин від затоплення при створенні водосховищ, організації звалищ промислових і побутових відходів;
охорона родовищ від пожеж;
пошук природних і штучних замінників дефіцитних мінеральних сполук, більш повне використання вторинних ресурсів;
використання альтернативних екологічно чистих джерел енергії.
Охорона надр і раціональне використання мінеральних ресурсів безпосередньо пов’язані з перспективами розвитку добувних галузей, геологорозвідувальних робіт, проведенням природоохоронних заходів в цілому по країні. Виробничі програми (бізнес-плани) підприємств добувної промисловості і геологорозвідувальних робіт, з одного боку, і плани охорони навколишнього середовища
· з іншого, повинні розроблятися в єдиному блоці. Проте видобутку і споживанню мінеральних ресурсів передують геологорозвідувальні роботи. Саме на стадії пошуку і розвідки корисних копалин виявляються найбільш раціональні шляхи їх використання.

5.5. Можливості використання альтернативних джерел енергії
До альтернативних джерел енергії належать – вітер, біомаса, вода, сонячне випромінювання, тощо (рис. 5.1).
Енергія вітру. За підрахунками вчених, загальний вітроенеретичний потенціал Землі в 30 разів перевищує річне споживання електроенергії в усьому світі. Однак використовується лише мізерна частка цієї енергії. Але так було не завжди. За даними статистики в дореволюційній Росії налічувалось близько 30 тис. вітряків. Ця нехитра установка була також атрибутом майже кожного другого села в Україні. Проте парова машина, а потім двигун внутрішнього згорання витіснили цих скромних трудівників. Можливості використання цього виду енергії в різних місцях Землі неоднакові. Для нормальної роботи вітрових двигунів швидкість вітру не повинна в середньому за рік падати нижче 4...5 м/с, а краще, коли вона становить 6...8 м/с. Для цих установок шкідливі і надто великі швидкості вітру (урагани), які можуть їх поламати. Найбільш сприятливі зони для використання вітрової енергії – узбережжя морів і океанів, степи, тундри, гори. В межах України такими ділянками є узбережжя Чорного моря, особливо Крим, а також Карпати, південні степові райони.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Рис. 5.1. Альтернативні джерела енергії

Піонером будівництва вітрових електростанцій (ВЕС) у нашій країні до війни був видатний український вчений та інженер, один з основоположників космонавтики, Ю.Кондратюк. Побудована ним 1931 р. поблизу Севастополя ВЕС, потужністю 100 кВт, забезпечувала струмом міську мережу понад десять років. Ю.Кондратюк проектував більш потужні ВЕС на 5 і 10 тис. кВт та розпочалася війна. Він пішов добровольцем на фронт і загинув у 1941 р., а проекти його ВЕС були покладені “під сукно”.
Нині на Заході, особливо в Данії та США, серійно випускаються невеликі ВЕС потужністю від 1,5 до 100 кВт. Побудовано кілька експериментальних ВЕС потужністю до 30 тис. кВт. Втілюється інша технічна ідея Ю.Кондратюка, який запропонував свого часу будувати ВЕС разом з установками із виробництва водню шляхом електролізу води. Тоді, коли потреба електроенергії нижча, “зайва” потужність ВЕС спрямовується на виробництво надзвичайно цінного енергетичного продукту – водню.
Водень може використовуватись як пальне для автомобілів, а також замість природного газу в багатьох інших установках, причому внаслідок його згорання не утворюються шкідливі речовини, а лише водяна пара.
Особливо актуальним використання енергії вітру є для Криму. Нині, за даними Крименерго, півострів споживає 1 млн. 340 тис. кВт енергії, причому майже вся ця енергія надходить із-за меж Криму. Деяку частину її дають дизельні станції, що забруднюють повітря курортної зони. А тим часом на одній Арабатській стрілці, що на Сиваші, можна встановити 30 тис. ВЕС і одержати 3 млн. кВт екологічно чистої енергії. А якщо побудувати ВЕС на кримських яйлах від Керчі до Севастополя, то Крим може стати навіть експортером електроенергії. Ці ділянки – зони сталих і досить сильних вітрів. Під час роботи ВЕС навколишнє середовище не зазнає жодних забруднень. Єдині негативні впливи – це низькочастотний шум (гудіння) працюючих вітряків та ще спорадична загибель птахів, що потрапляють у лопаті вітродвигунів.
Енергія морів і океанів. Світовий океан – велетенський енергетичний потенціал. Це, по-перше, енергія Сонця, поглинута океанською водою, що виявляється в енергії морських течій, хвиль, прибої, різниці температур різних шарів морської води і, по-друге, енергія притягання Місяця й Сонця, яка спричиняє морські припливи й відпливи. Використовується цей великий і екологічно чистий потенціал ще вкрай мало.
Одну з перших електростанцій, що використовує енергію морських хвиль, було побудовано ще в 1970 р. біля норвезького міста Бергена. Вона має потужність 350 кВт і забезпечує енергією селище зі 100 будинків. Можливості створення більш потужних хвильових станцій досліджуються вченими Великобританії, США та Японії. А румунські вчені провели вдалі досліди з установками для перетворення енергії морських хвиль на електроенергію на Чорному морі, яке поблизу узбережжя Румунії нічим не відрізняється (з енергетичної точки зору) від того, що омиває береги України.
Усі типи морських хвильових електростанцій, що будуються і діють сьогодні, побудовані за єдиним принципом: у спеціальному буї-поплавку під дією хвилі коливається рівень води. Це призводить до стискання в ньому повітря, яке рухає турбіну. В експериментальних електростанціях навіть невеликі хвилі висотою 35 см примушують турбіну розвивати швидкість понад 2 тис. обертів за хвилину. Метрової висоти хвилі забезпечують від 25 до 30 кВт енергії, а в деяких частинах Світового океану, наприклад у Тихому океані, можна одержати до 90 кВт.
Іншим різновидом морських електростанцій є установки, що перетворюють енергію морського прибою. Крім згаданого поплавкового принципу, такі станції використовують також принцип закачування сильним прибоєм морської води в резервуар, розташований вище рівня моря. Звідти вода спускається вниз, обертаючи турбіни енергоустановок.
У океані подекуди досить близько розташовані шари води з різною температурою. Найбільш значною (до 22єС) різниця температури є в тропічній зоні Світового океану. На цьому явищі базується принцип одержання електроенергії. В спеціальний теплообмінник закачується насосами холодна глибинна вода й нагріта Сонцем – поверхнева. Робочий агент (фреон), як у домашньому холодильнику, почергово випаровується та переходить у рідкий стан у різних частинах теплообмінника. Пара фреону рухає турбіну генератора. Нині така установка потужністю 100 кВт працює на тихоокеанському острові Науру, забезпечуючи енергопотреби населення цього острова.
Нарешті розроблені й уже діють електростанції, що використовують енергію морських припливів. Вигідним вони є в тих ділянках узбережжя Світового океану, де припливи бувають найвищими. До таких ділянок належить канадська затока Фанді (висота припливу становить 17 м), протока Ла-Манш (15 м), Пенжинська затока Охотського моря (13 м) тощо. На узбережжі Чорного моря висота припливу дуже незначна. Нині споруджено і працює кілька припливних станцій: у гирлі р.Ранс на узбережжі Ла-Маншу (Франція) потужністю 240 тис. кВт і Кислогубська в Кольській затоці (Росія) потужністю 400 кВт.
Широке впровадження морських електростанцій різних типів стримується відносно високою їх вартістю. Проте вчені дійшли висновку, що їх енергетичний баланс може бути більш високим, ніж у де яких АЕС і ТЕС, що працюють на вугіллі та нафті. Розрахунки та проекти інженерів свідчать, що в найближчому майбутньому можливе спорудження великих електростанцій такого типу. Привертають увагу проекти електростанцій, розташованих на плавучих установках подалі від берега. В деяких проектах пропонується одержувати енергію на таких станціях комплексним способом (наприклад, за рахунок хвиль, різниці температур, а також вітру та Сонця). Ця енергія може використовуватися для виробництва водню або передаватися на берег по підводному кабелю.
Робота згаданих електростанцій не спричиняє забруднення навколишнього середовища, зокрема й теплового, бо вони лише перетворюють акумульовану в хвилях, припливах тощо енергію Сонця й Місяця на інші види енергії, зокрема електричну.
Енергія підземного тепла. Як відомо, з заглибленням під Землю зростає температура (в середньому на 30єС на 1 км, а в вулканічних районах значно більше). За оцінками фахівців, у земній корі до глибини 7...10 км акумульоване тепло, загальна кількість якого в 5 тис. разів перевищує теплоємність усіх видів викопного палива, що є на Землі. Теоретично всього лише 1% тепла, що міститься в земній корі до глибини 5 км, вистачило б для того, щоб вирішити енергетичні проблеми людства на найближчі 4 тис. років. Та на практиці це джерело енергії використовується ще дуже мало. Найкращі результати досягнутого в районах активної вулканічної діяльності, таких як Ісландія, Камчатка тощо, де близько до поверхні залягають термальні води. Через свердловини гаряча водяна пара надходить у турбіни й виробляє електроенергію. Відпрацьована гаряча (75...80єС) вода використовується для опалення будинків, теплиць, тваринницьких ферм тощо. В холодній Ісландії в оранжереях, які обігріваються термальними водами, навіть вирощують банани, а столиця країни Рейк’явік протягом останніх 40 років повністю опалюється підземним теплом. Особливо ефективними термальні води є в сільському господарстві. Так, на Північному Кавказі собівартість тепличних овочів, вирощених на геотермальних водах, у 1,5 раза нижча, ніж там, де парники обігріваються за рахунок котелень, що працюють на мазуті. Нафтовики часто знаходять тут термальні води, які надходять із свердловини замість нафти. В Україні немає жодної установки такого типу, проте перспективними зонами для використання геотермальної енергії є Карпати, Закарпаття та Крим. Під час перетворення геотермальної енергії виникає проблема відпрацьованих підземних вод. Як правило, вони дуже мінералізовані і їх не можна спускати в ріки. З деяких таких розсолів добувають йод, бром, літій, цезій, стронцій, рубідій і ще деякі елементи. Відпрацьовані води знову закачують у підземні горизонти для повторного використання тепла Землі.
Енергія Сонця. Сонце є найпотужнішим джерелом екологічно чистої енергії. На кожний квадратний метр поверхні земної атмосфери падає 1300 Вт сонячної енергії. Проте до земної поверхні вона доходить не вся – частина відбивається в Космос, частина розсіюється атмосферою, витрачається на утворення озонового шару тощо. Інтенсивність сонячного випромінювання, що досягає Землі, залежить від кількох факторів, передусім від географічної широти місцевості, а отже, кута нахилу променів до площини поверхні. Найбільша вона на екваторі (до 2300 кВт/м2 на рік), а на широті України становить близько 1900 кВт/м2 на рік. Така розсіяність сонячної енергії є головною перешкодою для її використання. Проте це не зупиняє вчених й інженерів, які працюють над проблемою перетворення сонячної енергії. Адже лише 3,5% сонячної енергії, що падає на Землю, може забезпечити всі енергетичні потреби людства на необмежений час.
Нині існують такі напрями використання сонячної енергії: одержання електроенергії; побутового тепла; високотемпературного тепла в промисловості; на транспорті. Найбільших успіхів досягнуто в установках так званої “малої енергетики”.
Для одержання електроенергії використовується кілька методів. З них найперспективнішим вважається метод безпосереднього перетворення сонячного випромінювання на електричну енергію за допомогою напівпровідникових фотоелектричних генераторів (сонячні батареї). Найбільш поширені кремнієві батареї мають ККД 18...20%, більший ККД (до 23%) у генераторів з арсеніду галію. Американські вчені розробляють двокаскадні фотоелектричні генератори, ККД яких становитиме 40%, а може й 50%. На сьогодні такі батареї застосовуються ще обмежено: на космічних станціях (де їх сумарна потужність перевищує 10 кВт, а площа 100 м), ретрансляторах, навігаційних маяках, телефонних станціях у пустельних місцевостях, для живлення невеликих радіостанцій геологів, чабанів тощо. Широко використовуються сонячні батарейки, вмонтовані в мікрокалькулятори, електронні іграшки тощо.
Електроенергію можна одержувати також за допомогою генераторів, що використовують теплову дію сонячних променів (паротурбінні й термоелектричні генератори). Однією з таких станцій є сонячна електростанція (СЕС), споруджена в Криму поблизу Керчі. Це станція баштового типу. В центрі кола діаметром 500 м встановлено 70-метрову башту з парогенератором на верхівці. Башту оточують 1600 геліостатів – рухомих дзеркал площею 25 м. Стежачи за рухом Сонця (за допомогою ЕОМ), вони спрямовують його промені на парогенератор, нагріваючи в ньому воду й перетворюючи її на пару з температурою 300єС. Пара рухає турбіну з генератором. Потужність станції становить 1200 кВт. Ця станція є експериментальною. Розрахунки свідчать, що СЕС, побудовані за таким принципом, можуть мати потужність до 100 тис. кВт. Висота башти такої станції повинна сягати 200...300 м.
Сонячні електростанції не забруднюють навколишнього середовища. Щоправда вони займають великі площі земель. Проте на Землі є близько 20 млн. км пустель. У цих зонах землі не придатні для сільського господарства, потік сонячної енергії найвищий і кількість хмарних днів протягом року мінімальна. На думку вчених, для задоволення енергетичних потреб цивілізації достатньо зайняти батареями від 1 до 3 млн. км площі пустель, тобто всього 5...15% цих земель, що не так уже й багато, враховуючи можливості людства в майбутньому.
Сонячна енергія може використовуватися для одержання побутового тепла – опалювання будинків, що вже реалізовано в різних країнах (США, Туркменістан, Узбекистан). Використовується сонячне проміння, що падає на дах і стіни будинку вкриті спеціальними колекторами тепла. В них нагрівається вода (до 95єС). Для зберігання тепла, зокрема на зимовий період, ніч і хмарні дні, частина тепла відводиться в спеціальні резервуари, розміщені в підвальному приміщені й заповнені щебенем. Тепло, акумульоване щебенем, використовується тоді, коли виникне потреба. Влітку сонячна система такого будинку може застосовуватися й для охолодження приміщень (кондиціювання повітря). З цією метою колектори вдень відключаються, а вночі працюють, охолоджуючи щебінь у резервуарах нічним прохолодним повітрям. Потім, протягом жаркого дня, охолоджений щебінь забирає тепло з приміщень.
На думку американських учених, в подальшому опалення й кондиціювання за рахунок Сонця в цій країні буде впроваджено в 10% будинків, а до 2020 року їх кількість становитиме щонайменше 35%. Для України ця проблема також дуже актуальна, особливо для південних областей, де влітку жарко, а взимку не вистачає палива.
Слід додати, що в експериментальних сонячних будинках, споруджених у США, крім колекторів-збирачів тепла, дахи вкриваються ще й сонячними батареями, що забезпечують будинки електроенергією протягом дня. Це дає велику економію електроенергії, що споживається таким будинком з мережі. Сонячна енергія в південних районах може бути використана також для готування їжі, сушіння зерна та фруктів, опріснення води, підйому води з глибоких колодязів тощо. Розроблені досить зручні пристрої для таких потреб, наприклад параболічні дзеркала діаметром близько 1441,5 м. У фокусі такого дзеркала трилітровий чайник з водою закипає за 10 хв.
Для промислових цілей з сонячної енергії можна одержати високотемпературне тепло (до 3800єС) у печах. Такі печі працюють у Франції та Узбекистані. Діють вони за тим же принципом, що й СЕС з парогенераторами: система геліостатів спрямовує сонячні промені на велике параболічне дзеркало, в фокусі якого розміщують проби металів, сплавів чи мінералів для плавки. Порівняно зі звичайними печами сонячні мають ряд переваг: розплавлена речовина не стикається з паливом чи плавильним тиглем, плавку можна здійснювати в будь-якій атмосфері, така піч не забруднює навколишнє середовище.
Сонячна енергія може використовуватися й на транспорті – для енергоживлення автомобілів, невеликих суден і навіть літаків. З площі кілька квадратних метрів (дах мікроавтобуса) можна зібрати енергію для живлення акумуляторів, які рухають автомобіль.
У 1982 р. автомобіль з сонячними батареями на даху без жодної краплі бензину перетнув Австралію із заходу на схід, подолавши за два місяці відстань близько 4 тис. км із середньою швидкістю близько 30 км/год. На сонячному літаку (верхня поверхня його крил вкрита сонячними батареями, що рухають електромотор гвинта) було здійснено переліт через Ла-Манш.
Таким чином сонячна енергетика має велике майбутнє. Її розвиток сьогодні, особливо в Україні, стримується недостатнім фінансуванням.
Біоенергетичні технології. Життя та діяльність людей супроводжується утворенням великої кількості різноманітних твердих і рідких відходів. Це побутові відходи, каналізаційні стоки міст, стоки та відходи виробництва та переробки сільськогосподарської продукції, величезна кількість органічних залишків після лісозаготівельних робіт і переробки деревини тощо.
Навколо великих і малих міст вже ніде розташовувати звалища, які займають тисячі гектарів земель і отруюють воду і повітря. А разом з тим існують технології, що дозволяють одержувати з усієї цієї колосальної маси органічних решток енергію.
Найпростіше рішення – це спалювання органічних відходів на спеціальних заводах, що забезпечує одержання побутового тепла. Щоправда, воно обходиться в десять разів дорожче, ніж ТЕЦ, проте головне тут – не одержання тепла, а охорона навколишнього середовища. Існують шляхи здешевлення цього процесу: виробництво на таких заводах не лише тепла, а й електроенергії. Такий досвід є, наприклад, в Японії. Недоліком таких технологій є те, що спалювання сміття супроводжується новими відходами – твердими й газоподібними. Потрібні спеціальні фільтри, а це ще більше здорожчує процес.
Але існує зовсім інша можливість переробки органічних відходів, що має багато переваг перед згаданим способом – біотехнологічний метод з використанням метанобактерій. Ці мікроорганізми активно розвиваються в будь-яких органічних рештках, а в результаті процесу їх життєдіяльності утворюється біогаз – суміш метану (70%) і чадного газу (30%). Теплоємність біогазу досить велика: 1 м утворює стільки ж тепла, як 600...800 г антрациту. Тонна органічних решток (гній, сміття тощо) дає до 500 м біогазу. Щоправда цей процес відбувається досить повільно, але без сумнівною його перевагою є те, що понад 80% енергії, яка міститься в стічних водах або відходах, вилучається при виходах гарячого газу.
Технологія одержання біогазу дуже проста. Гноєм, сміттям, соломою, листям заповнюють бетонні ємності або колодязі будь-якого об’єму. Ємність має бути щільно закрита, щоб не було доступу кисню, газ, що утворюється в процесі бродіння, відводять у приймальні пристрої або безпосередньо в газову плиту. В Китаї нині діє понад 8 млн. таких установок, головним чином у сільській місцевості, багато їх також є в Індії. Тут колодязі заповнюють гноєм, щільно закривають, а газ, що утворюється, надходить у газові плити господарства. Після процесу бродіння залишається добриво – знезаражене, без запаху, більш цінне, ніж звичайний гній.
Найширшого визнання така технологія набула в Китаї, де вже функціонує близько 8 млн. біогазових установок, якими користується 4% населення країни і які виробляють 720 млн. м газу на рік, що еквівалентно 3 млн. т кам’яного вугілля. Досвід свідчить, що 1 м біогазу вистачає, щоб освітлювати невелике приміщення протягом 6...8 год. Китайські біогазові установки дуже дешеві.
Найперші біогазові установки створили в Індії, в 1990 р., пізніше в Німеччині, Англії, США. В Індії планується збудувати 18 млн. сімейних біореакторів і 6 млн. – великих.
У колишньому СРСР перші біореактори розробили в Латвії в 1949 р., а потім – у Грузії. В 1959 р. в Україні (в Запоріжжі) був створений біореактор, розрахований на 150 корів і 20 свиноматок з поросятами.
У Латвії та Естонії нині планується збудувати по кілька сотень біогазових установок середньої та підвищеної потужності.
Створено й промислові установки для переробки відходів і одержання з них горючого газу. В Румунії навіть проведено успішні досліди з використання біогазу як палива для тракторів. Для України, яка забезпечена власними запасами природного газу лише на 30%, така технологія є дуже перспективною, особливо для сільської місцевості.
Іншим прикладом застосування біоенергетичних технологій є досліди з використанням як енергосировини ріпакової олії. Ріпак, ця досить невибаглива рослина, давно вирощується, зокрема й в Україні, заради олії, що добувається з її насіння та є сировиною для виготовлення маргарину, лаків і фарб. Крім того, зелена маса ріпака – цінний корм для худоби.
Останнім часом ріпак зацікавив спеціалістів різних країн, особливо тих, що змушували купувати нафту, не маючи власних родовищ. Ріпакова олія може успішно замінювати дизельне пальне для тракторів, автомобілів, морських суден тощо. Щоправда, для цього потрібно досить ґрунтовно переобладнати двигуни.
Інший шлях використання ріпакової олії – одержання з неї шляхом спеціальної обробки пального, що повністю заміняє солярку в звичайних дизельних двигунах. Енергетичні фірми Заходу останнім часом постачають на ринок пальне для дизельних двигунів під назвою “Блакитний ангел”. Цінність такого пального безсумнівна: по-перше, воно належить до відновлювальних енергоресурсів; по-друге, за енергетичними показниками є аналогом солярки, але має вдвічі меншу собівартість; по-третє, це пальне має велику перевагу перед нафтовим пальним тому, що не містить такого забруднювача повітря, як сполуки сірки, концентрація яких у нафтовому пальному становить не менше 0,4%.
Крім того, ріпакову олію можна використати як домішку до нафтової солярки. Результати досліджень українських вчених свідчать, що додавання до солярки 20% ріпакової олії не змінює силові та екологічні показники двигунів. Таким чином, Україна могла б зекономити близько 20% дизельного пального, причому це не вимагає великих фінансових затрат і технологічних зусиль.
З ріпака, зібраного з 1 га, одержують 1...2 т олії. Отже, для задоволення енергетичних потреб у ріпаковій олії (у разі використання дизельних сумішей з 20%-ю домішкою олії) Україна мала б засівати ріпаком 2...3 млн. га.
Ймовірно, що внаслідок селекційної роботи врожайність ріпака можна підвищити, а відповідно зменшити площі його посіву. Ріпак можна з успіхом вирощувати на полях зрошення, які займають тисячі гектарів навколо великих міст і є складовою систем каналізації та переробки побутових стоків. За санітарно-гігієнічними правилами їх не можна використовувати для вирощування овочів, зерна чи фуражу для худоби. Проте це не стосується ріпака, який вирощується для одержання енергетичної сировини. Ріпак на полях зрошення росте добре, бо тут досить вологи та добрив, особливо фосфатних.
Крім того, для задоволення енергетичних потреб цю культуру можна вирощувати на землях, заражених радіонуклідами, зокрема в 30-кілометровій зоні. Результати досліджень українських біологів свідчать, що радіонукліди, які засвоюються стеблом, листям і корінням ріпака, до складу олії практично не потрапляють. Таким чином, ріпак можна використовувати з подвійною метою – для дезактивації заражених радіонуклідами земель, і одержання енергетичної сировини з олії. Звичайно, для вирішення цієї проблеми необхідно створити умови для роботи людей, які мають працювати в зоні підвищеної радіоактивності. Слід згадати напрям розвитку біоенергетичних технологій – використання мікроскопічних одноклітинних водоростей. Деякі країни, наприклад Австралія, вже розробили промислові методи одержання з водоростей пального для двигунів внутрішнього згорання та дизелів – “зеленої нафти”. Водорості вирощуються в спеціальних штучних лагунах, заповнених морською водою. Пальне, добуте з “зеленої нафти”, дешевше, ніж аналогічні продукти перегонки природної нафти. Нині тривають досліди, спрямовані на одержання продуктивніших штамів водоростей та пошук їхніх прісноводних видів, які можна було б вирощувати для задоволення енергетичних потреб. “Зелена нафта” має таку ж перевагу над природною, як і ріпакова олія – вона не містить шкідливих домішок сірки, тому є екологічно більш чистою.

Питання для самоконтролю
Що називають ґрунтом? Хто є автором вчення про ґрунт як біокосне тіло?
Назвіть фактори утворення ґрунту. Який фактор є визначальним?
Які екосистемні функції виконує ґрунт? Охарактеризуйте їх.
Перерахуйте фактори деградації ґрунтів. Які наслідки це викликало?
На які групи за своїм походженням підрозділяються важкі метали в ґрунті?
Чим обумовлений розвиток ерозійних процесів в ґрунтах та їх засолення?
Які заходи необхідно проводити для збереження ґрунтів від подальшого забруднення і деградації? В чому вони полягають?
В чому проявляється ефективність ведення органічного (біологічного) землеробства?
Які заходи лежать в основі раціонального землекористування? Перспективи їх впровадження в Україні.
Дайте визначення поняття “надра”. Яким чином вони використовуються людиною?
Як класифікуються корисні копалини залежно від області господарського застосування?
Назвіть заходи раціонального використання та охорони надр.
Які альтернативні джерела енергії є можливими для використання?
Розкажіть про геотермальну енергію і перспективи, які має щодо її використання Україна.
Які ще методи використання гідроенергії, крім ГЕС, ви знаєте? Чому вони не набули широкого впровадження?
Які перспективи має розвиток в Україні геліо- і вітроенергетики?
Що таке біоенергетика? Наведіть приклади застосування біоенергетичних технологій.

VI. ОХОРОНА ФЛОРИ І ФАУНИ

6.1. Значення рослин у природі та житті людини
Загальнопланетарна роль рослин колосальна. Вони відіграють велику роль у кругообігу речовин у природі завдяки здійсненню складного біохімічного процесу
· фотосинтезу. Фотосинтез
· це утворення рослинними організмами органічних речовин за допомогою світлової енергії, що поглинається хлорофілом та іншими фотосинтетичними пігментами. У процесі фотосинтезу відбувається перетворення світлової енергії на енергію хімічних зв’язків. Унаслідок фотосинтезу на Землі утворюється щороку до 200 млрд. тонн сухої органічної речовини, за рахунок якої підтримується життєдіяльність усіх гетеротрофних організмів.
У процесі фотосинтезу в атмосферу виділяється кисень, а поглинається вуглекислий газ. Таким чином, зелені рослини забезпечують життя на Землі. Так, за сонячний день 1 га лісу виділяє до 200 кг кисню, поглинаючи при цьому 220...280 кг вуглекислого газу, а за рік 0,3 га лісу дає в середньому річну потребу в кисні однієї людини (близько 400 кг), 1 га лісу за рік поглинає до 20 тонн вуглекислого газу. Сумарне річне поглинання вуглекислого газу лісами Землі складає 30...50 млрд. тонн, що в 2-3 рази перевищує його виділення.
Частина виділеного рослинами кисню перетворюється на озон, який екранує Землю від жорсткого ультрафіолетового опромінення.
Рослинність здійснює великий вплив на клімат, водойми (регулює стік і випаровування), тваринний світ та інші елементи біосфери, з якими вона тісно пов’язана.
Серед величезної кількості рослин у природі виділяються два основні типи
· деревна і трав’яна рослинність. Деревна рослинність використовується в лісовому господарстві і лісовій промисловості. Природна трав’яниста рослинність (луки і пасовища)
· важлива кормова база тваринництва.
Рослини утворюють угруповання, які є середовищем існування тварин та інших організмів.
Як природний ресурс на першому місці стоїть лісова рослинність, що є основною і найбільш давньою за походженням природною рослинністю на Землі.
Ліси різноманітні за породами. За віком ліси поділяють на молодняк, середнього віку, дозріваючі і дозрілі. Маючи велике та різноманітне економічне значення, ліси є також дуже важливим географічним фактором, який впливає на інші типи ландшафтів і на біосферу в цілому.
Ліс
· глобальний акумулятор живої речовини, який впливає на рівень кисневого і вуглецевого балансу. Найбільші лісисті регіони світу “виробляють” близько 50% кисню, який надходить в атмосферу. Лісу як біогеоценозу притаманний своєрідний тип обміну речовин та енергії між усіма його компонентами. У процесі цього обміну накопичуються і перетворюються органічні речовини, у тому числі у вигляді біомаси. Ліси, особливо тропічні,
· найбільш продуктивна група екосистем Землі, яка відіграє надзвичайно важливу роль у підтриманні екологічної рівноваги в природі.
Значення рослинності в житті людини дуже велике. Рослинність формує середовище, необхідне для життя людини і розведених нею організмів, є невичерпним (при розумному використанні й охороні) джерелом різноманітних харчових продуктів, технічної і лікарської сировини, будівельних матеріалів. Рослини
· основний корм для домашніх тварин, використовуються людиною в різноманітних технологічних процесах. Рослини беруть участь в утворенні корисних копалин, ґрунтів, захищають ґрунти від руйнування потоками води і вітром, від засипання піском.
Для людства особливо важливі незамінні водоохоронні, водорегулюючі, протиерозійні, санітарно-гігієнічні та інші корисні функції лісів.
Ліси відіграють важливу роль у підтриманні підґрунтового, інфільтраційного стоку на певному рівні. Зі збільшенням лісистості басейнів річок на 10% їхній водний стік підвищується на 1015 мм за рік, що значно поліпшує енергетичний потенціал річок. Ліси забезпечують розподіл атмосферної вологи, місцеве випаровування і стік та його характер.
Ліс послаблює процеси водної ерозії ґрунту і запобігає забрудненню річок та інших водойм. Завдяки фільтрівній здатності лісової підстилки і лісового ґрунту каламутність води зменшується на 6090%. Лісосмуги завширшки 10 м поглинають 4555% розчиненого у воді аміачного азоту, 7393%
· фосфору, 2,84,7%
· нітратного азоту. Лісосмуга значно поліпшує бактеріологічні властивості води, зменшуючи кількість бактерій у воді більш як у 20 разів.
Механізм захисної дії лісонасаджень полягає в регулюванні поверхневого польового стоку і переведенні його в ґрунтовий з наступним поглинанням забруднюючих речовин землею і рослинністю та залученням їх до природного кругообігу речовин, детоксикації шкідливих хімічних сполук під впливом мікроорганізмів.
Ліси виконують важливу функцію закріплення і охорони ґрунтів. Вони запобігають змиванню і розмиванню ґрунту, зберігають і поліпшують його властивості, закріплюють рухомі піски, зупиняють утворення ярів. Розвинуті кореневі системи дерев виносять на поверхню з глибоких шарів ґрунту мінеральні поживні речовини, які сприяють підтриманню і підвищенню родючості земель. На схилах лісонасадження поглинають рідкі і затримують тверді стоки з розташованих вище ділянок, і розташовані нижче площі, захищаються від змиву, а вибалки, береги річок
· від розмивання і замулення.
У гірській місцевості ліси виконують протизсувну функцію.
У степовій зоні ліси затримують поверхневий стік, зменшують швидкість вітру в приземному шарі і затримують випаровування ґрунтової вологи, оберігають поля від посухи і пилових бур.
Ліси виконують також санітарно-гігієнічні та оздоровчі функції. Радянський біолог Б.П.Токін відкрив ще у 1928 р. властивість рослин виділяти в повітря захисні речовини
· фітонциди. Це леткі речовини, які діють на відстані; вони вбивають багато патогенних грибів і бактерій, можуть впливати на багатоклітинні організми, наприклад, затримувати розвиток молюсків, вбивати комах, гальмувати проростання насіння або розвиток трав. Серед рослин у міських насадженнях важливі різні види тополі, фітонциди яких убивають збудників дизентерії. Сильно діють і фітонциди черемхи та лавровишні. Експериментально встановлено, що в парках повітря містить у 200 разів менше бактерій, ніж повітря міських вулиць. Так, 1 га хвойного лісу за рік виділяє до 5 кг, а листяного
· до 3 кг фітонцидів.
Тривале перебування в лісі сприяє підвищенню активності дихальних процесів, позитивному збільшенню біострумів мозку, підвищенню вмісту кисню в крові людини. Відпочинок у лісі
· це запорука здоров’я, зняття фізичної й емоційної стомленості, відновлення творчих сил і, безумовно, зниження захворюваності. Рослинність є джерелом естетичної насолоди, поліпшення психологічного стану. Приємні звуки лісу
· пташиний спів, шелест листя, його світло-тіньова гама та пахощі квітів позитивно впливають на емоційний настрій людини. Лікування в курортних лісах показане для хворих на туберкульоз, бронхіальну астму, серцево-судинні захворювання, катар верхніх дихальних шляхів, вегетативну дистонію, хворих з порушеннями обміну речовин.
Рослини лісу абсорбують забруднюючі повітря шкідливі гази, уловлюють пил, сажу, радіоактивні та інші частки, що викидаються в повітря промисловими об’єктами, транспортом. Особливо ефективні в цьому відношенні різновікові змішані насадження; вони уловлюють з повітря до 70% часток пилу, які потім з дощем осідають на землю.
Негативний вплив рослинності досить незначний. Деякі види диких рослин зростають як бур’яни на культивованих землях і пасовищах. В окремих місцях доводиться вести боротьбу із заростанням водойм, каналів. Іноді масовий розвиток водної рослинності викликає появу літніх заморів риби.
Відомі й деякі інші випадки негативного впливу рослин на людину, наприклад, отруйних рослин. Пилок рослин може бути алергеном.
Великою є кількість рослин, що існують у Світовому океані. Серед морських рослин переважають водорості. Всього близько 40 з 30000 видів рослин, які зустрічаються в морях, представлені вищими рослинами з відділу квіткових.
Рослини заселяють різні ділянки товщі води. Деякі водорості, вільно плаваючи у воді, входять до складу планктону або утворюють більш помітні скупчення, наприклад тину. Інші водорості входять до складу бентосу, прикріплюючись до дна або будь-яких підводних предметів.
Дуже великі морські водорості утворюють цілі підводні луки або ліси, які простягаються на десятки кілометрів. Як організми, що містять хлорофіл, вони потребують для свого розвитку світло. Тому живуть вони порівняно неглибоко
· від 1 м у каламутних водах і до 100...300 м у прозорих.
Багато водоростей використовуються промисловістю. Наприклад, чорноморська червона водорість філофора є сировиною для добування цінної речовини
· агар-агару. Він застосовується в мікробіології та в харчовій промисловості.
З певних видів фукусів та ламінарій у деяких країнах добувають йод. Ці водорості застосовують також в текстильній, шкіряній та інших галузях промисловості. Ламінарія, або морська капуста,
· цінний харчовий продукт, багатий на йод. Особливо широко водорості вживаються в їжу населенням Японії і Китаю, де з цією метою використовується до 70 видів океанічних рослин.
Сушена морська капуста є засобом проти склерозу і використовується в медицині. Деякі водорості багаті на вітаміни, наприклад, в ульві практично стільки ж вітаміну А, як і в білокачанній капусті. За вмістом вітаміну С одноклітинна водорість хлорела не поступається перед лимонами, а білка в ній у 4 рази більше, ніж у пшениці. З прісноводної водорості спірогіри отримують препарат “Фітосплат”, який має радіопротекторні властивості та підвищує захисні функції організму.
Використовуються водорості й у сільському господарстві як корм для худоби; бурі, червоні і зелені водорості, викинуті на берег, є прекрасним добривом.
Рослинні багатства Світового океану використовуються поки що дуже мало. Водорості складають лише 1% світового видобутку всіх продуктів з океанів. їх можна розглядати як величезний резерв харчових і промислових ресурсів майбутнього.

6.2. Вплив людини на рослинний світ
Протягом багатьох століть людство використовувало лісові багатства, не турбуючись про наслідки знищення зелених ресурсів планети. За прогнозами вчених, до 25% нинішньої світової флори приречено на зникнення в найближчі 50 років.
Природні ліси, якими у світі колись було зайнято до 80 млн. км2, нині мають площу усього 30 млн. км2 , тобто знищено вже майже дві третини. Всесвітній фонд дикої природи виявив, що найбільше лісів вирубано в Азії
· 88% усієї природної рослинності. В Європі частка вирубаних лісів складає 62%, в Африці
· 45%, в Латинській Америці
· 41%, в Північній Америці
· 39%. В Амазонії, де найбільші у світі вологі тропічні ліси, збереглося більше 85% природного лісу.
Вологі тропічні ліси вважалися неосяжними і невичерпними, але з’ясувалося, що це зовсім не так. Сьогодні вологі тропічні ліси вкривають лише 5% земної поверхні, а 100 років тому ця цифра складала 12%.
Кожен рік вирубується або спалюється ділянка тропічного лісу, яка за площею переважає Англію (130000 км2). У районі Амазонки, за даними супутників, щорічне зменшення лісу становить 10-12%
Хижацьке знищення лісів на значних площах має різні катастрофічні наслідки. Ліс є прекрасним акумулятором вологи і його знищення викликає руйнівні весняні паводки та літні розливи річок. Весняні та дощові води, не зустрічаючи перешкод, швидко стікають по ярах у річки, а потім у моря. Унаслідок цього ґрунтові води поповнюються погано, і рівень їх знижується настільки, що вони вже не можуть компенсувати зменшення води в річках та озерах за рахунок випаровування в літній період, в результаті водойми починають міліти.
Із знищенням лісів пов’язані повені. Весняні та дощові води, не зустрічаючи на своєму шляху перешкод, швидко збігають в річки і затоплюють береги. Великі повені супроводжуються значними матеріальними збитками та людськими жертвами.
Згубними наслідками вирубування лісів є виникнення селевих потоків, ерозія ґрунтів і зміни клімату. Змив родючого шару ґрунту і яроутворення під впливом поверхневих і особливо зливових потоків води поширені практично по всій території України. 80% орних земель пошкоджено ерозією, половина з них
· середньо- і сильноеродовані землі. Це означає, що на таких землях змито від третини до половини родючого верхнього шару ґрунту, змив лише його одного сантиметру зменшує врожай зернових на 2 ц/га.
Унаслідок вирубування лісів клімат стає більш сухим та континентальним, посилюються вітри, частішають суховії, посухи та ін.
Значної шкоди лісовим масивам завдають викиди промислових підприємств. Надзвичайно шкідливими речовинами для рослин є діоксиди сірки і азоту, озон, а також пероксид водню. Механізм дії цих речовин неоднаковий, оскільки ліси розташовані в різних кліматичних зонах, мають різний склад, ростуть на різних ґрунтах.
Найбільшої шкоди лісам завдають викиди підприємств кольорової металургії. Кожний такий комбінат пригнічує лісову рослинність у радіусі до 150 км.
Найбільш імовірна причина загибелі багатьох лісів
· кислотні дощі. Кислотні дощі впливають на рослини через хвою чи листя та через закислений ґрунт. У дерев сповільнюється швидкість радіального росту, хвоя після первинного пошкодження стає доступною для шкідників, спостерігається хлороз і опадання хвої, відмирання гілок (знизу догори і від стовбура до периферії), повне засихання дерева.
Сильне закислення лісових ґрунтів (на 1-1,5 одиниць рН) виникає в результаті видужування поживних речовин під впливом кислих опадів і озону. Процес супроводжується переведенням нерозчинних сполук алюмінію (він є складовим компонентом глинистих ґрунтів) в розчині. Чим більший вміст розчинних форм алюмінію, тим інтенсивніше зменшується маса кореневої системи і відмирають кореневі волоски. Аналогічний ефект спричиняють і сполуки заліза.
З підвищенням кислотності ґрунту і утворенням розчинних форм токсичних металів різко знижується біохімічна роль ґрунтових мікроорганізмів, пригнічується їх мікоризна активність.
У промислових зонах на швидкість росту та загальний фізіологічний стан дерев впливають й інші токсичні сполуки (етилен, анілін), продукти фотохімічного окислення (пероксиацилнітрат), фториди, які утворюються при виробництві алюмінію та амонію, що викидається заводами і тваринницькими фермами.
Пошкодження від впливу різних компонентів атмосфери спостерігаються не тільки в рівнинних, але й у високогірних лісах.
Значної шкоди лісам завдають пожежі. Масштаб впливу лісових пожеж на біосферу Землі належить до глобальних явищ. Природні пожежі
· важливий фактор динаміки лісового покриву. Вони значно впливають на біорізноманіття, вікову структуру деревостоїв, співвідношення видів, потоки енергії та біогеохімічні цикли в лісових екосистемах.
Більшість пожеж концентрується в області інтенсивної експлуатації лісів, що завдає значних збитків на сировинній базі лісозаготівельних підприємств. Викиди в атмосферу аерозолів при великих пожежах у тайзі порівнюються з вулканічною діяльністю. Збільшення пожеж в бореальних лісах Євразії розглядається як один з найважливіших факторів порушення балансу між депонуванням і емісією вуглецю.
Залежно від об’єктів горіння розрізняють три види лісових пожеж: низові, верхові і ґрунтові, або підземні. При низових пожежах вигорає підстилка і частина гумусового шару, наземний покрив, підлісок з чагарниковим ярусом, повалені дерева та пеньки. Справжня катастрофа для лісу
· верхові пожежі, коли горять як нижні, так і верхні яруси деревостою. Ґрунтові, або підземні, пожежі відрізняються повільним, дуже стійким поширенням горіння в торф’яних покладах боліт і заболочених лісів, характеризуються значними втратами органіки з лісової екосистеми, хоча відносна частота таких пожеж не велика. Найчастіше виникають низові пожежі.
Значну роль у погіршенні стану лісів відіграють комахи, що пошкоджують хвою та листя. Імовірність і частота виникнення спалахів масового розмноження шкідливих видів комах зростає зі зростанням антропогенного навантаження на ліси.
Руйнацію фітоценозів викликає розорювання луків і степових схилів, надмірне випасання худоби, забруднення води. Освоєння земель під присадибні ділянки та городи повністю знищує резервати степової рослинності.
Повсюдне скорочення площ природної лісової та лучної рослинності викликає пересихання та забруднення вододжерел, зниження рівня ґрунтових вод, сприяє інтенсивній евтрофікації водойм, послабленню водоочисного ефекту.
Антропогенний тиск на природну рослинність спричинив розвиток незворотних сукцесій, у процесі яких відчутно скоротилися, а в окремих регіонах майже виснажилися природні запаси цінних і раніше дуже поширених лікарських рослин.
Зростання антропогенного впливу на навколишнє середовище викликає скорочення площ, зайнятих природними фітоценозами, деградацію ландшафтів, збідніння флори, зменшення чисельності популяцій окремих видів і запасів рослинної сировини.

6.3. Значення тварин у природі та житті людини
Тваринний світ є важливою частиною біосфери нашої планети. Разом з рослинами тварини відіграють значну роль в міграції хімічних елементів, яка лежить в основі існуючих у природі взаємозв’язків.
На Землі існує більше 1,5 млн. видів тварин, 6070% з них становлять безхребетні.
Для прикладу, на території України, включаючи акваторії Чорного і Азовського морів, живе близько 44800 видів тварин. Найбільш широко представлені такі таксони: членистоногі
· більш ніж 39000 видів, круглі черви
· 1457, стьожкові черви
· 1288, найпростіші
· більш ніж 1200, хордові
· більше 700, кільчасті черви
· 400, молюски
· 369 видів.
Найбільше уваги приділяється зараз вивченню, охороні, відтворенню та раціональному використанню хребетних тварин, фауна яких представлена в Україні більш ніж 200 видами риб, 18 видами земноводних, 20 видами плазунів, близько як 400 видами птахів та 101 видом ссавців.
Тварини відіграють важливу роль у житті нашої планети та житті людини. Велике значення тварини мають у формуванні ландшафтів. За рахунок морських, переважно одноклітинних, тварин з твердим скелетом відбулося утворення осадових порід (крейди, вапняку та ін.), поклади яких займають велику територію на поверхні Землі. З діяльністю представників кишковопорожнинних тварин
· коралових поліпів
· пов’язано виникнення в теплих морях чисельних коралових островів та коралових рифів, загальна площа яких дуже значна.
Велика роль належить тваринам в утворенні ґрунту і кори вивітрювання. Існуючі у великій кількості ґрунтові дрібні круглі черви (нематоди), ґрунтові кліщі, дощові черви, личинки комах, різні ссавці та інші тварини розпушують ґрунт, сприяють аерації і проникненню вологи, збагачують органічними речовинами, підвищують родючість.
За участю тварин формується хімічний склад підземних і ґрунтових вод.
Тварини впливають на життя рослин. Одні з них є запилювачами рослин (багато видів комах, деякі птахи
· колібрі, нектарниці, окремі види летючих мишей), інші
· переносниками насіння (багато птахів і ссавців). Значна кількість рослин зовсім не може існувати без тварин, тому що без допомоги останніх вони не можуть запилюватися або поширюватися. Велика кількість рослиноїдних тварин з’їдають рослини, сприяючи цим покращенню рослинного покриву.
Таким чином, беручи участь у кругообігу речовин у природі, впливаючи на стан і розвиток інших її компонентів, тварини відіграють велику роль у підтриманні динамічної рівноваги в живій природі.
Життя тварин тісно пов’язане з життям рослин і тому зміни чисельності перших позначаються на загальному стані других. Різноманітні міжвидові відносини склалися і між тваринами, внаслідок чого вони всі знаходяться в залежності один від одного.
Все це говорить про велику роль, яку відіграють тварини в природних екосистемах.
Неоціненною є роль тварин у житті людини. Багато з них
· важливе джерело харчування і сировина для промислового виробництва (сільськогосподарські тварини, риба, хутрові звірі, різноманітна дичина).
Фауна диких тварин є невичерпним джерелом для одомашнення. У наш час інтенсивно одомашнюються хутрові звірі (соболь, норка, лисиця та ін.), проводяться дослідження з приручення лося, страуса, білої куріпки, глухаря та ін. При виведенні нових порід і з метою поліпшення якості існуючих використовуються для схрещування їх близькі дикі родичі.
Безхребетні тварини мають особливе значення як фільтратори для очищення води
· вони вилучають частки органіки та дрібних організмів із води, тим самим очищаючи її (губки, коралові поліпи, сидячі поліпи, ракоподібні, молюски та ін.).
Багато видів тварин завдають шкоди сільському господарству, переносять збудників та викликають захворювання людини та сільськогосподарських тварин (найпростіші, гельмінти, комахи, гризуни та ін.). Водночас багато видів є винищувачами вказаних шкідників, в чому полягає їх велика користь.
Оцінюючи значення окремих видів тварин для людини, слід відзначити, що абсолютно шкідливих, як і абсолютно корисних, тварин у природі немає. Значення кожного з них у природі різнобічне і часто суттєво змінюється залежно від його місцеперебування, сезону, чисельності та характеру господарської діяльності людини. Нейтральні або корисні види можуть стати шкідливими, а шкідливі
· корисними.
Термін “шкідник” визначає такі організми, які спричиняють негативний вплив на виживання або благополуччя людини, діючи як паразити або переносники інфекцій, конкуруючи з людиною за їжу, волокнисті матеріали або інші корисні ресурси чи просто дошкуляючи їй. Тому визначення “шкідник” дуже суб’єктивне і відбиває лише точку зору людини. Дійсно об’єктивна, суворо наукова думка полягає в тому, що концепція шкідника недоречна, бо кожний організм відіграє важливу роль у розвитку і збереженні екологічних угруповань. З огляду на це можна зробити висновок, що тільки один організм реально загрожує стабільності і подальшому існуванню живих систем на нашій планеті, і це Людина розумна (Homo sapiens)
· справжній шкідник!
Ми повинні розуміти, що кожний вид, усі його особини втягнені в боротьбу з іншими за обмежені запаси важливих ресурсів. Відповідно з урахуванням суб’єктивної перспективи видів чи особин ідея шкідника чи конкурента багатозначна і має сенс. Тварин треба розглядати з обох точок зору, і, щоб зрозуміти їх справжню роль у природі і нашому житті, необхідно дотримуватися наукового підходу, розглядати їх об’єктивно.
Прикладів того, як тварини, що вважалися шкідливими, після ретельного вивчення їх біології і способу життя визнавалися, навпаки, дуже корисними. Тут можна сказати, зокрема, про хижаків, що є діючим фактором природного добору. Хижі тварини оздоровлюють популяції інших тварин, які є для них кормом. Регулюючи чисельність хижаків там, де їх багато і де вони завдають шкоди, слід турбуватися про охорону в місцях з їх низькою чисельністю.
Кожен вид має або може мати в майбутньому певне позитивне (пряме або опосередковане) значення для людини, і тому повне знищення якогось виду тварин недопустиме. Для переконливості цього безсумнівного положення наведемо слова відомого американського еколога Олдо Леопольда: “Зберігати кожний гвинтик, кожне коліщатко - ось перше правило тих, хто намагається розібратися в невідомій машині”. Під машиною О.Леопольд розуміє складну структуру біосфери.

6.4. Причини збіднення фауни
Тваринний світ відноситься до відновлюваних природних ресурсів. Однак для збереження їх здатності до відновлення потрібні конкретні, не порушені людиною, природні умови, де відновні процеси відбуваються з певною швидкістю. У наш час темпи витрачання відновлюваних ресурсів можуть бути такими, що не відповідають темпам їх відновлення. Надмірне витрачання відновлюваних ресурсів може призвести до їх виснаження. Прикладом може бути виснаження рибних ресурсів. Тривалий час існувала думка, що їх ресурси невичерпні. Сьогодення показало, що ця думка виявилася помилковою.
Вирубування лісів, розорення степів, осушення боліт, спорудження водосховищ, каналів, прокладання автошляхів та залізниць, ліній електропередач, побудова міст, промислових об’єктів, розробка корисних копалин відкритим способом тощо докорінно змінюють екосистеми. Для тварин, що пристосовувалися до певних умов протягом тисячоліть, такі різкі зміни виявляються несприятливими, і вони або повністю зникають, або ж стають рідкісними.
Найчастіше зміни в екологічних системах відбуваються повільно, малопомітно, однак вплив їх на тваринний світ в кінцевому результаті значний.
Хімізація сільського господарства викликає зміну генетичних, фізіологічних, біохімічних та інших функцій живих організмів. Пестициди призводять до зменшення кількості тварин на великих територіях. Установлено, що кількість отрутохімікатів в організмі тварин збільшується по ланцюгу живлення. Слід також зазначити, що теплокровні тварини (ссавці, птахи) менш чутливі до пестицидів, ніж холоднокровні хребетні (риби, плазуни та земноводні).
Дуже страждають від пестицидів і корисні безхребетні тварини, зокрема, дощові черви, комахи-запилювачі та ін.
Забирання води для зрошення полів викликає загибель мальків риб. З поливних земель можуть зникнути сухолюбні тварини.
Відомі численні випадки загибелі тварин від сільськогосподарської техніки.
Різні дії
· рибальство, обробка сільгоспугідь, заготівля дров, рекреаційне навантаження
· розлякують тварин, особливо це небезпечно в період розмноження.
До серйозних екологічних наслідків призводить забруднення атмосферного повітря і водойм відходами промислового виробництва, стічними водами комунальних підприємств. Екологічним лихом для водної фауни стає забруднення морських екосистем нафтою і нафтопродуктами.
Величезна кількість тварин гине під колесами автомобілів на великих автомагістралях, загрозою для птахів є літаки та різні високі споруди, високовольтні лінії електропередач.
Спорудження гідротехнічних споруд ускладнює чи навіть зовсім унеможливлює існування багатьох видів цінних промислових риб, а також викликає інші негативні екологічні наслідки, які часто не враховуються під час проектування таких об’єктів.
Значної шкоди тваринам завдає їх пряме знищення. У результаті переслідування з боку людини були повністю знищені лісові слони, стеллерова корова, тури, нелітаючі голуби
· дронти, птах додо, безкрилі гагарки, лабрадорські гаги, європейські ібіси, мандрівні голуби та багато інших. Тепер вони є лише представниками сумного Чорного списку, опублікованого в 1973 р. МСОП. Тільки ссавців починаючи з 1600 року зникло 63 види і 55 підвидів. З 1980 року зникло 74 види птахів. Близько 90% зниклих видів тварин жили на островах. Вони не змогли вижити при вселенні інтродукованих людьми хижаків, нових видів рослин, захворювань і видів-конкурентів. На них полювали заради цінного м’яса, красивого пір’я, а місця перебування цих тварин необоротно змінювалися під антропогенним тиском.
Зникали тварини і з території України: кулан
· у 17 столітті, тур
· у 15, сайгак
· у 19. Деякі види були остаточно знищені саме тут. Зокрема, кінь тарпан, колись значно поширений в Європі та Азії . Останнього тарпана в природі було вбито у 1879 р. за 35 км від Асканії-Нової, а один дожив до 1918 р. на кінному заводі у м.Миргород Полтавської області.
Зникнення видів вважається природним процесом, і за палеонтологічними даними середня швидкість цього процесу
· один вид за століття. Але за останні 200 років швидкість зникнення видів зросла мінімум в 40 разів. У всіх життєвих форм масштаби вимирання в 1001000 разів більше статистично очікуваних; ця швидкість зникнення видів прямо пов’язана з деструктивним і мінливим впливом людства на природу Землі.
У різних частинах світу на межі повного зникнення перебувають багато видів
· більше 1000: горила, білий ведмідь, азіатські носороги, лев, тигр, гепард, багато видів птахів та інших тварин. Чисельність деяких видів оцінюється всього лише в декілька сот пар особин. У деяких країнах, наприклад, кількість видів птахів, що знаходяться під загрозою зникнення, дуже велика. Це, в першу чергу, держави Америки і Швденно-Східної Азії ; три “країни-рекордсмени”
· Бразилія (111 видів під загрозою зникнення), Індонезія (92 види) і Колумбія (79 видів). Особливо цінними в кількісному відношенні є атлантичні ліси на сході Бразилії, тоді як найбільша кількість видів птахів, яким загрожує повне зникнення, на одиницю площі відмічена на Філіппінах. 75% зникаючих видів птахів живуть у тропічних лісах. Взагалі на грані зникнення знаходиться майже чверть ссавців і восьма частина птахів (інформація лише про ті види, за якими ведеться спостереження).
Переексплуатація тваринних ресурсів виникає тоді, коли промисел перевищує їх здатність до відновлення. Щоб зникли тварини, не потрібне їх повне знищення. Достатньо порушити структуру популяції. Існує норма чисельності кожного виду, нижче якої він не може існувати.
Однією з форм скорочення видів є браконьєрство. Браконьєрство
· це незаконне добування тварин, у тому числі риби. Форми браконьєрства можуть бути різними, найчастіше це добування риби забороненими засобами і знаряддями виловлювання. Формами браконьєрства є виловлювання риби в заборонених місцях, виловлювання нестатевозрілої риби та під час її розмноження (нересту); добування тварин, що занесені до Червоної книги України.
Соціальна небезпека браконьєрства дуже велика: воно завдає шкоди охороні природи і ресурсам промислових тварин, підриває процеси їх відтворення, знижує економічний потенціал мисливського і рибного господарств.
Зниження обсягів вилову риби в Україні пов’язане з багатьма факторами. Серед них можна виділити такі: перевилов риби, тобто виловлюється вона в більшій кількості, ніж відтворюється; забруднення водойм, що викликає зміну кисневого режиму, режиму живлення, отруєння та загибель риби; негативний вплив гідротехнічних споруд, який виявляється у зміні режиму стоку річок, розподілі біогенних речовин, у перекритті шляхів до місць нересту прохідних риб та ін.; обміління річок, погіршення умов життя риб, зниження рівня та підвищення засоленості води у внутрішніх морях.
У Чорному та Азовському морях негативно впливає на обсяги запасів планктоноїдних риб такий фактор, як надмірний розвиток їх трофічного конкурента
· гребневика мнеопсіса.

6.5. Заходи по охороні та відновленню флори та фауни
З огляду на різноманітний і значний за обсягами шкідливий вплив людської діяльності на рослинний світ його збереження повинно бути завжди в центрі уваги спеціалістів та науковців. Для підтримання організованості біосфери як глобальної екосистеми важливо зберегти таксономічне багатство ландшафтів, необхідне для еволюції біологічних видів і філоценогенеза рослинних угруповань.
Раціональне використання лісових ресурсів неможливе без їх ретельного вивчення і суворого обліку. Відновлення природних лісів і розведення нових порід дерев, їх інтродукція й акліматизація повинні вестися на науковій основі.
Раціональне лісокористування передбачає рівномірне вирубування дерев різних порід і правильне розміщення лісозаготівель, із забороною їх проведення в малолісних районах. При правильному веденні лісового господарства вирубки чергуються так, що на кожній окремо взятій ділянці вони повторно проводяться тільки через 80-100 років, коли ліс досягне повної стиглості. У кожній географічній зоні повинні бути встановлені науково обґрунтовані норми вирубки з урахуванням різноманітного призначення лісів та можливостей промислового освоєння їх.
Не допускається вирубування водорегулюючих і водоохоронних лісів.
При охороні лісу передбачається охорона багаторічних дерев і цінних ділянок лісового біоценозу (рідкісні породи дерев, мисливські угіддя, токовища глухарів і тетеревів, лісові озера та ін.), охорона існуючих та потенційних місць відпочинку, боротьба з лісовими пожежами.
Одним з важливих факторів охорони лісу є правильна організація лісової промисловості та раціоналізація використання деревини. Створення лісопромислових комплексів дозволяє забезпечити більш повне використання деревини. Найбільш ефективним засобом підвищення продуктивності є лісовідновлювальні роботи.
Велику роль у підвищенні продуктивності лісів відіграє боротьба з лісовими пожежами, шкідниками і хворобами деревних порід.
Агролісомеліорація
· це система лісівницьких заходів, які спрямовані на поліпшення природних умов територій та забезпечення підвищення продуктивності лісових угідь. Агролісомеліорація полягає у використанні ґрунтозахисних, водорегулюючих та інших середовищезахисних властивостей лісових насаджень.
Охорона і поліпшення природних кормових угідь складається з багатьох заходів. Це й осушення заболочених земель, вапнування, внесення добрив, підсів трав, відповідна зміна складу травостою та ін. Охорона природних кормових угідь передбачає правильний пасовищний оборот, який регулюватиме випас.
Для збереження біологічної стійкості агроекосистем рекомендується серед великих площ оброблюваних земель залишати ділянки природної рослинності (зарості чагарників, групи дерев, трав’янисті угруповання як регулятори ландшафтного балансу) та створювати штучні лісосмуги.
Стан природних ресурсів більшості цінних дикорослих лікарських рослин вимагає законодавчого затвердження норм та правил їх використання, розвиток науково-дослідницьких робіт по введенню В культуру цінних, рідкісних та зникаючих видів, пошук резервів лікарських рослин офіційної медицини з наступною організацією угідь спеціального використання на території виявлених природних масивів лікарських рослин. Передача природних угідь в оренду, під садово-городні ділянки, під забудову тощо має проводитися тільки на основі експертної оцінки вартості вилучених природних рослинних ресурсів на території даних угідь.
В міжнародній практиці з метою наукового узагальнення інформації про охорону популяцій окремих видів рослин з 1948 р. при ООН було створено спеціальну постійну Комісію по охороні зникаючих видів рослин і тварин, а згодом
· Міжнародну Червону книгу, куди заносилися всі рослини та тварини, яким загрожує вимирання. В Україні закон “Про Червону книгу України” був прийнятий 1982 р.
Було встановлено, що життєздатність біологічних видів можна забезпечити лише у разі збереження всіх рослинних угруповань. Природні рослинні угруповання
· це сукупність певних видів рослин, що зростають на ділянках з однотипними умовами місцезростання та перебувають у тісній взаємодії як між собою, так і з умовами навколишнього середовища. Тому необхідна також охорона ландшафтів, з якими угруповання пов’язані екологічно і філоценогенетично. Завдання збереження рослинного світу і підтримання природного філоценогенетичного процесу в природі необхідно вирішувати в єдиному плані охорони генофонду і фітоценофонду, усього генетичного і фітоценотичного розмаїття природних екосистем. Ці принципи були покладені в основу Зеленої книги.
Наукове значення Зеленої книги полягає в тому, що в неї вміщені відомості про реліктові, ендемічні та інші рідкісні угруповання. Таким чином, вона створює передумови для дослідження історичних етапів розвитку рослинності та з’ясування закономірностей формування різних її типів.
Одним із заходів охорони рослинного світу є розширення заповідних об’єктів і покращення їх структури. Разом з формою охорони закритого типу (заповідники) доцільно розвивати мережу об’єктів напіввідкритого напівфункціонального типу
· природні національні парки із зонами абсолютної заповідності, виділені зони помірної охорони і рекреації.
Ефективним шляхом збереження рідкісних видів і генофонду рослинного світу є створення їх живих колекцій у ботанічних садах, використання в озелененні. Так, у Королівському ботанічному саду в К’ью (Великобританія) з метою охорони генофонду рослин створений банк насіння. У банку зібрано 25 тисяч рослин, що складає більше 10% насінних рослин світу.
Серед найважливіших заходів щодо охорони тварин слід назвати такі: по-перше, виховання природоохоронної свідомості у людей з дитинства до похилого віку всіма можливими сучасними засобами; по-друге
· найсуворіша боротьба з браконьєрством, посилення інспекторського контролю в лісах, степах, на водоймах і річках; по-третє
· допомога звірям: підгодівля їх у скрутні періоди, охорона від епідемій і антропогенних забруднень, розселення в зручних для існування місцях, контроль за кількістю хижаків. Крім того, необхідні ретельне дослідження рідкісних і зникаючих видів, причин їх вимирання, розробка наукових основ для покращення ситуації, екологічних прогнозів на основі результатів екологічного моніторингу.
З метою охорони рідкісних і зникаючих видів тварин укладені міжнародні конвенції. Серед них можна назвати такі
· Конвенція по захисту тюленів, що живуть у північних частинах Тихого океану (1930 р.), Конвенція по регулюванню китобійного промислу (1946 р.), Конвенція про судноплавство і рибальство на Дунаї (1948 р.), Конвенція про рибальство і охорону морських ресурсів (1958 р.), Договір про захист білого ведмедя (1973 р.), Конвенція про міжнародну торгівлю видами дикої фауни та флори, які перебувають під загрозою зникнення (1973 р.) та ін.
Заходами охорони і раціонального використання тваринних ресурсів є створення мисливських, звірівницьких та рибних господарств, морської аквакультури; проведення біотехнічних заходів з покращання стану середовища перебування тварин, а також їх штучне розведення в неволі з подальшим розселенням у природних умовах. На території мисливських угідь проводиться підгодівля тварин, висівання кормових культур, створюються солонці, галечники та інші штучні гніздівлі. Використання рибних запасів регулюється положенням і правилами рибальства, що розробляються відповідно до місцевих умов. Їх дотримання є обов’язковим як для підприємств, що ведуть промислове виловлювання риби, так і для громадян, що займаються любительською риболовлею.
Важливе значення в напрямку охорони та збереження тваринного світу має інтродукція
· завезення, випускання і пристосування тварин до нових умов існування. Інтродукція пов’язана з акліматизацією
· виникненням певних фізіологічних і морфологічних особливостей, які дозволяють організмам виживати і давати потомство в нових умовах існування.
Інтродукція нових видів може спричинити витіснення аборигенних видів, навіть до їх повного зникнення. Інтродуковані види можуть змінювати свою екологію, фенологію, спадковість, ставати шкідниками, переносниками збудників хвороб, давати потворні гібриди з місцевими формами. Боротися з такими видами буває іноді дуже важко. Тому інтродукцію слід проводити дуже обдумано, на суворо науковій основі . Особливо обережно треба підходити до інтродукції видів, нових для вітчизняної фауни. Рибні і мисливські господарства повинні орієнтуватися на внутрішньогосподарське і міжобласне розселення тварин, а в окремих випадках
· на їх реінтродукцію.
Реінтродукція
· процес завезення і випуску диких тварин в райони колишнього ареалу. Зокрема, так були відновлені популяції соболів, бобрів, зубрів, кабанів, фазанів. Ефективним є розселення деяких видів промислових тварин з метою розширення областей їх поширення. Останній захід пов’язаний з тим, що за межами їх ареалів є значні території, екологічні умови яких повністю підходять для існування. Перешкоди на шляхах розселення не давали змоги даним організмам проникнути на ці території. Якщо цих тварин завезти на них, то вони зможуть не тільки вижити в нових для них районах, але й добре прижитися в них і розмножуватися.
Збільшення ресурсів фауни можна досягнути і шляхом підвищення щільності заселення тваринами місць існування. Це здійснюється застосуванням різних біотехнічних заходів, спрямованих на поліпшення кормових і захисних умов місць існування даних тварин.
Велике значення має також рекультивація зруйнованих людиною ландшафтів, відновлених ґрунтів, пасовиськ, луків, лісів, водойм згідно з науково обґрунтованими далекоглядними планами, активний розвиток заповідної справи.
Для збереження генофонду рідкісних та зникаючих рослин і тварин створюються природно-заповідні території
· заповідники, заказники та ін. Вони є природними полігонами для проведення наукових досліджень, які спрямовані на вивчення біолого-екологічних особливостей раритетних видів і розробки шляхів їх збереження.
Як показує досвід, значну роботу з охорони тваринного світу виконують зоопарки, спеціалізовані розплідники, акваріуми та океанаріуми. Усвідомлюючи винятковість свого завдання, багато зоопарків об’єднуються у всесвітню мережу, яка вже зараз налічує близько 1000 зоопарків. Сполучними ланками, що забезпечують координацію роботи та управління цими зоопарками, є міжнародні організації, такі, як Всесвітня організація зоопарків, Міжнародний союз охорони природи і природних ресурсів, Всесвітній фонд дикої природи та ін. Зоологічним статутом зоопарків є “Стратегія охорони природи в зоопарках світу” (“Тhе World Zoo Conservation Strategy”), у ньому визначаються обов’язки і можливості зоопарків та акваріумів у збереженні біорізноманіття світової фауни.

Питання для самоконтролю
Яку роль зелені рослини відіграють в біосферних процесах?
Яке значення мають рослини в житті людини?
У чому полягає негативний антропогенний вплив на рослинний світ?
У чому причини зменшення лісових ресурсів планети та які їх наслідки?
Якої шкоди завдають лісові пожежі?
Назвіть основні заходи щодо охорони рослинного світу.
Охарактеризуйте природоохоронну функцію агролісомеліорації.
Що таке Зелена книга і яку роль вона відіграє в охороні рослинного світу?
Яке значення мають тварини в природі і житті людини?
Чи існують в наш час можливості щодо одомашнення диких тварин?
Охарактеризуйте вплив людської діяльності на тваринний світ. У чому полягає прямий і опосередкований вплив людини на тварин?
Як впливають на тварин хімічні забруднювачі навколишнього середовища?
Що таке браконьєрство і якої шкоди воно завдає фауні?
Які фактори впливають на зменшення рибних запасів?
Дайте характеристику основним заходам охорони тваринного світу.
Яка роль в охороні тварин належить мисливським, рибним господарствам та морській аквакультурі?
Що таке інтродукція? Чи може вона сприяти знищенню місцевих видів?
Які завдання з охорони тварин стоять перед зоопарками?

VII. ЕКОЛОГІЧНІ КАТАСТРОФИ

7.1. Поняття про надзвичайні екологічні ситуації – катастрофи
В історії Землі екологічні кризи неодноразово були наслідком виникнення різних природних ситуацій, раптових істотних змін умов існування, різких змін фізичних, хімічних чи біологічних факторів, як окремих, так і разом узятих, що спричиняло погіршення стану або загибель окремих живих істот, популяцій і навіть цілих екосистем. Такі надзвичайні кризові екологічні ситуації називаються катастрофами. Таким чином, екологічна катастрофа
· природна аномалія (тривала посуха, тривалі дощі, масовий падіж худоби тощо), нерідко виникає внаслідок прямого чи опосередкованого впливу діяльності людини на природні процеси.
Думка про глобальні катастрофи та їх вплив на розвиток живих організмів належить видатному французькому вченому 18 ст. Ж.Кюв’є. Він вважав, що спокійний розвиток життя на Землі багато разів переривався революційними швидкими змінами катастрофічного характеру, внаслідок яких кардинально мінявся склад тварин і рослин, які населяли Землю. Кюв’є вважав, що такими катастрофами були всесвітні потопи. Про причини таких потопів Кюв’є в своїх творах не пише, але з його книг випливає, що він мав на увазі затоплення континентів внаслідок їх опускання нижче рівня океану.
Залежно від причин виникнення катастрофи бувають природні й антропогенні, а залежно від розмірів заподіяної шкоди й кількості негативних наслідків, тобто від масштабів скоєного лиха, локальні, регіональні чи глобальні. Своєю чергою, як природні, так і антропогенні катастрофи залежно від фактора-збудника поділяються на космічні, ендогенні, тектонічні, екзогенні, метеорологічні, хімічні, фізичні та ін.
Раніше переважали природні катастрофи. За нашого часу кількість таких катастроф практично не змінилась, одначе внаслідок людської діяльності зросла їхня потужність, що дедалі істотніше позначається на стані екосистем, окремих ландшафтів, регіонів, континентів і біосфери в цілому.

7.2. Природні екологічні катастрофи
Природні катастрофи спричиняються екзогенними й ендогенними факторами, тобто зовнішніми навколоземними або космічними та внутрішніми силами Землі, зумовленими процесами в її надрах. Зовнішні та внутрішні сили тісно пов’язані між собою, розвиток одних часто стимулює появу інших.
До зовнішніх сил природи, здатних призвести до катастрофічних наслідків для екосистем, належать: зміни магнітного, електричного, гравітаційного полів і радіаційного поясу, спричинені явищами, що відбуваються в космічному просторі (спалахи наднових зірок, проходження поблизу Землі великих космічних тіл); падіння на Землю великих метеоритів; урагани; повені; цунамі; сильні посухи; страшні зливи; зсуви; осипи; селі; обвали.
Внутрішніми силами Землі викликаються надзвичайні екологічні ситуації: виверження вулканів; землетруси; переміщення велетенських мас гірських порід через утворення в земній корі великих розломів тощо.
У літературі є багато описів грізних явищ природи: вивержень вулканів Везувію, Кракатау й Мон-Пеле; землетрусів у Сан-Франциско, Мехіко, пустелі Гобі, Спітаку; ураганів і тайфунів у Японії та Центральній Америці; торнадо в США та ін.
Наслідками найбільших катастроф були регіональні або глобальні кліматичні зміни, загибель багатьох живих істот, зміни розвитку різних видів, популяцій і родів, мутації організмів. Палеонтологам і палеогеографам добре відомі такі “критичні епохи” в розвитку біосфери
· на початку й наприкінці палеозойської ери, на межі мезозою й кайнозою та ін.
Різкі кліматичні зміни, а також катастрофічні зміни геофізичних полів Землі можуть бути наслідком таких грізних космічних явищ, як спалахи наднових зірок: деякі зірки, що зовні майже не відрізняються від інших, раптово спалахують і починають випромінювати світла в мільйони разів більше, ніж до спалаху. Останню подібну подію в нашій Галактиці було зафіксовано стародавніми китайськими астрономами, які описали появу в 1054 р. “зірки-гості”. Вона була такою яскравою, що її можна було спостерігати навіть удень, яскравіша від Венери, й поступалася потужністю світіння лише Місяцю. Через кілька місяців зірка поступово згасла, а на місці її появи сучасні астрологи спостерігають крабоподібну туманність
· світну газову оболонку наднової зірки, що продовжує розширюватися після спалаху зі швидкістю десятків тисяч кілометрів за секунду.
Визначено, що вибух наднової зірки супроводжується дуже потужними потоками ультрафіолетового й рентгенівського випромінювання, згубного для всього живого, а також космічних променів високої енергії. На щастя, спалах наднової зірки в 1054 р. стався дуже далеко від Землі
· на відстані понад 1 тис. пк (парсек – одиниця довжини в астрономії, 1 пк = 3,086
·1016 м), і це могутнє космічне явище не вплинуло на земне життя.
Учені встановили, що вибухи наднових зірок у нашій Галактиці відбуваються один раз на 100 років, а в околицях Сонячної системи (на відстані близько 10 пк)
· один раз на 750 чи навіть на 200 млн. років. Отже, за час існування на Землі біосфери подібне катастрофічне явище могло вплинути на неї принаймні кілька разів. У результаті таких спалахів різко підвищувався радіаційний фон на Землі на багато сотень і навіть тисячі років. Це не могло не мати серйозних біологічних, особливо генетичних наслідків для екосистем планети й, можливо, було причиною вимирання багатьох вищих живих організмів, тобто екологічних катастроф.
Як вважають астрономи, аналогічні явища меншого масштабу відбуваються в разі періодичних наближень Землі разом із Сонячною системою до центра нашої Галактики. Сонячна система рухається навколо центра Галактики не по колу, а по еліпсу зі значною різницею в довжині його осей. Максимальні наближення до центра Галактики, що спостерігаються приблизно один раз на 250 млн. років, зміни сил гравітаційних, магнітних і електромагнітних полів у Космосі під час обертання Сонячної системи навколо центра Галактики викликають на Землі збурення її геофізичних полів, стимулюють розвиток вулканізму й землетрусів, рух тектонічних плит і деформацію земної кори, а також спричиняють періодичні зміни клімату (зледеніння й потепління), що супроводжуються екологічними катастрофами.
Великий вплив на біосферу Землі справляють також збурення геофізичних полів унаслідок періодичних вибухів на Сонці, спалахів у його хромосфері, які є причиною появи на Землі полярних сяйв, магнітних бур та ін.
З давніх часів до наших днів на Землі періодично відбуваються грандіозні катастрофи, спричинені падінням космічних тіл (великих метеоритів, астероїдів, комет). Учені виявили на поверхні Землі багато слідів таких катастроф у вигляді велетенських метеоритних кратерів
· лійкоподібних заглиблень діаметром у десятки й навіть сотні кілометрів. Наприклад, в Україні, біля села Болтишка Кіровоградської області, знайдено заповнений осадовими породами кратер діаметром 25 км
· слід падіння метеорита, що сталося близько 100 млн. років тому. Ще більший кратер
· діаметром близько 100 км
· знайдено в Сибіру, в басейні річки Хатанга. Підраховано: енергія цього колосального удару, внаслідок якого уламки скель діаметром до 20 м було розкидано на відстань понад 40 км від кратера, дорівнювала енергії вибуху 120 млн. атомних бомб, що за потужністю відповідають скинутим на Хіросіму й Нагасакі.
Учені вважають, що більшість космічних тіл падала у Світовий океан, і це також призводило до значних катастроф (утворення велетенських хвиль
· цунамі, небачені за силою й тривалістю зливи, грози, запилення атмосфери й пов’язані з цим кліматичні зміни).
Останній досить великий метеорит упав на Землю в районі Аризони (США) 50 тис. років тому. Тут утворився кратер діаметром 1200 м і завглибшки 180 м.
Тунгуське явище в Сибіру 1908 р. (деякі вчені вважають, що це було не падіння метеорита, а вибух в атмосфері ядра невеликої комети) спричинило величезну пожежу й виламування лісу в тайзі на площі в кілька сотень квадратних кілометрів. Лише безлюдність сибірської тайги врятувала від трагічних наслідків.
Такі катастрофічні події природного характеру, як землетруси, виверження вулканів, тайфуни та інші, мають локальний характер і вплинути на еволюцію біосфери в цілому не можуть.
Урагани (тайфуни, тропічні циклони) виникають над теплими водами Світового океану в його тропічній зоні, й найбільшої шкоди завдають країнам басейну Карибського моря, Бангладеш, Індонезії, Філіппінам (територія України знаходиться за межами їх впливу). За даними світової статистики, лише за 1960-1980 рр. 20 ураганів у різних районах світу позбавили життя 350 тис. чоловік і завдали матеріальних збитків на суму понад 5 млрд. доларів. Руйнівна дія ураганів зумовлена великою швидкістю вітру (до 100 м/с і навіть більше), який супроводжується значними зливами, нагоном морських вод у дельти рік, на низькі морські узбережжя тощо. Ураган над сушею зриває дахи з будинків (легкі будинки зносить цілком), вириває з корінням і ламає дерева, перевертає автомобілі й залізничні вагони, руйнує лінії електропередач. Особливо потерпають від тропічних ураганів острівні й прибережні країни, в першу чергу ті, що розвиваються (Бангладеш, Філіппіни, Індонезія тощо). Урагани над морем здіймають величезні хвилі, що призводить до загибелі кораблів.
У наш час завдяки супутникам з’явилася можливість попереджати про наближення ураганів і пом’якшувати їхню дію.
Повені, тобто тимчасові затоплення низинних територій річкових долин, спричинюються великими мусонними дощами, циклонами, ураганами й іншими метеорологічними причинами. Повені завдають людству значної шкоди, це пояснюється тим, що їх нині ще важко прогнозувати. Для боротьби з повенями будують дамби, греблі, регулюючі басейни (водосховища), виконують вибухові роботи для руйнування льодових заторів на річках тощо.
Землетруси і виверження вулканів. Практично ми не захищені й від таких грізних явищ природи, як землетруси та виверження вулканів. Передбачити точний час їх виникнення за допомогою сучасних науково-технічних засобів поки що не вдається. Ці явища супроводжуються виділенням колосальної кількості енергії. Так, сейсмічна енергія, що виділилася за кілька секунд унаслідок катастрофічного землетрусу в Перу 1970 р., дорівнювала приблизно добовому споживанню електроенергії в США.
Сейсмічно активними районами на території України є Гірський Крим і Карпати (області молодої альпійської складчастості). Тут можливі землетруси до 6-7 балів (за шкалою Ріхтера). Повторюються вони рідко, в середньому через 33 роки. Меншої бальності землетруси бувають у середньому один раз у 4-2 роки. Сейсмонебезпечна зона охоплює також частину Причорномор’я, зокрема, Одеської області, де можуть бути 7-бальні землетруси. Залежно від глибини осередку землетруси охоплюють різні площі при однаковій амплітуді.
Для України найбільш небезпечні щодо охоплення території землетруси, епіцентри яких розташовані в Румунських Карпатах, особливо в районі гір Вранча, де глибина осередків землетрусів становить 100170 км. При землетрусах з епіцентром у цих районах площа зони з 5 і більше балами становить у межах України до 290 тис. км2. Це майже 48% території країни з населенням 23 млн. чол. Зона з інтенсивністю 7 і більше балів займає 27 тис. км2 з населенням понад 2 млн. чол., а з 8 балами і більше
· відповідно 1,5 тис. км2 і понад 1 млн. чол. (Одеська область, Крим, зокрема, м.Севастополь). Загальний рівень небезпеки у сейсмонебезпечних районах підвищується за рахунок розташування у них майже 300 хімічних і пожежонебезпечних об’єктів, а також мережі газо- і нафтопродуктопроводів. У місцевостях, де можливі зсуви, підтоплення, а також знаходиться карст, рівень сейсмічності підвищується на 1-3 бали.
Зсувні процеси. Поширені в зонах тектонічних порушень високих терас на схилах ярів, річок та водосховищ. У місцях забудови внаслідок підйому рівнів ґрунтових вод (у результаті протікання водопроводів, каналізацій, зменшення випаровування через забудову, будівництво шляхів тощо) спостерігається інтенсифікація цих процесів. У Прикарпатті, Криму, Донбасі, Одеській, Дніпропетровській, Хмельницькій областях та в промислових міських агломераціях зафіксовано 140 тис. зсувів.
Просадки. Просадки спостерігаються там, де лесові ґрунти перезволожуються, а це буває, як правило, при забудові території. У місцевостях, де лесові ґрунти залягають потужним шаром, поверхня являє собою чергування пологих безстічних впадин (западини, “блюдця”). Це і є просадкою лесових ґрунтів, що виникли природним шляхом внаслідок збільшення вологості лесових ґрунтів.
Селі, селеві потоки. Дані стихійні явища поширені в Криму і в Карпатах (Закарпатська, Івано-Франківська, Чернівецька і Львівська області), найбільше в басейнах Черемоша, Дністра, Тиси, Пруту. Як правило, селенебезпечні водозбори виникають там, де лісове господарство ведеться з грубим порушенням вироблених наукою і підтверджених практикою правил, характерних для певного регіону. Особливу специфіку мають карпатські ліси
· перлина України, де під тонким шаром пухких порід залягають щільні гірські породи, які не пропускають воду вглибину. Досить порушити раз усталену тут рівновагу, зрізати ліс
· і після першого ж дощу може зійти сель, після чого частина схилу (переважно улоговина) може вкритися рослинністю лише через сотню років.
Снігові лавини спостерігаються в Карпатах
· у гірських масивах Горгани, Полонинський, Чорногори. На Закарпатті в лавинонебезпечній зоні розташовано шість населених пунктів.
Лісові пожежі. За обліком лісового фонду на 1 січня 1996 р., в Україні вкритих лісовою рослинністю земель було 9400,2 тис. га, площа ж лісового фонду становила 10782,2 тис. га. У середньому за рік залежно від погодних умов виникає 3,5 тис. пожеж, які знищують понад 5 тис. га лісу. Наприклад, тільки в 1998 р. в Україні було 3906 лісових пожеж, під час яких знищено 4408 га лісу (збитки становили 4,56 млн. грн.). Лісові пожежі лише в 10% випадків є природними, інші 90%
· це пожежі штучного походження. Переважна більшість лісових пожеж (до 90%) припадає на приміські зони.
Епідемії та епізоотії. В Україні існують природні осередки небезпечних інфекцій (аскаридоз, лептоспіроз, правець, сибірка, туляремія, туберкульоз). Ці інфекції можуть десятки років перебувати у природному середовищі, не проявляючись. Вони передаються людині через тварин, воду та ґрунт.
Тепер спостерігається різке зростання ймовірності виникнення масових інфекційних захворювань внаслідок зменшення захисних функцій імунної системи у населення, значного погіршення соціально-економічних умов та зниження рівня санітарно-профілактичної роботи. Люди сприйнятливі до інфікування. Хвороби перебігають важко і дуже часто закінчуються смертю.
Природні осередки (вогнища) аскаридозу в Україні існують у межах 16 областей (загальною площею 265,1 тис. км2 з населенням понад 22,3 млн. чол.). Це від 80 до 100% території Вінницької, Волинської, Житомирської, Закарпатської, Івано-Франківської, Київської, Полтавської, Рівненської, Сумської, Тернопільської, Хмельницької, Черкаської та Чернівецької областей.
Площа зони високого ступеня ризику захворіти на правець охоплює понад 28 тис. км2: території з населенням до 16,6 млн. чол. У цю зону увійшли 17 областей, у тому числі Хмельницька, Черкаська, Чернігівська, Тернопільська (до 100% території області); Вінницька, Київська, Полтавська (від 70 до 90%); Дніпропетровська, Кіровоградська, Львівська, Сумська, Чернігівська області (від 40 до 50%).
Природні вогнища лептоспірозу підвищений ризик захворювання на нього спостерігаються в країні на площі понад 115 тис. км2 з населенням близько 9,8 млн. чол. Поширені вони в усіх областях, однак найбільше цих осередків у Київській (до 50% площі). Чернігівській (до 35%), Волинській, Кіровоградській, Тернопільській (до 30%) та Миколаївській (до 25%).
Сибірка має природні осередки у всіх областях. Загальна площа частин областей, де є осередки можливих спалахів сибірки, становить 63 тис. км2 з населенням близько 4,5 млн. чол. Найбільш насичені природними осередками можливих спалахів хвороби Чернівецька (близько 60% території), Чернігівська (40%), Черкаська та Хмельницька (по 25%), Вінницька, Полтавська та Сумська (20% території) області.
Осередки з підвищеним ризиком захворювання на туляремію спостерігаються на сумарній площі близько 80 тис. км2 з населенням понад 5,6 млн. чол., у тому числі у Рівненській (50% території), Волинській, Львівській (до 40%), Сумській (35%), Черкаській (25%), Київській (20%) та Тернопільській (15%) областях.
Кількість випадків захворювання вірусним гепатитом за останні 5 років зросла в 2-4 рази. Це пов’язано насамперед із порушенням санітарно-гігієнічних норм при користуванні джерелами питної води. Найбільше випадків захворювань було в Херсонській, Миколаївській, Одеській, Донецькій, Кіровоградській, Івано-Франківській, Житомирській та Чернігівській областях.
Стан епідемії туберкульозу оголошено з 1995 р. За останні роки кількість випадків захворювань на туберкульоз збільшилась у десятки разів. Щороку кількість хворих у країні зростає майже на 20%, вмирає понад 8 тис. осіб. Причиною цього є зниження функцій людського організму, його імунної системи внаслідок хімічного, токсикологічного, бактеріального та радіаційного забруднення води, повітря, ґрунту, а, отже, харчового ланцюга, погіршення соціально-економічних умов життя людей у країні. На початок 2003 р. офіційно зареєстровано понад 650 тис. хворих на туберкульоз, з них 130 тис.
· активною його формою. Фактично ж хворих, на думку лікарів у 2-2,5 рази більше. Значна кількість хворих інфікована стійкими до ліків формами.

7.3. Антропогенні екологічні катастрофи
Людина
· частина природи, проте найбільш небезпечні для нашої планети катастрофи й забруднення навколишнього середовища пов’язані саме з її діяльністю. Умовно надзвичайні екологічні ситуації антропогенного походження поділяють на катастрофи хімічного, фізичного, інженерно-геологічного, мілітаристичного та комплексного характеру.
Перше місце серед них належить катастрофам, пов’язаним із військовою діяльністю, війнами, масштабними випробуваннями ядерної зброї та військовими навчаннями, випробуваннями хімічної й бактеріологічної зброї. Війни за всіх часів завдавали величезної шкоди довкіллю, сучасні ж війни
· це справжні екологічні катастрофи. На відміну від будь-яких звірів, людина здатна з неймовірною жорстокістю вбивати подібних до себе. Вченими підраховано, що за останні 6 тис. років люди пережили 14513 воєн, у яких загинуло 3640 млн. чоловік. Вдумайтеся в цю страшну цифру: по суті, було вибито більше половини населення планети (нині на Землі живе понад 5 млрд. людей).
Війни
· це не лише геноцид, а й екоцид, прикладів чого в історії людства дуже багато, й ось деякі з них:
войовничі походи хеттів і гунів, які жорстоко знищували не тільки людей, а й досягнення їхньої цивілізації та природу Близького Сходу й Римської імперії;
грабіжницькі походи жорстокої орди Чингісхана, яка планомірно знищувала все на своєму шляху: спалювала врожаї, засипала колодязі, винищувала худобу, вирубувала сади, витоптувала поля. В Месопотамії було зруйновано зрошувальну систему, яка будувалася й діяла там протягом тисячоліть і була життєдайною для цілого регіону. Після цього родючі землі перетворилися на пустелю, і землеробство в долині річок Тигру та Євфрату відтоді так і не відновилося;
“освоєння” європейцями Америки, яке супроводжувалося не лише винищенням місцевого населення, а й безглуздим відстрілом мільйонних стад бізонів, іншої звірини, випалюванням тисяч гектарів лісів, спустошенням земель;
перша та друга світові війни, що принесли незліченні людські жертви й завдали величезної шкоди природі;
війни у В’єтнамі, Кореї, Афганістані, Кувейті, Чечні, Югославії, в яких загинули й покалічені сотні тисяч людей, а збитки від них обчислюються трильйонами доларів.
Війни
· це ще й абсолютно безглузді економічні витрати й розтринькування природних ресурсів, деструкція екосистем. Величезних збитків людству й природі завдають не лише самі воєнні дії, а й підготовка до них: утримання армій, техніки, полігонів, військових об’єктів і заводів, проведення регулярних навчань, маневрів, поховання відходів військової діяльності, в тому числі небезпечних
· хімічних.
Наприклад, у Балтійському морі після закінчення другої світової війни союзники затопили тисячі тонн німецьких хімічних снарядів та авіабомб. На дно Атлантичного й Тихого океанів, Карського й Охотського морів було скинуто багато відпрацьованих ядерних реакторів із підводних човнів і контейнерів із радіоактивними відходами. Через десятиліття вони знову почали загрожувати природі та людству: корозія матеріалу упаковок спричинила “розповзання” шкідливих речовин у довкіллі й отруєння всього живого.
Зросла кількість катастроф, пов’язаних із розвитком нафтовидобувної, нафтопереробної промисловості та атомної енергетики. Райони інтенсивного видобування нафти й газу (Перська та Мексиканська затоки, Північне море, Тюменський край, Каспійське море, інші регіони) сьогодні стали зонами екологічного лиха.
Не можна не нагадати й про тяжкі екологічні наслідки, пов’язані з випробуванням ядерної зброї та похованнями радіоактивних відходів. Випробування атомних боєзарядів на Новій Землі, в Казахстані, в пустелі Гобі, в штаті Аризона, на Тихоокеанських островах Муруроа, Бікіні, Еніветок, поховання залишків відпрацьованих атомних реакторів в Охотському морі
· все це не лише спричинило значне підвищення загального радіоактивного фону на планеті, в атмосфері та водах Світового океану, а й також призвело до масових отруєнь риби, тюленів, захворювань та загибелі людей і тварин у цих районах.
Потенційну загрозу виникнення надзвичайних екологічних ситуацій становлять усі великі нафто- й газосховища, трубопроводи, склади всіляких хімічних речовин, особливо
· отруйних (пестициди, кислоти, аміак тощо). Людство вже відчуло на собі наслідки аварій на таких об’єктах.
Будь-які широкомасштабні втручання в природні екосистеми також мають катастрофічні наслідки. Наприклад, унаслідок будівництва на великих річках гребель і водосховищ відбувається ось що:
кардинально змінюється режим річкового стоку (в багато разів уповільнюється);
змінюється тепловий режим;
змінюється характер випадання опадів, розчинення солей, їх відкладення, біохімічних та інженерно-геологічних процесів;
різко змінюються умови взаємозв’язку річкових і підземних вод у даному басейні, рівневий режим, фізичні й хімічні властивості поверхневих і зв’язаних з ними підземних вод;
розвиваються процеси стагнації (гниття) й “цвітіння”, застою, нагромадження всіх видів забруднювачів, що змиваються з водозборів і приносяться вітрами;
вимирають ті види водяних організмів, зокрема риба, які потребують чистої води й міграції вздовж русла;
гинуть заплави
· найцінніші природні об’єкти.
Велике гідрологічне будівництво в будь-якому річковому басейні
· це практично екологічна катастрофа для нього.
Те саме можна сказати й про широкомасштабні іригаційні роботи (осушування боліт на Поліссі, зрошення на півдні України), які призводять до деградації болотних екосистем, загибелі малих річок, зміни шляхів міграції перелітних птахів, зміни режимів та обсягів підземних вод, засолення ґрунтів.
Катастрофічно впливає на природні ландшафти будівництво великих шахт, відкритих кар’єрів, автомагістралей, летовищ, потужних ліній електропередач, каналів, тунелів, великих сміттєзвалищ і шламосховищ.
Зазначені вище екологічні катастрофи, пов’язані з широкомасштабною людською діяльністю, мають локальний, іноді
· регіональний характер.

7.4. Наслідки аварії на ЧАЕС
Важко переоцінити трагічні наслідки Чорнобильської катастрофи, що стала для України фатальним фактором, який спричинив загрозу генетичному здоров’ю нації.
Радіоактивні продукти
· гамма-випромінювачі
· створили високий радіаційний фон і сприяли зовнішньому опроміненню людей. Багато з них потрапили в організм через органи дихання, травлення, шкіру. Після аварії основними джерелами радіоактивного ураження були радіоактивні йод і цезій. Перший нагромаджується у щитовидній залозі, а потім здійснює кругообіг в організмі, відщеплюється в печінці й частково виводиться через нирки. Другий відкладається переважно в м’язах, проникає в клітини і рівномірно опромінює організм.
Звичайно, на значній території випала вся таблиця Мендєлєєва із великою кількістю радіоактивних ізотопів. Але їх внесок в опромінення людей мізерний. Окремої уваги заслуговує плутоній. Він випав також. Із самого початку відомості про нього замовчувались. Плутоній є дуже небезпечним елементом, він переходить в америцій і поглинається організмом, викликаючи дуже важкі захворювання. Побічно про його потрапляння в організм людини можна було судити на основі хромосомного аналізу, який виявив у ліквідаторів і населення найбільш забруднених районів клітини з великою кількістю хромосомних порушень (“мультиаберантні клітини”). Такі клітини у великій кількості раніше виявляли у опромінених смертельними дозами – десятки Гр. Таких клітин не буває у людей, які проживають на чистих територіях.
Єдиним поясненням було наступне: під час поділу клітини в неї потрапила крупна частинка (найімовірніше, нейтрон), яка при зіткненні з атомним ядром викликала появу вторинної іонізації, що викликала множинні розриви хромосом. Проліт через клітину гамма-частинок викликає 1-2 розриви, а не множину. Цей факт дав підставу припускати, що на забруднених територіях є випромінювачі нейтронів, найбільш вірогідним з яких є плутоній. Які наслідки він викличе в майбутньому, сказати важко. Вміст його в організмі людей на цих територіях дуже низький, безпосередньої шкоди він не принесе. Можливо, не виявляться і онкологічні наслідки, оскільки клітина з безліччю хромосомних пошкоджень при поділі гине. Але мабуть оптимізм цей грунтується на незнанні. Річ у тому, що ми стали свідками появи на землі досі невідомої групи особливих людей
· носіїв мультиаберантних клітин. А ці клітини виникли в результаті контакту з “гарячими частинками”, в яких розміщено джерело нейтронного випромінювання (або випромінювання альфа-частинок). Як вони проживуть життя, які у них з’являться пухлини,
· невідомо. Щоправда, потрібно сказати, що вплив гарячих частинок на потомство вкрай маловірогідно, оскільки навіть невеликі пошкодження в хромосомах яйцеклітини або сперматозоїда практично несумісні з життям майбутнього плоду (викидень відбувається в перші дні вагітності).
Достатньо ясною є проблема радіоактивного йоду, який викликав істотне збільшення захворюваності раком щитовидної залози у дітей і жінок на забруднених територіях. Чоловіки поглинають йод значно менше, тому і раку щитовидної залози у них майже немає.
Яким чином виглядає ситуація стосовно інших пухлин? Тут необхідно нагадати, що до цих пір дискутується питання щодо пороговості дії іонізуючої радіації в походженні пухлин. Довести “беспороговість” поки неможливо. Звідси народження досить спекулятивних висловів, що дози у населення визначати немає необхідності, оскільки онкологічні наслідки опромінювання 100 людей в дозі 0,01 Гр такі ж, як і 1 людини в дозі 1 Гр. Фактів тут немає. Навпаки, добре відомо і за онкологічними наслідками бомбардувань Хіросіми і Нагасакі, і за спостереженнями в атомній промисловості, що почастішання пухлин при дозах опромінювання менше 0,20,4 Гр не відмічаються. Крім того, останніми роками стали відомі особливості лейкозів, спровокованих дією іонізуючої радіації і інших чинників, які пошкоджують генетичний матеріал клітини. Декілька випадків таких лейкозів з характерними для дії радіації ознаками у ліквідаторів зареєстровано. У населення забруднених територій таких лейкозів поки немає.
Тут необхідно зробити одну обмовку. Чекати почастішання пухлин у опроміненого населення можна лише при дозах більше 0,20,4 Гр. Але і це справедливо лише для опромінених швидко, як це було в Японії. Ушкоджувальна дія радіації залежить не тільки від дози опромінювання, але і від потужності опромінювання (кількості енергії в одиницю часу). У Хіросімі, при ядерних аваріях потужності були великі, накопичення дози займало секунди або долі секунди. А в Чорнобильській катастрофі населення опромінювалося днями, тижнями; потужності були дуже малими. Тому чекати почастішання пухлин серед населення можна було лише у тих, хто опромінений в дозі більше 0,20,4 Гр. А таких було менше відсотка і дози у них не перевищувала 1 Гр. Крім того, було відмічено, що лейкоз виникає тим пізніше, чим доза опромінювання менша. Отже, говорити про проблему в минулому часі рано: спалах лейкозу у населення ще можливий. Тому спостереження за жителями забруднених територій необхідне. До того ж слід нагадати, що багатьох хворих лейкозом тепер навчилися виліковувати.
На жаль, серйозна дозиметрія серед населення, та і у ліквідаторів була зірвана. Знаходити почастішання лейкозу серед всього населення забруднених територій на тому відрізку часу, який маємо в своєму розпорядженні, украй важко, оскільки лейкоз
· хвороби дуже рідкісні. Набагато ефективнішою була б робота серед свідомо опромінених в дозах більше 0,40,6 Гр, де вірогідність виникнення лейкозу вища. На жаль, час втрачений.
А навіщо це потрібно людям? Річ у тому, що від іонізуючої радіації людина не може зовсім позбавитися: випромінює наша планета і космос, не можна відсторонитися від неї і в побуті. Усі шкідливості, з якими коли-небудь контактувала жива природа, мають порогові дози
· гази, кислоти, луги, отрути. Думається, що аналогічно йдуть справи і з іонізуючою радіацією. І дуже важливо знати, яка доза опромінювання небезпечна, а яка
· ні. Саме на ці рівні опромінювання повинна спиратися система захисту людини і людства від дії іонізуючого випромінювання. Відповідь на поставлене питання сьогодні може дати тільки аналіз Чорнобильської катастрофи. Іншого такого місця на землі немає.

Питання для самоконтролю
Що таке надзвичайні екологічні ситуації?
Як класифікують екологічні катастрофи?
Які фактори зумовлюють виникнення природних екологічних катастроф?
Назвіть надзвичайні екологічні ситуації антропогенного походження.
Наведіть кілька прикладів природних та антропогенних катастроф.
Назвіть сейсмічно небезпечні райони України.
Укажіть екологічні наслідки військової діяльності та воєн.
Які промислові об’єкти належать до екологічно небезпечних?
Які наслідки іригаційних робіт для довкілля?
До яких наслідків призводить будівництво на великих річках гребель і водосховищ?

ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ

Змістовий модуль І. БІОЕКОЛОГІЯ
Тема 1. Теоретичні основи екології
Тема 2. Біосфера – середовище життя людини

Практичне заняття № 1 (2 год)

Тема: Біосфера – середовище життя людини.

Мета: ознайомитися із екологією як біологічною наукою; ознайомитися із змістом поняття біосфера, складом біосфери її особливостями функціонування, з’ясувати місце людини в біосфері.

План

І. Теоретичні завдання:
Екологічні методи та їх використання при вивченні навколишнього середовища.
Внесок відомих науковців у встановленні екології як науки.
Основні екологічні закони.
Вчення про біосферу, ноосферу та роль В.І.Вернадського.
Поняття про організм і середовище існування. Типи середовищ.
Біотичні фактори у взаємозв’язках між живими організмами.

ІІ. Практичні завдання:
Дискусія на тему “Ступінь відповідальності науковців за наслідки наукових відкриттів”.
Скласти порівняльну таблицю властивостей біогеоценозу та агроценозу.
Побудувати природну екосистему.
Побудувати трофічний ланцюг.
Складіть ланцюг живлення і визначте, скільки гектарів лук потрібно, щоб прохарчувати людину масою 58 кг, якщо відомо, що 66 % маси людини складає вода, біомаса трави в рік з 1 м2 – 0,2 кг.
Протягом одного року 1 га кукурудзяного поля поглинає 76650000 кДж сонячної енергії, з яких тільки 2,3% акумулюється у вигляді приросту сухої речовини. Складіть ланцюг живлення і визначте, скільки гектарів такого поля потрібно, щоб прогодувати людину протягом одного року, якщо на добу людині потрібно 10000 кДж.

Література:
а) основна
Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології: Підручник для вузів. Вид. 2-е.
· К.: Либідь, 1995. – 308 с.
Воїнственський М.А., Стойко С.М. Охорона природи. Посібник для вчителів. – К.: Радянська школа, 1977. – 144 с.
Дерій С.І., Ілюха В.О. Основи екології // К.: Видавництво Українського фітосоціологічного центру, 2000. – 200 с.
Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища: Навч. посіб. – 4-е вид., випр. і доп. – К.: Т-во “Знання”, КОО, 2006. – 319 с.
б) додаткова
Закон УРСР “Про охорону навколишнього природного середовища” (26 червня 1991 р.).
Злобін Ю.А. Основи екології. – К.: “Лібра”, 1998. – 248 с.
Коробкин В.И., Передельський Л.В. Экология. – Ростов-на-Дону: “Феникс”, 2003. – 576 с.
Кучерявий В.П. Екологія. – Львів: Світ, 2000. – 386 с.

Змістовий модуль ІІ. ОХОРОНА ПРИРОДИ
Тема 3. Охорона водного середовища
Тема 4. Охорона повітряного середовища

Практичне заняття № 2 (2 год)

Тема: Екологічні проблеми гідросфери і атмосферного повітря.

Мета: ознайомитися із сучасним станом гідросфери з’ясувати причини екологічних криз та можливі шляхи подолання даних криз, місце людини в забруднені та очистці гідросфери; ознайомитися із сучасним станом атмосфери, складом атмосфери її особливостями функціонування, з’ясувати екологічні проблеми атмосфери, місце людини в забруднені та очистці атмосфери.

План

І.Теоретичні завдання:
Значення гідросфери в житті людини і природи.
Розподіл води на планеті.
Поділ галузей господарства по відношенню до води.
Вплив кислотних опадів та озонових дір на навколишнє середовище.
Що таке парниковий ефект? Його дія.
Охарактеризуйте наслідки збільшення площ озонових дір та дайте свої рекомендації до подолання цієї проблеми.
Шкідливий вплив тютюнового диму на людський організм та атмосферне повітря.

ІІ. Практичні завдання:
Ознайомлення з методиками визначення стану води.
Дискусія на тему: “Що призвело до катастрофи озера Байкал?”.
Розв’язати задачу “Гранично допустима концентрація бензолу становить 0,5 мг/л. У водоймі біля хімзаводу зафіксовано концентрація бензолу 2,75 мг/л. На скільки відсотків дана концентрація не відповідає ГДК?”
4.Проведення анонімного тестування (визначення процентного співвідношення студентів, які палять).
Ознайомитися із основними забрудниками атмосфери та їх вплив на організм людини (за методичкою).
Розв’язати задачу та провести дискусію: “Періоди піврозпаду радіонуклідів досить різноманітні, так Стронцій 90 – 27,7 років, Цезій 137 – 30 років, Плутоній 239 – 24,41 тис. років, Урану 235 – 713 млн. Років. Дані елементи використовуються у ядерній енергетиці. Обрахуйте в якому році 40 кілометрова зона України стане екологічно чистою?”

Література:
а) основна
Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології: Підручник для вузів. Вид. 2-е.
· К.: Либідь, 1995. – 308 с.
Білявський Г.О., Фурдуй Р.С., Костіков І.Ю. Основи екологічних знань: Підручник.
· К.: Либідь, 2000. – 320 с.
Воїнственський М.А., Стойко С.М. Охорона природи. Посібник для вчителів. – К.: Радянська школа, 1977. – 144 с.
Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища: Навч. посіб. – 4-е вид., випр. і доп. – К.: Т-во “Знання”, КОО, 2006. – 319 с.
Михеев А.В., Галушин В.М., Гладков Н.А. Охрана природы: Учеб. Для студентов биол. спец. пед. ин-тов. – М.: Просвещение, 1987.
·
б) додаткова
Закон УРСР “Про охорону навколишнього природного середовища” (26 червня 1991 р.).
Злобін Ю.А. Основи екології. – К.: “Лібра”, 1998. – 248 с.
Коробкин В.И., Передельський Л.В. Экология. – Ростов-на-Дону: “Феникс”, 2003. – 576 с.
Кучерявий В.П. Екологія. – Львів: Світ, 2000. – 386 с.

Тема 5. Земельні ресурси. Охорона надр
та проблеми енергетики

Заняття № 3 (2 год)

Тема: Екологічні проблеми літосфери. Охорона надр. Проблеми енергетики.

Мета: ознайомитися із сучасним станом літосфери, з’ясувати причини екологічних криз та можливі шляхи подолання даних криз; визначити місце людини в забрудненні та очистці літосфери; ознайомитися із сучасним станом земних надр, масштабами використання їх людиною, дати оцінку екологічному впливу сучасних електростанцій.

План

І. Теоретичні завдання:
Причини деградації ґрунтів: хімічне забруднення, засолення, перезволоження, осушення та інші.
Стан ґрунтового покриву України. Масштаби добування мінеральної сировини, перспективи на Україні.
Вплив добування корисних копалин на природне середовище.
Екологічна оцінка “класичних” електростанцій (ТЕС, ГЕС, АЕС).

ІІ. Практичні завдання:
Опрацювати матеріали про сучасні засоби захисту рослин та їх вплив на ґрунти та здоров’я людини.
Схематично зобразити кругообіг пестицидів та гербіцидів у навколишньому середовищі.
Розв’язати задачу: “Вміст нітратів у ґрунті с/г “Райдуга” становить 870 мг/кг, а метали цинк = 86 мг/кг, мідь = 18 мг/кг, ртуть = 8,2 мг/кг. На скільки відсотків перебільшує концентрація кожної речовини ГДК у ґрунті, якщо ГДК становить: нітрати
· 130 мг/кг, мідь
· 3,0 мг/кг, цинк
· 23,0 мг/кг, ртуть
· 2,1 мг/кг?”
Опрацювати таблицю ”Ступені опромінення людини”.
Розв’язати задачу: “Футбольний фанат клубу “Динамо” переглядає на тиждень 3 футбольні матчі. Яке опромінення отримає фанат за весь рік, якщо від перегляду одного матчу від отримує 0,0001 Зв?”
Дискусія на тему: “Як запобігти або зменшити опромінення школярів від ЕОМ (ваші пропозиції та рекомендації у письмові формі)?”

Література:
а) основна
Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології: Підручник для вузів. Вид. 2-е.
· К.: Либідь, 1995. – 308 с.
Білявський Г.О., Фурдуй Р.С., Костіков І.Ю. Основи екологічних знань: Підручник.
· К.: Либідь, 2000. – 320 с.
Воїнственський М.А., Стойко С.М. Охорона природи. Посібник для вчителів. – К.: Радянська школа, 1977. – 144 с.\
Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища: Навч. посіб. – 4-е вид., випр. і доп. – К.: Т-во “Знання”, КОО, 2006. – 319 с.
Михеев А.В., Галушин В.М., Гладков Н.А. Охрана природы: Учеб. Для студентов биол. спец. пед. ин-тов. – М.: Просвещение, 1987. –
Поташ А.Ф., Медвідь В.Г., Гвоздецький О.Г., Козак З.Я. Екологія: основи теорії і практикум. – Львів: “Новий Світ
· 2000”, 2004.
·
б) додаткова
Закон УРСР “Про охорону навколишнього природного середовища” (26 червня 1991 р.).
Злобін Ю.А. Основи екології. – К.: “Лібра”, 1998. – 248 с.
Коробкин В.И., Передельський Л.В. Экология. – Ростов-на-Дону: “Феникс”, 2003. – 576 с.
Мусієнко М.М., Серебряков В.В., Брайон О.В. Екологія. Охорона природи: Словник-довідник. – К.: Т-во “Знання”, КОО, 2002. – 550 с.

Тема 6. Проблеми охорони рослинних і тваринних ресурсів

Практичне заняття № 4 (2 год)

Тема: Методика оцінки стану довкілля (екскурсія в лабораторію екоконтролю Національного природного парку “Подільські Товтри”).

Мета: розглянути методики оцінки стану довкілля в лабораторії НПП “Подільські Товтри”, відвідати музеї Національного парку, ознайомитись з представниками рослинного і тваринного світу Національного парку.

План

І. Практичні завдання:
Ознайомлення з роботою лабораторії екомоніторингу НПП “Подільські Товтри”.
Відвідування музеїв в Національному парку.
Оцінка стану довкілля міста Кам’янець-Подільського.
Підготувати звіт за таким планом:
розкрийте підстави створення НПП “Подільськи Товтри”.
тваринний світ НПП “Подільськи Товтри”.
рослинний світ НПП “Подільськи Товтри”.

Література:
а) основна
Воїнственський М.А., Стойко С.М. Охорона природи. Посібник для вчителів. – К.: Радянська школа, 1977. – 144 с.
б) додаткова
Конвенція про охорону дикої флори і фауни та природних середовищ існування в Європі (Берн, 1979 рік). – К., 1998. – 76 с.
Червона книга України / під редакцією М.М.Щербака. – К.: Укр. енциклопедія, 1994. – С. 111-168.

Тема 7. Екологічні катастрофи

Практичне заняття № 5 (4 год)

Тема: Екологічні катастрофи.

Мета: ознайомитися із основними поняттями, які використовуються для проведення експертиз; визначити поняття “екологічний моніторинг” і його види; ознайомитися із змістом поняття “екологічна катастрофа”; встановити причини виникнення екологічних катастроф; ознайомитися із наймаштабнішими екологічними катастрофами світу.

План

І. Теоретичні завдання:
Визначення якості та обсягу забруднень довкілля.
Екологічний моніторинг та його види.
Екологічні катастрофи Євразії.
Екологічні катастрофи Південної. Америки.
Екологічні катастрофи Північної Америки.
Екологічні катастрофи Африки.
Екологічні катастрофи Австралії.

ІІ. Практичні завдання:
Нанести на карту світу місця в яких відбулися екологічні катастрофи.

Література:
а) основна
Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології: Підручник для вузів. Вид. 2-е.
· К.: Либідь, 1995. – 308 с.
Білявський Г.О., Фурдуй Р.С., Костіков І.Ю. Основи екологічних знань: Підручник.
· К.: Либідь, 2000. – 320 с.
Зербіно Д.Д., Гжегоцький М.Р. Екологічні катастрофи у світі та в Україні.
· Львів: БаК, 2005.
· 280 с.
Поташ А.Ф., Медвідь В.Г., Гвоздецький О.Г., Козак З.Я. Екологія: основи теорії і практикум.
· Львів: “Новий Світ-2000”, 2004.
· с.
б) додаткова
Злобін Ю. А. Основи екології.
· К.: “Лібра”, 1998.
· 142-144 с.
Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология.
· Ростов-на-Дону: “Феникс”, 2003.
· 576 с.
Мусієнко М.М., Серебряков В.В., Брайон О.В. Екологія. Охорона природи: Словник-довідник.
· К.: Т-во “Знання”, КОО, 2002.
· 550 с.

ЛІТЕРАТУРА


ДОДАТКИ













13 PAGE \* MERGEFORMAT 141415

13 PAGE \* MERGEFORMAT 1413915

13 PAGE \* MERGEFORMAT 1413815










Хижі птахи (сокіл, яструб)

Комахоїдні птахи (повзик, дятел, дрізд)

Комахи-фітофаги (гусінь листовійок, п’ядун, хрущі)

Автотрофні рослини (дуб, липа)

І.В.Федорчук В.В.Шаравара А.В.Ліщук









ОСНОВИ
ЕКОЛОГІЇ


Навчально-методичний посібник для студентів небіологічних спеціальностей


зовнішній
космос

планети Сонячної с-ми

космічний екомоніторинг

міжнародна
екополітика

екотехніка

міжнародна
екополітика

екологія і
демографія

національна екополітика

урбоекологія

екологічне
право

економіка і
екологія

аграрництво

військова діяльність

транспорт

промисловість

енергетика

НАУКИ ПРО
ВЗАЄМОЗВ’ЯЗКИ
СУСПІЛЬСТВА І ПРИРОДИ

НАУКИ ПРО
ВЗАЄМОЗВ’ЯЗКИ
СУСПІЛЬСТВА І ПРИРОДИ

ТЕХНО-ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ

СУСПІЛЬСТВО І ПРИРОДА

ТЕХНОСФЕРА

СОЦІАЛЬНА СФЕРА

ПРАКТИЧНА

лісогосподар.

електро

металургійна

паперова

машинобудівна

нафтопереробна

хімічна

нетрадиційна

атомна

гідро

теплова

будівельна

повітряний

автомобільний

харчова

легка

трубопровідний

водний

залізничний

захор. відходів

випроб. зброї

транспортна

промислова

тваринництво

меліорація

ГЕОЛОГО-ГЕОГРАФІЧНИЙ АСПЕКТ

ПРИРОДНА СФЕРА

БІОЛОГІЧНИЙ АСПЕКТ

основи біоіндикації

палеоекологія

теорія заповідної
справи

теорія екосистем

синекологія

демекологія

аутекологія

синекологія

демекологія

аутекологія

синекологія

демекологія

аутекологія

синекологія

демекологія

аутекологія

екологія
тварин

екологія
грибів

екологія
рослин

екологія
мікроогранізмів

ЕКОЛОГІЯ
ЖИВИХ
ОРГАНІЗМІВ

екологічна
токсикологія

демекологія

радіоекологія

екологічні
аспекти
рекреації

аутекологія

ЕКОЛОГІЯ ЛЮДИНИ
(біол.аспекти)

ЕКОНОМІКА ПРИРОДОКОРИСТУВННЯ

водосховища

болота

озера

ріки

моря

океани

ГІДРОСФЕРА

АТМОСФЕРА

ЛАНДШАФТНА ЕКОЛОГІЯ

ТЕОРЕТИЧНА

екологія космобіонтів

близький
космос

етнічна
екологія

екологічна
етика

екологічний менеджмент і маркетинг

екологічна
освіта

НАУКИ ПРО
ОХОРОНУ
ПРИРОДИ

ЕКОЛОГІЯ

хімізація с/г

маневри, війни

дистанційний
геоекомоніторинг

екологія будівництва

геоаномальні зони

родовища корисних копалин

грунти

геоекоінформація

ЛІТОСФЕРА

підземні води

екзосфера

мезосфера

стратосфера

тропосфера


Інженерно-технічні дисципліни

Етика та естетика

Соціологія та демографія

Право

Економіка

Загальна екологія

Сільськогосподарські науки

Біохімія та геохімія

Атмосфера
(до 30 км)

Біосфера

Жива речовина (організми)

Біогенна речовина (нафта, кам’яне вугілля, вапняки)

Космічна речовина (метеорити)

Біокосна речовина (ґрунт, мул)

Косна речовина (гірські породи)

Радіоактивна речовина (радіонукліди)

Гідросфера
(до 11 км)

Літосфера
(до 5 км)

Космічна енергетика

Змішана енергетика

Геотермо-енергетика

Гідро-енергетика

Біоенергетика

Вітроенергетика

Альтернативна енергетика

Геліоенергетика

Енергетика вторинного використання викидного тепла



Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 18393644
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий