ЧАСТЬ 1. ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ

Рекомендовано Министерством образования

Республики Башкортостан

Уфа

УДК 373. 167. 1:504

ББК??

М63

Рецензенты:

Доктор химических наук, профессор

В.Н.Майстренко

Доктор биологических наук, профессор Р.Р.Хазиахметов

Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Ибатуллин У.Г.

М63 Экология Башкортостана: Учебник для средних профессио-

нальных учебных заведений. Изд. 2-е, дополн. – Уфа:??, 2005. –

?? с.

ISBN??

Рассматриваются проблемы экологии Республики Башкортостан: рациональное использование и охрана естественных экосистем, сельскохозяйственная экология, экология города и промышленности. Излагаются также основы общей и социальной экологии. Особое внимание уделяется вопросам построения общества устойчивого развития.

Учебник предназначен для учащихся профессиональных средних учебных заведений разного профиля, имеет модульную структуру, снабжен системой контроля усвоения знаний. Разные наборы модулей рекомендованы для разных специальностей.

УДК 373. 167. 1:504

ББК??

ПРЕДИСЛОВИЕ

В современных условиях для подготовки полноценного специалиста любого профиля уже недостаточно знания предметов, которые необходимы для овладения узкой профессией. Выпускник колледжа или вуза должен обладать еще и определенным багажом гуманитарных “общечеловеческих” знаний о настоящем и прошлом взаимоотношений людей друг с другом и с окружающей средой. Такая потребность формирует две особенности современной системы образования: гуманитаризацию, т.е. повышение удельного веса истории, литературы, изучения языков, политологии, социологии, психологии и т.д., и экологизацию – преподавание предметов о взаимоотношениях организмов, и в первую очередь человека, с окружающей средой.

К началу третьего тысячелетия человечество пришло с населением, превысившим 6 млрд. человек, и с научно-техническими достижениями, которые позволяют ему решать задачи, раньше казавшиеся совершенно фантастическими. Человек живет в космосе, изучает Луну и Марс, способен спуститься в любые океанские глубины, может клонировать (т.е. создавать генетические копии) растения и животных и создавать их новые невиданные трансгенные формы. Резко возросли скорость и объемы обмена информацией, по электронным сетям она может быть в считанные минуты передана в любой уголок земного шара. Слово “интернет” стало таким же обычным, как “радио” или “телефон”.

Чтобы эксплуатировать ресурсы природы, человечество с каждым годом использует все больше энергии как из исчерпаемых (нефть, газ, уголь, уран), так и из неиcчерпаемых (солнце, ветер, падающая вода, тепло земных глубин) источников. Растет потребление различных руд. Поля, города, дороги и другие сооружения с каждым годом занимают все большую площадь, замещая естественные экосистемы лесов, степей, тундр, саванн и т.д.

Несмотря на все успехи цивилизации, “сказку сделать былью” человеку не удалось. Грандиозный научно-технический прогресс обернулся загрязнением окружающей среды с неблагоприятными изменениями климата, снижением биологического разнообразия (гибелью видов растений, животных и других организмов), появлением опасных болезней, которые человек не научился лечить, и постоянными локальными военными конфликтами, грозящими перерасти в новую мировую войну.

Конфликты в обществе и конфликты человека с природой стали печальным знамением нашего времени. И смягчить их должны гуманитаризация и экологизация образования.

Экология – это не просто наука об отношениях организмов и условий среды. В приложении к проблеме “человек – природа” она становится средством этического и патриотического воспитания, фундаментом нравственности. Она определяет отношения между ныне живущими людьми и гармонизирует отношения между поколениями, исходя из постулата, что жить за счет детей и внуков и передавать им землю в состоянии сильного загрязнения промышленными и бытовыми отходами и с исчерпанными ресурсами – безнравственно!

Этот учебник предназначен для учащихся средних профессиональных учебных заведений. Авторы надеются, что он будет в равной мере полезен и будущему строителю или мастеру цеха машиностроительного завода, и школьному учителю рисования или музыки. Для того, чтобы адаптировать учебник к условиям подготовки специалистов разного профиля, авторы посчитали целесообразным дифференцировать содержание предмета для разных учебных заведений. В табл. 1 показаны объем и структура знания для учащихся разных специальностей. Очевидно, что если будущий экономист должен освоить содержание учебника целиком, то учащиеся музыкально-педагогического училища или будущие воспитатели детских садов могут с целым рядом глав познакомиться лишь в общем плане. Специальные (“технологические”) вопросы экологии, с которыми сталкивается врач, лесник, строитель и т.д., в учебнике не рассматриваются.

Учебник рассчитан на учащихся, которые знакомились с основами учения о популяциях и экосистемах на уроках общей биологии, а с закономерностями изменения окружающей среды и принципами рационального природопользования – на уроках географии.

Тем не менее, поскольку понятия общей экологии очень важны для понимания принципов рационального использования и охраны природы, они представлены в учебнике, причем значительно полнее, чем в школьном курсе. Кроме того, в книге изложены вопросы прикладной экологии – охраны и рационального использования естественных экосистем (в первую очередь, лесных, водных, степных), сельскохозяйственной и промышленной экологии, экологии города. Подробнее рассмотрен спектр вопросов социальной экологии, особенно касающихся концепции перехода мирового сообщества к устойчивому развитию.

Таблица 1

Объем и структура содержания экологии в учебных программах средних специальных учебных заведений разных профилей

Примечание: +++ – материал изучается полностью, ++ – материал может изучаться выборочно, + – целесообразно общее ознакомление с содержанием.

Основное содержание учебника соответствует его названию, в нем в первую очередь рассматриваются проблемы экологии Республики Башкортостан – современное состояние окружающей среды и система мер по урегулированию отношений человека и природы, по обеспечению экологической безопасности жителей республики (благоприятные условия среды, качество атмосферы, воды, наличие достаточных площадей рекреационных территорий, гарантированное обеспечение полноценным продовольствием).

В учебнике рассматриваются не только настоящие, но и прошлые отношения человека и природы на территории республики. Конечно, любые призывы “назад в природу” с попытками реставрировать образ жизни, присущий ее населению два столетия назад – это утопия. Но использовать ценный опыт дедов, полезный для нынешнего поколения, необходимо. Коневодство, пчеловодство, охота с ограниченным изъятием “урожая” из естественных популяций – все это актуально и сегодня. Многое из традиционного опыта башкир вполне можно встроить в современную систему природопользования.

В условиях всеобщей глобализации создать “экологический рай” в одной отдельно взятой стране невозможно. Территория Башкортостана – это часть России, Евразии, планеты. Административные границы не могут защитить население ни от глобальных изменений климата, происходящих в результате повышения содержания углекислого газа в атмосфере, ни от кислотных дождей, вызванных выбросами из труб тепловых электростанций и химических предприятий Западной Европы, ни от эмиссии тяжелых металлов из атмосферы, которые поступают к нам из соседней Челябинской области. По этой причине экологическую ситуацию в Башкортостане нельзя рассматривать в отрыве от экологической ситуации более обширных регионов, частью которых является наша республика.

Именно поэтому в учебнике достаточно большое внимание уделено экологической ситуации в Российской Федерации, в мире и охарактеризованы основные биосферные процессы изменения климата. На мировом, биосферном уровне рассматриваются вопросы построения общества устойчивого развития, демография народонаселения, политика в области энерго- и ресурсосбережения, этические аспекты преодоления потребительского подхода, международное сотрудничество в области охраны окружающей среды.

В Башкортостане много таких экологических проблем, которые успешно решаются в развитых странах, где удалось существенно снизить уровень загрязнения окружающей среды, организовать рациональное использование сельскохозяйственных угодий, достичь успеха в энергосбережении и создании системы особо охраняемых природных территорий. Опыт этих стран также отражен в учебнике. Этот опыт, безусловно, может быть использован для совершенствования системы экологической безопасности республики.

Наконец, законы, по которым функционируют экосистемы, поддерживается устойчивость отдельных организмов растений или животных и их популяций, имеют всеобщий характер. Поэтому, иллюстрируя их преимущественно на местном материале, иногда мы использовали и другие примеры. Это делалось в тех случаях, когда они помогали лучше объяснить суть какого-то процесса или явления в природе Башкортостана.

Таким образом, при написании учебника авторы старались сочетать региональный компонент с более общими базовыми знаниями, так как экологически образованный человек должен уметь “действовать локально, но мыслить глобально”, т.е. понимать любой конкретный экологический конфликт с учетом процессов, которые протекают в более обширных регионах, и использовать опыт разрешения подобных конфликтов в других странах. Мы ни на минуту не должны забывать о том, что планета Земля – наш общий дом и сохранить ее мы можем только все вместе!

Содержание учебника не разделено на основной и дополнительный материал, однако после каждого раздела приведены контрольные тесты и вопросы, а после глав – контрольные вопросы более общего содержания и вопросы для обсуждения. Это позволяет дифференцировать уровень подготовки учащихся. Те, кто смог справиться с заданиями к разделам, могут считать, что они ориентируются в материале, ответившие на контрольные вопросы к главам – что они усвоили основной материал; наконец, знания тех, кто смог компетентно ответить на “вопросы для обсуждения”, заслуживают высокой оценки.

ЧАСТЬ 1. ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ

В этой части читатель познакомится с тем, что такое экология и какие задачи она решает; с объектами, которые исследует; с методами, которыми при этом пользуется. Мы расскажем о структуре этого широкого междисциплинарного научного комплекса, в который сегодня входит уже несколько десятков наук. В этой же части рассматривается экологическая ситуация в нашей республике и основные направления экологических исследований ученых Башкортостана.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЯ: КРУГ ПРОБЛЕМ, ИСТОРИЯ, СТРУКТУРА

Слово “экология” сегодня у всех, что называется, на устах. О ней говорят и политики, и домохозяйки. Постоянно приходится слышать о “плохой” и “хорошей” экологии города, его района и даже квартиры. Такое использование слова “экология” неправильное. Экология – это комплекс наук, а для того, чтобы правильно назвать неблагоприятные условия окружающей среды, следует пользоваться словосочетанием “неблагоприятная экологическая ситуация”.

Любая наука или сложившийся в результате ее разрастания комплекс наук (как случилось с экологией) отвечает на какие-то вопросы, которые ставит практика. Впрочем, связь бывает опосредствованной, и, получив задачу от практики, наука некоторое время может развиваться как бы сама по себе, как, например, математика. Однако в конечном итоге, рано или поздно, ее результаты буду востребованы практикой. В противном случае наука умрет.

Задача экологии – изучение взаимоотношений организмов (включая человека) и окружающей среды, причем, в последнее время именно изучение отношений человека и природы стало главной задачей экологии. Именно экология должна указать человечеству выход из многих сложных ситуаций, которые возникли в результате развития цивилизации.

История экологии

Корни экологии как науки уходят достаточно глубоко. Официально датой ее рождения считают 1866 г., когда крупный зоолог Эрнст Геккель в одной из своих работ использовал этот термин для обозначения науки о связях организмов и условий среды. Однако взаимоотношения организмов и среды их обитания исследовались учеными с давних времен. Любой натуралист – исследователь растений и животных – всегда не только ботаник или зоолог, но и эколог. Идеи связи организмов и условий среды мы находим уже в трудах греческих философов Аристотеля и Теофраста и гения эпохи Возрождения Леонардо да Винчи.

Великими экологами прошлого можно назвать шведа К. Линнея (1707-1778), французов А. Лавуазье ( 1743-1794) и Ж.-Б. Ламарка (1744-1829), немца А. Гумбольдта (1769-1859), англичан Т. Мальтуса (1766-1834) и Ч. Дарвина (1809-1882).

Карл Линней создал удобную для практического использования классификацию видов растений и животных и систематизировал сведения об условиях жизни разных видов. Он стоял у истоков понятия «экологическое равновесие», которое рассматривал как результат Акта Творения. Равновесие поддерживает «экономию природы»: соотношение рождения и смерти организмов одного вида, численностей хищников и жертв и т.д. Сегодня экологическое равновесие рассматривается как результат длительной эволюции, однако от этого важность понятия не уменьшается. Сохранение экологического равновесия – важнейшая задача рационального использования и охраны природы.

Антуан Лоран Лавуазье, выдающийся химик, обосновал суть биологического круговорота главного элемента органического вещества – углерода, который растения берут из воздуха, а при разложении органического вещества углерод вновь возвращается в атмосферу. Он различал три функциональных группы организмов – продуценты, консументы и редуценты, хотя и без использования этих терминов.