Основні поняття та терміни екології. Закони екології

Безперервність життя на Землі забезпечується унікальною здатністю живих істот створювати і підтримувати внутрішнє середовище, здійснювати обмін речовин з навколишнім середовищем і передавати ці властивості за спадковістю своїм нащадкам.

Середовище - одно з екологічних понять; під ним ми розуміємо комплекс природних тіл і явищ, з якими організм знаходиться у прямих або опосередкованих зв'язках.

Внутрішнє середовище будь-якої істоти якісно відрізняється від зовнішнього середовища. Якісна самостійність внутрішнього середовища організму регулюється механізмами гомеостазу.

Гомеостаз організму - це стан внутрішньої динамічної рівноваги, який забезпечується взаємодією складних процесів регуляції і координації біохімічних реакцій за принципом зворотного зв'язку.

Гомеостаз може здійснюватись тільки за певних умов НС: поза межами цих умов автономність організму порушується і він гине, а його внутрішнє середовище ототожнюється із зовнішніми силами, що діють з боку НС, називають факторами

Організм як елементарна частинка живого світу в середовищі свого існування знаходиться під одночасним впливом кліматичних, біотичних факторів, які разом називають екологічними.

Екологічний фактор - це будь-який елемент середовища, який здатний справляти прямий або опосередкований вплив на живі організми, хоча б протягом однієї фази їх розвитку.

Фактори НПС забезпечують існування в просторі і часі. Засвоєння і використання факторів здійснення організмом через адаптації

Адаптації - це пристосування або засоби, за допомогою яких організм здійснює взаємодію з середовищем для підтримання гомеостазу і забезпечує безперервність існування в часі через потомство.

Залежно від кількості й сили дії один і той самий фактор може мати протилежне значення для організму. Наявність того чи іншого фактора може бути життєво необхідним для одних видів і не мати ніякого значення для інших. Наприклад, світло для зелених рослин це джерело енергії, а для мешканців ґрунту зайвий і небезпечний фактор.

Залежно від сили дії того чи іншого фактора умови існування особин виду можуть бути оптимальними, неоптимальними або відповідати проміжному рівню.

Здатність організму витримувати певну амплітуду коливання фактора називають екологічною валентністю, за якою організми поділяються на еврибіонт них з широкими пристосувальними можливостями (сірий пацюк, горобець, кімнатна муха) і стенобіонтних, які можуть існувати лише у відносно сталих умовах (журавель, степовий качкодзьоб). Реакція організму і його адаптаційні можливості відповідно до показників фактора залежать від поєднання дій різних факторів.

Екологічні фактори можуть бути об'єднані за природою їх походження або залежно від їх динаміки та дії на організм.

За характером походження розрізняють: абіотичні фактори - зумовлюються дією неживої природи і поділилися на кліматичні (температура, світло, сонячна радіація, вода, вітер, кислотність, солоність, опади тощо), орографічні (рельєф, нахил схилу, експозиція) та геологічні.

- біотичні - дія одних організмів на інші, включаючи всі взаємовідносини між ними.

- Антропологічні фактори - влив на живу природу життєдіяльності людини.

У 1958 році А. С. Мончадський запропонував класифікацію факторів за характером їх дії.

Стабільні фактори - ті, що не змінилися протягом тривалого часу (земне тяжіння, сонячна стала, склад атмосфери та ін.). Вони зумовлюють загальні пристосувальні властивості організмів (міграції, сплячку,ь активність та ін.)

Випадково змінні фактори - об'єднують біотичні, абіотичні та антропологічні фактори, дія яких повторюється без певної періодичності (коливання температури, дощ, вітер, град, епідемії, вплив хижаків та ін.)

Детальніше про біотичні, абіотичні та антропологічні фактори - самостійно.

Екосистема (біогеоценоз) - основна одиниця біосфери. Об'єктом вивчення екології є е.с. Цей термін запровадив англійський біолог А. Теслі у 1935 році.

Екосистема - це просторова система, що охоплює історично сформований комплекс живих істот, пов'язаних між собою троф. зв'язками та неживих компонентів середовища їх існування, які залучаються в процесі обміну речовин та енергії.

В кожній е.с. відбувався кругообіг речовина обмінні енергетичні процеси.

Кожна е.с. складається з біоценозу та біотопу.

Біотоп - це ділянка поверхні землі з більш-менш однотипними умовами існування (ґрунтом, мікрокліматом тощо).

Біоценоз - це історично сформована сукупність рослин, тварин та м.о., що населяє біотоп.

Відповідно до цього кожний біоценоз складається з фітоценозу (угруповування рослин), зооценозу (угруповання тварин), та угруповання м.о.).

Е.с. може бути різних розмірів і складності. Взаємодія організмів в е.с. надзвичайна складна. Для кожної е.с. характерний свій біологічний кругообіг речовин який здійснюється внаслідок існування в е.с. троф. зв'язків (ланцюгів живлення).

Е.с. може бути великою за площею, або являти собою невелику галявину. Важливо те, що кожну е.с. можна визначити як більш менш своєрідне угруповання рослин і тварин, які взаємодіють один з одним і з довкіллям.

Популяція. Термін “популяція” запозичений з демографії В. Іогансеном у 1905 р. Для визначення групи особин одного виду.

Популяція - це не випадкове і тимчасове, а тривале у часі і просторі угруповання особин одного виду, пов'язаних більш тісними родинними зв'язками і більш схожими між собою, ніж з представниками інших подібних угруповань.

Популяція - це сукупність особин певного виду, які здатні до вільного схрещування, населяють певний простір протягом багатьох поколінь і відокремлені від інших подібних угруповань.

Найбільш істотними ознаками популяцій є динаміка чисельності особин, співвідношення статей, вік склад, територ. структура і щільність заселення.

Характерною особливістю популяцій є система взаємовідносин між складовими її членами. Закономірності поведінки організмів вивчає наука етологія.

Залежно від способу життя виду форми спільного існування особин у популяцій надзвичайно різноманітні. Розрізняють одинокий спосіб життя, при якому особини популяцій незалежні і відокремлені один від одного, але лише тимчасово, на певних стадіях життєвого циклу. Повністю ізольоване існування организмів у природіне зустрічається.

При сімейному способі життя помітно посилюються зв'язки і взаємовідносини між батьками і їх потомством. Розрізняють сім'ї батьківського, материнського і змішаного типів. В основі формування більш-менш вел. спільної тварин (зграя, стадо, колонія) лежить ускладнення поведінки, а отже, і зв'язків у популяції.

Зграя - це тимчасове об'єднання тварин, які проявляють біологічно корисну організованість дій. Найбільше зграї поширені серед риб, птахів.

Стадо - тривале або постійне об'єднання тварин, в якому здійснюється всі основні функції життя виду: добування корму, захист від хижаків, міграцій, розмноження, виховання молодняка. Для стада характерна наявність тимчасового або постійного лідера.

Колонія - це групове поселення осілих тварин. Колонії можуть існувати довго або виникати на період розмноження (наприклад чайки, ластівки, грачі, терміти, бджоли).

У природі не існує такого виду, який не був би пов'язаний з іншим. Живлячись за рахунок інших істот, організми дістають енергію. Внаслідок цього у природі виникають ланцюги живлення.

Ряди взаємопов'язаних видів в яких кожний попередній є об'єктом живлення наступного, називають ланцюгами живлення.

Розрізняють ланцюги живлення різних типів. Тип ланцюга залежить від початкової ланки. Початковою ланкою в ланцюгах живлення можуть бути рослини, мертві рослини, рештки чи послід тварин. Наприклад, рослини - попелиці - дрібні комахоїдні, птахи - хижі, птахи, рослини, зайці, лисиці, вовки. В даних випадках ряди починаються з рослин.

До іншого типу рядів живлення належать ряди, розпочинаються з посліду тварин з невикористаними запасами речовин: коров. послід - личинки, мух - комахоїдні, птахи - хижаки. Прикладом ланцюгів живлення, які з рослинних решіток, може бути: росп. перегній - дощеві черв'яки - кроти.

Ланцюг живлення можна уявити у вигляді піраміди чисел, фундамент якої становлять численні види рослин, наступні рівні утворюють рослиноїдні та м'ясоїдні тварини, чисельність яких швидко зменшується в напрямку до вершини яку посідають нечисленні великі хижаки.

Є 3 основні типи пірамід:

- піраміда чисел показує чисельність окремих організмів;

- піраміда біомаси характеризує загальну суху вагу, калорійність або іншу міру загальної кількості живої рідини;

- піраміда енергії відповідає величині потоку енергії або продуктивності на послідовних троф. рівнях.

Піраміди чисел і біомаси можуть бути оберненими, тобто основа може бути меншою, ніж один або кілька верхніх поверхів. Так буває, коли середні розміри продуцентів менші, ніж розміри консументів.

Продуценти - це організми, що створюють оранізовану речовину за рахунок утилізації сонячної енергії, води, СО2 та мінеральних солей. До них належать рослини.

Консументи - це споживачі готової органічної продукції

Редуценти - це організми, які розкладають органічні речовини. Це мінералізатори органіки. Їх часто називають деструкторгами.

Завданням екології є пошук законів функціонування та розвитку даної галузі.

Закон мінімуму. В 1840 році Ю. Лібіх встановив, що врожай зерна часто лімітується не тими поживними речовинами, котрі вимагаються у великих кількостях, а тими, котрих потрібно небагато, однако їх мало в ґрунті.

Він сформував закон, згідно з котрим “Речовиною, що є в мінімумі, регулюється врожай і визначається величина та стійкість його в часі”. Дію цього закону обмежують 2 принципи. Згідно з 1 принципу закон Лібіху застосовується лише за умов стаціонарного стану. Його більш точне формулювання: “При стаціонарному стані лімітуючою буде та р-на доступні кількості котрої найбільш близькі до необхідного мінімуму. 2 принцип стосується взаємодії факторів. Нова концепція та доступність деякої речовини може змінити споживання. Мінімальні поживної рідини організм тоді заміняє одну, дефікритну речовину іншою, що є в надлишку.

Якщо кількість та якість екологічних ф-рів близькі до необхідного організму мінімуму, він виживає, якщо менші за мінімум, організм гине, е.с. руйнується.

Наступний закон узагальнює закон мінімуму.

2 закон толерантності (закон Шелфорда - 1913 р.)

Він формується наступним чином: відсутність або неможливість розвитку е.с. визначається не лише нестачею, але й надлишком будь-якого з факторів (тепло, світло, вода і т.д.). Таким чином, організми характеризуються як мінімумом, так і максимум ін.словами цей закон може бути виражений наступним чином: лімітуючим фактором процвітання організму може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, діапазон між якими визначає ступінь витривалості (толерантності) організму до даного фактора.

Згідно з законом будь-який надлишок речовини чи енергії в е.с. стає її ворогом забруднювачем. Діапазон між 2 величинами складає межі толерантності в котрих організм нормально функціонує і реагує на вплив середовища.

3. Закон біогенної міграції атомів (закон Вернадського):

міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється під переважаючим впливом живої речовини, організмів.

Жива речовина або бере участь у біохімічних процесах безпосередньо, або створює відповідне збагачене О₂, СО₂, Н₂, N, фосфором та іншими речовинами середовища. Розуміння всіх хімічних процесів, що відбувається в геосферах, неможливе без врахування дії біогенних факторів, зокрема - еволюційних.

4.Закон внутрішньої динаміки рівноваги: речовина, енергія, інформація та динаміка якості окремих природних систем та їх ієрархії дуже тісно пов'язані між собою, тому зміна одного з показників неминуче призводить до функціонально-структурних змін інших, але при цьому зберігаються загальні якості системи - речовини, енергетичні, інформаційні та динамічні.

наслідки дії цього закону виявляється в тому, що після будь-яких змін елементів природного середовища обов'язково розвиваються ланцюгові реакції, які намагаються нейтралізувати ці зміни. Навіть незначна зміна 1 показника може спричинити сильні відхилення в інших і в усій е.с.

5. Закон оптимальності: ніяка система не може звужувати або розширюватися до нескінченності.

Ніякий цілісний організм не може перевищити певних критичних розмірів, котрі забезпечують підтримку його енергетики. Ці розміри залежать від умов живлення та факторів існування. У природі закон оптимальності допомагає знайти оптимальні, з точки зору, продуктивності розміри для ділянок полів, вирощуваних тварин, рослин.

7. Закон одно спрямованості потоку енергії: енергія, яку одержує е.с. і яка засвоюється продуцентами, розсіюється або разом з їх біомасою незворотньо передається консументам 1,2,3 і інших порядків, а потім редуцентам, що супроводжується втратою певної кількості енергії на кожному трофічному рівні як наслідок процесів, які супроводжують дихання.

У зворотній потік (від редуцентів до продуцентів) потрапляє дуже мало початкової енергії не більше 10% енергії. Зворотній потік з більш високих на більш низькі рівні набагато слабший - не більше 0,5-0,25% і тому говорити про кругообіг енергії в біоценозі не доводиться.

За цим законом можна виконувати розрахунки земних площ, лісних угідь з метою забезпечення населення продовольством та ін. ресурсами.

8. Закон рівнозначності умов життя: всі природні умови середовища необхідні для життя, відіграють рівнозначні ролі. Звідси випливає інший закон сукупної дії екологічних факторів.

9. Закон розвитку довкілля: будь-яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріальної енергії та інформаційних можливостей.

Абсолютно ізольований саморозвиток неможливий - це висновок із законів термодинаміки.

З цього закону випливають наступні висновки:

- абсолютно безвідходне виробництво неможливе;

- будь яка більш високо організована система в своєму розвитку є потенційною загрозою для менш організованих систем;

- біосфера землі як система розвивається за рахунок внутрішніх і космічних ресурсів.

10. Закон сукупної дії природних факторів (закон Мітчерміха-Гінемана-Баулє): обсяг урожаю залежить не від окремого, навіть лімітую чого, а від всієї сукупності факторів одночасно.

Частку кожного фактора в сукупній дії можна визначити. Закон має силу, коли вплив монотонний і максимально виявляється кожний фактор за незмінності інших у тій сукупності, що розглядається.

11. Закон ґрунтостомлення (зниження родючості): поступове зниження природної родючості ґрунтів відбувається через тривале їх використання й порушення природних процесів ґрунтоутворення, а також внаслідок тривалого вирощування монокультур внаслідок накопичення токсичних речовин, що виділялися рослинами, залишків пестицидів та мінеральних добрив.

12. Закон фізично-хімічної єдності живої речовини (сформульований В. Вернадським): уся жива речовина землі має єдину фізико-хімічну природу.

З цього випливає, що шкідливе для однієї частини живої речовини шкодить і іншій її частині, тільки різною мірою. Отже тривале використання пестицидів екологічно неприпустиме, бо шкідники, які розмножуються значно швидше пристосовуються та виживають, а обсяги хімічних забруднень доводиться дедалі збільшувати.

Атмосфера, її склад, будова, значення атмосферного повітря

Атмосфера - газова оболонка Землі, що обертається разом з нею, вона включає суміш газів, водяних парів і пилових часток.

Неможливо уявити собі життя без атмосфери, адже без повітря людина може проіснувати лише 5-7 хвилин. Атмосфера захищає земну поверхню і все живе від згубної дії метеоритів, гамма-випромінювання, рентгенівських, ультрафіолетових, інфрачервоних променів, а також від надмірного нагрівання та охолодження.

Атмосфера є одночасно джерелом сировини, яка використовується для технологічних процесів, і середовищем, яке поглинає газоподібні відходи виробництва.

Атмосфера має шарову будову і складається з декількох сфер, між якими розміщуються прошарки - паузи. Вага атмосфери складає 5,9* 10¹⁵ тон. У сферах щільність і температура повітря змінюється.

Найбільш щільний шар повітря, що прилягає до земної поверхні, називається тропосфера. Товщина його в середніх широтах складає 10-12 км над рівнем моря, на полюсах - 7-10 км, а над екватором - 16-18 км. У тропосфері зосереджено більше 4/5 маси земної атмосфери. Через нерівномірність нагрівання земної поверхні в атмосфері утворюються потужні вертикальні точки повітря, що визначають нестійкість температури, відносної вологості, тиску і т.д., проте в середньому температура повітря в тропосфері зменшується на 0,6°С на кожні 100м і коливається в межах від +40 до -50°С.

У приземних шарах тропосфери умовно виділяють зовнішнє повітряне середовище, у якому більшість людей проводять меншу частину часу (10-15%), внутрішнє виробниче (у ньому людина проводить 25-30% власного часу) і внутрішнє житлове, де перебувають більшу частину часу (60-70%). Слід зазначити, що стан зовнішнього повітряного середовища значною мірою визначає стан як внутрішнього виробничого, так і житлового повітряного середовища.

Наступною зоною атмосфери є стратосфера, яка розміщена над тропосферою. Верхня межа її знаходиться в межах 50 км від рівня моря. Мезосфера розміщується над стратосферою і верхня границя її лежить в межах 85 км, а термосфера, яка лежить над мезосферою має верхню і нижню границі в межах 85-500 км від рівня моря.

Верхня межа атмосфери чітко не виділяється. Вона поступово переходить в космічний простір.

Сучасна атмосфера сформувалась в результаті тривалої еволюції з первинної оболонки Землі, до складу якої входили метан, аміак, водень і водяна пара. Поворотним моментом її еволюції було виникнення приблизно 2 млрд. років тому перших фотосинтезуючих організмів. Вони, вловлюючи сонячні промені використовуючи їх у фотолізі води та синтезі органічних речовин, посилили поглинання вуглекислого газу і виділення кисню. Повітря - фізична суміш газів, яка практично в усіх частинах земної кулі характеризується таким \/ процентним співвідношенням(див. табл. 1).

Крім того, в повітрі міститься незначна кількість водню, озону, ксенону, сірчистого ангідриду, оксиду вуглецю, аміаку та ін. В атмосфері є також водяна пара, ефірні масла та інші речовини.

Газовий склад атмосфери до висоти 100 км відносно постійний і включає переважно азот (75,5%), кисень (23,3%), аргон (1,28%), діоксид вуглецю (0,046%), а також сліди інших газів. На висотах від 13 до 27 км спостерігається підвищена концентрація азоту. Азот - найважливіший біогенний елемент, що бере участь в створенні білкових структур організмів; кисень забезпечує процеси окислювання, а такий ізотоп кисню, як озон, затримує ультрафіолетову складову сонячного світла, котра згубна для всього живого. Діоксид вуглецю виконує екрануючу роль, затримуючи до 10% тепловіддачі планети.

Таблиця 1. Склад повітря

Складові частини	Вміст за об'ємом, %	Вміст за масою, %
Азот	78,01	75,53
Аргон	0,93	1,028
Гелій	0,000524	0,0000724
Оксид азоту	0,00005	0,000076
Кисень	20,95	23,14
Криптон	0,00014	0,00033
Метан	0,00014	0,0000775
Неон	0,018	0,00125
Вуглекислий газ	0,032	0,046



Практично всі перераховані гази інтенсивно використовуються в промисловості. Атмосфера є й середовищем проживання та джерелом необхідної сировини, і одночасно басейном відходів діяльності людства, через кожні 12-15 років промисловий потенціал яких подвоюється. Із добутих щорічно на Землі 26 т різних мінералів у перерахунку на кожну людину використовується лише 2%, а решта повертається як відходи.

Звичайно, в атмосферному повітрі присутні різноманітні домішки, що переносяться повітряними потоками, піддаються фізичним та хімічним змінам під впливом природних і антропогенних чинників, а також впливають на прозорість атмосфери, перешкоджаючи проходженню сонячних променів до поверхні Землі.

Температура повітря над поверхнею Землі визначається сонячним випромінюванням і процесами, що протікають в атмосфері. Кількість тепла, що падає на горизонтальну поверхню, прямо пропорційна синусу кута стояння Сонця над горизонтом, а це визначає добові і сезонні коливання температури в даних районах. Таким чином, чим вище широта місцевості (на північ або на південь від екватора), тим більший кут нахилу, під яким сонячні промені досягають земної поверхні, тим холодніший клімат.

У атмосфері відбувається постійний рух повітряних мас, обумовлений перепадами тиску й обертанням Землі. У приземному прошарку вітер впливає на всі метеорологічні перерозподіли домішок в атмосферному повітрі.

У межах атмосфери виділяють область високого і низького тиску, при цьому в одних і тих самих точках спостерігаються сезонні і добові максимуми і мінімуми тиску. Нормальним рахується тиск 1 кПа, що відповідає 750,1 мм рт. ст.

Атмосферний ярус географічної оболонки оповиває навколо Землю і є найбільш рухомим. Він являє собою лише нижні шари атмосфери до висоти 35-40 км від поверхні Землі.

Повітряна оболонка має велике значення для життя на Землі. Вона захищає планету від переохолодження та згубного ультрафіолетового випромінювання Сонця. Без Атмосфери небо було б чорним, а ніч наставала б і кінчалась раптово - з останнім і першим промінням сонця. Вдень стояла б нестерпна спека, а в ночі було б нестерпно холодно. Позбавлена атмосфери наша Земля була б непривітною, безбарвною, безплідною - мертвою пустинею. Завдяки атмосфері ти чуєш звучання музики і шелест лісу, морський прибій і дзвінку пісню жайворонка, бачиш блакитне небо і барвисту веселку, полярне сяйво і мерехтіння зір. Опади, грім, блискавка - все це зароджується в атмосфері.

Атмосферне повітря - це в основному суміш двох газів: азоту (78%) і кисню (21%). Крім того, до складу повітря входять вуглекислий газ і деякі інші гази (аргон, неон та ін.)

Є в повітрі й певна кількість пилу, диму, водяної пари, а також газів, що надходять з фабричних і заводських димарів, автомобілів тощо.

Чисте повітря не має кольору, запаху: воно прозоре. Крізь повітря ми добре бачимо навколишні предмети. В класі з закритими вікнами ти не відчуваєш повітря, бо воно нерухоме. Наявність повітря можна перевірити таким дослідом. Набери в стакан води. Візьми пробірку і скляну трубку. Опусти їх у воду і ти побачиш, що в пробірку вода не набралась, а в трубці вона на тому самому рівні, що й у стакані. Воду в пробірку не пропустило повітря.

Товщина всього атмосферного ярусу понад 1000 км. У будові його розрізняють кілька шарів. Найнижчий шар потужністю 12 км називають тропосферою. Тут зосереджено 75% всієї маси повітря. Різні явища погоди - хмари, дощ, сніг, вітер тощо відбуваються саме в тропосфері.

Коли б уся атмосфера мала таку густину, як біля поверхні Землі, її товщина не перевищувала б 8 км. Проте вже на висоті 160 км густина повітря в мільярд раз менша, ніж на рівні океану. Та навіть така незначна густина повітря гальмує рух штучних супутників Землі, нагріває до світіння холодні метеоритні тіла. Над тропосферою розміщений шар стратосфери, яка сягає висоти 80-90 км. Повітря тут розріджене.

Вище від стратосфери лежить шар іоносфери. Повітря в ній ще більш розріджене ніж в стратосфері. Іоносфера добре проводить радіохвилі. Це має велике значення для радіотехніки. Тут виникають полярні сяйва.

Повітря, як і всяке фізичне тіло, має масу і тисне на поверхню Землі та на всі предмети, що є в ній. Чи справді це так? Перевір на досліді.

Візьми скляну трубочку, опусти її одним кінцем у воду і закрий верхнім пальцем верхній отвір. Вийми трубочку з води і побачиш, що з трубочки вода не виливається, бо тиск повітря з низу більший, ніж маса води, що міститься в закритій зверху трубочці. Маса кубічного метра повітря біля поверхні Землі 1кг 300г. знаючи це, ти можеш обчислити яку масу має повітря кімнати, де ти живеш. Для цього виміряй довжину, ширину і висоту помноживши ці показники і матимеш кількість кубометрів своєї кімнати.

Помноживши 1 кг 300г (масу одного кубометра повітря) на добуте число, дістанеш відповідь на питання.

Учені обчислили, що на кожний квадратний сантиметр поверхні Землі повітря тисне із силою 1 кг 300 г. цей тиск називають атмосферним. Однак, ми цього тиску не відчуваємо, бо він урівноважується з нашим кров`яним тиском. І тому його вважають за нормальний. Коли ж ти піднімаєшся на певну висоту, скажімо в гори, тиск меншає, відчувається біль у вуха, стає важче дихати. Твій внутрішній тиск стає вищим за атмосферний. Тому буває, що через ніздрі починає виділятися кров. Те, що повітря має тиск, було доведено ще в XVII ст. наступником Галілео Галілея італійським вченим Торічеллі, який у 1643р. винайшов барометр. Ним і тепер вимірюють атмосферний тиск. Ртутний барометр складається із запаяної з одного кінця трубки з ртуттю, чашки, в яку опущено відкриту частину трубки, й шкали з поділками на міліметри. Якщо трубку заповнити ртуттю, а потім перевернути вгору з закритим кінцем, частина ртуті виллється в чашку, а в трубці залишиться стовпчик, висота якого зрівноважує атмосферний тиск у даному місці. Якщо це буде десь на березі моря на 40-ій паралелі і при температурі повітря 0<sup>0</sup>, то висота ртутного стовпчика дорівнюватиме 760 мм або 1013 мілібар. Мілібар - це одиниця вимірювання тиску. Такий тиск вважаєтся нормальним. Один мілібар дорівнює тискові тіла вагою 1 г на 1 кв.см. поверхні. Зручним є металевий барометр - анероїд. Складається він з пружної коробочки, з якої викачане повітря. Вона дуже чутлива до зміни атмосферного тису. При збільшенні тиску коробка стискається, а при зменшенні - розширюється. Зміна об`єму коробки передається стрілці, яка показує на шкалі величину тиску.

Спостереження за атмосферним тиском, що він постійно змінюється. Причина цього криється в густині повітря. Чим холодніше повітря, тим воно густіше, а тому і важче. Взимку над сушею в помірному поясі тиск більший ніж над морями і океанами. Пояснюється це тим, що суша в цей період холодніша, ніж водні простори. Від суші повітря охолоджується, а отже стає важчим. Над морями і океанами тиск у цей час стає меншим, бо води тепліші від суші і повітря теж тепліше. Тепле повітря має меншу густину (його менше в кубічному метрі) і меншу масу. Зрозуміло, що й тиск його буде менший над сушею і вищий над морями і океанами.

Змінюється тиск і з висотою. Чим вище місцевість над рівнем моря, тим менший тиск. З підняттям на кожні 10 м висоти барометр покаже зниження тиску приблизно на 1 мм і на висоті 200м над рівнем моря шкала барометра показуватиме 740 мм.

Знаючи закономірність зміни атмосферного тиску визначають абсолютні висоти окремих точок на земній поверхні. За зміною атмосферного тиску пілот знає, на якій висоті перебуває літак. З цією метою використовують (альтиметр).

Економічна оцінка впливу людини на природу

Відтворення ресурсів природи, її охорона вимагають суттєвих матеріальних витрат, економічна і соціальна ефективність яких повинна бути достатньо високою для того, щоб суспільство могло їх собі дозволити. В зв'язку з цим виникає проблема економічної та позаекономічної оцінки впливу людини на природу. Проблема ця досить багатогранна, оскільки включає область взаємного проникнення і взаємодії природи і суспільства, а методика оцінки результатів цієї взаємодії ще недостатньо розроблена.

Важливою складовою частиною розробки оцінок впливу на природу є значення системи показників, причому розв'язання різнорідних соціально-економічних завдань вимагає застосування різних видів оцінок.

Економічна оцінка -- це оцінка змін в економіці, що виникають при певному впливі внаслідок порушення основних функцій природи, тобто вона відображає вартість заходів на підтримання оптимального стану природної, соціальної і господарської підсистем та вартість збитків від антропогенних впливів. Об'єктом економічних оцінок можуть бути всі види наслідків господарської діяльності (екологічні, соціальні, господарські), але тією мірою, якою вони здійснюють вплив на економічне життя суспільства. Серед різних видів економічних оцінок стану природного середовища частіше використовується оцінка екологічних витрат, що є сукупністю народногосподарських витрат, викликаних з допущеним рівнем екологічних порушень.

Здійснення природоохоронних заходів, як і будь-яких інших соціальних заходів, вимагає витрат, але їх нездійснення також тягне за собою витрати. Ці витрати є двома важливими складовими екологічними втрат. Перша складова -- витрати на природоохоронні заходи в місці потенційного виникнення екологічних порушень. До них належать витрати на попередження забруднень, ерозійні заходи; тощо. Друга складова -- економічні збитки від екологічних порушень, що виникають внаслідок відмови від природоохоронних заходів (або недостатніх масштабів їх здійснення). Вони складаються з витрат на компенсацію сировинних втрат з газами, що відходять, твердими відходами, стічними водами, а також із витрат на попередження і ліквідацію несприятливого впливу на реципієнтів (об'єкти, яким завдаються збитки), і в цілому на природне середовище, що проявляється в зниженні цінності ландшафтів (рекреаційної, середовищезахисної), погіршенні умов роботи людей, підприємств, техніки, втратах робочого часу пов'язаних з підвищеною захворюваністю, погіршені умов життя і умов утримання комунально-побутового господарства [22,с.232].

Основними реципієнтами забруднення навколишнього природного середовища є: 1) населення; 2) об'єкти житлово-комунального господарства; 3) сільськогосподарські угіддя; 4) лісові ресурси; 5) елементи основних фондів промисловості і транспорту; 6) рентні ресурси; 7) рекреаційні ресурси.

Крім того, можуть виникнути небажані для суспільства зміни в структурі і спеціалізації господарств, підвищення міграційності населення тощо. Toмy економічна оцінка екологічних витрат Е обчислюється за формулою

Е=Вз+Збф

де Вз -- витрати на здійснення пpиpoдooxоpoнниx зaxодiв; Збф -- фактичні збитки, що завдаються господарству i населенню після проведення або в результаті непроведення природоохоронних заходів у вартісному вираженні.

Якщо самі природоохоронні витрати (перша складова екологічних витрат), як правило, функціонально (детерміновано) залежать від масштабів і характеру попереджувальних екологічних порушень i тому визначаються з найбільшим ступенем достовірності, то економічні збитки не піддаються однозначному визначенню і розглядаються у вигляді діапазону можливих значень для різних комбінацій параметрів, що характеризують об'єкти, на які діють екологічні порушення (чисельність і віковий склад населення, характер його зайнятості, забезпеченості харчуванням, вартість основних фондів тощо). Цi витрати можуть не збігатися за місцем і часом, їх виникнення з екологічними порушеннями, що їх викликали. Тому економічні збитки є за своєю природою стохастичною величиною, яка піддається обчисленню лише з тим чи іншим ступенем ймовірності. В цьому полягає головна трудність визначення вказаної компоненти екологічних витрат. Складові економічної оцінки перебувають між собою у функціональній залежності (при збільшенні витрат за однією з цих складових можна добитися зниження витрат за іншою) і взаємно доповнюють одна одну.

При цьому залежно від специфіки регіональних умов, наявності трудових, матеріальних ресурсів основні напрями природоохоронної діяльності можуть бути визначені як такі, що закріплюють сучасний стан ландшафтів і використання ресурсів, що допускає зниження якості середовища яа рівні, який не є нижчим за нормативний.

Залежно від стратегії виділяють наступні модифікації економічних оцінок. Якщо внаслідок природоохоронних заходів досягнуто нормативної якості середовища, тобто повністю забезпечується відтворення середовищної і ресурсної функції природи, тоді

Е=Вз

наприклад, при зниженні забруднень внаслідок певних заходів до рівня ГДК або при використанні земельних угідь на рівні гранично допустимого навантаження.

У випадку, якщо природоохоронні заходи не проводяться, економічна оцінка збігається з можливими економічними збитками і має вигляд Е=3бмот, де Зб.мож -- можливі економічні збитки [22, с. 233].

Якщо природоохоронні заходи є багатоцільовими, то в економічній оцінці враховується додатковий економічний ефект від їх проведення. До багатоцільових належать, наприклад, роботи по лісовідновленню, які не лише збільшують продуктивність лісів та забезпеченість лісовими ресурсами, а й дають змогу, попередити виникнення і розвиток прискореної ерозії. Запровадження маловідходної технології знижує масштаби забруднення середовища і забезпечує більш повну утилізацію матеріально-енергетичних ресурсів. У цьому випадку економічна оцінка має вигляд

Е=Зз+Збф--?Е,

де ?Е -- додатковий економічний ефект від природоохоронних заходів, багатоцільових за своїм призначенням [25, с. 233].

Економічно оцінити господарські наслідки можна, як правило, лише частково. Так, при погіршенні умов праці ї відпочинку через деградацію ландшафтів можна одержати економічне вираження на основі обліку його непрямого. впливу на суспільну продуктивність праці.

Через нерозробленість вартісної оцінки наслідків господарської діяльності недостатньо відображаються в економічній оцінці різного роду зміни в ландшафтах. Наприклад, важко знайти вартісне вираження доцільності збереження певної кількості видів флори і фауни в кожній природній зоні, хоча, безумовно, від цього змінюється такий. показник, як урожайність сільськогосподарських культур. Часто економічна оцінка буває утруднена через значний розрив у часі між впливами і їх негативними наслідками, через невизначеність масштабів і термінів їх прояву, а також через те, що в оцінці не знаходить відображення фактор незворотності руйнування природного середовища, особливо унікальних природних ландшафтів. Крім того, екологічні наслідки набувають звичайно економічної значущості лише при обмеженості природних ресурсів, оскільки природні комплекси виступають не лише як фактор середовища, а й як джерело ресурсів. За таких умов на відтворення ресурсів необхідні додаткові витрати праці.

Виходячи з викладеного матеріалу, доходимо висновків:

1) усі види збитків, заподіяних навколишньому середовищу в процесі виробництва, повинні бути заміщені, по можливості їх необхідно передбачати (принцип відтворення навколишнього середовища); 2)крім заміщення уже заподіяних і попередження можливих збитків (просте відтворення), необхідно піклуватися про цілеспрямоване формування і поліпшення навколишнього середовища (розширене відтворення), що також вимагає додаткових витрат.

З цих положень випливають такі актуальні питання:-1)питання розмірів збитків і витрат на охорону і формування навколишнього середовища. Питання дуже складне. Збитки, які обчислюються у вартісній формі і завдаються відновлюваним і невідновлюваним природним ресурсам., називаються економічними. Збитки, які завдаються здоров'ю і умовам благополучного існування людей, -- це соціальні збитки. Далеко не завжди можна назвати конкретного винуватця і справжній масштаб шкоди (наприклад, винятково складно кількісно виразити шкоду, заподіяну здоров'ю громадян внаслідок споживання забрудненої води або забруднення повітря). В таких випадках слід рахуватися з можливими помилками у визначенні справжніх збитків або необхідних витрат;

2) хто повинен відшкодовувати фактичні або можливі збитки? Чи це повинен бути виробник, звичайно, конкретний винуватець завданої шкоди,' чи споживач, для якого призначені вироби, і який, до речі, крім самого акту споживання, активно бере участь у забрудненні навколишнього середовища продуктами своєї життєдіяльності? Чи це повинно бути населення конкретного міста, чи регіону, чи суспільство в цілому? Тут не може бути однозначної відповіді. Відшкодовувати збитки (нести витрати) повинен їх безпосередній винуватець, тобто забруднювач, у виробництві -- це підприємство. Тим не менше, підприємства не завжди згідні збільшувати витрати на охорону середовища. Суспільство (держава) примушує їх до цього юридич-но або економічно, з допомогою системи стимулів і заохочень.

Отже, теоретичного і практичного вирішення вимагають три питання:

1) визначення розмірів заподіяних збитків;

2) розробка систем стимулів і заохочень раціонального природокористування;

3) розробка методики визначення ефективності заходів по охороні природи.

Державна система екологічного моніторингу - СЕМ «Україна». Етапи створення СЕМ «Україна» та її основні завдання

Екологічний моніторинг довкілля є сучасною формою реалізації процесів екологічної діяльності за допомогою засобів інформатизації і забезпечує регулярну оцінку і прогнозування стану середовища життєдіяльності суспільства та умов функціонування екосистем для прийняття управлінських рішень щодо екологічної безпеки, збереження природного середовища та раціонального природокористування.

Шляхи вирішення екологічних проблем, стратегія екологічної безпеки і стійкого розвитку все ще залишаються під загальною увагою. Оцінки глобального екологічного стану навколишнього середовища змінюються від оптимістичних (типу “необхідно запобігти екологічній кризі”) до помірковано песимістичних (типу “планета знаходиться на передодні кризи”) і вкрай песимістичних (“на регіональних рівнях мова вже йде про “тверду екологічну кризу”). Вважають, що відповіді на ці питання повинна дати наукова концепція екологічної безпеки на базі екологічного моніторингу навколишнього середовища. Першим етапом у будь-якому випадку може бути тільки система одержання (збору) інформації про стан навколишнього природного середовища. Наприкінці 60-х рр. багато країн усвідомили, що необхідно скоорденувати зусилля по збору, збереженню і переробці даних про стан навколишнього середовища. У 1972 р. в Стокгольмі пройшла конференція по охороні навколишнього середовища під егідою ООН, де вперше виникла необхідність домовитися про визначення поняття “моніторинг”. Вирішено було під моніторингом навколишнього середовища розуміти комплексну систему спостережень, оцінки і прогнозу змін стану навколишнього середовища під впливом антропогенних факторів. Термін з'явилося як доповнення до терміна “контроль стану навколишнього середовища”. В даний час під моніторингом розуміють сукупність спостережень за визначеними компонентами біосфери, спеціальним чином організованими в просторі і в часі, а також адекватний комплекс методів екологічного прогнозування.

Відповідно до вимог Закону України “Про охорону навколишнього природного середовища” Мінекобезпеки, починаючи з вересня 1992 р., працює над створенням державної інформаційної системи моніторингу навколишнього природного середовища, ядерної та радіаційної безпеки ( СЕМ “Україна” ), а з серпня 1996 р. -- екологічної підсистеми Урядової інформаційно-аналітичної системи з надзвичайних ситуацій.

Станом на 1996 р. були розроблені і затверджені технічні завдання на складові частини першої черги СЕМ, розроблено базову нормативну документацію системи, виготовлено зразки приладів для контролю концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі, а також стаціонарної станції та мобільної лабораторії контролю якості повітря. Останні можуть бути використані як в системі державних, так і відомчих спостережень.

Основні задачі екологічного моніторингу: спостереження за станом біосфери, оцінка і прогноз її стану, визначення ступеня антропогенного впливу на навколишнє середовище, виявлення факторів і джерел впливу. В кінцевому випадку метою моніторингу навколишнього середовища є оптимізація відносин людини з природою, екологічна орієнтація господарської діяльності.

Екологічний моніторинг виник на стику екології, біології, географії, геофізики, геології й інших наук. Виділяють різні види моніторингу в залежності від критеріїв:

· біоекологічний (санітарно-гігієнічний);

· геоекологічний (природньо-господарський);

· біосферний (глобальний);

· геофізичний;

· кліматичний;

· біологічний;

· здоров'я населення й ін.

Державна система екологічного моніторингу проводить здійснення таких видів робіт: режимні спостереження, оперативні роботи, спеціальні роботи. Режимні роботи проводяться систематично за щорічними програмами, на спеціально організованих пунктах спостережень. Необхідність виконання оперативних робіт залежить від випадків аварійного забруднення природного середовища чи стихійних лих; ці роботи виконуються при надзвичайних ситуаціях.

Спеціальні роботи, наприклад, моніторинг пестицидного забруднення, виконуються в зв'язку із збільшенням значимості різних антропогенних факторів у розвитку змін в природних екосистемах.

Система моніторингу є складовою частиною національної інформаційної інфраструктури, сумісної з аналогічними системами інших країн.

Система моніторингу спрямована на:

· підвищення рівня вивчення і знань про екологічний стан довкілля;

· підвищення оперативності та якості інформаційного обслуговування користувачів на всіх рівнях;

· підвищення якості обґрунтування природоохоронних заходів та ефективності їх здійснення;

· сприяння розвитку міжнародного співробітництва у галузі охорони довкілля, раціонального використання природних ресурсів та екологічної безпеки.



Використана література

Білявський Г. О., Фурдуй Р. С., / Основи екологічних знань: Підручник. - К.: Либідь, 1997. - 288 с.

Петров К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., стер. - СПб: Химия, 1998. - 352 с., ил.