Підручник Біологія 9 клас - Л.І. Остапченко - Генеза 2017

ТЕМА 8. НАДОРГАНІЗМОВІ БІОЛОГІЧНІ СИСТЕМИ

§53. ЗАХИСТ ТА ЗБЕРЕЖЕННЯ БІОСФЕРИ, ОСНОВНІ ЗАХОДИ ЩОДО ОХОРОНИ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Пригадайте основні форми господарської діяльності людини.

У чому полягає сучасна екологічна криза? Людина на певному етапі розвитку цивілізації та техніки почала активно перетворювати природу, а її вплив на довкілля збільшувався з кожним сторіччям, доки не став провідним екологічним фактором - антропогенним. Перелік екологічних проблем, породжених діяльністю людини, досить великий - зростання народонаселення, нестача продовольства, енергії, прісної води, забруднення навколишнього середовища тощо. Вони поставили людство на межу всеосяжної біосферної кризи.

Зростання чисельності населення. За підрахунками вчених, у VII тисячолітті до нашої ери населення Землі налічувало не більше ніж 10 млн, на початку нашої ери - близько 300 млн, у середині XVII ст. - близько 700 млн, за XX ст. зросло майже вчетверо, 2016 р. воно становило майже 7,4 млрд, а у 2030 р. може сягнути 9 млрд. Лише за останні 50 років населення нашої планети збільшилося вдвічі, що змушує говорити про справжній демографічний вибух, наслідки якого можуть бути непередбачуваними.

Зростання населення Землі та розвиток промисловості супроводжуються інтенсивною розбудовою міських поселень (урбанізація), зокрема появою велетенських міст - мегаполісів (мал. 293). Нині в містах проживає понад 40 % населення, хоча вони займають не більше як 0,5 % площі нашої планети. Міста та їхні околиці є прикладом антропогенно зміненого природного середовища: майже повне знищення природних екосистем, високий рівень забруднення промисловими та побутовими відходами, інтенсивний рух транспорту тощо. У містах унаслідок скупчення населення постійно існує високий ступінь ризику розвитку епідемій грипу, СНІДу, холери, черевного тифу (сальмонельоз), туберкульозу тощо, зараження паразитичними червами, кліщами, комахами.

Забезпечення населення Землі продуктами харчування потребує щорічного збільшення площі орних земель. Але вплив знарядь і способів обробітку, вирубування лісів, які захищають ґрунти від дії вітрів і підземні води, та інші фактори спричиняють їхню ерозію. Ерозія ґрунтів - це зменшення товщі їхнього верхнього, найродючішого, шару в результаті знесення вітром, водою або внаслідок утворення ярів (мал. 294). Через ерозію та інші явища (засолювання тощо) запаси родючих ґрунтів щорічно зменшуються на 24 млн т, а площа пустель лише за останні 20 років збільшилася на 100 млн га.

Знищення лісів. Протягом останніх 10 тисяч років під впливом діяльності людини площа лісів на нашій планеті скоротилася не менше ніж на третину (мал. 295). Нині фітоценози деревних рослин щорічно скорочуються на 17 млн гектарів насамперед за рахунок тропічних лісів, які відіграють провідну роль у підтриманні екологічної рівноваги на нашій планеті. Як відомо, зменшення площі лісів є однією з причин накопичення в атмосфері вуглекислого газу.

Мал. 293. Мегаполіс (м. Київ)

Мал. 294. Яружна ерозія ґрунту: виникнення та збільшення розмірів ярів, що робить землі непридатними для сільськогосподарського використання

Мал. 295. Вирубування лісів у Карпатах загрожує стати екологічною катастрофою

Проблеми достатності енергоресурсів. Проблема енергозабезпечення тісно пов’язана з екологічним станом планети: ефективне використання енергоресурсів дає змогу знизити не тільки собівартість виробництва, а й рівень видобутку корисних копалин і тим самим зменшити рівень забрудненості довкілля. Зокрема, збільшення споживання електроенергії потребує будівництва нових електростанцій, серед яких і атомні (АЕС). Експлуатація АЕС, які діють у понад 30 країнах світу, пов’язана з вирішенням проблем їхньої безаварійної роботи, забруднення радіонуклідами довкілля, ізоляції (поховання) відпрацьованого палива тощо.

Не виключена і можливість аварій на АЕС, унаслідок яких великі території стають непридатними для проживання та господарського використання. Такі аварії були на АЕС у Три Майл Айленд (США), ядерному заводі на Уралі поблизу Єкатеринбурга, у квітні 1986 р. на Чорнобильській АЕС, у березні 2011 р. у Японії на АЕС «Фукусіма-1» (мал. 296).

Кліматичні зміни. Діяльність людини є однією з причин змін клімату Землі. Зокрема, інтенсивний розвиток промисловості та енергетичного комплексу збільшує концентрацію вуглекислого газу в атмосфері, що в свою чергу спричиняє так званий тепличний, або парниковий, ефект (мал. 297): за останні двісті років уміст С02 збільшився на 25 %, а температура біля поверхні Землі зросла на 0,5 °С.

Вплив діяльності людини на стан атмосфери. Забруднення атмосфери спричиняють викиди шкідливих для здоров’я людини та інших організмів відходів промислових підприємств, вихлопних газів автомобільного транспорту (H2S та SO2, NH3та NO2, СО, важких металів тощо). Підприємства будівельної і вугільної промисловості (цементні та гіпсові заводи, відкриті вугільні кар’єри тощо) є джерелами забруднення атмосфери пилом. Особливу небезпеку для довкілля становлять кислотні дощі, спричинені забрудненням атмосфери H2S та NO2. Сполучаючись із молекулами води, вони утворюють сильні неорганічні кислоти - сульфатну H2SO4та нітратну HNO3. Кислотні дощі призводять до тяжких наслідків: гинуть екосистеми лісів та прісних водойм (мал. 298).

Іншою небезпекою для здоров’я людини може стати послаблення озонового екрана. Це відбувається внаслідок потрапляння в атмосферу хлорфторвуглецевих сполук, які використовують в охолоджувальних агрегатах, кондиціонерах, аерозольних балончиках - розпилювачах лаків, фарб, парфумів тощо.

Вплив діяльності людини на гідросферу. Діяльність людини негативно впливає на водні екосистеми. Це, зокрема, забруднення промисловими та побутовими відходами, пестицидами й добривами, які змиваються з полів, зведення гідротехнічних споруд, осушення, витік нафтопродуктів тощо (мал. 299). Погіршення санітарного стану водойм, а також виснаження водних ресурсів (насамперед прісних водойм і ґрунтових вод) загострює проблему питної води. Навіть очищені стічні води варто лише обмежено використовувати для потреб промисловості, енергетики, зрошування орних земель тощо.

Мал. 296. Пожежа на АЕС «Фукусіма-1 »

Мал. 297. Схема тепличного ефекту: 1 - тепло, яке надходить із сонячними променями, відбивається від поверхні Землі; 2 - робота промисловості та транспорту забезпечує збільшення концентрації С02 в атмосфері, що заважає відтоку тепла у верхні шари атмосфери (3), унаслідок чого зростає температура біля поверхні Землі

Мал. 298. Наслідки кислотних дощів

Мал. 299. Забруднення води нафтою

Зникнення видів. Інтенсивний вплив людини на природні біогеоценози спричинює вимирання певних видів тварин і рослин унаслідок прямого винищення, руйнування місць їхнього існування, забруднення довкілля тощо. За підрахунками вчених, за останнє тисячоліття з нашої планети зникло понад 130 видів та підвидів ссавців, близько 260 видів і підвидів птахів, а кількість зниклих видів безхребетних тварин, рослин і грибів взагалі важко підрахувати.

Сучасний стан природних ресурсів України. Унаслідок інтенсивної господарської діяльності людини, особливо з другої половини ХІХ ст., природні ландшафти України дуже змінилися. Спотворено середовища життя диких видів тварин і рослин. Нині площа, охоплена природними угрупованнями, становить лише 29 % території країни. Зокрема, лісові масиви скоротилися до 14,3 % порівняно із 28 % у 1850 р. та 45 % на межі І та ІІ тисячоліть. Майже повністю знищено цілинний степ, змінено гідрологічний режим багатьох територій через побудову гребель, водосховищ, осушення боліт Полісся та обводнення територій степової зони. Зокрема, унаслідок створення каскаду «штучних морів» у Дніпрі практично зникли осетрові риби через перекриття їм доступу із Чорного моря на нерест (осетер, білуга тощо). Надмірне антропогенне забруднення значних територій природних екосистем хімічними сполуками, радіонуклідами створює загрозу генофонду багатого й різноманітного тваринного та рослинного світу України.

В Україні зменшується чисельність видів ссавців - об’єктів полювання (лося, козулі та ін.). Знижується промисел риби у водоймах.

Які є шляхи подолання екологічної кризи? Розвиток природничих наук зумовив розуміння того, що людина повинна підпорядковуватися законам природи як її складова частина, а не намагатися їх змінити (ойкуменічний світогляд). В.І. Вернадський ще в першій половині ХХ ст. передбачав, що біосфера переходить у новий стан - ноосферу - під впливом наукової думки й людської праці.

До вирішення будь-яких проблем людина повинна підходити з позицій екологічного мислення, тобто підпорядкування повсякденної практичної діяльності людини законам природи та вимогам охорони природного середовища.

Альтернативні джерела енергії - це поновлювані джерела, до яких відносять енергію сонячного випромінювання, вітру, морів, річок, біомаси, теплоти Землі, та вторинні енергетичні ресурси, які існують постійно або виникають періодично в довкіллі (мал. 300).

Важливе використання нових джерел енергії, зокрема біопалива. Біопаливо — це паливо з рослинної або тваринної сировини, продуктів життєдіяльності організмів або органічних промислових відходів. На відміну від інших природних енергетичних ресурсів (нафта, вугілля, ядерне паливо), біопаливо - поновлюване джерело енергії; його повністю розкладають мікроорганізми і тому воно безпечне для навколишнього середовища.

Охорона природи - це прикладна галузь знання про збереження стану біосфери, для якої екологія слугує теоретичною базою. Лише з розвитком екології людство поступово почало розуміти значення дослідження взаємозв’язків між організмами та їхнім довкіллям, виявлення закономірностей, які керують функціонуванням біосфери. Адже навіть незначний вплив людини на навколишнє середовище спричиняє ланцюгову реакцію, здатну призвести до непередбачених наслідків у глобальному масштабі. Щоб уникнути глобальної екологічної кризи, потрібні об’єднані зусилля всіх країн у справі охорони природного середовища.

Запам'ятаємо: ноосфера - це якісно нова форма організації біосфери, яка формується внаслідок її взаємодії із людським суспільством, коли буде досягнуте гармонійне співіснування природи та людини.

Мал. 300. Приклади використання альтернативних джерел енергії:

1 - заряджання сучасного електромобіля; 2 - сонячні батареї; 3 - вітрові електростанції

Які основні напрями збереження різноманітності організмів? Збереження та поліпшення стану біосфери неможливе без збереження біологічного різноманіття (біорізноманіття) організмів, які населяють нашу планету. Для збереження видового різноманіття багато країн світу (серед яких і Україна) приєдналися до розробленої МСОП Всесвітньої стратегії охорони природи.

Розуміння необхідності ретельного обліку рідкісних і зникаючих видів організмів зумовило створення 1948 р. при МСОП постійної Комісії з видів рослин і тварин, яким загрожує зникнення. Результатом роботи комісії стало створення Міжнародної Червоної книги, окремі випуски якої почали видавати з 1966 р. Водночас провадять роботу зі складання так званих Чорних списків видів, які зникли з лиця Землі починаючи з 1600 р. Підставою для введення певного виду до Чорного списку є відсутність достовірних його знахідок принаймні протягом останніх 50 років. Створюються списки видів, які потребують охорони на теренах окремих держав, та національні Червоні книги.

Червона книга України - це державний документ про сучасний стан видів тварин і рослин, які перебувають під загрозою зникнення, та про заходи щодо їхнього збереження та науково обґрунтованого відтворення. До неї заносять види тварин і рослин, які постійно чи тимчасово (наприклад, перелітні птахи) мешкають у природних умовах на території України або в межах її територіальних вод. Для кожного із занесених до Червоної книги України видів наведено дані про їхнє поширення, особливості будови, функціонування, життєвий цикл, чисельність у природі, вжиті або ті, що плануються, заходи щодо охорони тощо. Нині до Червоної книги України занесено 826 видів рослин і грибів та 542 види тварин (мал. 301, 302, форзаци).

Фахівці України вперше у світі розробили Зелену книгу, до якої заносять рідкісні й типові для певної місцевості рослинні угруповання, що потребують встановлення особливого режиму їх використання.

Види, занесені до Червоної книги, охороняють і відновлюють зокрема на різноманітних природоохоронних територіях. Відтворення та використання цих територій, які є національним надбанням, здійснюються згідно із Законом України «Про природнозаповідний фонд» (1992).

Біосферні заповідники (Асканія-Нова, Карпатський, Чорноморський, Дунайський) мають міжнародне значення і створені з метою збереження у природному стані найтиповіших природних комплексів біосфери та проведення екологічного моніторингу. У біосферних заповідниках здійснюють міжнародні наукові та природоохоронні програми.

Мал. 301. Тварини Червоної книги: 1 - бражник олеандровий; 2 - мідянка; 3 - хохуля звичайна; 4 - рись звичайна; 5 - дельфін білобочка; 6 - лелека чорний; 7 - сорокопуд сірий; 8 - саламандра плямиста; 9 - пелікан кучерявий

Мал. 302. Рослини Червоної книги: 1 - зозулинець салепів; 2 - підсніжник білосніжний; 3 - пізньоцвіт осінній; 4 - зозулині черевички; 5 - тюльпан двоквітковий; 6 - горицвіт весняний; 7 - лілія лісова; 8 - анемона дібровна; 9 - сон-трава; 10 - пальчатокорінник травневий

Природні заповідники - це природоохоронні науково-дослідні установи загальнодержавного значення, які створюють з метою збереження у природному стані типових для даної місцевості або унікальних природних комплексів, вивчення природних процесів і явищ, що в них відбуваються, розробки наукових засад охорони природи. На території України природні заповідники розміщені в усіх природних зонах. Так, у зоні мішаних лісів розташовані Древлянський, Поліський, Рівненський, Черемоський; лісостеповій - Канівський, «Розточчя», «Медобори», «Михайлівська цілина»; степовій - Луганський, Український степовий, Дніпровсько-Орільський, «Єланецький степ», Опукський; у Криму - Казантипський, Карадазький, Кримський, Ялтинський гірськолісовий, «Мис Мартьян»; в Українських Карпатах - «Горгани».

Національні природні парки - природоохоронні, науководослідні та культурно-просвітні установи, покликані зберігати цінні природні, а також історико-культурні комплекси та об’єкти. На їхній території за умов дотримання заповідного режиму дозволено організований туризм і певні форми відпочинку.

Регіональні ландшафтні (пейзажні) парки - природоохоронні заклади місцевого або регіонального значення, покликані виконувати ті самі завдання, що й національні природні парки.

Заказники - природні території, створені з метою збереження і відтворення певних природних комплексів або окремих видів організмів. Наукова та деякі види господарської і культурно-просвітньої діяльності дозволені на їхній території з дотриманням вимог охорони навколишнього природного середовища.

Цікаво знати

В Україні створено такі національні природні парки: Азово-Сиваський, «Білобережжя Святослава», Білоозерський, «Бузький Гард», «Великий Луг», Верховинський, Ви- жницький, Галицький, Гетьманський, Голосіївський, «Гомільшанські ліси», «Гуцульщина», Дворічанський, Дермансько-Острозький, Деснянсько-Старогутський, Джарилгацький, «Залісся», Ічнянський, «Кармелюкове Поділля», Карпатський, «Кременецькі гори», Мезинський, Нижньо-сульський, Пирятинський, «Північне Поділля», «Подільські Товтри»,«Прип'ять Стохід», «Приазовський», «Святі гори», «Синевир» і «Синьогора», «Сіверсько-Донецький», «Сколівські Бескиди», Слобожанський, «Тузлівські лимани», Ужанський, Хотинський, «Чарівна гавань», Черемоський, Шацький, Яворівський.

Пам’ятки природи - окремі унікальні природні утворення, які мають природоохоронне, наукове, естетичне або пізнавальне значення.

Особливе місце у здійсненні природоохоронних заходів посідають ботанічні сади та зоологічні парки, які створюють з метою вивчення, збереження, акліматизації та ефективного господарського використання рідкісних й інших видів місцевої та світової фауни й флори. Вони здійснюють і просвітницьку діяльність.

Ключові терміни та поняття:

ерозія ґрунтів, кислотні дощі, ноосфера, екологічне мислення, Червона книга, Зелена книга.

Перевірте здобуті знання

1. У чому причини сучасної екологічної кризи? 2. Чим небезпечне стрімке зростання чисельності народонаселення Землі? 3. Які наслідки урбанізації для біосфери та здоров'я людини? 4. Які причини ерозії та засолення ґрунтів? 5. Яку екологічну небезпеку становлять АЕС? 6. Як учені розуміють поняття «ноосфера» та «екологічне мислення»? 7. У чому полягають основні принципи раціонального природокористування? 8. Які ви знаєте альтернативні джерела енергії? 9. Які основні напрями охорони природи?

Поміркуйте

1. Як ви оцінюєте сучасну екологічну ситуацію в Україні? 2. Які відмінності в природоохоронному статусі є між такими категоріями природоохоронних територій, як біосферні заповідники; природні заповідники; національні природні парки; регіональні ландшафтні (пейзажні) парки; заказники; пам'ятки природи.

Коротко про головне

Стрімкий ріст народонаселення нашої планети та активна господарська діяльність людини здатні спричинити глобальну екологічну кризу. Перелік екологічних проблем, породжених діяльністю людини, досить великий - зростання народонаселення, нестача продовольства, енергії, прісної води, забруднення навколишнього середовища тощо.

До вирішення будь-яких проблем людина повинна підходити з позицій екологічного мислення, тобто підпорядкування повсякденної практичної діяльності людини законам природи та вимогам охорони навколишнього природного середовища.

ТЕСТ НА ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ

Виберіть із запропонованих відповідей правильну

1. Зазначте, як називають усі можливі типи співіснування організмів різних видів в екосистемі: а) паразитизм; б) мутуалізм; в) коменсалізм; г) симбіоз.

2. Укажіть, чим визначаються межі певного біогеоценозу: а) межами певного тваринного угруповання; б) межами певного рослинного угруповання; в) довільно; г) чітких меж не існує.

3. Визначте, як називають тип симбіозу, за якого організми різних видів отримують взаємну користь: а) паразитизм; б) коменсалізм; в) мутуалізм; г) конкуренція.

4. Зазначте, як називають просторове та трофічне положення популяції певного виду в екосистемі: а) місцеперебування; б) трофічний рівень; в) симбіоз; г) екологічна ніша.

5. Зазначте, що таке ноосфера: а) розумова оболонка Землі; б) частина оболонок Землі, заселена живими істотами; в) новий стан біосфери, зумовлений розумовою діяльністю людини; г) сукупність усіх природоохоронних територій.

6. Укажіть типи природоохоронних територій, які функціонують в Україні: а) лише заповідники; б) лише заказники; в) лише національні природні парки; г) заповідники, національні природні парки, заказники.

7. Визначте, як називають фактори неживої природи: а) абіотичні; б) біотичні; в) антропогенні; г) антропічні.

8. Укажіть, як називають угруповання організмів, штучно створені людиною з метою отримання сільськогосподарської продукції: а) екосистема; б) ботанічний сад; в) популяція; г) агроценоз.

9. Визначте, що собою становить ерозія ґрунтів: а) відкладення солей на поверхні ґрунту; б) зменшення товщі їх родючого шару; в) знищення корисних ґрунтових мешканців; г) вирубування лісів.

10. Назвіть мету, з якою створено Зелену книгу: а) охорона окремих рідкісних видів; б) охорона окремих зникаючих видів; в) охорона рідкісних і типових тваринних угруповань; г) охорона рідкісних і типових рослинних угруповань.

Утворіть логічні пари

11. Установіть відповідність між видами екологічних факторів та прикладами, які їх ілюструють.

А абіотичні

1 взаємодія хижак - здобич

Б біотичні

2 підвищений уміст радіонуклідів у ґрунті

В антропогенні

3 уміст газів у ґрунті

12. Установіть відповідність між формами симбіозу та прикладами, що їх ілюструють.

А мутуалізм

1 співіснування уссурійського тигра та лісового кота

Б коменсалізм

2 мешкання аскариди в кишечнику людини

В паразитизм

3 оселення рачків морських жолудів на тілі китів

Г нейтралізм

4 мешкання багатоджгутикових одноклітинних тварин у кишечнику тарганів та термітів

13. Установіть відповідність між парами видів та відносинами, які між ними можуть виникати.

А підосичник - осика

1 коменсал - хазяїн

Б орхідеї - тропічні дерева

2 паразит - хазяїн

В малярійний комар - людина

3 кровосисний вид - живитель

Г малярійний плазмодій - людина

4 хижак - здобич

5 мутуалістичні відносини

14. Установіть відповідність між формами діяльності людини та їхніми наслідками:

А Викиди в атмосферу хлорфторвуглецевих сполук

1 Утворення озонових дірок

Б Нераціональне поливання ґрунтів

2 Тепличний ефект

В Інтенсивна діяльність промисловості та транспорту

3 Ерозія ґрунтів

Г Масове вирубування лісів

4 Засолення ґрунтів

Завдання з вибором трьох правильних відповідей із трьох груп запропонованих варіантів відповідей 15. Визначте організми, що належать до тих чи інших екологічних груп.

Продуценти

Консументи

Редуценти

1 ціанобактерії

1 хлорела

1 бактерії-сапротрофи

2 кишкова паличка

2 хвощ польовий

2 пурпурні бактерії

3 чумна паличка

3 сарана перелітна

3 евглена зелена

Запитання з відкритою відповіддю

16. Які рівні організації живої матерії вивчає екологія? Які розділи екології вивчають ті чи інші рівні організації живої матерії?

17. Чому стабільність екосистем залежить від їхнього видового різноманіття? Відповідь обґрунтуйте.

18. Еволюція багатьох видів квіткових рослин і комах у складі екосистем відбувалася спільно. Які спільні пристосування в них виробилися і чим вони залежать одне від одного?

19. Чому слід охороняти не окремі рідкісні або зникаючі види, а цілісні - екосистеми, до складу яких вони входять? Відповідь обґрунтуйте.

20. Чому глобальну екологічну катастрофу можна відвернути лише спільними зусиллями урядів та громадськості різних країн? Відповідь обґрунтуйте.

21. Чому діяльність людини виділяють в окрему групу екологічних факторів?

22. На чому базується принцип єдності організмів і їх середовища життя?

23. Чому конкуренція між близькими в систематичному відношенні видами відбувається гостріше, ніж між віддаленими? Відповідь обґрунтуйте.

24. Темпи змін видового складу організмів на кинутому пшеничному полі із часом значно уповільнюються. Чим це можна пояснити?

25. У процесі змін видового складу організмів продуктивність екосистеми зростає. Чим це можна пояснити?

26. Чому біосферу не можна вважати окремою оболонкою Землі? Відповідь обґрунтуйте.

27. Чому два види з однаковими екологічними вимогами не можуть існувати в одній екосистемі? Відповідь обґрунтуйте.

28. Що має змінити у своєму ставленні до природи людина, щоб уникнути глобальної екологічної кризи?

29. Як людина впливає на колообіг речовин у біосфері?

30. Чому екосистеми не можуть існувати без продуцентів? Відповідь обґрунтуйте.

31. Який зв'язок існує між господарською діяльністю людини та змінами клімату Землі?



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити