Усі уроки до курсу «Екологія». 11 клас

УРОК 25. СТІЙКІСТЬ ПРИРОДНИХ КОМПОНЕНТІВ, ГЕОСИСТЕМ ДО АНТРОПОГЕННИХ ЗАБРУДНЕНЬ

Цілі уроку: проаналізувати стійкість природних компонентів до забруднень; розвивати логічне мислення; виховувати розуміння відповідальності за наслідки своєї діяльності.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням різних видів і джерел забруднення навколишнього середовища.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

1. Які існують види забруднення?
2. Які характерні особливості шумового забруднення вам відомі?
3. Які джерела радіоактивного забруднення найбільш поширені?

III. Вивчення нового матеріалу

Більшість сучасних трактувань поняття стійкості зводиться до розміщення цієї властивості як такої, що реалізується у різних формах.

Можна виділити три загальні форми стійкості геосистем:

інертність — здатність геосистеми в разі дії факторів не виходити із заданої області станів протягом певного інтервалу часу;
відновлюваність — здатність геосистеми повертатися за певний час до області станів після виходу з неї під впливом певного фактора;
пластичність — наявність у геосистемі кількох областей станів у рамках інваріанта та її здатність переходити в разі дії факторів з однієї такої області до інших, не залишаючи при цьому інваріантної області протягом певного часу.

Таким чином, стійкість геосистеми полягає в її здатності в разі дії зовнішнього фактора перебувати в одній з областей етапів і повертатися до неї за рахунок інертності й відновлюваності, а також переходити завдяки пластичності з однієї області станів до інших, не виходячи при цьому за рамки інваріантних змін протягом заданого інтервалу часу.

Інертність — найбільш «жорстка» й бажана її форма під час господарського використання геосистем.

Відновлюваність — важлива форма, що забезпечує стійкість насамперед, біоти та ґрунтів. Добре відновлюваною є геосистема, якщо вона здатна швидко повертатися до початкової області станів після значного за амплітудою відхилення від неї.

Пластичність — досить складна форма стійкості. Вперше положення про те, що стійкість може забезпечуватися за рахунок наявності в просторі її станів кількох локально стійких областей (тобто таких, де вона високоінертна й відновлювана), подав Р. Левітан (1969).

Пластичність геосистеми багато в чому визначається ступенем зв’язку між її станами (ступенем детермінованості їх змін).

На сьогодні не існує єдиного «універсального» методу оцінювання стійкості геосистем. І такий підхід є необґрунтованим і безперспективним. Стійкість реалізується в різних формах, а тому й показники стійкості мають характеризувати окремі її форми та їх особливості. Розробка такого комплексу показників стійкості ґрунтується на понятті відмови геосистем. Під нею розуміють подію, що спричинила вихід геосистеми із заданої області станів. Відповідно до змінної, що вийшла за межі діапазону своїх нормальних або допустимих значень, виділяються різні види відмов, наприклад:

голоморфізація геосистеми (вміст солей перевищить токсичні межі);
гідроморфізація геосистеми (якщо рівень ґрунтових вод піднявся вище критичної глибини їх залягання);
дегумініфікація ґрунту (якщо вміст гумусу стане меншим деякого встановленого значення).

Важливим під час розв’язання багатьох задач аналізу стійкості геосистем є показник середнього часу функціонування геосистеми до появи відмови. За значенням цього показника виконується прогнозування часу виникнення певних змін геосистем (наприклад, очікуваний час вторинного осолонцювання ґрунтів після початку зрошення; очікуваний час забруднення ґрунтових вод після Чорнобильської аварії тощо).

Показниками пасивності геосистем можуть вважатися такі статистичні параметри, як дисперсія, коефіцієнт варіації, ексцес. Чим менше їх значення, тим більш пасивними є змінні геосистеми. Вадою цих показників є те, що вони не враховують інтенсивності дії зовнішнього фактора на геосистему. Більш повна пасивність характеризує показник чутливості геосистеми, який чисельно характеризує те, наскільки суттєво змінюється геосистема в разі дії на неї певного чинника. Чутливість може стосуватися не тільки системи в цілому, але і її окремих компонентів (змінних), що дозволяє виділити найбільш чутливі характеристики геосистеми й такі, що лишаються пасивними до дії досліджуваного антропогенного фактора.

Бар’єрність геосистеми можна оцінити за варіаційним рядом змінної (х) — чим більше її значень знаходиться в крайніх (або в одному з крайніх) інтервалах, тим більшою слід вважати бар’єрність геосистем. За орієнтовний показник бар’єрності можна приймати коефіцієнт асиметрії.

Показники буферності мають характеризувати величину області станів геосистеми, знаходячись у якій, вона є стійкою до зовнішніх впливів. Змістовно такі показники досить близькі до параметрів ширини (об’єму) екологічної ніші, тому на основі запропонованого показника об’єму ландшафтно-екологічної ніші можна будувати ряд показників буферності геосистеми. За цими підходами можна оцінити буферність окремих компонентів геосистеми (гідрокліматичну, геолого-геоморфологічну, сольову).

Показники відновлюваності геосистеми. Головні особливості відновлюваності геосистем можна охарактеризувати з допомогою чотирьох базових показників:

імовірності відновлення геосистеми за певний проміжок часу;
показник середнього часу відновлення після відмови;
інтенсивності відновлення в момент часу;
цілісності відновлення.

Ці показники близькі до відповідних базових показників інертності, що дає можливість будувати прогнозні моделі ландшафту, динаміки та еволюції.

Середню швидкість відновлення геосистеми характеризує її еластичність.

IV. Практична робота

Тема роботи. За нормами ГДК вибрати і проаналізувати найбільш небезпечні забруднюючі речовини водного середовища України, своєї місцевості

Мета роботи: вибрати й проаналізувати найбільш небезпечні забруднюючі речовини водного середовища України, своєї місцевості.

Обладнання й матеріали: картка з таблицею для практичної роботи; карта своєї місцевості, робочий зошит.

Хід роботи

1. Використовуючи таблицю «Гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у воді водних об’єктів господарсько-питного та культурно-побутового водокористування» і дані санстанції щодо наявності забруднень у будь-якій водоймі вашого регіону, визначте, які забруднювачі в ній мають концентрацію вищу, ніж ГДК, або найближчу до неї.
2. Вкажіть можливі джерела надходження цих речовин до водойми.
3. Зробіть висновки, де вкажіть, як можна зменшити або взагалі запобігти потраплянню цих речовин у водойми вашого регіону.

Теоретичні відомості для виконання роботи

Гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у воді водних об’єктів господарсько-питного та культурно-побутового водокористування

Назва речовини	Гранично допустима концентрація, мг/л
Амоніак (за Нітрогеном)	2,0
Амоній сульфат (за Нітрогеном)	1,0
Активний хлор	Відсутня
Ацетон	2,2
Бензен	0,5
Дихлоретан	ОДР 0,02
Залізо	0,3
Кадмій	0,001
Капролактам	1,0
Кобальт	0,1
Силіцій	10,0
Марганець	0,1
Мідь	1,0
Натрій	200,0
Нафтопродукти	0,1
Фенол	0,001
Хром (С23+)	0,5
Хром (С26+)	0,05
Цинк	1,0
Етиленгліколь	1,0