Усі уроки до курсу «Екологія». 11 клас

УРОК 27. НАСЛІДКИ ДЕГРАДАЦІЇ ПРИРОДНИХ КОМПОНЕНТІВ. КАТЕГОРІЯ «ДЕГРАДОВАНА ГЕОСИСТЕМА»

Цілі уроку: ознайомити учнів з наслідками деградації природних компонентів; розвивати вміння використовувати знання попередніх курсів; виховувати бережливе ставлення до природи.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням процесів деградації природних компонентів та їх наслідків.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

  • 1. Що таке деградація природи?
  • 2. Які причини деградації природних компонентів?
  • 3. Яка роль людини в деградації природних компонентів?
  • 4. Чи потрібно зберігати природні компоненти?

III. Вивчення нового матеріалу

Наслідки деградації природних компонентів найсильніше торкнулися ґрунтів і сільськогосподарського виробництва. Частка пасовищ і сіножатей за останній період суттєво не змінилася і залишається на досить низькому рівні, хоча в багатьох країнах їхня питома вага нерідко досягає 50 %. Майже не збільшуються площі полезахисних лісонасаджень, немає помітних зрушень у структурі агроландшафтів. На сьогодні в користуванні перебуває майже 1 млн га ріллі з крутизною схилу понад 5° та ще 2,1 млн га ріллі — зі схилами від 3 до 5°. Загальна площа сільськогосподарських угідь із крутизною схилів понад 3° становить 4,5 млн га, у тому числі ріллі — 3 млн га, або, відповідно, 10,7 і 9,1 % усієї площі зазначених видів угідь. Такі угіддя необхідно поступово перепрофілювати, змінивши напрям використання, або консервувати з метою природної реабілітації, переводити в біосферно-охоронні території або включати до природозаповідного фонду. Наслідки неефективного землекористування суспільство змушене компенсувати дедалі більшими додатковими витратами матеріально-технічних і трудових ресурсів.

Ерозія ґрунтів (від лат. eros — роз’їдання) — руйнування і знос поверхневих, найбільш родючих, горизонтів і підстилаючих їх порід вітром (вітрова ерозія) або потоками води (водна ерозія). Землі, що зазнали руйнування у процесі ерозії, називають еродованими. До ерозійних процесів відносять також промислову ерозію (руйнування сільськогосподарських земель унаслідок будівництва й розробки кар’єрів), військову ерозію (воронки, траншеї), пасовищну ерозію (внаслідок інтенсивного випасу худоби), іригаційну (руйнування ґрунтів під час будівництва каналів і в разі порушення норм поливів) тощо. Однак справжнім лихом для землеробства залишаються водна ерозія (до неї схильний 31 % суходолу) і вітрова ерозія (дефляція), що активно діє на 34 % поверхні суходолу.

Під вітровою ерозією розуміють видування, перенесення і відкладення найдрібніших ґрунтових часток вітром. Інтенсивність вітрової ерозії залежить від швидкості вітру, стійкості ґрунту, наявності рослинного покриву, особливостей рельєфу й інших чинників. Значно впливають на її розвиток антропогенні чинники. Активізують ерозійні процеси знищення рослинності, нерегульований випас худоби, неправильне застосування агротехнічних заходів.

Водна ерозія ґрунтів (земель). Під водною ерозією розуміють руйнування ґрунтів тимчасовими водними потоками. Розрізняють такі форми водної ерозії: площинну, струменисту, яружну, берегову. Умови для прояву водної ерозії створюють природні чинники, а основною причиною її розвитку є виробнича діяльність людини. Зокрема, поява нової важкої ґрунтооброблювальної техніки, що руйнує структуру ґрунту, є однією з причин активізації водної ерозії в останні десятиріччя. Інші негативні антропогенні чинники: знищення рослинності й лісів, надмірний випас худоби, відвальна обробка ґрунтів тощо.

Серед різних форм прояву водної ерозії значної шкоди навколишньому природному середовищу, і насамперед ґрунтам, завдає яружна ерозія. Екологічні збитки від ярів величезні. Яри знищують цінні сільськогосподарські землі, спричиняють інтенсивний змив ґрунтового покриву, замулюють малі річки й водосховища, створюють густо розчленований рельєф.

Деградація земель — природне або антропогенне спрощення ландшафту, погіршення стану, складу, корисних властивостей і функцій земель та інших органічно пов’язаних із землею природних компонентів.

Головною причиною деградації є людська діяльність (антропогенне втручання). Людство чисельністю понад 6 млрд осіб і щорічним приростом 80-85 млн, оволодівши різними технологіями для забезпечення бажаних для себе благ і життєвого комфорту, змінює природу планети вже в глобальному вимірі. Не усвідомлюючи небезпеки, окремі нації й людство в цілому втягують Землю в грандіозний експеримент, хід і наслідки якого вони не можуть ні передбачити, ні контролювати.

В Україні ці процеси йдуть інтенсивніше, ніж у цілому на планеті. Із 60,3 млн га її території 42 млн га займають сільськогосподарські угіддя, 33,2 млн га — під ріллею. За останні 30 років площа еродованої орної землі збільшилася на 1,9 млн га, тобто втрачалося по 64 тис. га щороку, і зараз площа еродованих земель становить 11,3 млн га, або майже п’яту частину всієї території України.

IV. Практична робота

Тема роботи. Аналіз залежності акумуляції забруднюючих речовин у тканинах водних організмів від ступеня забрудненості води

Мета роботи: провести аналіз залежності акумуляції забруднюючих речовин у тканинах водних організмів від ступеня забрудненості води.

Обладнання й матеріали: картки для практичної роботи, робочий зошит.

Хід роботи

  • 1. Використовуючи картки для практичної роботи й дані санстанції щодо наявності забруднень у будь-якій водоймі вашого регіону, визначте, які забруднювачі трапляються в ній у найбільшій кількості.
  • 2. Вкажіть можливі джерела надходження цих речовин до водойми.
  • 3. Використовуючи дані санстанції щодо наявності найбільш поширених забруднень у тканинах живих організмів у цій водоймі, зробіть висновки, де вкажіть, які із забруднювачів у вашому регіоні накопичуються у тканинах водних організмів з найвищою інтенсивністю.

Теоретичні відомості для виконання роботи

Стійкість і отруйність пестицидів забезпечили успіх у боротьбі з комахами (у тому числі з малярійними комарами), різними бур’янами та іншими шкідниками, які знищують посіви. Однак було доведено, що пестициди також є екологічно шкідливими речовинами, так як накопичуються в різних організмах і циркулюють усередині харчових, або трофічних, ланцюгів. Унікальні хімічні структури пестицидів не піддаються звичайним процесам хімічного й біологічного розкладання. Отже, коли рослини та інші живі організми, оброблені пестицидами, споживаються тваринами, отруйні речовини акумулюються й досягають високих концентрацій в їх організмі. У міру того, як великі тварини поїдають дрібніших, ці речовини виявляються на більш високому рівні трофічного ланцюга. Це відбувається як на суші, так і у водоймах.

Хімікати, розчинені в дощовій воді й поглинені частинками ґрунту, у результаті їх вимивання потрапляють у ґрунтові води, а потім — у річки, де починають накопичуватися в рибах і дрібніших водних організмах. Хоча деякі живі організми і пристосувалися до цих шкідливих речовин, бували випадки масової загибелі окремих видів, ймовірно, через отруєння сільськогосподарськими отрутохімікатами. Наприклад, інсектициди ротеноном і ДДТ, пестицид 2,4-D та інші завдали сильного удару по іхтіофауні. Навіть якщо концентрація отруйних хімікатів несмертельна, ці речовини можуть привести до загибелі тварин або інших згубних наслідків на наступному ступені трофічного ланцюга. Наприклад, чайки гинули після вживання в їжу великої кількості риби, що містила високі концентрації ДДТ, а деякі інші види птахів, що харчуються рибою, у тому числі білоголовий орлан і пелікан, опинилися під загрозою вимирання внаслідок зниження відтворення. Через пестициди, що потрапили до їх організму, яєчна шкаралупа стає настільки тонкою й тендітною, що яйця б’ються, а зародки пташенят гинуть.

Радіоактивні ізотопи, або радіонукліди (радіоактивні форми хімічних елементів), також акумулюються всередині харчових ланцюгів, оскільки є стійкими за своєю природою. У процесі радіоактивного розпаду ядра атомів радіоізотопів випускають елементарні частинки й електромагнітне випромінювання. Цей процес починається одночасно з формуванням радіоактивного хімічного елемента й триває доти, поки всі його атоми не трансформуються під впливом радіації в атоми інших елементів. Кожен радіоізотоп характеризується певним періодом напіврозпаду — часом, протягом якого число атомів у будь-якому його зразку зменшується вдвічі. Оскільки період напіврозпаду багатьох радіоактивних ізотопів дуже значний (наприклад, мільйони років), їх постійне випромінювання може зрештою призвести до жахливих наслідків для живих організмів, що населяють водойми, в які скидаються рідкі радіоактивні відходи.

Відомо, що радіація руйнує тканини рослин і тварин, призводить до генетичних мутацій, безпліддя, а за достатньо високих доз — до загибелі. Механізм впливу радіації на живі організми досі остаточно не з’ясований, відсутні й ефективні способи пом’якшення або запобігання негативним наслідкам. Але відомо, що радіація накопичується, тобто повторюване опромінення малими дозами може, урешті-решт, діяти так само, як і однократне сильне опромінення.

Такі токсичні метали, як ртуть, миш’як, кадмій і свинець, теж мають кумулятивний ефект. Результат їх накопичення невеликими дозами може бути таким самим, як і після отримання одноразової великої дози. Ртуть, що міститься в промислових стоках, осідає в донних мулистих відкладеннях у річках і озерах. Анаеробні бактерії, що мешкають у мулах, переробляють її на отруйні форми (наприклад, метилртуть), які можуть призводити до серйозних уражень нервової системи й мозку тварин і людини, а також викликати генетичні мутації. Метилртуть — летка речовина, що виділяється з донних осадів, а потім разом з водою потрапляє в організм риби й накопичується в її тканинах. Незважаючи на те що риби не гинуть, людина, котра з’їла таку заражену рибу, може отруїтися й навіть померти.

Іншою добре відомою отрутою, що надходить у розчиненому вигляді у водотоки, є арсен. Він був виявлений у малих, але цілком вимірюваних кількостях у миючих засобах, що містять водорозчинні ферменти й фосфати, і барвниках, призначених для фарбування косметичних серветок і туалетного паперу. З промисловими стоками в акваторії потрапляють також свинець (використовуваний у виробництві металевих виробів, акумуляторних батарей, фарб, скла, бензину та інсектицидів) і кадмій (який використовується головним чином у виробництві акумуляторних батарей).

V. Домашнє завдання

Опрацювати теоретичний матеріал за відповідною темою.