Реферат моделирование природных процессов

Обновлено: 17.05.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

XII школьная конференция обучающихся

Математическое моделирование экологических процессов

Исследовательская работа

Выполнил ученик

Трушин Даниил Сергеевич

Научный руководитель:

учитель математики ВКК,

Козлова Наталья Борисовна

г. Череповец, 2016

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. История возникновения математического моделирования в экологии….5

1.2. Этапы и методы построения математических моделей. 6

2. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И ПРИНЦИПЫ ЭКОЛОГИИ

2.2. Метод Монте-Карло. 8

3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.2. Моделирование в экологии…..…………………………………………..10

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 17

Великая книга природы написана математическими символами

Особое место в экологическом образовании занимает школа. Это связано, прежде всего, с тем, что именно в школе мы начинаем подробно изучать природные явления, животных, их среду обитания, а также начинаем понимать какая угроза может возникнуть для всего живого на Земле, если человек будет бездумно и неэкономно использовать дары природы, наносить ущерб природе. Как же можно не только на уроках биологии, географии, литературы, но и на уроках математики вносить вклад в формирование экологического сознания школьника, воспитывать бережное отношение к природе? Наша учительница математики, Наталья Борисовна в 5 классе предложила практическую работу, в которой надо было узнать, сколько леса понадобится на изготовление всех экземпляров учебника. Кто то выбрал историю, кто – то английский, а я выбрал математику. У меня получилось, что на весь тираж учебника по математике придется вырубить лес с территории, превосходящей 250 футбольных полей. Эта работа вызвала удивление, многие ребята задумались о бережном отношении к учебникам, вторичном использовании бумаги. Вот я и задумался: Можно ли изучая математику, знакомиться с экологией, прогнозировать последствия воздействия человека на природу? Эти вопросы чрезвычайно важны для меня и именно поэтому я выбрал эту тему.

Объект исследования – математическая модель.

Предмет исследования – математические задачи с экологическим содержанием.

Актуальность моей работы состоит и в том, что метод математического моделирования – средство изучения и прогнозирования природных процессов.

Гипотеза будет состоять в том, что математический аппарат помогает решать и прогнозировать насущные экологические вопросы.

Цель: изучение и составление текстовых задач по математике для установления взаимосвязи математики с экологией.

Обозначенная цель требует решение следующих задач:

Собрать материал ы и изучить литературу по данной теме ;

Разработать математические задачи с экологическим уклоном и решить их;

Проанализировать условие задачи и выяснить, какая экологическая проблема в ней затронута, найти пути её решения.

Методы исследования:

1. Анализ и синтез различных источников информации.

2. Анкетирование одноклассников.

3. Самостоятельный поиск, составление и решение задач.

Результатом моей работы будет сборник задач с экологическим содержанием и решениями . Актуальность сборника задач состоит в том, чтобы обосновать возможность построения системы задач с экологическим содержанием, с целью воспитания экологической культуры у учащихся. Этот продукт поможет продемонстрировать значимость математических знаний в практической деятельности.

История возникновения математического моделирования в экологии.

Этапы и методы построения математических моделей.

В построении математических моделей сложных процессов выделяются следующие этапы.

1. Прежде всего, те реальные явления, которые хотят смоделировать, должны быть тщательно изучены: выявлены главные компоненты и установлены законы, определяющие характер взаимодействия между ними. Если неясно, как связаны между собой реальные объекты, построение адекватной модели невозможно. На этом этапе должны быть сформулированы те вопросы, ответ на которые должна дать модель. Прежде чем строить математическую модель природного явления, надо иметь гипотезу о его течении.

2. Разрабатывается математическая теория, описывающая изучаемые процессы с необходимой детальностью. На ее основе строится модель в виде системы абстрактных взаимодействий. Установленные законы должны быть облечены в точную математическую форму. Конкретные модели могут быть представлены в аналитической форме (системой аналитических уравнений) или в виде логической схемы машинной программы. Модель природного явления есть строгое математическое выражение сформулированной гипотезы.

3. Проверка модели – расчет на основе модели и сличение результатов с действительностью. При этом проверяется правильность сформулированной гипотезы. При значительном расхождении сведений модель отвергают или совершенствуют. При согласованности результатов модели используют для прогноза, вводя в них различные исходные параметры.[2]

Следует, однако, отметить, что сама по себе математическая модель не может служить абсолютным доказательством правильности той или иной гипотезы, так как может оказаться, что разные гипотезы приводят к сходным результатам, но она служит одним из путей анализа реальности.

Моделируют различные по характеру процессы, происходящие в реальной среде, как, например, отдельные типы экологических взаимодействий хищник – жертва, паразит – хозяин, конкурентные отношения, мутуализм и др. Математическими моделями описываются и проверяются разные варианты динамики численности популяций, продукционные процессы в экосистемах, условия стабилизации сообществ, ход восстановления систем при разных формах нарушений и многие другие явления. Сами методы математического моделирования биологических систем развиваются, совершенствуются и разнообразятся.[2]

Методы моделирования

Упрощённые версии реального мира, выраженные с помощью математической символики, называют математическими моделями. Математическое моделирование экологических процессов представляет собой мощный инструмент для количественной и качественной оценок изменений характеристик окружающей среды под воздействием различных факторов. Если математическая модель достаточно точно имитирует действительность, сохраняя существенную структуру реального явления, то появляются неограниченные возможности для экспериментирования: в эту модель можно вводить новые факторы или возмущения, чтобы выяснить их влияние на систему. Ценность математического моделирования очевидна в том случае, когда для практических целей изучают конкретную крупномасштабную экологическую проблему. Вводя необходимые сведения в математическую модель, можно предсказывать результаты тех или иных воздействий человека на исследуемый экологический процесс, получать нужные характеристики при изменении параметров модели. В последние десятилетия успехи вычислительной техники позволяют на количественном уровне изучать для практических целей сложные экологические системы с множеством видов, взаимодействующих друг с другом самым различным образом. [2]

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И ПРИНЦИПЫ ЭКОЛОГИИ.

Метод Монте-Карло

В природе часто встречаются системы, в распределении которых нет видимых закономерностей. Это относится, например, к расположению деревьев на однородном участке леса. Случайными 21по времени можно считать внешние воздействия на исследуемую систему, такие, например, как метеорологические факторы, а случайными флуктуациями — передвижение микроорганизмов в окружающей их среде. Если какие-либо факторы подчиняются определенным закономерностям, то при некоторых условиях их можно моделировать случайными процессами. Например, при изучении развития популяции микроорганизмов исследователя не интересует появление или гибель отдельной бактерии. При больших количествах микроорганизмов рождаемость, смертность и питание подчиняются строгим статистическим закономерностям. Если известно, что в течение какого-то периода погибает некоторая часть популяции, то неважно, какие именно особи исчезнут, можно считать, что этот процесс случаен. Метод Монте-Карло заключается в использовании случайных чисел для моделирования различных объектов, ситуаций и физических явлений, реализации игр и др.

Статистические модели

Практическая часть.

Социологический опрос

Я провёл социологический опрос /

Интересуют ли вас вопросы экологии( да/нет)

Знаете ли Вы, что вопросы регулирования численности животных могут решаются математически?(да/нет)

Интересно ли Вам решать задачи с экологическим содержанием? (да/нет)

Участвуете ли Вы в экологических акциях?(да/нет)

Вот что у меня получилось. В анкетировании принимало участие 67 шестиклассников. На первый вопрос большинство ответили – да( 75%), на второй – мало, кто ответил положительно(19%), Хочу отметить, что ребята были озадачены им. На третий вопрос – 65% опрошенных высказали свою заинтересованность. На четвёртый вопрос положительно ответили 77% участников, что демонстрирует активную жизненную позицию большинства ребят. Данный опрос продемонстрировал актуальность моей работы.

Моделирование в экологии

Моделирование в экологической среде позволяет прогнозировать развитие биологических популяций, управлять численностью отдельных видов и предсказывать влияние угрожающих развитию факторов.

Разберём следующую задачу.
Общее условие задачи . Пусть начальная численность популяции зайца (жертвы) в конце 2016 года составляла 3000 особей. Зайцами питаются два хищника – лисица и волк(без учета куницы). Выжившая к концу года часть популяции зайцев увеличивает свою численность на 130%. Начальная численность популяции лис составляет 350 особей, волков – 15 особей, один волк и одна лисица потребляют по 9 зайцев ежегодно. Годовой прирост популяции лис составляет 100%, волков – 60%. Смертность зайцев по иным причинам равна 10% (от ворон, охотников и др.). Смертность волков - 40% и лис – 51% (от рук охотников и др.). 1 этап моделирования - постановка задачи .
Уточненная постановка задачи.
Задача 1.

Рассчитать, какова будет численность зайцев, лис и волков через 1, 2, 3 года при полном отсутствии их смертности. Отобразить изменения численности зайцев, лис и волков в течение данного периода на диаграмме.

Цель моделирования – исследовать изменение численности популяции зайцев, лис, волков при отсутствии фактора смертности.
План эксперимента.
1. Ввести формулы, необходимые для расчета.
2. Произвести расчеты роста численности популяции.
3. По результатам расчетов построить график.
Для того чтобы построить требуемую информационную модель, необходимо определить, каким формальным языком удобнее описать эту модель. Так как известны исходные числовые данные, то требуется рассчитать численность зайцев за определенное время.

Определим формулы для расчета .
Известна начальная численность зайцев. Известен прирост популяции на 130%, тогда для вычисления численности зайцев в каждом следующем году воспользуемся формулой сложных процентов: S _n = S ₀ ∙ , где S ₀ - первоначальная численность, n - количество лет.

S ₁ =3000∙(1+1,3) 1 = 3000·2,3= 6900;

S ₂ =3000∙(1+1,3) 2 = 3000·2,3 2 =15870;

S ₃ =3000∙(1+1,3) 3 = 3000·2,3 3 =36501.

Известна начальная численность лис. Известен прирост популяции на 100%, тогда вычислим численность лис в каждом году, получим:

L ₁ =350∙(1+1) 1 = 350·2= 700;

L ₂ =350∙(1+1) 2 = 350·2 2 =1400;

L ₃ =350∙(1+1) 3 = 350·2 3 =2800.

Известна начальная численность волков. Известен прирост популяции на 60%, тогда вычисляя численность волков в каждом следующем году, получим:

V ₂ =15∙(1+0,6) 2 = 15·1,6 2 =38,4;

V ₃ =15∙(1+0,6) 3 = 15·1,6 3 =61,44.

Из полученных результатов можно сделать вывод о том, что при таком количестве зайцев, лис и волков наша экосистема претерпит сильные изменения.

Рассчитать, какова будет численность зайцев, лис и волков через 1, 2, и 3 года при соблюдении всех условий задачи. Отобразить изменения численности зайцев, лис и волков в течение данного периода графически.

Цель моделирования – исследовать изменение численности популяции зайцев, лис, волков при соблюдении всех внешних условий, влияющих на количество особи каждой популяции.

Определим формулы для расчета . Известна начальная численность зайцев. Известен прирост популяции на 130%, лиса и волк питаются зайцами (по 9 голов в год), смертность зайцев по другим причинам – 10%. Годовой прирост лис – 100%, волков – 60%. Смертность зайцев по иным причинам равна 10% (от ворон, охотников и др.). Смертность волков - 40% и лис – 51% (от рук охотников и др.).

Тогда для вычисления численности волка в каждом следующем году получим:

V ₂ =15∙(1+0,6) 2 ∙(1−0,4) 2 = 15·1,6 2 ·0,6 2 =13,824;

V ₃ =15∙(1+0,6) 3 ∙(1−0,4) 3 = 15·1,6 3 ·0,6 3 =13,27104.

Тогда для вычисления численности лис в каждом следующем году получим:

L ₁ =350∙(1+1) 1 ∙(1−0,51) 1 = 350·2·0,49= 343;

L ₂ =350∙(1+1) 2 ∙(1−0,51) 2 = 350·2 2 ·0,49 2 =336,14;

L ₃ =350∙(1+1) 3 ∙(1−0,51) 3 = 350·2 3 0,49 3 =329,4172.

Тогда для вычисления численности зайцев в каждом следующем году получим формулу: S ₁ ∙2,3∙0,9 – ( L ₁ ∙1,6∙0,6+ V ₁ ∙2∙0,49)∙9.

S ₁ =3000∙2,3∙0,9 – (343 + 14,4)∙9=2993,4;

S ₂ =2993,4∙2,3∙0,9 – (336,14 + 13, 824) ∙9=3046,662;

S ₃ =3046,662∙2,3∙0,9 – (329,4172 + 13,27104) ∙9=3222,39618.

План эксперимента.
1) Ввести формулы, необходимые для расчета.
2) Произвести расчеты роста численности популяции.
3) По результатам расчетов построить диаграмму( смотри приложение 2).
Изменение численности популяций при соблюдении всех внешних условий, влияющих на количество особи каждой популяции.

При таком количестве зайцев, лис и волков наша экосистема сильных изменений не претерпит.

Зачем вся эта работа? – спросите вы.

3.3. Банк задач.

Запишите числа: "Лесные пожары в России только за первые шесть месяцев две тысячи шестнадцатого года уничтожили почти миллион гектаров деловой древесины, в связи с чем бюджет недосчитался трех миллиардов ста восьмидесяти миллионов рублей, заявил Генеральный прокурор страны Юрий Чайка на оперативном совещании в августе в Улан-Удэ. Помимо этого, по его словам, при тушении пожаров погибли люди, нанесен колоссальный вред экологии и на восстановление природы уйдут долгие годы. По данным Генпрокуратуры, в восстановлении нуждается около тридцати млн га лесного фонда .[5]

20кг макулатуры сохраняют одно дерево. В этом году в городе Череповце её собрали около 2,5 т. Сколько деревьев сохранили участники акции? [6]

Проблема экологии городов – это в первую очередь, проблема уменьшения выбросов в окружающую среду различных загрязнителей. Для разложения в природной среде бумаги требуется до 10 лет, консервной банки – до 90 лет, полиэтиленового пакета – до 200 лет, пластмассы – до 500 лет, стекла – до 1000 лет. Поставьте разумные вопросы и решите задачу. Сделайте соответствующие выводы, прежде чем бросить!

Подумай, в каком веке могла родиться встреченная тобой черепаха, если продолжительность её жизни – 150 лет?

Летучая мышь съедает за одну ночь приблизительно 4г насекомых. Как минимум 20% пищи летучих мышей состоит из комаров. Комар весит примерно 2,2мг. Летний сезон длится около 90 дней. Сколько комаров может съесть летучая мышь за одно лето.

Вода – один из наиболее важных компонентов человеческого организма, составляющий 2/3 его массы. Средняя потребность воды в сутки для организма человека составляет: в 10-летнем возрасте 70-85 мл на кг массы тела, в 14 лет – 50-60 мл на кг массы тела. 14 –летняя Анна и ее 10- летний братишка Сергей, после летней тренировки употребили в течение дня целых 7,5 литров жидкости, причем Анна в 1,5 больше, чем Сергей. Сколько жидкости употребил каждый ребенок? Больше или меньше нормы воды употребили ребята, если масса Анны 42 кг, а масса Сергея – 32 кг? Рассчитайте собственную суточную потребность в воде.

Общий объём выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух г. Череповца от стационарных и передвижных источников в 2015 году составил 364 тысячи тонн. 95% из них — промышленные выбросы. Сколько тонн промышленных выбросов оказывается в атмосфере?

Вологодская область занимает территорию 144,5 тыс. км 2 в Северо-Западном федеральном округе Российской Федерации. Её территория относится к бассейнам трех морей – Белого, Каспийского и Балтийского. Водосборная площадь бассейна Белого моря занимает 70 % территории области, бассейна Каспийского моря – 22 %, а остальная территория принадлежит бассейну Балтийского моря. Какая площадь принадлежит бассейну Балтийского моря?

Математическое моделирование становится в настоящее время одной из важнейших составляющих научно-технического прогресса. Без применения этой методологии в развитых странах не реализуется ни один крупномасштабный технологический, экологический или экономический проект. Целью моделирования, в конечном счете, является принятие адекватных управленческих решений.

Преимущества математических моделей состоят в том, что они точны и абстрактны, передают информацию логически однозначным образом, хотя и пользуются средними величинами. Модели точны, поскольку позволяют осуществлять предсказания, которые можно сравнить с реальными данными, поставив эксперимент или проведя необходимые наблюдения.

Модели абстрактны, так как символическая логика математики извлекает только те элементы, которые важны для дедуктивной логики рассуждения, исключая все посторонние значения.

Недостатки математических моделей заключаются часто в сложности математического аппарата и трудности перевода этих результатов с языка математики на язык реальной жизни. Но математическое моделирование настолько увлекательное занятие, что “модельеру” очень легко отойти от реальности и увлечься применением математических языков к абстрактным явлениям. Именно поэтому следует помнить, что моделирование экологических процессов – это лишь один из этапов широкой стратегии их исследования, особенно в школе, когда идет становление ребёнка как личности. Считаю, что моя работа достигла своей цели.

1. Берешко И. Н., Бетин А. В. Математические модели в экологии Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского

Надорганизменные системы (популяции, биоценозы, экосистемы, биосфера), изучаемые экологией, чрезвычайно сложны. В них возникает большое количество взаимосвязей, сила и постоянство которых непрерывно меняются. Одни и те же внешние воздействия нередко приводят к различным, а иногда и к противоположным результатам. Это зависит от состояния, в котором находилась система в момент воздействия. На действие конкретных факторов предвидеть ответные реакции системы можно только через сложный анализ существующих в ней количественных взаимоотношений и закономерностей. Поэтому широкое распространение в экологии получило моделирование, особенно при изучении и прогнозировании природных процессов.

1) физическое (вещественно-натуральное) или знаковое (математическое, логическое) подобие (обычно упрощенное) реального объекта, явления или процесса; 2) уменьшенное подобие реального объекта; отличают действующую модель и только имитирующую форму чего-то (макет); 3) схема, изображение или описание какого-либо явления или процесса в природе и обществе.

В экологии под моделью довольно часто понимается материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе исследования замещает объект-оригинал, и его непосредственное изучение дает новые знания об объекте-оригинале. Модель неизбежно упрощает действительность и в то же время показывает особенно ярко элементы и связи, интересующие ученого.

Моделирование — метод исследования сложных объектов, явлений и процессов путем их упрощенного имитирования (натурного, математического, логического). Основывается на теории подобия (сходства) с объектом-аналогом.

Требования, предъявляемые к моделям. Важнейшие требования к любой модели — ее подобие с моделируемым предметом и наличие следующих свойств:

— модель — это увеличенное (клетка) или уменьшенное (глобус) подобие объекта;

— модель может замедлить быстро протекающие процессы или ускорить медленно протекающие;

— модель упрощает реальный процесс, что дает возможность обратить внимание на главную сущность объекта.

Виды моделей. Модели принято делить на две группы: материальные (предметные) и идеальные (мысленные), рис. 21.3.

Рис. 21.3. Виды моделей

Из материальных моделей наиболее широко распространены в природопользовании физические модели. Например, при создании крупных проектов, таких, как строительство ГЭС, связанных с изменениями окружающей природной среды. Вначале строятся уменьшенные модели устройств и сооружений, на которых исследуются процессы, происходящие при заранее запрограммированных воздействиях.

Во второй половине XX в. среди видов моделей в экологии все большее значение приобретают идеальные: математические, кибернетические, имитационные, графические модели.

Суть математического моделирования заключается в том, что с помощью математических символов строится абстрактное упрощенное подобие изучаемой системы. Далее, меняя значение отдельных параметров, исследуют, как поведет себя данная искусственная система, т. е. как изменится конечный результат.

Математические модели, строящиеся с применением ЭВМ, называют кибернетическими.

Исследования, в которых ЭВМ играет важную роль в самом процессе построения модели и проведения модельных экспериментов, получили название имитационного моделирования, а соответствующие модели — имитационных.

Графические модели представляют блоковые схемы (рис. 21.4) или раскрывают зависимость между процессами в виде таблицы-графика. Графическая модель позволяет конструировать сложные эко- и геосистемы.

Рис. 21.4. Блоковая схема, на которой показаны четыре

основных компонента, учитываемых при моделировании

экологических систем (Ю. Одум, 1986):

Е — движущая сила; Р — свойства; F — потоки; I — взаимодействие

По охвату территории все модели могут быть: локальными, региональными и глобальными.

В построении математических моделей сложных природных процессов выделяются следующие этапы.

1. Реальные явления, которые планируется смоделировать, должны быть тщательно изучены: выявлены главные компоненты и установлены законы, определяющие характер взаимодействия между ними. Если неясно, как связаны между собой реальные объекты, построение адекватной модели невозможно. На данном этапе нужно сформулировать вопросы, на которые ответ должна дать модель. Прежде чем строить математическую модель природного явления, надо иметь гипотезу о его течении.

2. Разрабатывается математическая теория, описывающая изучаемые процессы с необходимой деятельностью. На ее основе строится модель в виде абстрактных взаимодействий. Установленные законы должны быть облечены в точную математическую форму. Конкретные модели могут быть предоставлены в аналитической форме (системой аналитических уравнений) или в виде логической схемы машинной программы. Модель природного явления есть строгое математическое выражение сформулированной гипотезы.

3. Проверка модели — расчет на основе модели и сличения результатов с действительностью. При этом проверяется правильность сформулированной гипотезы. При значительном расхождении сведений модель отвергают или совершенствуют. При согласованности результатов модели используют для прогноза, вводя в них различные исходные параметры.

По Ю. Одуму (1986), моделирование обычно начинают с построения схемы или графической модели, часто представляющей собой блок-схему (см. рис. 21.4).

В качестве научной основы природопользования используется модель геосистемы (географической системы). Эта модель применяется в природопользовании для прогнозирования, а также с целью управления природопользованием посредством воздействия на один компонент для получения положительного эффекта от другого.

Природная геосистема рассматривается обычно как сравнительно простая географическая модель, саморегулирующаяся система. Ее целостность поддерживается взаимосвязью природных компонентов. В более сложные модели в качестве нового элемента вводится человек (общество), рис. 21.5.

Рис. 21.5. Модели разных видов геосистем — природной (А),

природно-технической (Б), интегральной (В)

Схематические рисунки и соответствующие им графические модели справа показывают увеличение числа элементов, слагающих каждую геосистему, и связей между ними: 1 — граница интегральной геосистемы; 2 — граница природно-технической геосистемы; 3 — граница природной геосистемы; 4 — природные компоненты, элементы; 5 — технические элементы, подсистемы; 6 — население; 7 — орган управления, принимающий и контролирующий решения; 8 — связи между компонентами, элементами, подсистемами; 9 — связи на входе и выходе систем

В природно-технических системах техника и природа представлены как элементы одной системы (рис. 21.5Б).

Подход, в котором природа и техника рассматриваются как элементы одной системы, несомненно, способен углубить представления о механизме взаимодействия, выявить последствия воздействия техники на природу. Здесь представление о геосистеме как системе самоуправляемой относительно быстро меняется на представление о ней как системе управляемой.

Геосистема, включающая в качестве своих элементов население и орган управления, который принимает и контролирует решения, называется интегральной (рис. 21.5В). Для рационального природопользования это очень важно, так как ставится задача выработки системы мер по сохранению целостности геосистемы.

Экологический мониторинг

Экологический мониторинг — это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменение состояния окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности.

Профессор Р. Мэнн в 1973 г. в постановочном аспекте изложил концепцию мониторинга, которая была обсуждена на первом Межправительственном совещании по мониторингу (Найроби, февраль 1979 г.). Мониторингом Р. Мэнн предложил называть систему повторных наблюдений одного или более элементов окружающей природной среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой.

В 90-х гг. XX в. в Российской Федерации мониторинг природной среды и источников антропогенных воздействий осуществляется службами Госкомгидромета, Санэпиднадзора, Министерства охраны окружающей среды, Минсельхозпрода и других ведомств.

Цель экологического мониторинга — информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью (рис. 21.6).

Рис. 21.6. Схема мониторинга

В состав мониторинга входят:

— наблюдение за изменением качества окружающей среды, факторами, воздействующими на окружающую среду;

— оценка фактического состояния природной среды;

— прогноз изменения качества среды.

Наблюдения осуществляются по физическим, химическим и биологическим показателям. Перспективны интегрированные показатели состояния окружающей среды.

В систему экологических наблюдений входит определение показателей опасного загрязнения среды техногенного происхождения, например, соединений тяжелых металлов, газовых загрязнителей и т. д.

Выделяют глобальный, национальный, региональный и локальный мониторинга.

Глобальный (биосферный) мониторинг осуществляется на основе международного сотрудничества, позволяет оценить современное состояние всей природной системы Земли. Наблюдение ведут базовые станции в различных регионах планеты (30—40 сухопутных и более 10 океанических). Нередко они располагаются в биосферных заповедниках.

Национальный мониторинг осуществляется в пределах государства специально созданными органами.

Региональный мониторинг осуществляется за счет станций системы, куда поступает информация в пределах крупных районов, интенсивно осваиваемых народным хозяйством, а следовательно, подверженных антропогенному воздействию.

К локальному мониторингу относятся наблюдения за воздушной средой различных зон города, промышленных и сельскохозяйственных районов и отдельных предприятий.

Локальный мониторинг осуществляется с помощью стационарных, передвижных или подфакельных постов. Такая система имеется в большинстве крупных городов России. Так, в г. Кургане мониторинг атмосферного воздуха осуществляется на пяти постах.

И. П. Герасимов (1981) подразделяет систему наземного мониторинга окружающей среды на блоки, имеющие свои задачи и базу обеспечения (табл. 21.2).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

1.1. Математическое моделирование природных процессов и хозяйственной деятельности человека, прогнозирование изменений в окружающей среде с помощью математических моделей и ЭВМ, модели идеализированных экосистем

1.2. Метеорологические наблюдения и модели глобальных климатических процессов

1.3. Модель устойчивого развития

2. Популяция. Основные свойства, имеющие значения для хоз-ва, антропогенные воздействия на популяцию

2.1. Общее понятие о популяции

2.2. Количественные оценки популяции как отражение сущности и её экологической ниши

2.3. Скорость роста численности, рождаемость, смертность, интенсивность иммиргации и эмиграции

2.4. Динамика популяции как баланс протекающих в ней процессов

2.5. Механизмы регуляции, численность популяции: генетические, этологические и физиологические

2.6. Виды антропогенных воздействий на популяции организмов

Выдержка из текста

1. января 2002 года 7-ФЗ определяет правовые основы государственной политики в области охраны окружающей среды, обеспечивающие сбалансированное решение социально-экономических задач, сохранение благоприятной окружающей среды, биологического разнообразия и природных ресурсов в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений, укрепления правопорядка в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности. Различные аспекты регулирования отношений между человеком и окружающей средой закреплены в Налоговом, Административном, Уголовном кодексах, различных ГОСТах и СанПиНах, и других нормативных документах. Однако на практике действие их ограничено невозможностью контроля, отсутствием конкретных мер по конкретным проблемам, отсутствием полномочий и многими другими проблемами.

Существует ряд международных правовых документов, основная цель которых — предотвратить грозящий человечеству экологический кризис и, используя экологические законы, обеспечить дальнейшее развитие и благополучие общества. В связи с этим в данной работе используется документы конференций, которые касаются охраны окружающей среды.

Государство использует совокупность экологических целей, которые призваны для того, чтобы сохранить экосистемы, и поддержать их целостность и жизнеобеспечивающие функции.Целью данной работы является изучение особенностей природопользования и решение экологических проблем в России. изучить методологические вопросы экономической оценки природных ресурсов и экологических мероприятий;

С начала 80-х принимают актуальное значение проблемы защиты окружающей среды, определение размера принципов и платежа за пользование природными ресурсами. Проблемы и вопросы, которые возникают при расчете экологического ущерба в итоге антропогенного влияния, масштабы и динамика ухудшения состояния природной среды, актуализировали интерес к теоретическому анализу экологизации производственной деятельности.Цель курсовой работы состоит в обосновании применения макроэко-номического подхода к решению экологических проблем.

Следует обозначить и тот факт, что на протяжении второй половины XX в. Советский Союз по многим экономическим показателям, в т. ч. по темпам роста производительности труда и объемам производства продукции многих отраслей промышленности, находился не просто в числе мировых лидеров, а зачастую занимал первые позиции в мировой табеле о рангах, конкурируя лишь с США .

реализация такой системы адаптации к рискам, при помощи которой могут быть не только нейтрализованы или компенсированы негативные вероятные результаты, но и максимально использованы шансы на получение высокого дохода.

• мозговой штурм — оперативный метод решения проблемы на основе стимулирования творческой активности, при котором участникам обсуждения предлагают высказывать как можно большее количество вариантов решения, в том числе самых фантастичных[39].

Затем из общего числа высказанных идей отбирают наиболее удачные, которые могут быть использованы на практике.

Список литературы

1. Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа, 2003. 512 с.

2. Терез Э.И. Устойчивое развитие и проблемы изменения глобального климата Земли // Ученые записки Таврического национального университета им.В.И.Вернадского. Том 17(56), 2004 г., № 1, С.181-205.

3. Матросов В.М., Матросов И.В. Глобальное моделирование с учетом динамики биомассы и сценарии устойчивого развития. / Новая парадигма развития России (Комплексные исследования проблем устойчивого развития).

4. Роговин К. А., Мошкин М. П. Авторегуляция численности в популяциях млекопитающих и стресс (штрихи к давно написанной картине) // Журн.общ.биологии. Том 68, 2007. №

4. июль-август. Стр. 244-267

5. Экология / Г. В. Стадницкий, А. И. Родионов; Под ред. В. А. Соловьева, Ю. А. Кротова, ил. 21 см, 3-е изд., стер. СПб. Химия С.-Петерб. отд-ние 1997. — 238 с.

А.С. Степановских
Экология. Учебник для вузов
М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. — 703 с.

21.2. Моделирование природных процессов в решении экологических проблем