Экология и концепции устойчивого развития

ЭКОЛОГИЯ И КОНЦЕПЦИИ 

УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

ПРАКТИКУМ

Под общей редакцией Е. А. Гончарова

Йошкар-Ола

2023

УДК 574
ББК 20.1

Э 40

Авторы:

Е. А. Гончаров, Р. Р. Иванова, И. И. Митякова, Т. Н. Ефимова, 

Т. Е. Шведова, К. А. Копылов

Рецензенты:

доктор биологических наук, профессор МарГУ О. Л. Воскресенская;
доктор сельскохозяйственных наук, профессор МГУ им. Н.П. Огарева

А. В. Каверин

Печатается по решению

редакционно-издательского совета ПГТУ

Экология и концепции устойчивого развития: практикум / 

Е. А. Гончаров, Р. Р. Иванова, И. И. Митякова и др.; под общ. ред. 
Е. А. Гончарова. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2023. – 106 с. 
ISBN 978-5-8158-2355-6

В издании представлены практические работы по разделам «Человек и 

биосфера», «Концепции устойчивого развития» и «Экологические аспекты 
в повседневной жизни и профессиональной деятельности», приведены методики выполнения работ, задания и справочные материалы, контрольные 
вопросы и литература. 

Для студентов направлений подготовки бакалавриата и специалитета, 

изучающих курс «Экология и концепции устойчивого развития». 

УДК 574
ББК 20.1

ISBN 978-5-8158-2355-6
© Гончаров Е. А., Иванова Р. Р., 
Митякова И. И., Ефимова Т. Н., 
Шведова Т. Е., Копылов К. А., 2023
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2023

Э 40 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение....................................................................................................... 4

Раздел 1. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА

Практическая работа № 1. Влияние на организм абиотических 
факторов ....................................................................................................... 5
Практическая работа № 2. Возрастная структура и численность 
популяций................................................................................................... 11
Практическая работа № 3. Функционирование экосистем ................. 13
Практическая работа № 4. Факторы окружающей среды 
и их влияние на здоровье человека .......................................................... 23
Практическая работа № 5. Экспертиза продуктов питания 
по упаковке................................................................................................. 37

Раздел 2. КОНЦЕПЦИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

Практическая работа № 6. Решение задач по возрастной структуре
и динамике численности населения......................................................... 49
Практическая работа № 7. Расчет экологического следа .................... 54

Раздел 3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОВСЕДНЕВНОЙ

ЖИЗНИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Практическая работа № 8. Изучение шумового загрязнения.............. 58
Практическая работа № 9. Оценка выбросов транспорта
в атмосферный воздух............................................................................... 63
Практическая работа № 10. Изучение критериев оценки 
загрязнения гидросферы ........................................................................... 68
Практическая работа № 11. Определение показателей 
качества воды............................................................................................. 74
Практическая работа № 12. Дозиметрическое обследование 
жилых, общественных и производственных зданий .............................. 80
Практическая работа № 13. Оценка запыленности воздуха................ 84
Практическая работа № 14. Загрязнение атмосферы 
при сжигании основных видов топлива................................................... 88
Практическая работа № 15. Оценка состояния окружающей среды 
по наличию, обилию и разнообразию видов 
лишайников (лихеноиндикация) .............................................................. 94
Практическая работа № 16. Определение степени опасности 
отхода для окружающей среды ................................................................ 98

Заключение............................................................................................... 103
Список литературы.................................................................................. 104

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Экология и концепции устойчивого развития» разрабо
тана и апробирована коллективом авторов кафедры экологии, почвоведения и природопользования Поволжского государственного технологического университета. 

Необходимость внедрения данной дисциплины обусловлена требо
ваниями федеральных образовательных стандартов высшего образования к формированию универсальной компетенции «Способен создавать 
и поддерживать в повседневной жизни и в профессиональной деятельности безопасные условия жизнедеятельности для сохранения природной среды, обеспечения устойчивого развития общества, в том числе 
при угрозе и возникновении чрезвычайных ситуаций и военных конфликтов». 

Рабочая программа дисциплины включает три раздела: «Человек и 

биосфера», «Концепции устойчивого развития», «Экологические аспекты повседневной жизни и профессиональной деятельности». В соответствии с тематическими разделами рабочей программы в практикум 
включено 16 практических работ, направленных на закрепление теоретических знаний (об основных экологических закономерностях существования организмов и экосистем; о региональных и глобальных экологических проблемах; о целях устойчивого развития социумов; о принципах и 
технологиях охраны окружающей среды) и формирование практических 
навыков экологически ответственного поведения, диагностики состояния окружающей среды и выбора экологически обоснованных решений 
задач в повседневной жизни и профессиональной деятельности. 

Каждая практическая работа включает общие теоретические сведе
ния, справочные материалы, задания и методические рекомендации по их 
выполнению, контрольные вопросы для самоконтроля. В пособии также 
представлен список литературы, необходимый для углубленного изучения дисциплины.

Раздел 1. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА

Биосфера – глобальная экосистема, особая активная «оболочка» 

Земли, состав, строение и энергетика которой определяются существованием и деятельностью живых организмов. В биологической организации 
живого вещества планеты выделяют молекулярный, клеточный, организменный, популяционный (популяционно-видовой), экосистемный и биосферный иерархические уровни [6, 7, 13, 14, 20].

Человек как биологический вид занимает в биосфере свою экологи
ческую нишу, а как биосоциальный вид, создавая социум, расширяя и совершенствуя свою среду обитания, он оказывает мощное преобразующее 
воздействие как на отдельные организмы, популяции, экосистемы, так и 
на биосферу в целом.

Практическая работа № 1

Влияние на организм абиотических факторов

Цель: закрепить понятия абиотических факторов, их значения в фор
мировании среды обитания и закономерностей воздействия на организм; 
изучить влияние абиотических факторов среды на жизнедеятельность организмов.

Все организмы в биосфере существуют в определенных условиях. Та 

часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует, называется средой обитания [14].

Любой элемент (условие) среды, оказывающий прямое или косвенное 

влияние на живые организмы хотя бы на одной из фаз их индивидуального развития, называется экологическим фактором.

Все экологические факторы в зависимости от их происхождения

можно разделить на три группы: абиотические, биотические и факторы,
связанные с человеком и его деятельностью.

Абиотические (физико-химические) факторы – это факторы нежи
вой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. 
Выделяют следующие группы абиотических факторов: климатические

(свет, вода, ветер, температура); эдафические (механический состав, влагоемкость, плотность, плодородие); орографические (рельеф, высота над 
уровнем моря, южный или северный склон); химические (газовый состав 
воздуха, солевой состав воды, минеральный состав пород земли). 

Биотические факторы – совокупность влияния жизнедеятельности 

живых организмов друг на друга в данное время и опосредованное влияние через изменение среды. Каждый организм испытывает на себе прямое или косвенное влияние других существ, вступает в связь с представителями своего вида и других видов – растениями, животными и микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Биотические факторы делятся на фитогенные, зоогенные и микробиогенные.

Факторы, связанные с человеком и его деятельностью, – это пря
мое или косвенное влияние человека и его деятельности на другие организмы и среду жизни. Выделяют антропические экологические факторы 
(непосредственное воздействие человека на другие организмы) и антропогенные (косвенное воздействие человека как результат его деятельности: промышленное загрязнение окружающей среды, уничтожение лесов, деградация почвы и др.). 

Между организмами и средой обитания возникают сложные взаимо
действия. Экологические факторы могут влиять как раздражители, вызывающие приспособительные физиологические и биохимические реакции; 
как модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов; как сигналы, свидетельствующие об изменении 
других факторов среды. Степень благоприятности воздействия экологического фактора зависит от интенсивности воздействия или количества 
экологического фактора. Пределы колебаний экологического фактора, 
которые переносит организм (популяция), определяют величину его толерантности по отношению к данному фактору. Экологические факторы, выходящие за пределы толерантности организма, становятся лимитирующими (ограничивающими) и могут привести к гибели организма.

Эффект воздействия экологических факторов зависит не только от их 

характера, но и от дозы, воспринимаемой организмом (высокая или низкая температура, яркий свет или темнота). Для каждого организма существует конкретное количество фактора, наиболее благоприятное для него 
(экологический оптимум). При этом оптимум для одних процессов может 
являться пессимумом для других. Ответные реакции на действие экологических факторов зависят от индивидуальных особенностей особей, от 
половозрастных различий и других причин. Экологическая валентность 
вида всегда шире, чем экологическая валентность отдельных особей, а 
оптимум неодинаков не только для разных видов, находящихся в 

различных условиях, но и для отдельных стадий развития одного организма [7, 13, 14, 20].

Для выполнения данной работы необходимо вспомнить такие поня
тия, как «экологический оптимум», «экологический пессимум», «пределы выносливости вида», «экологическая пластичность», «толерантность» [20]. 

ЗАДАНИЕ 1. Определите, как влияет температура на активность 

животных.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Температура является одним из основных экологических факторов 

окружающей среды, определяющих условия жизнедеятельности организмов. 

Постройте совмещенные графики зависимости количества мышей от 

температуры окружающей среды для каждой группы полевок и всех животных в целом, используя данные таблицы 1.1.

Таблица 1.1

Распределение разновесовых групп полевок в зависимости

от температуры окружающей среды

Температура 

окружающей среды, ºС

Количество мышей-полевок (шт.) массой (г)
20 г
20-25 г
более 25 г

11
1
1
4

12
1
2
6

13
1
3
10

14
2
5
12

15
3
7
22

16
7
6
28

17
8
15
28

18
12
22
24

19
10
35
16

20
17
33
10

21
30
32
12

22
35
15
8

23
30
7
8

24
15
6
4

25
11
5
6

26
6
4
5

27
6
2
4

28
5
3
3

29
4
5
1

30
4
3
1

31
4
1
0

2. Найдите и покажите на графиках в виде отвесных линий границы 

экологических оптимумов для каждой группы полевок и для всех полевок в целом. Какую закономерность в расположении оптимумов вы 
наблюдаете? Чем вы можете объяснить такое расположение?

3. Установите, какая температура оптимальна для каждой группы по
левок и всего вида в целом.

4. Что такое экологическая пластичность? Определите, какую плас
тичность имеет каждая группа полевок относительно друг друга.

5. Найдите «верхний» и «нижний» пределы выносливости вида, 

«зоны угнетения».

6. Сделайте выводы.

ЗАДАНИЕ 2. Проанализируйте, как влияет температура на про
растание семян.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Постройте графики зависимости прорастания семян культурных 

растений (на одном графике, для каждого растения) от температуры воздуха окружающей среды на основании данных таблицы 1.2.
Вариант 

определяется преподавателем.

Таблица 1.2

Распределение прорастания семян культурных растений

в зависимости от температуры окружающей среды

Темпера
тура

окруж.

среды, ºС

Количество проросших семян, шт.

Вариант 1
Вариант 2

Ячмень Конопля
Кукуруза
Огурец
Гречиха

Подсолнечник

Кукуруза
Тыква

0
0
0
0
0
0
0
0
0

5
1
1
1
0
0
1
1
0

10
7
2
2
0
5
7
2
3

15
10
2
9
6
13
9
9
8

20
12
10
16
8
18
18
16
16

25
30
9
20
12
31
21
20
15

30
26
12
26
20
28
24
26
29

35
8
23
25
25
20
25
25
33

40
2
28
19
11
8
10
19
12

45
0
10
9
2
1
5
9
1

50
0
3
0
0
0
0
0
1

55
0
0
0
0
0
0
0
0

60
0
0
0
0
0
0
0
0

2. Найдите и покажите на графиках в виде отвесных линий границы 

экологических оптимумов для каждого растения. Какую закономерность 

в расположении оптимумов в зависимости от вида растения вы наблюдаете? Чем можно объяснить такое расположение?

3. Какая температура оптимальна для растений?
4. Определите, какую пластичность имеет каждый вид растений отно
сительно друг друга.

5. Найдите «верхний» и «нижний» пределы выносливости вида, 

«зоны угнетения».

6. Сделайте выводы.

ЗАДАНИЕ 3. Рассмотрите совместное действие экологических 

факторов.

Факторы среды действуют на организм одновременно и не в виде про
стой суммы, а как сложное взаимодействующее соотношение. В определенном количестве факторы могут оказывать на организм лимитирующее (ограничивающее) жизнедеятельность воздействие.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Для выявления комплексности влияния температуры и влажности 

на куколок яблоневой плодожорки по рисунку 1.1 определите фактор, который будет ограничивающим в точке с координатами:

а) влажность 20 %; температура + 25 °С;
б) влажность 80 %; температура + 2 °С;
в) влажность 80 %; температура + 40 °С.

Рис. 1.1. График зависимости смертности куколок яблоневой плодожорки 

от двух факторов: влажности и температуры воздуха [20]

2. Назовите и запишите диапазон оптимальных для вида температуры 

и влажности.

Температура, °С

Смертность, %

3. Назовите и запишите пределы выносливости вида по температуре

и по влажности.

4. Используя рисунок, подумайте и запишите, в каком из районов ве
роятность размножения яблоневой плодожорки выше:

а) в районе со средними летними температурами от 20 до 25 °С и от
носительной влажностью 70-90 %;

б) со средними летними температурами от 30 до 35 °С и влажностью 

30-40 %?

5. Постройте два графика зависимости смертности куколок яблоневой 

плодожорки от действия температуры при относительной влажности 
80 % и 30 %. Объясните, чем эти графики отличаются друг от друга.

6. Сделайте выводы.

ЗАДАНИЕ 4. Проанализируйте влияние светового режима на 

активность животных.

Свет является одним из необходимых условий существования жизни 

на Земле, от него зависит проявление суточной и сезонной активности 
организмов. В зависимости от того, при каком спектральном составе активен вид, различают животных с дневной активностью, ночной (сумеречной) активностью и животных, активность которых не зависит от степени освещения [7, 13, 14, 20].

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. По данным таблицы 1.3 постройте график зависимости активности 

животных от времени суток.

Таблица 1.3

Активность животных в разное время суток

Часы
Активность, мин.
Часы
Активность, мин.

1 вид
2 вид
3 вид
1 вид
2 вид
3 вид

0
5
10
30
12
60
17
2

1
5
22
20
13
60
3
5

2
5
12
17
14
45
7
2

3
5
8
10
15
60
11
2

4
5
5
10
16
60
5
10

5
5
22
10
17
30
7
2

6
5
6
15
18
40
22
5

7
5
20
2
19
60
8
16

8
60
23
2
20
40
12
30

9
60
30
2
21
5
10
22

10
60
20
10
22
5
30
40

11
60
10
5
23
5
12
35