Контрольная работа по экологии

В сокращающихся популяциях преобладают старые особи, которые  уже не способны интенсивно размножаться. Такие возрастные структуры свидетельствуют  о  неблагоприятных условиях. При  благоприятных условиях в популяции  присутствуют все возрастные группы и поддерживается относительно стабильный уровень численности. На возрастной состав популяции, помимо продолжительности  жизни, влияют длительность периода  размножения, число генераций в  сезоне, плодовитость и смертность разных возрастных групп. Возрастная структура  позволяет проанализировать численность  популяции на протяжении жизни ряда ближайших поколений.

Половая структура  популяции

Соотношение особей по полу в популяции имеет большое  значение для дальнейшего роста  ее численности. У большинства видов  пол будущей особи определяется в момент оплодотворения в результате перекомбинации половых хромосом.

Экологические и поведенческие  различия между особями мужского и женского пола могут быть сильно выражены. Если даже образ жизни  самцов и самок сходен, то они  различаются по многим физиологическим  признакам: темпам роста, срокам полового созревания, устойчивости к изменениям среды, голоданию.

Таким образом, соотношение  полов в популяции устанавливается  не только по генетическим законам, но и под влиянием условий среды. Особенно сильно влияют условия среды  на половую структуру популяции  у видов с чередование половых  и партеногенетических поколений.

Чаще всего наблюдается  образование различных скоплений, т.е. особи в популяции стремятся  образовывать группы определенного  размера, при этом распределение  групп может оказаться близким  к случайному распределению.

Экологическая структура свидетельствует об отношении различных групп организмов к условиям окружающей среды. Например, особи одной популяции растений различаются рядом признаков: по размерам, количеству побегов, цветков, плодов, семян и т. п. Кроме того, разные особи этой же популяции зацветают неодновременно, что способствует более полному их опылению (при одновременном и кратковременном цветении насекомые могут не успеть опылить все цветки). У такой популяции меньший риск остаться без семян, например в случае кратковременных заморозков (замерзнет лишь часть цветков).

4 (38). Понятие о  цепях питания в экосистеме, их  характеристика

Внутри экосистемы содержащие энергию вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей для  гетеротрофов. Пищевые связи - это  механизмы передачи энергии от одного организма к другому.

Типичный пример: животное поедает растения. Это животное, в свою очередь, может быть съедено  другим животным. Таким путем может  происходить перенос энергии  через ряд организмов - каждый последующий  питается предыдущим, поставляющим ему  сырье и энергию.

Такая последовательность переноса энергии называется пищевой (трофической) цепью, или цепью питания. Место каждого звена в цепи питания является трофическим уровнем. Первый трофический уровень, как уже было отмечено ранее, занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего - вторичными консументами и т.д. Обычно различают три типа пищевых цепей. Пищевая цепь хищников начинается с растений и переходит от мелких организмов к организмам все более крупных размеров. На суше пищевые цепи состоят из трех-четырех звеньев.

Одна из простейших пищевых  цепей имеет вид: растение → заяц → волк 
продуцент → травоядное → плотоядное

Широко распространены и  такие пищевые цепи: растительный материал (например, нектар) → муха → паук → землеройка → сова.

сок розового куста →  тля → божья (тлевая) коровка →  паук → насекомоядная птица →  хищная птица.

Вокруг каждого вида насекомого-фитофага, который питается растениями, формируется  зооценоз паразитов и хищников, образующих многочисленные пищевые цепи, где  хозяин является начальным звеном.

Приведенные типы пищевых цепей  начинаются с фотосинтезирующих  организмов и носят название пастбищных (или цепи выедания, или цепи потребления).

Третий тип пищевых цепей, начинающихся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных, относят  к детритным (сапрофитным) пищевым цепям или к детритным цепям разложения. В детритных пищевых цепях наземных экосистем важную роль играют лиственные леса, большая часть листвы которых не употребляется в пищу травоядными животными и входит в состав подстилки из опавших листьев. Листья измельчаются многочисленными детритофагами - грибами, бактериями, насекомыми (например, коллембола) и т.д., дальше заглатываются земляными (дождевыми) червями, которые осуществляют равномерное распределение гумуса в поверхностном слое земли, образуя так называемый мулль.

На этом уровне у грибов закладывается мицелий. Разлагающие  микроорганизмы, завершающие цепь, производят окончательную минерализацию  мертвых органических остатков. В  целом типичные детритные пищевые  цепи наших лесов можно представить  следующим образом:

• листовая подстилка → дождевой червь → черный дрозд → ястреб-перепелятник;
• мертвое животное → личинки падальных мух → травяная лягушка → обыкновенный уж.

В рассмотренных схемах пищевых  цепей каждый организм представлен  как питающийся другими организмами  какого-то одного типа. Реальные же пищевые  связи в экосистеме намного сложнее, так как животное может питаться организмами разных типов из одной  и той же пищевой цепи или из разных пищевых цепей, например, хищники  верхних трофических уровней. Нередко  животные питаются как растениями, так и другими животными. Их называют всеядными. Таким образом, все три типа пищевых цепей всегда сосуществуют в экосистеме так, что ее представители объединены многочисленными пересекающимися пищевыми связями, а все вместе они образуют пищевую сеть.

Пищевые сети в экосистемах  весьма сложные, и можно сделать  вывод, что энергия, поступающая  в них, долго мигрирует от одного организма к другому.

5 (49). Структура, границы  и характерные особенности биосферы

Биосфера-оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (15–20 км), верхнюю часть литосферы и всю гидросферу. Нижняя граница опускается в среднем на 2–3 км на суше и на 1–2 км ниже дна океана. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э.Зюсс в 1875, тогда как основы учения о биосфере, которые актуальны и в современной науке, были разработаны В.И.Вернадским.

Биосфера состоит из живого, или  биотического, и неживого, или абиотического, компонентов. Биотический компонент  – это вся совокупность живых  организмов (по Вернадскому – «живое вещество»). Абиотический компонент  – сочетание энергии, воды, определенных химических элементов и других неорганических условий, в которых существуют живые  организмы.

Жизнь в биосфере зависит от потока энергии и круговорота веществ  между биотическим и абиотическим компонентами. Круговороты веществ  называются биогеохимическими циклами. Существование этих циклов обеспечивается энергией Солнца. Земля получает от Солнца ок. 1,3ґ10²⁴ калорий в год. Около 40% этой энергии излучается обратно в космос; 15% поглощается атмосферой, почвой и водой; остальная энергия – это видимый свет, первичный источник энергии для всей жизни на Земле.

6 (61). Проблема  чистой воды на Планете

Вода – это источник жизни на Земле. Но чаще всего встает вопрос о чистоте воды и ее нехватке. На территориях многих стран воды катастрофически не хватает, некоторые  народы вообще пользуются некачественной водой, что влечет за собой развитие многих заболеваний, ведущих к смертельному исходу.  
 
 Трудно, сказать, есть ли на сегодняшний день страны и территории, где вода не загрязнена и не содержит вредных примесей. Мы постоянно слышим, что чистой воды на Земле практически не осталось, а если и есть такие места, то люди там не проживают.  
 Это связано с тем, что водные источники загрязняют сами люди, так как предприятия промышленности, сельского , и коммунально-бытового хозяйства сбрасывают отходы своей деятельности в водоемы. Помимо того, что эти стоки загрязняют воду различными вредными веществами, из которых выделяются нефть, фенол, моющие активные вещества, пестициды и другие сложные химические соединения, в воду попадают и переносчики опасных инфекционных заболеваний, а это может привести к плачевным последствиям.  
 Перед правительствами многих государств уже много лет назад встал вопрос о защите воды от загрязнения, ведь, если ничего не предпринимать в скором времени, питьевой воды не останется совсем, и люди погибнут. Для этого стали разрабатываться экологические требования для производств, направленные на защиту водных ресурсов от загрязнения. Но факт остается фактом: многие в погоне за материальной выгодой не способны и не хотят понять, что без чистой питьевой воды у них и самой планеты Земля нет будущего. А что еще хуже, существуют территории, где чистой воды совсем нет, людям нечего пить, вода либо туда завозится, либо им приходится применять высокие технологии для ее очистки, для чего требуются большие материальные затраты, что многим просто не под силу. Возникает вопрос, зачем загрязнять воду и создавать себе множество проблем, если легче обезопасить свою жизнь и жизнь своих потомков введением в производство новых экологически безопасных технологий, пусть и недешевых на данный момент, но ведь они равнозначны здоровой жизни не только сегодняшних людей, но и будущих поколений.  
 Проблема чистой воды также связана и с постоянно увеличивающимися объемами ее потребления, так как происходит рост числа жителей планеты и объемов хозяйственной деятельности человека. Основным поставщиком воды служат реки и озера, а их водоносность может снижаться в результате вырубки лесов, распашки лугов, осушения пойменных болот. Все это ведет к уменьшению уровня грунтовых вод, которые и являются основным источником питания рек и озер.  
 Отсутствие чистой пресной воды - проблема, которая беспокоит третью часть жителей всей планеты, так как в основном запасы такой воды находятся там, где люди не проживают. Кажется, будто природа защищает воду, скрывая ее от людей, которые ее не берегут. Это действительно так: ведь в повседневной жизни многие открывая кран, могут вылить воды сколько захотят, даже и не задумываясь, что другим жителям планеты ее не хватает. Другие плохо закрывают краны, откуда также бесцельно вытекает такая драгоценная вода. Если бы каждый задумался, сколько литров пресной воды расходуется бездумно, можно было сохранить ее, и решить многие сложные задачи.  
 Современным жителям планеты стоит задуматься об очистке пресной воды, о разработке путей защиты пресной воды от загрязнения отходами любого вида производства и жизнедеятельности. Если этого не сделать, встанет вопрос о дальнейшей судьбе нашей планеты, ведь, как известно, от того какую воду пить, зависит жизнь и здоровье. Главным является и то, что водопроводная вода, которую тоже нельзя назвать качественной, даже при пропускании ее через фильтр не может очиститься полностью, например, от примесей тяжелых металлов, потому что для этого требуются более жесткие меры, нежели обычный бытовой фильтр.  
 Не меньшее влияние на загрязнение пресной воды оказывает и добыча нефти, особенно, если происходят какие-то аварии, которые наносят непоправимый урон и водным ресурсам, и экологии вообще. Но опасно еще и то, что в нефти могут растворяться другие вредные вещества и соединения, которые потом попадают в воды Мирового океана, а значит и воду, которую употребляют люди.  
 Сегодня лишь небольшое количество организаций занимаются решением проблем сохранения и преумножение запасов чистой воды в мировых масштабах. Но одной из главных задач они считают борьбу с уменьшением вредных стоков в реки и озера, а также работу, направленную на развитие систем опреснения соленой воды морей и океанов, которые позволили бы решить эту главную проблему обеспечения населения земного шара чистой водой. Хотя пока опреснение соленой воды – процесс очень сложный как в плане материальных затрат, так и в плане энергии, и мало, кто может позволить себе такое дорогое удовольствие.  
Но надежда на то, что люди всей Земли начнут задумываться о сохранении запасов чистой воды, остается.

7 (82). Методы экологических  исследований

Экология (от греч. "ойкос" - жилище и "логос" - наука) - общебиологическая наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и со средой обитания.

Термин "экология" был  предложен в 1866 г. немецким зоологом Э. Геккелем для обозначения биологической  науки, изучающей взаимоотношения  организмов с окружающей их средой обитания. Однако более четкое и  краткое ее определение было дано английским биохимиком X. Кребсом, определившим основное содержание экологии как изучение "распространения и динамики численности  организмов". Современному определению  экологии больше соответствует ее понимание  как науки о структуре и  функциях живой природы.

                  Методы экологических исследований

• Полевые исследования - изучение популяций видов и их сообществ в естественной обстановке. Позволяют выяснить характер влияния на популяцию того или иного комплекса факторов, общую картину развития и жизнедеятельности вида в конкретных условиях

Однако полевые наблюдения не всегда могут дать точный ответ  на поставленные вопросы. Например, на вопрос, какой из факторов среды  определяет характер жизнедеятельности  особи, вида, популяции или сообщества, можно ответить только с помощью  эксперимента, главной задачей которого является выяснение причин установленных  взаимоотношений.

• Экологический эксперимент - моделирование естественной системы в искусственных условиях (например, аквариум может служить натурной моделью водоема) и изучение особенностей влияния отдельных факторов на развитие организма.

Экспериментальные методы позволяют  вычленить и проанализировать роль отдельных факторов при постоянстве  всех остальных в искусственно созданных  и контролируемых условиях.

• Математическое моделирование биологических явлений - моделирование реально существующих объектов и явлений осуществляемое средствами языка математики.

Математическое моделирование  основано на создании и исследовании математической модели реальной системы, описанной с помощью математических уравнений. Имитация различных сигналов (например, изменение климатических  условий, антропогенных нагрузок) по отношению к исследуемой математической модели позволяет теоретически определить поведение реальной системы без  сложного, дорогого или опасного эксперимента, а также даёт возможность изучать  явления, которые невозможно воспроизвести  экспериментально.

Список литературы:

1.Акимова Т.А.,Хаскин В.В.-Экология:учебник  для вузов.-М.:ЮНИТА-ДАНА 2000.

2.Большая советская энциклопедия 1969-1979.

3.Колпакова В.П.,Н.Д. Овчаренко-Основы  экологии.Изд-во АГАУ,2005.

4.Степановских А.С.Экология.Курган:Зауралье,1997.