Контрольная работа по «Экология»

               Министерство образования Российской Федерации

                         Санкт-Петербургский государственный 

                        Инженерно- экономический университет

                          Кафедра экологического менеджмента  

                      

                                             Контрольная работа

                                      по дисциплине «Экология»

                                                     Вариант № 3

 

               Выполнил студент:    

               Форма обучения:        

               Срок обучения:         

               Курс:        

               Факультет(институт):   

               Специальность: 

               Группа:   

               Зачетная книжка: 

                  Проверил(а):

                Должность:

                Оценка:___________           Дата:____________

                Подпись:_______________________________

 

 

                                                Санкт- Петербург

                                                         2012

                                           СОДЕРЖАНИЕ:

 

 1.Сформулируйте определение экологической системы и начертите схему биогеоценоза. Приведите несколько примеров природных экологических систе  стр. 3-5

2.Приведите график, характеризующий воздействие экологического фактора на организм; поясните экологический смысл предельно допустимой концентрации (ПДК) вредного вещества в среде стр. 5 -6

3.Изобразите и обсудите модель биотического круговорота веществ-биогенов с участием продуцентов, консументов и редуцентов. Поясните названия организмов и их роль в круговороте. стр. 7

4.Расшифруйте термин «биоценоз», в чем отличие от понятия «биота»

Стр.7-8

5.Закон толерантности(закон В. Шелфорда) как основа экологического нормирования. Стр.8-9

6.Пожары: «плюсы и минусы».  Источники пожаров: природные  и антропогенные. Стр. 9-14

7. Список используемой  литературы. Стр.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Экологическая система -биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии. Пример экосистемы - пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту системы, биоценоз. Для пруда как экосистемы характерны донные отложения определенного состава, химический состав (ионный состав, концентрация растворенных газов) и физические параметры (прозрачность воды, тренд годичных изменений температуры), а также определённые показатели биологической продуктивности, трофический статус водоёма и специфические условия данного водоёма. Другой пример экологической системы - лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов. Немаловажным аспектом, позволяющим определять типы и границы экосистем, является трофическая структура сообщества и соотношение производителей биомассы, её потребителей и разрушающих биомассу организмов, а также показатели продуктивности и обмена вещества и энергии.

Понятие «экосистема» можно  применить к объектам разной сложности  и размера. Экосистемой может  быть отдельная кочка на болоте и  все болото, лужа, озеро и океан, луг, лес и Земля в целом. Таким  образом, каждая конкретная экосистема характеризуется определенными  границами (экосистема елового леса, экосистема низинного болота). Однако само понятие «экосистема» обладает признаком безразмерности, ей не свойственны территориальные ограничения. Обычно экосистемы отграничивают друг от друга элементами абиотической среды, например, рельефом, видовым разнообразием, почвенными условиями и т.п. Термин «экосистема» применяется и по отношению к искусственным образованиям, например, экосистема парка, сельскохозяйственная экосистема.

Экосистемы по размерам можно  разделить на микроэкосистемы (экосистема гниющего пня или дерева в лесу, прибрежные заросли водных растений), мезоэкосистемы (болото, сосновый лес) и макроэкосистемы ( океан, море, пустыня).

Для естественной экосистемы характерны три признака:

экосистема обязательно  представляет собой совокупность живых  и неживых компонентов;

в рамках экосистемы осуществляется полный цикл круговорота веществ, начиная  с создания органического вещества и заканчивая его разложением  на неорганические составляющие;

экосистема сохраняет  устойчивость в течение определенного  времени.

Таким образом, любая экосистема включает в себя две принципиально  отличающиеся компоненты:

1) живую - биоценоз;

2) неживую - экотоп;

Экотоп – включает в себя водную среду, геологическую среду и почво-грунты  (эдафотоп), климат во всех его многообразных проявлениях, в том числе микроклимат (климатоп).

Биогеоценоз - это совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, почвы и атмосферы на однородном участке суши, которые объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс. Важной особенностью биогеоценоза является то, что он связан с определенным участком земной поверхности. Биогеоценоз - это один из вариантов наземной экосистемы.

Структура биогеоценоза. Биогеоценоз включает живую часть, или биоценоз - совокупность живых организмов, и неживую, абиотическую часть, которую слагают климатические факторы данной территории, почва и условия увлажнения (биотоп).

Биогеоценоз и экосистема - понятия сходные, но не одинаковые. Каждый биогеоценоз является экосистемой. Но не каждая экосистема соответствует биогеоценозу.

В чем отличие биогеоценоза от экосистемы? Прежде всего, любой  биогеоценоз выделяется только на суше. На море, в океане и вообще в водной среде биогеоценозы не выделяются. Биогеоценоз имеет конкретные границы. Они определяются границами растительного  сообщества - фитоценоза. Образно говоря, биогеоценоз существует только в рамках фитоценоза. Там, где нет фитоценоза, нет и биогеоценоза. Понятия «экосистема» и «биогеоценоз» тождественны только для таких природных образований, как лес, луг, болото, поле. Лесной биогеоценоз = лесная экосистема; луговой биогеоценоз = луговая экосистема и т.п. Для природных образований, меньших или больших по объему, нежели фитоценоз, либо там, где фитоценоз выделить нельзя, применяется только понятие «экосистема». Например, кочка на болоте - экосистема, но не биогеоценоз. Текущий ручей - экосистема, но не биогеоценоз. Точно так же только экосистемами являются море, тундра, влажный тропический лес и т.п.

2.Экологический фактор - условие среды, на которое живое реагирует приспособительными реакциями. Экологические факторы определяют условия существования организмов. Различают абиотические, биотические, природные и антропогенные экологические факторы.

Воздействие экологических  факторов на живой организм весьма многообразно. Одни факторы оказывают  более сильное влияние, другие действуют  слабее; одни влияют на все стороны  жизни, другие - на определенный жизненный процесс. Тем не менее в характере их воздействия на организм и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей, которые укладываются в некоторую общую схему действия экологического фактора на жизнедеятельность организма (рис.).

На рис. по оси абсцисс  отложена интенсивность (или «доза») фактора (например, температура, освещенность, концентрация солей в почвенном  растворе, рН или влажность почвы и х д.), а по оси ординат - реакция организма на воздействие экологического фактора в его количественном выражении (например, интенсивность фотосинтеза, дыхания, скорость роста, продуктивность, численность особей на единицу площади и т. д.), т е. степень благотворности фактора.

Диапазон действия экологического фактора ограничен соответствующими крайними пороговыми значениями (точки минимума и максимума), при которых еще возможно существование организма. Эти точки называются нижним и верхним пределами выносливости (толерантности) живых существ по отношению к конкретному фактору среды. Точка 2 на оси абсцисс, соответствующая наилучшим показателям жизнедеятельности организма, означает наиболее благоприятную для организма величину воздействующего фактора - это точка оптимума. Для большинства организмов определить оптимальное значение фактора с достаточной точностью зачастую трудно, поэтому принято говорить о зоне оптимума. Крайние участки кривой, выражающие состояние угнетения организмов при резком недостатке или избытке фактора, называют областями пессимума или стресса. Вблизи критических точек лежат сублетальные величины фактора, а за пределами зоны выживания - летальные.

Подобная закономерность реакции организмов на воздействие  экологических факторов позволяет  рассматривать ее как фундаментальный биологический принцип: для каждого вида растений и животных существует оптимум, зона нормальной жизнедеятельности, пессимальные зоны и пределы выносливости по отношению к каждому фактору среды.

 Предельно допустимая концентрация (ПДК) - утвержденный в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив содержания вредного вещества в окружающей (или производственной) среде, практически не влияющего на здоровье человека и не вызывающего неблагоприятных последствий.

Максимально-разовое значение ПДК устанавливается для предотвращения рефлекторных реакций человека при  кратковременном действии примесей. Среднесуточное значение ПДК устанавливается  для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и сенсибилизирующего действия вещества на организм человека.

 ПДК = С  порог/  n,   nf1

C лим = С порог

Значение ПДК всегда устанавливают  таким образом, чтобы она была ниже

С лим, во избежание необратимых патологических изменений в живом организме.

3.Продуценты  - (от лат. producens – производящий, создающий) - это автотрофные организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений. Они ассимилируют неорганические ресурсы, образуя с помощью световой или химической энергии «упаковки» молекул органических веществ: углеводов, белков и т.д. Таким образом, первичная биопродукция на Земле сегодня создается в клетках зеленых растений под действием солнечной энергии (фотосинтеза), а также другими организмами: некоторыми бактериями вследствие химических процессов (хемосинтеза).

Консументы - (от лат. consume - потребляю)это гетеротрофные организмы, которые потребляют первичную продукцию и накопленную в ней энергию, т.е. для для них продуценты представляют собой единственный источник питания. К консументам относят всех животных, часть микроорганизмов, паразитические и насекомоядные растения. Консументы I порядка питаются растениями, консументы II порядка преимущественно питаются растительноядными организмами -плотоядные первичные хищники. Консументы III порядка питаются более слабыми хищниками и т.д.

Завершают трофическую цепь, замыкая биологический круговорот, редуценты. Редуценты или деструкторы - (от лат.reducens - возвращающий, destructio - разрушение) - это организмы, которые в ходе всей своей жизнедеятельности превращают органические остатки в неорганические вещества. Разрушая остатки мертвых организмов, упрощая их структуру, подчас до несложных неорганических соединений, делают их доступными для питания продуцентов, тем самым и замыкают биологический круговорот.

4. Биоценоз - исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп). Не последнюю роль в формировании биоценоза играет конкуренция и естественный отбор. Основная единица биоценоза - консорция, так как любые организмы в той или иной степени связаны с автотрофами и образуют сложную систему консортов различного порядка, причём это сеть является консортом всё большего порядка и может косвенно зависеть от всё большего числа детерминантов консорций.

Био́та (от др.-греч. βιοτή - жизнь) - исторически сложившаяся совокупность видов живых организмов, объединённых общей областью распространения в настоящее время или в прошедшие геологические эпохи. В состав биоты входят как представители клеточных организмов (растения, животные, грибы, бактерии, протисты и пр.), так и бесклеточные организмы (например, вирусы). Биота является важной составной частью экосистем и биосферы. Биота активно участвует в биогеохимических процессах. Изучение биоты - предмет многих наук, в том числе биологии, экологии, гидробиологии, палеонтологии, биогеохимии и других. В отличие от биоценоза биота может характеризоваться отсутствием экологических связей между различными видами организмов.

5.Закон Шелфорда:

Любой живой организм имеет  определенно эволюционно унаследованные верхние и нижние «пределы» толерантности  к любому экологическому фактору. Для  организма имеет значение не только собственная амплитуда, но и скорость, с которой этот фактор изменяется. 
Лимитирующее значение означает, что в этом случае организм может выжить, но в нем произойдут необратимые изменения. Потому закон Шелфорда также называют законом лимитирующего фактора. Закон Шелфорда можно применить к нормированию содержания загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, пищевых продуктах.

Вывод закона шелфорда: охранять окружающую среду - значит обеспечивать состав и режим экологических факторов в пределах унаследованной толерантности живого, в первую очередь, человеческого организма, т.е. управлять им так, чтобы ни один фактор не оказался лимитирующим по отношению к организмам.

закон толерантности  шелфорда - существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Т.е., избыток какого-либо вещества, может быть так же вреден, как и недостаток. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.

Если в среде, являющейся совокупностью взаимодействующих  факторов, есть такой фактор, значение которого меньше определенного минимума или больше определенного максимума, то проявление активной жизнедеятельности  организма в этой среде невозможно.

Минимальное и максимальное значения этого фактора выступают в роли ограничивающих (лимитирующих). Расстояние между двумя пессимумами - зона толерантности. 

Толерантность - выносливость вида по отношению к колебаниям какого-либо экологического фактора. Толерантные виды - виды, устойчивые к неблагоприятным условиям среды.

Закон толернатности был дополнен в 1975г Ю.Одумом.

• Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и  узкий диапазон в отношении другого.
• Организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены
• Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то диапазон толерантности может сузиться и в отношении других экологических факторов (например, если содержание азота в почве мало, то требуется больше воды для злаков)
• Диапазоны толерантности к отдельным факторам и их комбинациям различны.
• Период размножения является критическим для всех организмов, поэтому именно в этот период увеличивается число лимитирующих факторов.