Биотические факторы среды
Цель работы: рассмотреть классификацию биотических факторов среды и адаптации к ним живых организмов
2.1. Взаимодействие растений и животных (Литература 1, 4):
2.2. Взаимодействия жертв и хищников (Литература 1, 4):
2.3. Формы межвидовых связей в экосистемах (Литература 1,2, 3, 4):
симбиоз (комменсализм, мутуализм, эндосимбиоз);
форезия;
нейтрализм;
конкуренция;
аменсализм;
паразитизм;
протокооперация
антибиоз;
синойкия.
Контрольные вопросы
Дайте определение паразитизма.
Дайте определение хищничества.
Дайте определение симбиоза.
Дайте определение комменсализма
Дайте определение мутуализма.
Дайте определение эндосимбиоза.
Дайте определение нейтрализма.
Дайте определение аменсализма.
Дайте определение паразитизм.
Дайте определение протокооперация.
К семинарскому занятию студент должен составить краткий конспект по данной теме, взяв за основу вопросы, рассматриваемые на семинарском занятии. Ответ на вопрос не должен превышать 3 – 3,5 страниц печатного текста (шрифт 14, интервал 1,5).
Семинар 2. Экосистемы земли (биомы).
Вся природа состоит из взаимосвязанных живых и неживых компонентов. Любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ, называется экосистемой.
Основное свойство экологической системы – наличие круговорота веществ. В связи с этим экосистема может иметь различные размеры: от капли прудовой воды и до биосферы.
В состав экосистемы входят следующие компоненты:
– неорганические вещества (C, O2, N2, P, S, CO2, H2O и др.), которые через круговороты веществ поддерживают свое присутствие;
– воздушная, водная и субстратная среды, включающие климатический режим и другие физические факторы;
– продуценты, автотрофные (самопитающиеся) организмы. К ним относятся зеленые растения, которые, используя энергию солнечного света, синтезируют органические вещества из неорганических (углекислого газа и воды);
– консументы первого порядка (растительноядные животные) и второго порядка (хищники): гетеротрофные организмы, в основном животные, питающиеся органическим веществом;
– редуценты или деструкторы, в основном бактерии и грибы, живущие за счет разложения тканей умерших организмов, питающиеся мертвыми органическими веществами.
Живые компоненты в совокупности образуют биоценоз, неживые - биотоп.
Все организмы связаны друг с другом через пищевые отношения, образуя трофические цепи, которые в совокупности обеспечивают круговорот веществ в природе. Трофические цепи состоят из трофических уровней. Трофический уровень – совокупность организмов, получающих преобразованную в пищу энергию солнца. Различают трофические уровни 1 порядка – продуценты; 2 порядка - консументы травоядные; 3,4 и т.д. – консументы хищники.
Графическое изображение расхода энергии в пищевых цепях называется экологической пирамидой.
На каждом трофическом уровне энергия поступающая с пищей расходуется 2 путями: большая часть энергии расходуется на жизнедеятельность организма и называется «траты на дыхание» (Д) и небольшая доля используется на увеличение массы тела – траты на «рост» (П) и, наконец, доли процентов энергии остается невостребованной в виде выделений и экскрементов (Н).
Для исследований природных комплексов, определения их характеристик необходимы конкретные границы природных систем. В связи с этим В.Н. Сукачев вводит понятие биогеоценоза как экосистемы с четко выраженными границами.
Задание 1. Начертить схему биогеоценоза, нанести компоненты природной среды и отметить связи между ними (рис.1).
Рисунок 1 - Схема биогеоценоза
Любое техническое сооружение, находящееся на конкретной территории, взаимодействует с природой настолько тесно, что для изучения этого взаимодействия их необходимо рассматривать совместно, как единую систему, которую определяют как природно-техническую геосистему (ГТС).
ГТС – это открытые динамические системы, обладающие определенной совокупностью структурных и функциональных свойств, имеющие соподчиненную структуру, определяющуюся, главным образом, размерами и мощностью системообразующего техногенного центра; изменяющиеся во времени и пространстве. Основой динамического равновесия ГТС является оптимальное взаимодействие как элементов внутри системы, так и самой системы в целом с внешней окружающей средой. Изучение формирования ГТС позволяет вскрыть сложный механизм внутренних связей между техногенными нагрузками и экологическими последствиями, проявляющимися в природе.
Задание 2. Внедрить в схему биогеоценоза объект обучения по данной специальности. Рассмотреть взаимодействие его с природными компонентами. Дать название новой системе.
Энергетический баланс любого технического объекта (аппарата, установки, технологической линии, производства) или экологической системы может быть выражен уравнениями, связывающими приход и расход энергии. Энергетический баланс составляется на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна: ∑Епр - ∑Ерасх = 0
Задание 3. Описать экосистемы и показать состав окружающей среды: гидросферы, атмосферы, почв и грунтов, законы взаимодействия живого и неживого в экосистемах (круговороты C, O2, N2, P, S, CO2, H2O, трофические уровни).
3.1. Наземные биомы (Литература 2, 4):
тундра (арктическая и альпийская);
бореальные хвойные леса;
листопадные леса умеренной зоны;
степь умеренной зоны;
тропические степи и саванны;
чапараль;
пустыни;
полувечнозеленый тропический лес;
вечнозеленый тропический лес.
3.2. Пресноводные экосистемы(Литература 2, 4) :
лентические экосистемы (озера, пруды, водохранилища);
лотические экосистемы (плесы, перекаты);
заболоченные угодья.
3.3. Морские экосистемы (Литература 2, 4):
пелагическая зона;
континентальный шельф;
апвеллинг;
эстуарии.
Задания и семинар выполняются письменно, индивидуально или звеньями (краткий конспект) по данной теме.
Ответ на вопрос не должен превышать 3 – 3,5 страниц печатного текста (шрифт 14, интервал 1,5).
Семинар 3, 4. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
Нормальное функционирование и способность к самоорганизации, самовосстановлению и самоочищению ландшафта возможно только при условии сохранения биотической структуры природных биологических систем. Сохранение внутренних и внешних связей экосистем ландшафта возможно только при поддержании их природного потенциала, т.е. количества проходящего через экосистемы потока энергии, вещества и информации. При антропогенном воздействии на ландшафты возникает их экологическая дестабилизация, проявляющаяся в виде экологических проблем локального и регионального характера. Для экосистем степной зоны характерны большие запасы живого и мёртвого органического вещества, причём мёртвое господствует - оно представлено почвенным гумусом, составляющим 90% мёртвой органики, и определяющим высокое почвенное плодородие. В живой биомассе преобладают травянистые растения (более 92%). Ежегодно в природных степных экосистемах образуется значительное количество первичной продукции. Для степи характерен высокий газообмен, но вклад в кислородный баланс незначительный, т.к. большое количество кислорода расходуется на окисление мёртвой органики.
Причиной возникновения региональных экологических проблем как следствия нарушения потока вещества, энергии и информации являются не только антропогенные воздействия, но и неблагоприятные физико-географические процессы, такие, как засухи, суховеи, пыльные бури, отсутствие снежного покрова в зимнее время, разрушительные ливни.
Такие условия способствуют обострению экологических проблем, вызываемых антропогенным воздействием. Ростовская область - развитая промышленно - сельскохозяйственная зона Юга России. Её площадь на 85% используется для сельскохозяйственного производства, более 60% её территории распахано. В области много промышленных, горных, энергетических и транспортных предприятий. Почти 4,5 миллиона человек, проживающие на её территории, осуществляют мощное воздействие на оставшиеся природные экологические системы. Начиная с 1992 года Государственный комитет по охране окружающей природной среды ежегодно публикует доклады «О состоянии окружающей природной среды Ростовской области», в материалах которых излагаются основные экологические проблемы, проявившиеся в природных средах и анализируются причины их возникновения и развития.
Целью занятия является определение основных направлений и объема антропогенного пресса на территории области и выявление основных региональных экологических проблем.
Темы
1. Состояние атмосферы в г. Волгодонске и Ростовской области. (Литература 6)
2. Состояние воды в реке Дон и Цимлянском водохранилище. (Литература 6)
3 Загрязнение почвы в г. Волгодонске и Ростовской области. (Литература 6)
4. Сохранение разнообразия видов живых организмов на территории области. (Литература 6, 7, 8)
5. Радиоактивное загрязнение территории Ростовской области.
(Литература 6, 9)