26. Что такое биоценоз? Перечислите компоненты биоценоза. Дайте определение биогеоценоза.

Биоценоз - часть (блок) экосистемы (биогеоценоза), представленная совокупностью взаимосвязанных живых организмов; применительно к крупным экосистемам и биосфере в целом вместо термина «биоценоз» обычно используют термин «биота».

К биоценозу относят: растения (продуценты), микроорганизмы (редуценты) и животные (консументы).

Экосистема (биогеоценоз) – сложная природная система, объединяющая на основе обмена веществ и энергии совокупность живых организмов (биоценоза) с неживыми компонентами (биотопом). Экосистема – это сочетание биоценоза и биотопа (рис. 1).

Самая большая экосистема – Земля, или биосфера Земли, за глобальной системой – макросистемы (континенты, океаны), мезосистемы (лес, пруд, озеро), микросистемы (ствол дерева и т.д.), т.е. крупные системы включают более мелкие системы. Общее – процесс передачи энергии от одного звена экосистемы к другому, что поддерживает биотический круговорот веществ.

Задача 1 (решение):

Исходная плотность популяции голубя равна 128 особей на гектар, и т.к. на одного самца приходится по две самки, следовательно, количество самок равно 2/3 от общей плотности популяции, а именно: 128×2/3≈85 самок. У каждой самки в одной кладке яиц выживает по 3 птенца, следовательно, рождаемость будет равна: Р=85×3=255 птенцов. Смертность популяции равна 24%: С=0,24×128≈31 особь. Таким образом, прирост популяции голубя составляет: r=Р–С=255–31=224 особи, а плотность популяции через год будет равна: N₁=N₀+r=128+224=352 особи.

Аналогично проведем расчет плотности популяции голубя через два года:

Плотность популяции голубя равна 352 особи на гектар, количество самок равно 2/3 от общей плотности популяции, а именно: 352×2/3≈235 самок. У каждой самки в одной кладке яиц выживает по 3 птенца, следовательно, рождаемость будет равна: Р=235×3=705 птенцов. Смертность популяции равна 24%: С=0,24×352≈85 особей. Таким образом, прирост популяции голубя составляет: r=Р–С=705–85=620 особей, а плотность популяции через год будет равна: N₂=N₁+r=352+620=972 особи.

Плотности популяции голубя через три года:

Плотность популяции голубя равна 972 особи на гектар, количество самок равно 2/3 от общей плотности популяции, а именно: 972×2/3=648 самок. У каждой самки в одной кладке яиц выживает по 3 птенца, следовательно, рождаемость будет равна: Р=648×3=1944 птенца. Смертность популяции равна 24%: С=0,24×972≈233 особи. Таким образом, прирост популяции голубя составляет: r=Р–С=1944–233=1711 особи, а плотность популяции через год будет равна: N₃=N₂+r=972+1711=2683 особи.

Составим сводную таблицу, и занесем в нее следующие результаты:

Годы жизни	1	2	3
Плотность	352	972	2683
Рождаемость	255	705	1944
Смертность	31	85	233
Прирост	224	620	1711

Выводы: Благодаря относительно небольшой смертности и высокой рождаемости голубей их плотность каждый год увеличивается чуть меньше чем в три раза. Отношение между исходным значением в начале первого года (128 особей) и финальным к концу третьего года (2683 особи) равно больше 20 раз, а это очень высокий показатель. По остальным критериям цифры каждый год растут также примерно в три раза.

Задача 2 (решение):

Выбросы загрязняющего вещества в с. Володино (136 км трассы Томск-Колпашево) движущимся автотранспортным потоком на автомагистрали

Группа автомобилей	Число автомобилей, Gk	Скорость движения потока, км/ч	Выбросы с учетом количества автомобилей в k-й группе,
			CO	NOx (в пересчете на NO2)	CH	Сажа	SO2	Формальдегид	Соединения свинца	Бенз(а)пирен
I	27	80	513	48,6	56,7	-	1,755	0,162	0,513	45,9×10-6
Iд	6	70	12	7,8	1,5	0,6	1,26	0,018	-	-
II	10	55	694	29	115	-	2	0,2	0,26	45×10-6
III	4	45	300	20,8	53,6	-	0,88	0,088	0,132	25,2×10-6
IV	3	50	2928	15,9	40,2	-	0,96	0,09	0,123	19,2×10-6
V	9	50	76,5	69,3	54	2,7	11,25	1,89	-	58,5×10-6
VI	1	70	8,8	8	6,5	0,3	1,45	0,31	-	6,7×10-6
VII	3	55	117	7,8	3,9	-	0,54	0,006	-	6×10-6
, г/км			4649,3	207,2	331,4	3,6	20,095	2,764	1,028	207×10-6
MLi, г/с			0,116	0,017	0,008	0,00009	0,0005	0,00007	0,000026	5,2×10-9
Сс.с, мг/м3			100,22	14,69	6,912	0,08	0,432	0,06	0,022	4,5×10-6
ПДКс.с, мг/м3			3	0,04	0,085	0,01	0,15	0,003	0,0003	1

Данная таблица составлена на основании следующих расчетов:

1. Число автомобилей (G_k) – результат 20-ти минутного наблюдения и подсчета транспорта на участке автомагистрали расстоянием 100м.

2. Скорость движения потока – приблизительные цифры, определенные «на глаз» для различных групп автотранспорта.

3. Выбросы с учетом количества автомобилей в k-й группе рассчитывались как произведение ( ) числа автомобилей в группе на значение пробеговых выбросов, приведенных в табл. 4 (стр.19) методического пособия по Экологии.

4. Выброс i-го загрязняющего вещества (M_Li, г/с) движущимся автотранспортным потоком на автомагистрали с фиксированной протяженностью L=0,1 (км) определялся по формуле (расчет показан на примере определения M_L для CO):

(г/с)

где: r_i –коэффициент, учитывающий изменения количества выбрасываемых вредных веществ в зависимости от скорости движения (взят из табл. 5, стр.19 для значения средней скорости 60 км/ч); , г/км - сумма выбросов всех групп автотранспорта для каждого загрязняющего вещества; t, с – время проведения замеров (20 минут).

Для остальных загрязняющих веществ расчет M_Li проводится аналогично. Исключение: значение r_i для NO_x (в пересчете на NO₂) равно 1.

5. Среднесуточная концентрация вредных веществ (С_с.сi, мг/м³) в атмосферном воздухе района определялась по формуле (расчет показан на примере определения С_с.с для CO):

(мг/м³)

где: 10³ – поправочный коэффициент для перевода значения M_Li из г/с в мг/с; t_сут – количество секунд в сутках; V_возд, м³ – объем используемого воздуха вблизи района участка дороги длиной 100 м (приблизительно равен 100000 м³).

Для остальных загрязняющих веществ расчет С_с.сi проводится аналогично.

6. Значения ПДК_с.с (мг/м³) взяты из гигиенических нормативов: «ГН 2.1.6.1338–03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».

Выводы: из приведенных расчетов видно, что среднесуточная концентрация вредных веществ для CO превышает ПДК в 33 раза, С_с.с(NO2)≈> ПДК_с.с(NO2) в 370 раз, С_с.с(CH)≈> ПДК_с.с(CH) в 80 раз, С_{с.с(сажи)}≈> ПДК_{с.с(сажи)} в 8 раз, С_с.с(SO2)≈> ПДК_с.с(SO2) в 3 раза, С_{с.с(Формальдегида)}≈> ПДК_{с.с(Формальдегида)} в 20 раз, С_{с.с(соед.свинца)}≈> ПДК_{с.с(соед.свинца)} в 75 раз, С_{с.с(бенз(а)пирена)} много меньше ПДК_{с.с(бенз(а)пирена)}. Т.е. по всем показателям наблюдается превышение предельно допустимой концентрации, и для NO₂ оно составляет 370 раз, что очень много. Также большое превышение наблюдается для очень вредных веществ – формальдегида и соединений свинца, а это обязательно отразится на здоровье местных жителей данного населенного пункта, особенно на тех, кто живет рядом с данной транспортной магистралью.

Задача 3 (решение):

Количества загрязняющих веществ, установленные нормативы и другие данные, необходимые для расчетов:

К_{экол.сит}=1,2 – для атмосферного воздуха и почвы; К_инд=1; К_{особ.тер}=1.

Вариант 6		Загрязняющее вещество
		Альдегид пропионовый	NO2	CO
Фактический выброс ЗВ, т/год		-	49,8	100,0
Установленная для предприятия величина, т/год	ПДВ	3	47	90
	ВСВ	1,0	5,0	12,0
Норматив платы, р./т	ПДВ	205	52	0,6
	ВСВ	1025	260	3

Фактические выбросы NO₂ и CO не превысили величину установленного лимита (ВСВ_(NO2)=47+5=52>49,8; ВСВ_(CO)=90+12=102>100). Выбросов Альдегида пропионового вообще нет. Поэтому рассчитываем плату за выбросы по следующему варианту:

- плату за массу ЗВ в пределах установленного норматива ПДВ ( т, т) определяем по формулам (11) и (14) [с.22-23, Методическое пособие по Экологии]:

р.

р.

- плату за массу ЗВ сверх норматива ПДВ ( т, т), но в пределах лимита (ВСВ), определяем по формулам (12) и (14) [с.22-23, Методическое пособие по Экологии]:

р.

р.

- общий размер платы предприятия за выброс загрязняющих веществ в 2012 г. определяется по формулам (8) и (9) [с.21-22, Методическое пособие по Экологии]:

р.

При использовании новой технологии, которая позволит снизить выбросы всех загрязняющих веществ на 40 %, в 2013 г. заплатит за выброс ЗВ следующую сумму:

- фактический выброс составит для NO₂=49,8×0,6=29,88 т, для CO=100×0,6=60 т., поэтому за массу ЗВ в пределах установленного норматива ПДВ в тех же тарифах нужно будет заплатить:

р.

р.

- общий размер платы предприятия за выброс загрязняющих веществ в 2013 г. составит:

р.

Таким образом, в 2 раза уменьшится плата предприятия за выбросы в 2013 г., если будет использована новая технология.

13