5. Оцінити структурне різноманіття в екосистемі озера
Джерелом енергії для озера служить сонячне світло. При проходженні світла через воду деяка його частина поглинається планктоном і використовується в процесі фотосинтезу; решті світло поглинає вода, так що зі збільшенням глибини освітленість зменшується. У глибоких озерах існує якийсь компенсаційний рівень, тобто глибина, на яку проникає стільки світла, що зелені рослини ледь можуть підтримувати своє існування: фотосинтез у таких рослин (утворення складних органічних речовин і кисню) в точності врівноважує їх дихання (витрата їжі і кисню).
деякі організми, що мешкають в різних частинах озера.
Глибина, на якій знаходиться компенсаційний рівень, залежить від прозорості води. Вище цієї глибини рослини виділяють більше кисню, ніж споживають, так що надлишковий кисень можуть використовувати інші організми; нижче цієї глибини фотосинтез не може забезпечити дихання, тому організмам доступний лише кисень, що надходить з водою з більш поверхневих шарів озера.
Укореняющиеся водні рослини, такі, як водяні лілії і очерети, ростуть на мілководних ділянках озера. Серед цих рослин знаходять собі притулок і їжу риби, пуголовки, комахи та інші членистоногі, молюски і хробаки. На відкритій поверхні озера мешкають вільно плаваючі рослини, яким необхідне світло, і тварини, яким необхідно велику кількість кисню, - багато риби і дрібні членистоногі (рисунок 1).
На більшій глибині, де менше кисню і недостатньо світла для протікання фотосинтезу, головним джерелом енергії служать мертві рослини і тварини, що опускаються зверху. Організми-редуценти, риби і безхребетні, здатні переносити низький вміст кисню, харчуються цими залишками, а також поїдають одне одного.
Сильний вплив на життя озера надає температура. Вода характеризується однією унікальною особливістю: при 4 ° С вона володіє найбільшою щільністю. Тому шари води, що мають температуру 4 ° С, опускаються нижче шарів, які мають вищу або нижчу температуру. В результаті цього взимку вода з температурою нижче 4 ° С піднімається вгору і, охолоджуючись до 0 °
Варіант № 9
Обґрунтувати механізм кругообігів у природі.
Кругообіг води.
Під дією енергії Сонця вода випаровується з поверхні водоймищ і повітряними течіями переносяться на великі відстані. Випадаючи на поверхню суші у вигляді опадів, вона сприяє руйнуванню гірських порід і робить складові їх мінерали доступними для рослин, мікроорганізмів і тварин. Вона розмиває верхній грунтовий шар і йде разом з розчиненими в ній хімічними сполуками і зваженими органічними і неорганічними частками в моря і океани. Циркуляція води між океаном і сушею найважливіша ланка в підтримці життя на Землі.
Рослини беруть участь в кругообігу води двояким способом: витягають її з грунту і випаровують в атмосферу; частина води в клітинах рослин розщеплюється в процесі фотосинтезу. При цьому водень фіксується у вигляді органічних сполук, а кисень поступає в атмосферу.
Тварини споживають воду для підтримки осмотичної і сольової рівноваги в організмі і виділяють її в зовнішнє середовище разом з продуктами обміну речовин.
Кругообіг вуглецю.
Вуглець поступає в біосферу в результаті фіксації його в процесі фотосинтезу. Частина його поступає в тіло тварин і звільняється в результаті дихання у вигляді СО2, який знову поступає в атмосферу. Крім того, запаси вуглецю в атмосфері поповнюються за рахунок вулканічної діяльності і спалювання людиною пальних копалин. Хоча основна частина вуглецю, що поступає в атмосферу діоксиду, поглинається океаном і відкладається у вигляді карбонатів, зміст СО2 в повітрі повільно, але неухильно підвищується.
Кругообіг азоту.
Азот один з основних біогенних елементів у величезних кількостях міститься в атмосфері, де складає 80% від загальної маси її газоподібних компонентів. Проте в молекулярній формі він не може використовуватися ні вищими рослинами, ні тваринами.
У форму, придатну для використання, атмосферний азот переводять електричні розряди (при яких утворюються оксиди азоту, в з'єднанні з водою що дають азотисту і азотну кислоти), азотфіксуючі бактерії і синезеление водорості. Одночасно утворюється аміак, який інші хемосинтезуючі бактерії послідовно переводять в нітрит і нітрати. Останні найбільш засвоювані для рослин. Біологічна фіксація азоту на суші складає приблизно 1 г/м2, а в родючих областях досягає 20 г/м2.
Після відмирання організмів гнильні бактерії розкладають азотвмісні з'єднання до аміаку. Частина його йде в атмосферу, частина відновлюється денітрифікуючими бактеріями до молекулярного азоту, але основна маса окислюється до нітриту і нітратів і знову використовується. Деяка кількість з'єднань азоту осідає в глибоководних відкладеннях і надовго (мільйони років) вимикається з кругообігу. Ці втрати компенсуються вступом азоту в атмосферу з вулканічними газами.
Кругообіг сірки.
Сірка входить до складу білків і також є життєво важливий елемент. У вигляді з'єднань з металами сульфідів вона залягає у вигляді руд на суші і входить до складу глибоководних відкладень. У доступну для засвоєння розчинну форму ці з'єднання переводяться хемосинтезуючими бактеріями, здатними отримувати енергію шляхом окислення відновлених з'єднань сірки. В результаті утворюються сульфати, які використовуються рослинами. Глибоко залягаючі сульфати залучаються до кругообігу іншою групою мікроорганізмів, поновлюючих сульфати до сірководня.
Кругообіг фосфору.
Резервуаром фосфору служать поклади його з'єднань в гірських породах. Внаслідок вимивання він потрапляє в річкові системи і частиною використовується рослинами, а частиною відноситься в морі, де осідає в глибоководних відкладеннях. Крім того, у світі щорічно добувається від 1 до 2 млн. т. фосфорсодержащих порід. Велика частина цього фосфору також вимивається і виключається з кругообігу. Завдяки лову риби частина фосфору повертається на сушу в невеликих розмірах (близько 60 тис. т. елементарного фосфору в рік).