Контрольная по экологии атмосферы и почв

Контрольная по экологии атмосферы и почв

Федеральное агентство по образованию

ФИЛИАЛ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО

ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

В г. ВЫБОРГЕ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1,2

по дисциплине

«ЭКОЛОГИЯ»

Выполнила Федотова Е.С.

Студент 3

курса

Группа

№ 6/1102

Специальность ЭиУПТГХ

Срок обучения 6 лет

Проверил______________

г. Выборг

2005 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

1. Атмосфера, ее состав и структура. Основные функции

атмосферы по отношению к живой природе.

3

2. Абиотические факторы среды.

4

3. Трофические уровни, цепи, сети.

Экологические пирамиды численности, биомассы, продуктивности.

8

4. Генетическая эволюция популяций под действием

естественных и антропогенных факторов.

10

Вариант 2

1. Эвтрофизация водоемов.

11

2. Принципы рационального использования природных ресурсов,

их значение для решения глобальных экологических проблем.

13

3. Экологические проблемы при строительстве и эксплуатации

гидроэлектростанций. 14

4. Междисциплинарное взаимодействие экологии с другими науками.

16

Список использованной литературы

18

1

Атмосфера

Атмосфера — газообразная оболочка Земли. К ней относятся: атмосферный

воздух; газы, растворенные в поверхностных и подземных водах; газовая

составляющая почв, а также газы, выделяющиеся из горного массива, которые

прямо или косвенно влияют на жизнедеятельность живых организмов. Атмосфера

распространяется над Землей до 2 000 км; это [pic] от радиуса Земли.

Функции атмосферы:

1) Регулирование климата Земли.

2) Поглощение солнечной радиации.

3) Пропускает тепловое излучение Солнца.

4) Сохраняет тепло.

5) Является средой распространения звука.

6) Источник кислородного дыхания.

7) Формирование влагооборота, связанного с образованием облаков и

выпадением осадков.

8) Формирующий фактор литосферы (выветривание).

Атмосфера физически, химически и механически воздействует на

литосферу, регулируя распределение тепла и влаги. Погода и климат на Земле

зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в

атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность

воздуха и является источником всех осадков. Атмосфера поддерживает

различные формы жизни на Земле. Атмосферные процессы тесно связаны с

процессами, происходящими в литосфере и в водной оболочке.

К атмосферным осадкам относятся: осадки, облака, туман, гроза,

гололед, пыльная (песчаная) буря, шквал, метель, изморозь, роса, иней,

обледенение, полярное сияние и др.

Атмосфера делится на:

1) Тропосфера — граница до 10 – 12 км.

2) Стратосфера — граница до 55 км от тропосферы.

3) Мезосфера — граница до 85 – 90 км от стратосферы.

4) Термосфера — граница до 150 км от мезосферы.

5) Экзосфера — граница до 800 – 2 000 км от термосферы.

Состав атмосферы.

В настоящее время состав атмосферы находится в состоянии динамического

равновесия, что достигается деятельностью живых организмов.

На высоте 100 – 120 км чаще всего встречаются азот и кислород; на высоте

400 км находится кислород в атомарном состоянии (с одним свободным

электроном); на высоте 600 – 1600 км чаще всего встречают гелий; выше

преобладает водород.

В нижних слоях атмосферы (до 25 км) встречаются CO2, углеводороды CxHy,

диоксид серы SO2, оксиды азота NxOy и др.

Одной из характеристик атмосферы является влажность. Влажность

атмосферного воздуха определяется его насыщенностью водяными парами.

Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (1,5 - 2,0 км), где

концентрируется примерно 50 % влаги. Количество водяного пара в воздухе

зависит от его температуры: чем выше температура, тем больше влаги содержит

воздух. Однако при любой конкретной температуре воздуха существует

определенный предел его насыщения парами воды, который является

максимальным. Обычно насыщение воздуха парами воды не достигает максимума,

и разность между максимальным и текущим насыщением носит название дефицита

влажности, или недостатка насыщения. Дефицит влажности — важнейший

экологический параметр, поскольку он характеризует сразу две величины:

температуру и влажность. Чем выше дефицит влажности, тем суше и теплее, и

наоборот. Известно, что повышение дефицита влажности в определенные отрезки

вегетационного периода способствует интенсивному плодоношению растений, а у

насекомых приводит к усиленному размножению вплоть до так называемых

демографических “вспышек”. На анализе динамики дефицита влажности основаны

многие способы прогнозирования различных явлений среди живых организмов.

Температура на поверхности земного шара определяется температурным

режимом атмосферы и тесно связана с солнечным излучением. Известно, что

количество тепла, падающего на горизонтальную поверхность, прямо

пропорционально синусу угла стояния Солнца над горизонтом, поэтому

наблюдаются суточные и сезонные колебания температуры. Чем выше широта

местности, тем больше угол наклона солнечных лучей и тем холоднее климат.

Одним из инструментов атмосферы, влияющих на экологию Земли, является

ветер. Причина возникновения ветра — неодинаковый нагрев земной

поверхности, связанный с перепадами давления. Ветровой поток направлен в

сторону меньшего давления, т.е. туда, где воздух более прогрет. Сила

вращения Земли воздействует на циркуляцию воздушных масс. В приземном слое

воздуха их движение оказывает влияние на все метеорологические элементы

климата: режим температуры, влажности, испарения с поверхности Земли и

транспирацию растений. Ветер — важнейший фактор переноса и распределения

примесей в атмосферном воздухе. Наблюдаются длительные периоды (циклы)

преобладающей атмосферной циркуляции продолжительностью в несколько

десятков лет. Эти циклы меридиональной, широтной циркуляции периодически

сменяются с востока на запад, с севера на юг, а также в противоположных

направлениях. С типами атмосферной циркуляции иногда связывают периоды

одновременной активности многих видов животных, например, периоды вспышек

массового размножения насекомых. Скорость и направление движения воздушных

масс могут изменяться в зависимости от рельефа, времени суток и других

факторов. Вертикальное движение масс воздуха — сложный природный процесс,

который может характеризоваться температурной стратификацией — изменением

температуры воздуха с высотой.

Давление атмосферы. Нормальным считается давление 1кПа,

соответствующее 750,1 мм рт.ст. В пределах земного шара существуют

постоянно области низкого и высокого давления, причем в одних и тех же

точках наблюдаются сезонные и суточные колебания давления. Различают

также морской и континентальный типы динамики давления. Периодически

возникающие области пониженного давления, характеризующиеся мощными

потоками воздуха, стремящегося по спирали к перемещающемуся в пространстве

центру, носят название циклонов. Циклоны отличаются неустойчивой погодой и

большим количеством осадков.

2

Абиотические факторы среды.

СРЕДА – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на

них прямое или косвенное воздействие.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы,

называются экологическими факторами.

Многообразие экологических факторов подразделяются на группы:

- абиотические

- биотические.

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - это комплекс условий неорганической

среды, влияющих на организм.

БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ – это совокупность влияний.

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.

Абиотический, или неживой, компонент среды подразделяется на

климатические, почвенные, топографические и другие физические факторы.

ИЗЛУЧЕНИЕ: СВЕТ.

Свет является одним из важнейших, а биотических факторов, особенно

для фотосинтезирующих зелёных растений. Солнце излучает в космическое

пространство громадное количество энергии.42% всей падающей радиации

отражается атмосферой в мировое пространство, 15% поглощается толщей

атмосферы и идёт на её нагревание и только 43% достигает земной

поверхности.

Среди солнечной энергии, проникающей в атмосферу Земли, на

видимый свет приходится около 50% энергии, остальные 50% составляют

тепловые инфракрасные лучи и около 1% - ультрафиолетовые лучи. Видимые

лучи состоят из лучей разной окраски и имеют разную длину волн. С участием

видимого света у растений и животных протекают важнейшие процессы:

- фотосинтез

- транспирация

- фотопериодизм

- движение

- зрение у животных

- прочие процессы

Каждое место обитания характеризуется определённым световым режимом,

количества и качества света.

По отношению к свету различают экологические группы растений:

- световые, обитают на открытых местах с хорошей освещённостью;

- теневые, не выносят сильного освещения, живут в постоянной тени

под пологом леса;

- теневыносливые, живут при хорошем освещении, но легко переносят

незначительные затенения.

Интенсивность освещения влияет на активность животных, определяя среди

них виды, ведущие сумеречный, ночной и дневной образ жизни.

Освещение вызывает у растений ростовые движения, называемое

фототропизмом.

Движения Земли вокруг Солнца вызывает закономерные изменения длины дня и

ночи по сезонам года.

Уменьшение светового дня в конце лета ведёт к прекращению роста,

стимулирует отложение запасных питательных веществ организмов, вызывает у

животных осеннюю линьку, определяет сроки группирования в стаи, миграции,

переход в состояние покоя и спячки. Увеличение длины светового дня

стимулирует половую функцию у птиц, млекопитающих, определяет сроки

цветения у растений.

Доказана способность птиц к навигации, то есть астрономическим

источникам света.

ТЕМПЕРАТУРА.

Тепловой режим – важнейшее условие существования живых организмов, так

как все физиологические процессы в них возможны при определённых условиях.

Главным источником тепла является солнечное излучение.

Сила и характер воздействия солнечного излучения зависят от

географического положения, и является важными факторами, определяющими

климат региона.

Температура влияет на анатомо-морфологические особенности организмов; ход

физиологических процессов; их рост, развитие, поведение и во многих случаях

определяет географическое распространение растений и животных.

По отношению к температуре, как экологическому фактору, все организмы

подразделяются на группы:

- холодолюбивые, способные жить в условиях сравнительно низких

температур и не выносят высоких. Характерно для бактерий, грибов,

моллюсков, членистоногих, червей и других. Населяют холодные и

умеренные зоны.

- Теплолюбивые, жизнедеятельность которых приурочена к условиям довольно

высоких температур. Это обитатели жарких, тропических районов Земли.

Живые организмы способны существовать в определённом диапазоне

температур. Этот диапазон ограничен нижней летальной (смертельной) и

верхней летальной температурой.

Температура, наиболее благоприятна для жизнедеятельности и роста,

называется оптимальной и находится в пределах 20 – 28 градусах.

Растения и животные в ходе длительного эволюционного развития,

приспосабливаясь к периодическим изменениям температурных условий,

выработали в себе различную потребность к теплу в разные периоды жизни.

Крайне минимальные и максимальные температуры, за пределами которых

развитие организма не происходит, называют нижним и верхним

биологическим нулём или порогом развития.

Температуры, лежащие выше нижнего порога развития и не выходящие за

пределы верхнего, получили название эффективных температур.

Живые организмы в процессе эволюции выработали различные формы адаптаций

к температуре, среди них морфологические, биохимические, физиологические,

поведенческие и так далее.

При всём многообразии приспособлений живых организмов к воздействию

неблагоприятных температурных условий выделяют пути:

- Активный. Усиление сопротивляемости, развитие регуляторных

способностей для возможности осуществления жизненных функций

организма.

- Пассивный. Подчинение жизненных функций организма ходу внешних

температур. Недостаток тепла вызывает угнетение жизнедеятельности, что

способствует экономному использованию энергетических запасов.

Выражается в снижении уровня обмена, замедлении скорости роста и

развития, способность впадать в спячку или оцепенение.

- Избегание неблагоприятных температурных воздействий. Это всеобщий

способ для всех организмов. Происходит выработка таких жизненных

циклов, когда наиболее уязвимые стадии развития проходят в самые по

температурным условиям благоприятные периоды года.

ВЛАЖНОСТЬ.

В жизни организмов вода выступает как важнейший экологический фактор.

Живых организмов, не содержащих воду, на Земле не найдено. Все

биохимические процессы ассимиляции и диссимиляции, газообмен в организме

осуществляются при наличии воды. Наземные организмы из–за постоянной потери

воды нуждаются в регулярном её пополнении. Поэтому у них в процессе

эволюции выработались приспособления, которые регулируют водный обмен и

обеспечивают экономное расходование влаги. Влажность среды нередко является

фактором, лимитирующим распространение и численность организмов на Земле.

Потребность разных видов растений в воде по периодам развития

неодинакова. Меняется она и в зависимости от климата и почвы.

Первостепенное значение во всех проявлениях жизнедеятельности имеет

водный обмен между организмом и внешней средой.

Важными в жизни организмов являются и особенности распространения влаги

по:

- сезонам в течение года;

- характер выпадающих осадков;

- степень насыщения воздуха и почвы водяными парами.

Влажность воздуха:

- обуславливает периодичность активной жизни организмов;

- сезонную динамику жизненных циклов;

- влияет на продолжительность развития, плодовитость и их смертность.

По отношению к водному режиму наземные организмы подразделяются на

экологические группы:

- гигрофильные (влаголюбивые);

- мезофильные (предпочитающие умеренную влажность);

- ксерофильные (сухолюбивые).

Разделение организмов на данные группы относительно, так как у многих

видов степень потребности во влаге непостоянна в различных условиях и

неодинакова на разных стадиях развития организмов.

Температура и влажность являются ведущими климатическими факторами и

тесно взаимосвязаны между собой. Сочетание температуры и влажности часто

играет решающую роль в распределении растительности и животных.

АТМОСФЕРА И ТОПОГРАФИЯ.

Атмосферный воздух – это смесь различных газов. В его составе 78% азота;

20,9% кислорода; 0,9% аргона; 0,03% углекислого газа; 0,01% других газов.

Для живых организмов атмосферный воздух является источником кислорода для

дыхания и углекислоты для фотосинтеза, он защищает от вредных космических

излучений, способствует сохранению тепла на Земле.

В атмосфере происходят частично биогеохимические циклы, включающие

газообразные компоненты. Большое значение имеют и физические свойства

атмосферы. В атмосфере постоянно происходит циркуляция воздушных масс.

Главным топографическим фактором является высота. С высотой:

- снижается средние температуры;

- увеличивается суточный перепад температур;

- возрастает количество осадков;

- возрастают скорость ветра и интенсивность радиации;

- понижаются атмосферное давление и концентрация газов.

В зависимости от величины форм топографию и рельеф подразделяют:

- макрорельеф (горы, впадины);

- мезорельеф (холмы, овраги);

- микрорельеф (неровности, приствольные повышения).

Всё это оказывает влияние на растения и животных. В результате обычным

явлением стала вертикальная зональность.

ПРОЧИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.

К прочим физическим факторам относят:

- атмосферное электричество;

- огонь;

- шум;

- магнитное поле Земли;

- ионизирующие излучения.

Атмосферное электричество действует на живые организмы посредством

разрядов и ионизации воздуха. Известно губительное действие молний.

Электрические разряды синтезируют окись азота и обогащают им почву.

Шум для живых организмов несущественен, но может оказать и

существенное воздействие с усилением антропогенных влияний.

Наша планета Земля обладает магнитными свойствами. Около Земли создаётся

магнитосфера, которая задерживает солнечные частицы. Магнитные поля

оказывают влияния (часто положительные) и на живые существа.

Излучения с очень высокой энергией, которое способно выбивать электроны

из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар

положительных и отрицательных ионов, называется ионизирующим изучением.

Существуют виды ионизирующего излучения:

- альфа – излучения.

- бета – излучения.

- Гамма – излучения.

- Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение,

очень близкое гамму – излучению.

Естественное ионизирующее излучение.

Складывается из трёх составляющихся:

- космическая радиация;

- излучение радиоактивных веществ, присутствующих в горных породах,

почве;

- излучения радиоактивных веществ, попадающих в органы с воздухом, пищей

и водой.

Ионизирующее излучение в окружающей среде значительно повысилось в

результате использования атомной энергии.

3. Трофические уровни, цепи, сети. Экологические пирамиды численности,

биомассы, продуктивности.

3

Трофические цепи, уровни и трофические сети.

Живые организмы, входящие в состав биоценоза в экосистеме, неодинаковы

с точки зрения специфики ассимиляции ими вещества и энергии. В отличие от

растений и бактерий животные не способны к реакциям фото- и хемосинтеза, а

вынуждены использовать солнечную анергию опосредованно — через органическое

вещество, созданное фото- и хемосинтетиками. Таким образом, в биоценозе

образуется цепочка последовательной передачи вещества и эквивалентной ему

энергии от одних организмов к другим или так называемая трофическая цепь

(от греческого “трофе” — питаюсь).

Поскольку растения строят свой организм без посредников, их называют

автотрофами. Так как, будучи автотрофами, они создают первичное

органическое вещество из неорганического, они являются продуцентами.

Организмы, которые не могут строить собственное вещество из минеральных

компонентов, используют органику, созданную автотрофами, употребляя их в

пищу. Их называют гетеротрофами, что означает “питаемый другими”, а также

консументами (от лат. “консумо” — потребляю). Однако далеко не все

организмы для удовлетворения своих физиологических потребностей

ограничиваются потреблением растительной пищи, строя белки своего тела

непосредственно из белков растений. Плотоядные животные используют животные

белки со специфическим набором аминокислот. Они тоже являются

консументами, но, в отличие от растительноядных, — консументами вторичными,

или второго порядка. Но и на этом трофическая цепь не всегда

заканчивается, так как вторичный консумент может служить источником питания

для консумента третьего порядка и т.д. Но в одной трофической цепи не

бывает консументов выше пятого порядка вследствие рассеяния энергии.

В процессе питания на всех трофических уровнях появляются “отходы”.

Зеленые растения ежегодно частично или полностью сбрасывают листья.

Значительная часть организмов по тем или иным причинам постоянно отмирает.

В конечном итоге так или иначе созданное органическое вещество должно

частично или полностью замениться. Эта замена происходит благодаря особому

звену трофической цепи — редуцентами (от лат. “редукцио” — возврат). Эти

организмы — преимущественно бактерии, грибы, простейшие, мелкие

беспозвоночные — в процессе жизнедеятельности разлагают органические

Страницы: 1, 2