Абиотические факторы

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. П.А Столыпина»

 

 

 

Кафедра экологии природопользования и биологии

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ЭКОЛОГИИ

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Возняк А.В

Заочное отделение

Землеустроительный фак-т

103 группа

Шифр 1336065

Проверил: ст.преподователь

Долгова Д.З

 

 

 

ОМСК 2014

Вопрос №1

Абиотические факторы.

Ответ:

Экологи́ческие фа́кторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Индифферентные элементы среды, например, инертные газы, экологическими факторами не являются.

Экологические факторы отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер.

Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль при минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных. Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фототрофных организмов (большинство растений и фотосинтезирующие бактерии), а в жизни гетеротрофных организмов (грибы, животные, значительная часть микроорганизмов) свет не оказывает заметного влияния на жизнедеятельность.

Экологические факторы могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфо-анатомические и физиологические изменения организмов.

Организмы испытывают воздействие не статичных неизменных факторов, а их режимов — последовательности изменений за определённое время.

 

По происхождению

• Абиотические — факторы неживой природы:
• климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха
• эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы
• орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона
• химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность
• физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения
• Биотические — связанные с деятельностью живых организмов:
• фитогенные — влияние растений
• микогенные — влияние грибов
• зоогенные — влияние животных
• микробиогенные — влияние микроорганизмов
• Антропогенные (антропические):
• физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации
• химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта
• биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания
• социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе

Вопрос № 29.

Структура популяции.

 

Ответ:

 

Каждая популяция любого вида обладает характерной структурой — определенным количественным соотношением особей, отличающихся по какому-либо признаку (возрасту, полу) или по характеру распределения особей в пространстве. 

 

 

1. Пространственная структура популяции  характеризуется особенностями  и характером распределения особей  в пространстве. Случайное распределение  наблюдается в однородной среде, где слабо выражена конкуренция  между особями и практически  отсутствуют групповые формы  поведения. Такое распределение  особей в популяциях характерно  для пауков, обитающих в подстилке, моллюсков на илистых отмелях, планарий. Равномерное распределение наблюдается у видов, для особей которых характерна жесткая конкуренция за одинаковые ресурсы среды и сильный территориальный инстинкт (хищные рыбы, млекопитающие, птицы). Наиболее распространенным в природе является групповое распределение, при котором вследствие неоднородности среды, ограниченности мест обитания, биологических особенностей вида, способов размножения и расселения наблюдается объединение особей популяции в группы (колонии, стада, семьи, прайды, скопления и т. д.). Групповое распределение характерно для популяций многих видов растений и животных. 

 

 

2. Возрастная структура отражает  соотношение различных возрастных  групп в популяции. Оно определяет  способность популяции к размножению  и показывает перспективу ее  дальнейшего развития. Выделяют  три экологических возраста: предрепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный. Длительность каждого из них варьирует в связи с продолжительностью жизни особей. Популяции с большой долей предрепродуктивных особей (молодых, не достигших полового созревания) являются развивающимися, или растущими. При равномерном распределении особей по возрастным группам популяции находятся в стабильном состоянии. При малой доле предрепродуктивных особей численность популяции со временем будет снижаться. Такие популяции называются вымирающими, или стареющими. 

 

 

3.        Половая структура  отражает численное соотношение  мужских и женских особей. У  многих организмов это соотношение  составляет 1:1, что обеспечивается  генетическими механизмами определения  пола. 

 

 

4.        Этологическая (поведенческая) структура — соотношение  особей, различающихся по комплексу  поведенческих реакций. Наблюдается  у животных, для которых характерно  образование социальных групп. При  семейном образе жизни у птиц  и млекопитающих поведение родителей  может различаться в зависимости  от того, кто ухаживает за потомством. В связи с этим различают  семьи отцовского, материнского  и смешанного типов. В колониях  общественных насекомых — пчел, муравьев, термитов — этологические  группы формируются в зависимости  от распределения труда и специализации  особей. Наиболее сложная поведенческая  структура наблюдается в стаях  и стадах, где развита система  «доминирования — подчинения». Доминирование  проявляется в приоритетном доступе  к пище, оставлении потомства, расположении  на отдых, положении в стае  при движении, организации обороны и т. д

 

Вопрос № 41.

Пограничный эффект.

 

Ответ:

 

Между двумя биоценозами пограничная зона занимает промежуточное положение, отличаясь от них температурным режимом, влажностью, освещенностью. Здесь как бы переплетаются типичные условия соседствующих биоценозов. По-другому, в переходной зоне произрастают растения, характерные для обоих биоценозов Обилие растений привлекает сюда и разнообразных животных, поэтому пограничная зона обычно более богата жизнью, чем каждый из смежных биоценозов.

Пограничная зона нередко представляет собой особое местообитание со своими специализированными видами, например в переходной! зоне между наземными и водными биоценозами.

Таким образом, при пространственном переходе одного биоценоза в другой число экологических ниш возрастает, так как это случается на границах биотопов, обладающих свойствами стыкующихся ценозов, нередко дающих не простую сумму, а новое] системное качество.

 

В таких переходных зонах возникает сгущение видов и особей, наблюдается так называемый краевой эффект, или эффект опушки. Правило экотона, или краевого эффекта, и состоит в том, что на стыках биоценозов увеличивается число видов и особей в них.

 

Переходная (пограничная) зона между наземными

и водными биоценозами (по Б. Небелу, 1993)

 

Вопрос № 54

Круговорот фосфора в природе.

 

Ответ:

 

 

 

Вопрос № 66

Смог как экологическая проблема.

 

Ответ:

 

Понятие смога появилось достаточно давно — в 1905 году в связи с задымлением, возникающим над Лондоном. С тех пор так и существует название лондонский смог. Это дым, возникающий в связи со сжиганием угля, который в свою очередь смешивается с туманом и пылью. Смог — порождение городской цивилизации. Об этом писал в своем докладе Генри Антуан де Во, первый назвавший эту смесь смогом.

 

В 50-ые годы вводится понятие фотохимического смога, который образуется в результате смешения таких продуктов, порождаемых цивилизацией, как оксиды азота, перекиси нитратов, озон и различных летучих органических веществ. Это и пары бензина, и пестицидов, и красок, и прочее).

 

Фотохимический смог является очень серьезной проблемой человечества, так как содержит крайне ядовитые вещества, которые приводят к болезням и даже смертям от них многих людей.

 

Чаще всего смог возникает в солнечную погоду, когда вещества вступают в реакцию с солнечным светом. В теплую погоду верхние слои воздуха менее подвижны, не позволяя проходить вертикальной циркуляции, а соответственно естественному очищению воздуха. В такое время сильно увеличивается количество госпитализаций и рецидивов или обострений хронических респираторных заболеваний. Наиболее опасен смог для детей и пожилых людей, для тех, кто имеет хронические заболевания дыхательных путей. Смог может привести к возникновению сильных головных болей, одышки, вплоть до остановки дыхание, поражения и отеков слизистых глаз, носа.

 

Над решением этой серьезной экологической проблемы задумываются тысячи ученых и специалистов. Необходимо принимать во внимание этот вопрос при строительстве промышленных центров и городов, при проектировании транспортных путей и развязок.

 

      

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос № 77

 Энергетическая проблема и  пути её решения.

 

Ответ:

 

ПУТИ РЕШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

Энергия является своеобразной "валютой", в обмен на которую природа отпускает часть своих богатств и поддерживает тем самым существование человека. Для удовлетворения растущих потребностей его в продовольствии и сырьевых ресурсах требуется все больше энергетических затрат. Поэтому можно утверждать, что энергетическая проблема выступает одной из главных среди проблем, стоящих перед человечеством.

На протяжении всей истории своего развития человечество потребляет энергию. Смена источников энергии (древесина - уголь - нефть - природный газ) - это, по сути, вехи технического прогресса.

Бурное развитие науки и техники в XX в., широкое использование электрической энергии привели к быстрому росту добычи полезных ископаемых, в первую очередь нефти и газа. Здесь сыграли роль многие факторы: легкость добычи и транспортировки, широкая область применения и высокая теплота сгорания.

Пользуясь ископаемыми источниками энергии, человечество, по существу, расходует энергию Солнца, аккумулированную растительным миром планеты в течение миллиардов лет. Запасы этих источников велики, но небезграничны, что современное общество уже почувствовало, когда в 1973 - 1974 гг. разразился энергетический кризис и цены на нефть на мировом рынке поднялись в 15, а на природный газ - в 10 раз. Подсчитано, что если темпы добычи и потребления нефти и газа сохранятся, то запасов этих продуктов хватит только на 30 лет. В тоже время они являются ценным сырьем химической промышленности, из которого производят полимерные материалы, красители и т.д. В России основное количество добываемой нефти используется как сырье для получения бензина и топлива и только 5% идет на цели органического синтеза. Уже сейчас необходимо рассматривать нефть прежде всего в качестве сырья для химической промышленности и сохранить хотя бы часть ее для будущего. Поэтому перед всем человечеством стоит задача резко сократить расход органического топлива, особенно нефти и газа, на энергетические нужды и заменить его другими видами топлива.

Сокращение запасов нефти и газа способствует тому, что основным источником энергии на ближайшую перспективу считается каменный уголь. Среди всех горючих ископаемых 90% являются твердыми (угли, сланцы и т.д.) и только 6% приходится на долю нефти. Однако использование твердого топлива гораздо менее технологично, чем жидкого и газообразного, в связи с чем каменный уголь имеет ограниченный спектр применения. Для расширения спектра его применения требуются специальные технологии, позволяющие осуществлять переработку каменного угля в жидкие и газообразные энергоносители.

Один из путей переработки твердого топлива состоит в предварительной его газификации:

С + Н2О ® СО + Н2.

Синтезированный газ - в зависимости от типа катализатора, давления и температуры - может быть превращен в смесь углеводородов (синтез Фишера - Тропша). На производство 1 т бензина расходуется 1,4 т угля и 1500 м3 водорода. В США с 1970 по 1990 г. доля потребления угля для энергетики воз росла с 12% до 23% при одновременном сокращении потребления нефти и газа.

После успешного пуска атомных реакторов казалось, что именно атомная энергетика в состоянии удовлетворить все энергетические потребности общества уже в течение ближайших двух десятилетий. Ведь количество тепловой энергии, производимой при делении 1 г урана-235, эквивалентно энергии, выделяемой при сгорании около 2200 л нефти-сырца или 2,7 т угля. Однако сейчас прогнозы в отношении атомной энергетики уже не столь оптимистичны. Это обусловлено прежде всего экологическими проблемами.

Большие возможности в использовании атомной энергии без загрязнения планеты радиоактивными отходами, казалось, может открыть управляемый термоядерный синтез. В этом случае происходит не расщепление тяжелого атома, а слияние двух мелких в один более крупный. Как и при расщеплении, происходит потеря массы, превращающейся в энергию.

Колоссальная энергия, испускаемая Солнцем и другими звездами, - результат идущего в их недрах ядерного синтеза. Эти светила состоят главным образом из водорода. Солнечная энергия выделяется при слиянии его ядер в ядро гелия. В искусственных условиях этот процесс воспроизводится при взрыве водородной бомбы. Создание же управляемого ядерного синтеза наталкивается на значительные технические трудности.

Осознание трудностей, связанных с использованием атомной энергии, способствовало тому, что исследователи все чаще стали обращаться к проектам преобразования энергии Солнца - источника поистине чистой энергии. Преобразование солнечной энергии может осуществляться в различных процессах: теплотехнических (солнечное нагревание), фотоэлектрических (преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью полупроводниковых материалов), фотобиологических и фотохимических (фотосинтез, использование фотохимических реакций).

На космических кораблях уже устанавливаются солнечные батареи, преобразующие энергию Солнца в электричество. Они изготавливаются из особых материалов, в которых падающая энергия индуцирует поток электронов. КПД преобразования световой энергии в электрическую составляет у современных солнечных батарей 10 - 20%. Однако вплоть до недавнего времени высокая стоимость преобразователей ограничивала их использование исключительными случаями.

Если наши надежды оправдаются, то сбор энергии, вероятно, будет производиться в Южном полушарии, где больше солнечных дней. Передача энергии на большие расстояния по линии электропередач, как показывают расчеты, экономически невыгодна, поскольку потери окажутся слишком велики. Экономнее всего осуществлять ее, используя в качестве энергоносителя водород. В этом случае на транспортировку единицы энергии на расстояние свыше 1500 км расходы снизятся вдвое по сравнению с передачей электричества посредством воздушных высоковольтных линий. Такие соображения привели к появлению идеи водородной энергетики.