Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Февраля 2013 в 15:37, контрольная работа
Виды, входящие в состав экосистемы, связаны между собой пищевыми связями, так как служат объектами питания друг для друга.
Продуценты (также автотрофные организмы, автотрофы)— организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. В основном, зелёные растения (синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), однако некоторые виды бактерий-хемотрофов способны на чисто химический синтез органики и без солнечного света. Являются первым звеном пищевой цепи
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
Контрольная работа
по экологии
Вариант 7
Йошкар-Ола, 2013
Виды, входящие в состав экосистемы, связаны между собой пищевыми связями, так как служат объектами питания друг для друга.
Продуценты (также автотрофные организмы, автотрофы)— организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. В основном, зелёные растения (синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), однако некоторые виды бактерий-хемотрофов способны на чисто химический синтез органики и без солнечного света. Являются первым звеном пищевой цепи
Консументы — организмы, неспособные синтезировать органические вещества из неорганических. Потребляют органические вещества в готовом виде (1-го порядка — растительноядные, 2-го и больших порядков — плотоядные и хищники; всеядные животные). Являются вторым, третьим и далее звеньями пищевой цепи.
Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты) — организмы, разрушающие остатки мёртвых растений и животных (черви, мокрицы, раки, сомы, грифы) и превращающие их в неорганические соединения (бактерии, грибы).
В водоеме продуцентами являются зеленые водоросли. Их поедают мелкие растительноядные ракообразные (дафнии, циклопы) - консументы (потребители) первого порядка. Этих животных потребляют в пищу плотоядные личинки различных водяных насекомых (например, стрекоз). Это консументы (потребители) второго порядка. Личинками питаются мелкие рыбы (например, плотва) - консументы (потребители) третьего порядка. А рыбы становятся добычей щуки - консумента (потребителя) четвертого порядка. Такую последовательность питающихся друг другом организмов называют пищевой, или трофической, цепью. Отдельные звенья трофической цепи называют трофическими уровнями.
Пищевые цепи состоят, как правило, из трех - пяти звеньев, например: растения - овцы - человек; растения - кузнечики – ящерицы - орел; растения - насекомые - лягушки - змеи - орел.
Различают два типа трофических (пищевых) цепей. Пищевые цепи, которые начинаются с растений, идут через растительноядных животных к другим потребителям, называют пастбищными или цепями выедания. Их примеры приведены выше. Пищевые цепи другого типа начинаются с отмерших растений, трупов или помета животных и идут к мелким животным и микроорганизмам. Эти цепи называют детритными, или цепями разложения. Например: мертвые ткани растений грибы многоножки кивсяки грибы ногохвостки коллемболы хищные клещи хищные многоножки бактерии.
Линейные пищевые цепи - большая редкость в природе. Как правило, пищевые цепи в экосистеме тесно переплетаются. Совокупность пищевых связей в экосистеме образует пищевые сети, в которых многие консументы служат пищей нескольким членам экосистемы. В то же время некоторые животные могут принадлежать сразу к нескольким трофическим уровням, так как питаются и растительной, и животной пищей, то есть являются всеядными (например, медведь).
Интересный пример пищевых сетей можно обнаружить при прочтении стихотворения Э. Дарвина, деда знаменитого эволюциониста Ч. Дарвина:
"Свирепый
волк с кормящею волчат
Орел, стремясь из-под небес стрелою, грозит голубке смертью злою;
Голубка ж, как овца, должна, кормясь, губить ростки и семена.
Охотнице-сове, средь ночи темной, не жаль певца любви и неги томной,
А соловей съедает светляка, не посмотрев на прелесть огонька.
Светляк же, ночи светоч оживленный, вползая вверх, цветок съедает сонный".
Из-за сложной структуры пищевой сети исчезновение вида, как правило, почти не сказывается на экосистеме. Питавшиеся особями этого вида организмы находят другие источники пищи. А пищу, которую потребляли животные исчезнувшего вида, начинают использовать другие потребители. Это обеспечивает экосистеме длительное и устойчивое существование. И чем богаче видовая структура экосистемы, тем она устойчивее.
Правило экологической пирамиды. Пищевые сети, возникающие в экосистеме, имеют структуру, для которой характерно определенное число организмов на каждом трофическом уровне. Замечено, что число организмов прямо пропорционально уменьшается при переходе с одного трофического уровня на другой. Такая закономерность получила название "правило экологической пирамиды". В данном случае рассмотрена пирамида чисел. Она может нарушаться, если мелкие хищники живут благодаря групповой охоте на крупных животных.
Для каждого трофического уровня характерна своя биомасса - суммарная масса организмов какой-либо группы. В пищевых цепях биомасса организмов на разных трофических уровнях различна: биомасса продуцентов (первый трофический уровень) значительно выше, чем биомасса консументов - растительноядных животных (второй трофический уровень). Биомасса каждого из последующих трофических уровней пищевой цепи также прогрессивно уменьшается. Эта закономерность получила название пирамиды биомасс.
Аналогичную закономерность можно выявить при рассмотрении передачи энергии по трофическим уровням, то есть в пирамиде энергии. Растения усваивают в процессе фотосинтеза лишь незначительную часть солнечной энергии. Растительноядные животные, составляющие второй трофический уровень, усваивают лишь некоторую часть (20-60 %) от поглощенного корма. Усвоенная пища идет на поддержание процессов жизнедеятельности организмов животных и рост (например, на построение тканей, запасы в виде отложения жиров).
Организмы третьего трофического уровня (хищные животные) при поедании растительноядных животных вновь теряют большую часть заключенной в пище энергии. Количество энергии на последующих трофических уровнях вновь прогрессивно уменьшается. Результатом этих потерь энергии является небольшое число (три-пять) трофических уровней в пищевой цепи.
Подсчитано, что с одного трофического уровня на другой передается лишь около 10% энергии. Эта закономерность получила название "правило десяти процентов".
Таким образом, пирамида чисел отражает число особей в каждом звене пищевой цепи. Пирамида биомасс отражает количество образованного на каждом звене органического вещества - его биомассу. Пирамида энергии показывает количество энергии на каждом трофическом уровне.
Графически это правило изображают в виде пирамид с широким основанием и узкой вершиной. Пирамиду составляют прямоугольники, которые изображают разные звенья пищевой цепи.
Биологическим загрязнением называют привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов, а также проникновение (естественное или благодаря деятельности человека) в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства видов организмов, чуждых данным экосистемам.
Один из видов биологического загрязнения - выбросы предприятий биологического (микробиологического) синтеза. Производственные мощности этой отрасли современной биотехнологии, особенно в фармакологической промышленности, постоянно растут. Многие лекарственные препараты, например, антибиотики, вакцины, получают с помощью микроорганизмов путем микробиологического синтеза. В состав выбросов и сбросов со сточными водами фармакологических заводов входят микробные клетки и их фрагменты, питательная среда для микроорганизмов.
Мониторинг загрязнения и контроль выбросов биологических загрязнителей налажен пока слабо. Сравнительно недавно в России установлены регламенты на концентрации в окружающей среде продуктов микробиологического синтеза и штаммы-продуценты микроорганизмов.
Масштабы этого вида загрязнения могут быть весьма велики, так же как и его негативные эффекты на здоровье человека.
В связи с биологическим загрязнением нельзя не упомянуть о бактериологическом оружии. Несмотря на международные запреты, в разных концах света возникают сообщения, в той или иной степени связанные с его производством.
Опасность бактериологического оружия обусловлена тем, что его можно получить в обстановке полной секретности, в маленьких лабораториях. Опасность его заключается также в трудности обнаружения, в способности микроорганизмов длительное время сохранять активность, т. е. способность вызывать заболевания. В норвежском городке Трондхейм в запасниках музея в течение 80 лет хранилось бактериологическое оружие времен 1-й Мировой войны (возбудитель сибирской язвы - Antrax). Оно попало в музей в 1917 году после ареста шведского барона фон Росена, который должен был выполнить диверсионное задание - отравить всех лошадей и оленей в Англии. Самое удивительное то, что микробы оказались живыми.
К концу XX века встал вопрос о биологической опасности, связанной с развитием генной инженерии и ее успехами в сельском хозяйстве. Риск так называемого "генетического" загрязнения окружающей среды - этого сравнительно нового вида биологического загрязнения - становится все более реальным.
И в XXI веке может стать актуальной микробиологическая опастность в сфере космической деятельности. Реальной угрозой развития заболеваний, не известных ранее, может стать целый комплекс факторов; непредсказуемость повеления микроорганизмов внутри космического корабля (и они присутствуют повсеместно и могут мутировать и в космосе), возможность попадания новых видов микроорганизмов при замене экипажей, ослабление иммунитета у человека в уровнях невесомости и др.
Под качеством окружающей среды понимают степень соответствия среды жизни человека его потребностям. От окружающей человека среды (природные условия, условия на рабочем месте, жилищные условия) зависит продолжительность жизни, здоровье, уровень заболеваемости и др.
Нормирование качества окружающей природной среды - установление показателей и пределов, в которых допускается изменение этих показателей (для воздуха, воды, почвы и т.д.). Цель нормирования - установление предельно допустимых норм (экологических нормативов) воздействия человека на окружающую среду. Благодаря соблюдению экологических нормативов обеспечивается экологическая безопасность населения, сохраняется генофонд человека, растений и животных, осуществляется рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.
Основные экологические нормативы качества и воздействия на окружающую природную среду:
1. Нормативы качества (санитарно-гигиенические):
• предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;
• предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воздействий: радиации, шума, вибрации, магнитных полей и др.
2.
Нормативы воздействия (
• предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ;
• предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ.
Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, а также методы их определения, носят временный характер и могут совершенствоваться по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов.
3. Комплексные нормативы:
• предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду.
Предельно допустимая концентрация (количество) (ПДК)
Это количество загрязняющего вещества в окружающей среде (почве, воздухе, воде, продуктах питания), которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. В последнее время при определении ПДК учитывают и степень влияния загрязняющих веществ на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.
ПДК рассчитывают на единицу объема (для воздуха, воды), массы (для почвы, пищевых продуктов) или поверхности (для кожи работающих). ПДК устанавливают на основании комплексных исследований. Значения ПДК, устанавливаемые на основании экспериментальных данных о токсичности и иных привходящих обстоятельств, не одинаковы в разных странах и периодически пересматриваются. Так, ПДК сероводорода в атмосферном воздухе при 24-часовом воздействии в Испании составляет 0,004 мг/м3, а в Венгрии — 0,15 мг/м3 (в России — 0,008 мг/м3).
ПДК устанавливаются для среднестатистического человека, однако ослабленные болезнью и другими факторами люди могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК. Это, например, относится к заядлым курильщикам.
Уровни ПДК одного и того же вещества различны для разных объектов внешней среды: ПДК сс - среднесуточное, ПДК ж.з. - жилой зоны, ПДК р.з. - в рабочей зоне, ПДК мр - максимально-разовое значение в воздухе, ПДК почв - в почве и др.
При содержании в природном объекте нескольких загрязняющих веществ учитывается их совместное воздействие и сумма их концентрации не должна превышать при расчете единицы.