Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального
образования
«Российский
государственный профессионально-педагогический
университет»
Машиностроительный
институт
Кафедра
общей химии
Контрольная
работа
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭКОЛОГИЯ»
Разработчик
студент группы ЗЭП–401
|
|
Андреев О.В. |
| |
|
|
Руководитель проекта |
|
Харина Г.В. |
Екатеринбург
2014
Вопросы:
- 21. Понятие экологической пирамиды. Пирамиды численности, биомассы и энергии. Правило десяти процентов.
- 63. Мониторинг окружающей среды. Понятие, цели, задачи, виды, уровни и методы экологического мониторинга.
- 77. Понятие здоровья человека. Экологические факторы среды и здоровье человека. Экопатологии. Наследственные заболевания, их связь с условиями окружающей среды.
21. Экологическая
пирамида
Экологическая пирамида
- способ графического отображения соотношения
различных трофических уровней в экосистеме.
Может быть трех типов:
1) пирамида численности
– отображает численность организмов
на каждом трофическом уровне;
2) Пирамида биомассы
– отражает биомассу каждого трофического
уровня;
3) Пирамида энергии
– показывает количество энергии, прошедшее
через каждый трофический уровень в течении
определенного промежутка времени
Экосистемы очень разнообразны
по относительной скорости создания и
расходования как чистой первичной продукции,
так и чистой вторичной продукции на каждом
трофическом уровне. Однако всем без исключения
экосистемам свойственны определенные
соотношения первичной и вторичной продукции.
Всегда количество растительного вещества,
служащего основой цепи питания, в несколько
раз (около 10 раз) больше, чем общая масса
растительноядных животных, а масса каждого
последующего звена пищевой цепи, соответственно,
пропорционально изменяется.
Прогрессивное снижение
ассимилированной энергии в ряду трофических
уровней находит отражение в структуре
экологических пирамид.
2.2 Пирамида численности
Для изучения взаимоотношений между
организмами в экосистеме и для графического
представления этих взаимоотношений удобнее
использовать не схемы пищевых сетей,
а экологические пирамиды. При этом сначала
подсчитывают число различных организмов
на данной территории, сгруппировав их
по трофическим уровням. После таких подсчетов
становиться очевидным, что численность животных
прогрессивно уменьшается при переходе
от второго трофического уровня к последующим.
Численность растений первого трофического
уровня тоже нередко превосходит численность
животных, составляющих второй уровень.
Это можно отобразить в виде пирамиды
численности.
Рис. 4. два типа обычных
пирамид численности (А и Б) и перевернутая
пирамида (В).
Для удобства, количество
организмов на данном трофическом уровне
может быть представлено в виде прямоугольника,
длина (или площадь) которого пропорциональна
числу организмов, обитающих на данной
площади (или в данном объеме, если это
водная экосистема). На рисунке 4 показаны
три типа пирамид численности, отображающих
реальные ситуации в природе. Хищники,
расположенные на высшем трофическом
уровне, называются конечными хищниками.
Существует ряд неудобств, связанных с
использованием этих пирамид. Из этих
неудобств наиболее важны следующие:
2.3 Пирамиды энергии
Наиболее фундаментальным
и в определенном смысле идеальным способом отображения
связей между организмами на разных трофических
уровнях служит пирамида энергии, обладающая
рядом преимуществ.
Пирамида энергии наглядно
иллюстрирует «правило десяти процентов»
Она отображает скорость
образования биомассы в отличие от пирамид
численности и биомассы, описывающих только
текущее состояние организмов в отдельный
момент времени. Каждая ступенька пирамиды
энергии отражает количество энергии
(на единицу площади или объема), прошедшей
через определенный трофический уровень
за определенный период.
Она строится из прямоугольников,
поставленных друг на друга. Длина основания
каждого прямоугольника в определенном
масштабе соответствует величине потока
энергии на разных уровнях трофической
системы, точнее, той части энергетического
потока, которая идет на формирование
биомассы данного уровня, то есть на продукцию.
Поэтому пирамида энергии, построенная
в единицах измерения продуктивности,
называется пирамидой
продуктивности. Основанием пирамиды
служит прямоугольник, соответствующий
уровню продуцентов.
2.4 Пирамиды биомассы
Она характеризует
общую массу живого вещества в сухом весе
на каждом трофическом уровне экосистемы.
Для разных экосистем
эта пирамида может выглядеть по-разному.
Пирамиды биомассы экосистем суши обычно
характеризуются такой же формой, как
и пирамида энергии. То есть количество
биомассы на каждом последующем уровне
такой экосистемы как правило меньше,
чем на предыдущем уровне. Но это правило
уже не является абсолютным. Так для экосистем
моря как правило характерна перевернутая
пирамида биомассы, основание которой
меньше, чем последующие ступени. Так общая
биомасса всех потребителей фитопланктона
может быть существенно выше, чем масса
самого фитопланктона, совокупная масса
крупных рыб может оказаться меньше массы
мелких рыб. Такая ситуация вообще характерна
для экосистем с очень мелкими продуцентами
и крупными консументами. Причина этого
- резкие различия в продолжительности
жизни и продуктивности организмов на
разных уровнях. Например, время жизни
фитопланктона оценивается несколькими
днями или даже часами, в то время как крупные
животные могут десятилетиями накапливать
массу. В то же время фитопланктон имеет
большую продуктивность, но вся продукция
достаточно быстро выедается, так что
урожай на корню фитопланктона в каждый
момент времени оказывается сравнительно
малым. При всем этом через трофический
уровень продуцентов проходить гораздо
больший поток энергии, чем через уровни
консументов.
2.5 Правило экологической
пирамиды
Первое звено всякой
цепи питания – превращение в процессе
фотосинтеза световой энергии в химическую и
образование органических веществ. При
этом лишь 3 % световой энергии, попадающей
на растение, переходит в потенциальную
энергию органических веществ; остальная
рассеивается в виде тепла. Каждое из последующих
звеньев способно использовать лишь 5-12%
энергии корма и и превратить ее во вновь
построенное вещество своего тела. Остальная энергия
или превращается в тепло и рассеивается,
или (чаще всего) просто не усваивается.
В среднем коэффициент полезного действия
каждого звена цепи не превышает 10%, что
неизбежно ведет к уменьшению количества
образующегося органического вещества
на каждом последующем пищевом уровне.
Поэтому типичная цепь питания состоит
не более чем из четырех – шести взаимно
связанных пищевых уровней.
Правило десяти процентов
В стационарных популяциях изъятие
10-40 % не ведет к выведению популяции из
стационарного состояния. В нестационарных
популяциях при их росте возможно изъятие
90% особей, что не предотвращает дальнейшего
увеличения численности. В то же время
из популяций, снижающих численность,
изъятие особей в пределах правила десяти
процентов может привести к полному их
исчезновению.
Заключение
Из трех типов экологических
пирамид пирамида энергии дает наиболее
полное представление о функциональной
организации сообществ. Число и масса
организмов, которых может поддерживать
какой-либо уровень в тех или иных условиях,
зависит не от количества фиксированной
энергии, имеющейся в данное время на предыдущем
уровне, а от скорости продуцирования
пищи. В противоположность пирамидам численностей
и биомассы, отражающим статику системы
(т.е. характеризующим количество организмов
в данный момент), пирамида энергии отражает
картину скоростей прохождения массы
пищи через пищевую цепь. На форму этой
пирамиды не влияют изменения размеров
и интенсивности метаболизма особей, и
если учтены все источники энергии, то
пирамида всегда будет иметь "правильную
форму", как это диктуется вторым законом
термодинамики. Концепция потока энергии
не только позволяет сравнивать экосистемы
между собой, но и дает средство для оценки
относительной роли популяций в их биотических
сообществах.
Многие исследователи
считают, что трофическая структура - фундаментальное
свойство каждого сообщества, ибо после
острого нарушения его трофическая структура
возвращается к равновесию независимо
от видового состава и быстрее его, т.е.
трофическая структура обладает способностью
восстанавливаться.
Список литературы
1. Н.В. Чебышев, С. В.
Кузнецов, С. Г. Зайчикова «Биология. Пособие
для поступающих в вузы» Москва «Новая
волна» 2001 г.
2. Т. Л. Богданова, Е.
А, Солодова «Биология. Справочник для
старшеклассников и поступающих в вузы»
Москва «АСТ – ПРЕСС» 2001 г.
3. Новиков Ю.В. Экология,
окружающая среда и человек. – М., 2000.
4. Одум Ю. Основы экологии.
М., 1975
5. Уиттекер Н.М. Сообщества
и экосистемы. – М., 1980.
6. Энциклопедия «Кругосвет» CD
63. Понятие об экологическом
мониторинге
Сам термин «мониторинг» впервые появился
в рекомендациях специальной комиссии
СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей
среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году
уже появились первые предложения по Глобальной
системе мониторинга окружающей среды
(Стокгольмская конференция ООН по окружающей
среде) для определения системы повторных
целенаправленных наблюдений за элементами
окружающей природной среды в пространстве
и времени. Однако такая система не создана
по сей день из-за разногласий в объемах,
формах и объектах мониторинга, распределении
обязанностей между уже существующими
системами наблюдений. Такие же проблемы
и у нас в стране, поэтому, когда возникает
острая необходимость режимных наблюдений
за окружающей средой, каждая отрасль
должна создавать свою локальную систему
мониторинга.
Цели и задачи экологического
мониторинга
Мониторингом окружающей среды называют
регулярные, выполняемые по заданной программе
наблюдения природных сред, природных
ресурсов, растительного и животного мира,
позволяющие выделить их состояния и происходящие
в них процессы под влиянием антропогенной
деятельности.
Под экологическим мониторингом следует
понимать организованный мониторинг окружающей
природной среды, при котором, во-первых,
обеспечивается постоянная оценка экологических
условий среды обитания человека и биологических
объектов (растений, животных, микроорганизмов
и т. д.), а также оценка состояния и функциональной
ценности экосистем, во-вторых, создаются
условия для определения корректирующих
воздействий в тех случаях, когда целевые
показатели экологических условий не
достигаются.
Уровни экологического
мониторинга
Система мониторинга
реализуется на нескольких уровнях, которым
соответствуют специально разработанные
программы:
импактном (изучение
сильных воздействий в локальном масштабе);
региональном (проявление
проблем миграции и трансформации загрязняющих
веществ, совместного воздействия различных
факторов, характерных для экономики региона);
фоновом (на базе биосферных
заповедников, где исключена всякая хозяйственная
деятельность).
При движении экологической информации
от локального уровня (город, район, зона
влияния промышленного объекта и т. д.)
к федеральному масштаб картоосновы, на
которую эта информация наносится, увеличивается,
следовательно, меняется разрешающая
способность информационных портретов
экологической обстановки на разных иерархических
уровнях экологического мониторинга.
Так, на локальном уровне экологического
мониторинга в информационном портрете
должны присутствовать все источники
эмиссий (вентиляционные трубы промышленных
предприятий, выпуски сточных вод т. д.).
На региональном уровне близко расположенные
источники воздействия «сливаются» в
один групповой источник. В результате
этого на региональном информационном
портрете небольшой город с несколькими
десятками эмиссии выглядит как один локальный
источник, параметры которого определяются
по данным мониторинга источников.
Реализация системы
мониторинга в Крыму
В системе управления социально-экономическим
развитием можно выделить 4 группы функций:
сбор данных о состоянии объектов управления;
контроль особенностей использования
и соблюдения требований законодательства
по отношению к различным объектам;