Биоценозов в природных средах

Основные особенности функционирования природных экосистем,

Практическое занятие № 1.

Форма проведения занятия: Круглый стол (Форма коллективного обсуждения актуальных вопросов науки, теории и практики. Необходимо заранее ознакомить участников с вопросами, которые предполагается вынести на обсуждение, с тем, чтобы они смогли принять участие в разговоре).

Время проведения занятия: 1 академический час

Цель занятия: Изучить основные особенности механизмов функционирования природных экосистем, биоценозов в природных средах.

Вопросы для осуждения:

1. Понятие экосистемы

2. Строение экосистемы

3. Механизмы функционирования экосистемы

Краткие методические указания: Сообщество живых организмов вместе с неживой частью среды, в которой оно находится, и всеми разнообразными взаимодействиями называют экосистемой. В экосистеме можно выделить два компонента — биотический и абиотический. Биотический делится на автотрофный (организмы, получающие первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза или продуценты) и гетеротрофный (организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества — консументы и редуценты) компоненты, формирующие трофическую структуру экосистемы. Единственным источником энергии для существования экосистемы и поддержания в ней различных процессов являются продуценты, усваивающее энергию солнца, (тепла, химических связей) с эффективностью 0,1 — 1 %, редко 3 — 4,5 % от первоначального количества. Автотрофы представляют первый трофический уровень экосистемы. Последующие трофические уровни экосистемы формируются за счёт консументов (2-ой, 3-й, 4-й и последующие уровни) и замыкаются редуцентами, которые переводят неживое органическое вещество в минеральную форму (абиотический компонент), которая может быть усвоена автотрофным элементом. Биоценоз — исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп). Обычно выделяют два типа гомеостаза: резистентный — способность экосистем сохранять структуру и функции при негативном внешнем воздействии и упругий — способность экосистемы восстанавливать структуру и функции при утрате части компонентов экосистемы.

В качестве параметров сложности экосистем традиционно подразумевались общее число видов (альфаразнообразие), большое число взаимодействий между видами, сила взаимодействий между видами и популяциями и различные сочетания этих характеристик.

Под первичной продукцией сообщества (или первичной биологической продукцией) понимается образование биомассы (более точно — синтез пластических веществ) продуцентами без исключения энергии, затраченной на дыхание за единицу времени на единицу площади (например, в сутки на гектар).

Чистая продуктивность сообщества — скорость накопления органического вещества, не потребляемого гетеротрофами (а затем и редуцентами). Обычно вычисляется за вегетационный период либо за год. Таким образом, это часть продукции, которая не может быть переработана самой экосистемой. В более зрелых экосистемах значение чистой продуктивости сообщества стремится к нулю (см. концепцию климаксных сообществ).

Вторичная продуктивность сообщества — скорость накопления энергии на уровне консументов. Вторичную продукцию не подразделяют на валовую и чистую, так как консументы только потребляют энергию, усвоенную продуцентами, часть её не ассимилируется, часть идёт на дыхание, а остаток идёт в биомассу, поэтому более корректно называть её вторичной ассимиляцией.

Распределение энергии и вещества в экосистеме может быть представлено в виде системы уравнений. Если продукцию продуцентов представить как P₁, то продукция консументов первого порядка будет выглядеть следующим образом:

P₂=P₁-R₂,

где R₂ — затраты на дыхание, теплоотдача и неассимилированная энергия. Следующие консументы (второго порядка) переработают биомассу консументов первого порядка в соответствии с: P₃=P₂-R₃,

и так далее, до консументов самого высшего порядка и редуцентов.

Задание:

Теория к заданию:

Поступление загрязнений (поллютантов) в окружающую среду обусловлено природными и техногенными факторами. Последующая их трансформация в природных средах определяется физическими, химическими и биологи­ческими процессами, влиянием на них различных факторов и их взаимоот­ношением.

Техногенные поллютанты, попадающие в природную среду в процессе хозяйственной деятельности, загрязняют воздух, водоемы и почву, пере­распределяясь между этими средами. В исходном или трансфор­мированном виде они поступают в биоту и мигрируют по трофическим цепям. Их воздействие зависит от характера и объемов деятельности чело­века, количества загрязнений, попавших в окружающую среду, характера загрязняющих веществ, их экотоксикологических свойств, устойчивости и способности их к разложению, механизмов превращения в окружающей среде.

Вопрос:

Воспользовавшись предложенной схемой, приведите способы миграции загрязнений в окружающей среде на примере конкретного производства или технологии.

Подведение итогов занятия: оценка работы каждого студента (уровень знаний, активность и т.д.), проставление баллов.

Для студентов, не принимавших активное участие в занятии, с целью проставления им баллов дополнительно задаются контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Раскройте понятие термина «экосистема». В чем состоит принципиальное различие между понятиями терминов «экосистема» и «биогеоценоз»?

2. Строение экосистемы. Основные компоненты экосистем.

3. Что такое биоценоз?

4. Устойчивость экосистем. Виды гомеостаза.

5. Взаимосвязь между биоразнообразием и устойчивостью в экосистемах.

6. Сложность и устойчивость экосистем.

7. Продуктивность экосистем.

8. Энергетические соотношения в экосистемах.

Рекомендуемая литература: 1,2,3

Дата добавления: 2014-11-07