Биоценозы различных типов болот

Продуценты: Болото делится на 3 яруса. На нижнем растут сфагновые мхи, на грядах и кочках к ним добавляются разные виды политрихума (кукушкин лен). В среднем ярусе произрастают брусника, голубика, черника. В верхнем ярусе встречаются только низкорослые сосны и березы.

Консументы: Комар малярийный, комар обычный, жаба обычная, гагара, аист, лось, выпь, перепел, черепаха болотная.

Редуценты: Разнообразные грибы, бактерии, личинки насекомых.

Значение

Болота играют важную роль в образовании рек. Болота препятствуют развитию парникового эффекта. На болотах растут ценные растения (голубика, клюква, морошка). Болота — естественные фильтры воды и санитары агроэкосистем. Болота регулируют водный баланс территорий. Формируют микроклимат. Съедобные ягоды,грибы. Добыча торфа. Заготовка лекарственных растений

8. Что такое биоиндикация? Какие виды биоиндикации Вам известны? Приведите примеры.

Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов. Биоиндикация может быть специфической и неспецифическои. В первом случае изменения живой системы можно связать только с одним фактором среды. Например, высокая концентрация в воздухе озона вызывает появление на листьях табака серебристых пятен. Во втором случае различные факторы среды вызывают одну и ту же реакцию. Например, снижение численности почвенных беспозвоночных может происходить и при различных видах загрязнения почвы, и при вытаптывании, и в период засухи и по другим причинам.

При другом подходе различают прямую и косвенную биоиндикацию. О прямой биоиндикации говорят, когда фактор среды действует на биологический объект непосредственно. В

описанном выше случае серебристые пятна на листьях табака возникают от прямого действия озона. При косвенной биоиндикации фактор действует через изменение других (абиотических или биотических) факторов среды. Например, применение одного из гербицидов (2,2 дихлорпропионовой кислоты) на лугу ведет к уменьшению злаков в растительном покрове (с 55 до 12%) и, соответственно, увеличению разнотравья, что может рассматриваться как прямая биоиндикация. Эти изменения растительного покрова ведут к падению численности саранчовых и росту численности тлей. Изменение в соотношении двух групп насекомых - пример косвенной биоиндикации применения гербицида.

9. Основные химические загрязнители атмосферы в городе. Как они влияют на природу и человека?

Загрязнение атмосферы— принесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации. Химические загрязнители - пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции, загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, пыль и радиоактивные изотопы.

Оксид углерода (СО) При вдыхании угарный газ за счёт имеющейся в его молекуле двойной связи образует прочные комплексные соединения с гемоглобином крови человека и тем самым блокирует поступление кислорода в кровь.

Двуокись углерода (СО2) — или углекислый газ. Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем — к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания.

Озон (О3) Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей.

К последствиям загрязнения атмосферы Земли можно отнести парниковый эффект, кислотные дожди, смог, туман и озоновые дыры.

10. Строение и состав атмосферы

Атмосфе́ра — газовая оболочка, окружающая планету Земля, одна из геосфер. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства. Строение атмосферы:

Тропосфера — самый нижний слой атмосферы, толщина которого составляет от 8 до 18 км. В тропосфере сосредоточено около 80 % массы атмосферы, находится почти весь водяной пар, возникают грозы, бури, облака и осадки.

Стратосфера — слой атмосферы, расположенный над тропосферой на высоте от 8 до 50 км. В стратосфере сосредоточено 20 % массы атмосферы. В этом слое сосредоточен озон (озоновый экран, озоносфера), слой, который поглощает ультрафиолетовые лучи, не пропуская их к Земле и тем самым защищая живые организмы на нашей планете.

Мезосфера — слой атмосферы, расположенный на высоте 50-80 км. На высоте 80 км начинается термосфера. В мезосфере и термосфере под действием космических лучей молекулы газов распадаются на заряженные (ионизированные) частицы атомов, поэтому эта часть атмосферы получила название ионосфера — слой очень разреженного воздуха, расположенный на высоте от 50 до 1000 км, состоящий в основном из ионизированных атомов кислорода, молекул окиси азота и свободных электронов. Экзосфера — внешний слой атмосферы, расположенный выше 1000 км.

Атмосфера — это смесь газов, состоящая из азота (78,08 %), кислорода (20,95 %), углекислого газа (0,03 %), аргона (0,93 %), небольшого количества гелия, неона, ксенона, криптона (0,01 %), озона и других газов, но их содержание ничтожно.

11. Поведение основных загрязняющих веществ в атмосфере

После того, как примеси (радиоактивный или токсичный газ или аэрозоль) попадают в воздух, характер их перемещения и дисперсии определяется их собственными физическими свойствами и свойствами атмосферы, в которых они находятся. Выбросы проникают в атмосферу с определенной скоростью и температурой, которые обычно отличаются от соответствующих характеристик окружающей среды. Движение выбросов имеет вертикальную составляющую, обусловленную начальной вертикальной скоростью потока и разницей температур, до тех пор, пока не исчезнет воздействие этих факторов. Этот вертикальный подъем выбросов называют подъемом шлейфа. Он приводит к изменению эффективной высоты H точки выброса. На путь распространения выброса воздействуют также изменения потоков вблизи таких препятствий, как здания и сооружения. Движение потока под действием ветра в течение и после подъема шлейфа называется переносом. Турбулентное движение атмосферы вызывает произвольное движение выброса, приводящее к его распространению в горизонтальном и вертикальном направлениях за счет смещения с воздухом. Этот процесс называется атмосферной диффузией. Комбинация переноса и диффузии называется атмосферной дисперсией. Модели, описывающие эти процессы, называют моделями атмосферного переноса-диффузии или моделями атмосферной дисперсии.

12. Фотохимические реакции в тропосфере и стратосфере. Озон и его реакции

Фотохимические реакции — химические реакции, которые инициируются воздействием электромагнитных волн, в частности — светом.

В тропосфере фотохимические процессы ограничены реакцией

Возбужденные молекулы, теряя энергию при столкновении с другими молекулами, повышают температуру тропосферы примерно на 20°. Повышение содержания CO₂ лежит в основе парникового эффекта. В нижних слоях атмосферы процессы с участием солнечного излучения и продуктов автомобильных выхлопов обусловливают образование «фотохимического смога».

В стратосфере фотохимические процессы более разнообразны. Во-первых, это образование O₃, концентрация которого по сравнению с тропосферой возрастает в 200 раз. Молекулы O₃ очень неустойчивы, хотя постоянно образуются под действием солнечного излучения:

где M – какая-нибудь третья частица (N₂, CO₂, Ar).

Разрушение озона связано с реакциями O₃ + O → O₂ + O₂ или O₃→ O₂ + O. Эти реакции поддерживают динамическое равновесие образования и распада O₃ в естественных условиях. Последняя фотохимическая реакция защищает биосферу от губительного для нее ультрафиолета.

13. Основные загрязнители гидросферы.

К основным источникам загрязнения гидросферы относятся следующие:

· сброс в водные объекты неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод;

· смыв поверхностным стоком различных загрязнителей в водные объекты;

· подземные воды, содержащие в своем составе растворенные загрязнители;

· атмосферные осадки, вымывающие загрязнители из атмосферы;

· утечки нефти и нефтепродуктов при транспортировке.

Наибольшее загрязнение водных объектов происходит при сбросе неочищенных промышленных, коммунально-бытовых сточных вод.

Источниками тяжелых металлов являются машиностроительная, металлургическая, металлообрабатывающая и другие виды промышленности.

Коммунально-бытовые сточные воды поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц и т. д.

Огромное количество опасных загрязнителей поступает в водные объекты с поверхностным стоком. С сельскохозяйственных территорий.

14. Классы опасности загрязняющих веществ. Примеры.

Согласно ГОСТу вредное вещество – вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызывать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья.
По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности: 1-й – вещества чрезвычайно опасные; 2-й – вещества высокоопасные; 3-й – вещества умеренно опасные; 4-й – вещества малоопасные.
Чрезвычайно опасные вещества (1-й класс опасности) акролеин, бензапирен, бериллий, ртуть, полоний, плутоний, оксид свинца, растворимые соли свинца, фтороводород.
Высоко опасные вещества (2-й класс опасности), бор, гептахлор, кобальт, литий, молибден, мышьяк, натрий, нитриты, свинец, селен, сероводород, силикаты, стронций, сурьма, формальдегид, фенол, фосфаты, хлороформ, цианиды, четыреххлористый углерод, хлор.
Вещества умеренно опасные (3-й класс опасности) алюминий, железо, марганец, медь, никель, нитраты, серебро, фосфаты, хром, цинк, этиловый спирт.
Вещества малоопасные (4-й класс опасности) сульфаты, хлориды.

15. Абиотические экологические факторы: свет, значение видимого света, экологические группы растений по отношению к свету.

Условия и ресурсы характеризуют среду обитания организмов. Условия среды обычно определяют как экологические факторы, оказывающие влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ. Условно все факторы среды подразделяются на три основные группы: биотические, абиотические, антропогенные. Абиотические факторы - это факторы неживой природы, прежде всего климатические: солнечный свет, температура, влажность, и местные: рельеф, свойства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т.д. Эти факторы могут влиять на организмы прямо, то есть непосредственно, как свет или тепло, либо косвенно, как например, рельеф, который обуславливает действие прямых факторов - освещенности, увлажнения, ветра и пр.

Под светом понимают (видимую часть излучения), которая вызывает зрительное ощущение, позволяет видеть окружающие предметы и ориентироваться в пространстве, а также быстро реагировать на все изменения в окружающей среде и принимать корм.

По требованию к условиям освещения принято делить растения на следующие экологические группы:

· светолюбивые (световые), или гелиофиты, – растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний;

· тенелюбивые (теневые), или сциофиты, – растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми солнечными лучами;

· теневыносливые, или факультативные гелиофиты, – могут переносить большее или меньшее затенение, но хорошо растут и на свету; они легче других растений перестраиваются под влиянием изменяющихся условий освещения.

16. Абиотические экологические факторы: влажность и ее значение, экологические группы растений по отношению к влажности.

Условия и ресурсы характеризуют среду обитания организмов. Условия среды обычно определяют как экологические факторы, оказывающие влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ. Условно все факторы среды подразделяются на три основные группы: биотические, абиотические, антропогенные. Абиотические факторы - это факторы неживой природы, прежде всего климатические: солнечный свет, температура, влажность, и местные: рельеф, свойства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т.д. Эти факторы могут влиять на организмы прямо, то есть непосредственно, как свет или тепло, либо косвенно, как например, рельеф, который обуславливает действие прямых факторов - освещенности, увлажнения, ветра и пр.

Влажность - это параметр характеризующий содержание водяного пара в воздухе. Определенное количество влажности совершенно необходима для наземных организмов. Многие из них для нормальной жизнедеятельности нуждаются в относительной влажности 100%, и наоборот организм находящийся в нормальном состоянии, не может жить долгое время в абсолютно сухом воздухе, ибо он постоянно теряет воду. Вода есть необходимая часть живого вещества. Поэтому потеря воды в известном количестве приводит к гибели.

По отношению к влаге различают пять экологических групп растений:

гидатофиты - водные травы, которые полностью погружены в воду, их листья очень тонкие, а питательные вещества поглощаются всей поверхностью тела.

гидрофиты - растения, частично погруженные в воду, обычно обитают по берегам водоемов на сырых лугах, по болотам.

гигрофиты - растения влажных мест с высокой влажностью воздуха.

мезофиты - растения, живущие в условиях умеренного увлажнения, умеренных температур и хорошего минерального питания.

ксерофиты - растения не достаточно увлажненных мест обитаний, где воды в почве мало, а воздух горячий и сухой.

17. Абиотические экологические факторы: температура, морфологические адаптации организмов к температуре - правила Аллена и Бергмана.

Условия и ресурсы характеризуют среду обитания организмов. Условия среды обычно определяют как экологические факторы, оказывающие влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ. Условно все факторы среды подразделяются на три основные группы: биотические, абиотические, антропогенные. Абиотические факторы - это факторы неживой природы, прежде всего климатические: солнечный свет, температура, влажность, и местные: рельеф, свойства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т.д. Эти факторы могут влиять на организмы прямо, то есть непосредственно, как свет или тепло, либо косвенно, как например, рельеф, который обуславливает действие прямых факторов - освещенности, увлажнения, ветра и пр.

По отношению к температуре растения делятся на следующие группы:

1. мегатермофиты - жаростойкие растения, например пальмы;

2. мезотермофиты - теплолюбивые растения, например орех обманчивый, близкий к ореху грецкому;

3. микротермофиты - холодостойкие растения, например ель сибирская;

4. гекистотермофиты - очень холодостойкие растения, например лишайники.

В мире животных наблюдаются определенные морфологические адаптации, направленные на защиту организмов от неблагоприятного действия температур. Свидетельством этого может служить известное правило Бергмана (1847 г.), согласно которому в пределах вида или достаточно однородной группы близких видов теплокровные организмы с более крупными размерами тела распространены в более холодных областях. У животных с постоянной температурой тела в холодных климатических зонах наблюдается тенденция к уменьшению площади выступающих частей тела (правило Аллена, 1877 г.).

18. Абиотические экологические факторы: кислород, соленость и их значение в жизни организмов.

Условия и ресурсы характеризуют среду обитания организмов. Условия среды обычно определяют как экологические факторы, оказывающие влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ. Условно все факторы среды подразделяются на три основные группы: биотические, абиотические, антропогенные. Абиотические факторы - это факторы неживой природы, прежде всего климатические: солнечный свет, температура, влажность, и местные: рельеф, свойства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т.д. Эти факторы могут влиять на организмы прямо, то есть непосредственно, как свет или тепло, либо косвенно, как например, рельеф, который обуславливает действие прямых факторов - освещенности, увлажнения, ветра и пр.

Кислород. Для абсолютного большинства живых организмов кислород жизненно необходим. В бескислородной среде могут развиваться только анаэробные бактерии. Кислород обеспечивает осуществление экзотермических реакций, в ходе которых освобождается необходимая для жизнедеятельности организмов энергия. Он является конечным акцептором электрона, который отщепляется от атома водорода в процессе энергетического обмена. В химически связанном состоянии кислород входит в состав многих очень важных органических и минеральных соединений живых организмов. Огромна его роль как окислителя в круговороте отдельных элементов биосферы.

Соленость водной среды характеризуется содержанием в ней растворимых солей. В пресной воде содержится 0,5-1,0 г/л, а в морской - 10-50 г/л солей. Соленость водной среды имеет важное значение для ее обитателей. Существуют животные, приспособленные к обитанию только в пресной воде (карпообразные) или только в морской (сельдеобразные).

19. Биотические экологические факторы.

Биотические факторы (факторы живой природы) представляют собой разнообразные формы взаимодействий организмов как одного, так и разных видов. В зависимости от того, положительно или отрицательно данные взаимодействия сказываются на состоянии организмов, выделяют: Нейтрализм – организмы не оказывают заметного влияния друг на друга (взаимодействие минимально)
Симбиоз – организмы испытывают положительное влияние, часто взаимное: примером симбиотических связей считают лишайники (гриб и водоросль), микоризу шляпочных грибов и деревьев, опыление клевера шмелём. К симбиозу зачастую относят нахлебничество (мелкие насекомоядные птицы подбирают насекомых, падающих вниз при работе дятла), квартирантство (птицы селятся в дуплах, выдолбленных дятлом), кооперацию – необязательные взаимовыгодные связи (опыление цветков неспециализированными опылителями).
Хищничество (как правило, умерщвление активной добычи) и паразитизм – кратковременное или длительное питание (или местожительство – гнездовой паразитизм кукушки) за счет другого организма, не сопровождающееся немедленной гибелью жертвы – один организм испытывает положительное влияние, другой отрицательное.
Конкуренция – оба организма испытывают отрицательное воздействие. Конкурентные взаимодействия возникают у видов, испытывающих сходные потребности, например, между деревьями в лесу возникает «борьба» за доступ к свету. Если потребности очень близки, один вид может полностью вытеснить другой (ель вытесняет светолюбивую сосну).

20. Закономерности действия экофакторов на организмы. Закон минимума Либиха, закон толерантности.

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей. Закон толерантности (закон оптимума или закон В. Шелфорда) – каждый фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организмы. Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей (много «хорошо» – тоже «не хорошо»). Закон минимума (закон Ю. Либиха или правило ограничивающих факторов) – возможности существования организмов в первую очередь ограничивают те факторы среды, которые наиболее удаляются от оптимума. Если хотя бы один из экологических факторов приближается или выходит за пределы критических величин, то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, особям грозит гибель. Так, продвижение вида на север может лимитироваться (ограничивается) недостатком тепла, в аридные районы – недостатком влаги или слишком высокими температурами.

21. Понятие об экосистемах, организация и структура экосистем. Разница между экосистемой и биогеоценозом.

Экосистема — это функциональное единство живых организмов и среды их обитания. Единицей классификации экосистем является биом — природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных. Структура экосистемы - естественное функционально-морфологическое членение экосистемы на подсистемы и блоки. В число структурных элементов входят популяции, консорции (совокупность разнородных организмов), синузии(одноярусная группировка растений;совокупность популяций животных и растений, связанных между собой общими требованиями к среде обитания), ярусы растительности.

С экологической точки зрения в структурном составе экосистемы выделены следующие компоненты: 1) неорганические вещества (С, N, CO2, H₂O и др.), включающиеся в круговороты; 2) органические соединения (белки, углеводы и т.д; 3) воздушная и водная среда; 4)продуценты, автотрофные организмы, в основном зеленые растения, которые могут производить пищу из простых неорганических веществ; 5)макроконсументы; 6) микроконсументы.

Близкий по содержанию смысл вкладывается в термин «биогеоценоз. Понятие биогеоценоза применяют обычно только к сухопутным природным системам, где обязательно в качестве основного звена присутствует растительные организмы (фитоценоз). Исходя из этого, каждый биогеоценоз можно назвать экосистемой, но не каждая экосистема может быть отнесена к рангу биогеоценоза. Например, разлагающийся труп животного или гниющий ствол дерева относятся к рангу экосистем, но не биогеоценозов.

22. Классификация экосистем, видовая структура экосистемы.

Классификация экосистем:

1) микроэкосистемы (лишайника, капля воды из озера, капля крови с клетками и т. д.);

2) мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь и др.);

3) макроэкосистемы (континент, океан);

4) глобальная экосистема (биосфера Зем­ли), или экосфера, – интеграция всех экосистем мира.

Структура экосистемы многопланова. Различают видовую, пространственную и трофическую структуры.Видовая структура экосистемы - это разнообразие видов, взаимосвязь и соотношение их численности. Различные сообщества, входящие в состав экосистемы, состоят из разного числа видов - видового разнообразия. В таежном лесу, например, на площади в 100 м , как правило, произрастают растения около 30 различных видов, а на лугу вдоль реки - в два раза больше.

23. Экологические сукцессии. Первичные и вторичные сукцессии. Примеры смены сообществ.

Сукцессия (от лат. successio — преемственность, наследование) — это постепенная, необратимая, направленная смена одних биоценозов другими на одной и той же территории под влиянием природных факторов или воздействия человека. Примерами сукцессий являются постепенное зарастание сыпучих песков, каменистых россыпей, отмелей, заселение растительными и животными организмами заброшенных сельскохозяйственных земель (пашни), залежей, вырубок и др.

Если развитие сообществ идет на вновь образовавшихся, ранее не заселенных местообитаниях (субстратах), где растительность отсутствовала — на песчаных дюнах, застывших потоках лавы, породах, обнажившихся в результате эрозии или отступления льдов, то такая сукцессия называется первичной. В качестве примера первичной сукцессии можно привести процесс заселения вновь образованных песчаных дюн, где растительность прежде отсутствовала.

Если на определенной местности ранее существовала растительность, но по каким-либо причинам она была уничтожена, то ее естественное восстановление называется вторичной сукцессией. К таким сукцессиям может привести, например, частичное уничтожение леса болезнями, ураганом, извержением вулкана, землетрясением либо пожаром. Восстановление лесного биоценоза после таких катастрофических воздействий происходит в течение длительного времени.

24. Продуктивность и биомасса экосистем.

Одно из важнейших свойств организмов, их популяций и экосистем в целом - способность создавать органическое вещество, которое на­зывают продукцией. Образование продукции в единицу време­ни (час, сутки, год) на единице площади (метры квадратные, гектар) или объема (в водных экосистемах) характеризует про­дуктивность экосистем. Продукция и продуктивность могут опре­деляться для экосистем в целом или для отдельных групп организмов (растений, животных, микроорганизмов) или видов.

Продукцию растений называют первичной, а животных - вторичной. Наряду с продукцией различают биомассу организ­ма, групп организмов или экосистем в целом. Под ней понимают всю живую органическую массу, которая содержится в эко­системе или ее элементах вне зависимости от того, за ка­кой период она образовалась и накопилась. Биомасса и про­дукция (продуктивность) обычно выражаются через абсолютно сухой вес.

25. Что такое биогенные элементы, приведите примеры, объясните их роль в биосфере.

Биологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам) — химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Биологически значимые элементы классифицируют на макроэлементы (содержание которых в живых организмах составляет больше 0,01 %) и микроэлементы (содержание менее 0,001 %). Прежде всего это кислород (составляющий 70% массы организмов), углерод (18%), водород (10%), кальций, азот, калий, фосфор, магний, сера, хлор, натрий, железо. Эти элементы входят в состав всех живых организмов, составляют их основную массу и играют большую роль в процессах жизнедеятельности.

Дата добавления: 2015-08-31