Экологическая система

Министерство  образования Российской Федерации 

Филиал  государственного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования  «Санкт-Петербургский государственный  инженерно-экономический университет» в г. Вологде 
 

Контрольная работа № 1

по дисциплине «Экология» 

Вариант 1 
 

Выполнил: Гордиенко Евгений Викторович

                                             (Фамилия И.О.)

студент   3  курса 5 лет 10 мес. спец. 060800

                       (срок обучения)

группа ЭМ-8 №  зачет. книжки 02191

Подпись:______________________________________

Преподаватель:

                                                   (Фамилия И.О.)

Должность : ст. пр.   (степень, уч. звание)

Оценка:______________ Дата____________________

Подпись:______________________________________ 
 
 
 

Вологда

2010

СОДЕРЖАНИЕ 

Общие вопросы:

1. Экологическая  система и схема структуры  биогеоценоза………………..…3

2. График, характеризующий  воздействие экологического фактора  на организм…………………………………………………………………………...4

3. Модель биотического (биологического) круговорота веществ-биогенов……………………………………………………………………………8

Вопросы по варианту:

1. Какие объекты являются предметом изучения экологии…………………..10

2. Гомеостаз. Механизм регулирования равновесия в экосистемах. Взаимосвязь: «хищник-жертва»………………………………………………...10

3. Составьте таблицу: основные источники загрязнения атмосферы – загрязняющие агенты – экологические изменения……………………………11

Список литратуры 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Экологическая система и схема  структуры биогеоценоза   Экосисте́ма, или экологи́ческая систе́ма  — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.

 
 

Схема структуры биогеоценоза 
 
 
 
 

2. График, характеризующий воздействие экологического фактора на организм; экологический смысл предельно допустимой концентрации (ПДК) вредного вещества в среде, где  ПДК = С лим / n, где n>1, Слим = Спор – лимитирующая или пороговая концентрация.

      Экологический фактор – это любой не расчленяемый далее элемент окружающей среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействие на живой организм хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития.  На действие экологического фактора организм отвечает определенными реакциями.

     В общем виде воздействие экологического  фактора  на состояние организма иллюстрирует рисунок 2.2

     Конкретные численные значения  и единицы измерения А и  Т зависят от природы экологического  фактора и особенностей его  воздействия на организм. Например, при взаимоотношениях «хищник-жертва» и А и Т имеют размерность Численность популяции/ км². Если мы рассматриваем влияние температуры на организм, А определяем по его подвижности, Т- температура в С° (t). При анализе химического воздействия Т представлена концентрацией (С) и ее размерность, например, (мг/м³) или (мг/кг). При этом если средой распределения агента является воздух или вода, то в знаменателе - м³, если среда – почва или тело организма, то в знаменателе – кг.

     Область внутри интервала (Т¢лим - Т¢лим ) называют зоной нормальной жизнедеятельности организма. Здесь он нормально питается и развивается, дает жизнеспособное потомство. В этой области отмечают и некоторый наилучший  (оптимальный) для  организма уровень данного фактора (Топт), при котором его активность (А опт) будет максимальной.  

       На участках (Т¢лим - Т¢лим) и (Тлет - Тлим) данный экологический фактор приводит к подавленному пессимальному состоянию организма или популяции. Эти области определяют по величине критического значения степени блаприятности фактора Акр. Проведя горизонтальный луч из точки Акр  до пересечения с кривой графика, опускают перпендикуляры на ось Т и определяют лимитирующие значения фактора Т¢лим; Тлим при дальнейших отклонениях значений фактор влево от Т¢лим и вправо от Тлим  располагаются зоны угнетения (пессимума). Значениям фактора, соответствующим этим областям, соответствует подавленное, пессимальное состояние организма или популяции. Для отдельного организма это состояние может закончиться хроническим заболеванием, бесплодием, мутацией, гибелью. Для популяции, пребывающей в указанных условиях, ситуация также завершается  либо гибелью, либо миграцией животных. Для  экосистемы наличие таких значений факторов приводит к ее деструкции, т.е. к образованию новой экосистемы, подчас упрощенной структуры. Предельные значения экологических факторов, за границами которых (в меньшую для Т¢лет или в большую для Тлет   сторону) жизнедеятельность особей становится невозможной, называют летальными (Т¢лет и Тлет).

  Дапазон  значений фактора внутри интервала  Т¢лет –Тлет называют пределами выносливости или толерантности.

    Приведенная на рис 2.2 кривая  присуща тем факторам, которые  составляют экологическую нишу  организма. Экологическая ниша организма – это совокупность всех его требований к условиям среды и место, где эти требования удовлетворяются; другими словами, это вся совокупность множества биологических характеристик и физических параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, преобразование им энергии, обмен информацией со средой и себе подобными. Таким образом, экологическую нишу организма обусловливает совокупность часто взаимосвязанных экологических факторов.

   Известно, что организмы могут  подвергаться и нежелательным, подчас губительным процессам и явлениям природы. В этих случаях можно говорить о воздействии случайных экологических факторов. Если организм подвергся действию случайного  экологического фактора, обусловленного загрязнением среды, то кривая берет начало от максимального значения А опт при Т = 0 и ее дальнейший ход свидетельствует о непрерывном ухудшении жизненного состояния организма до Тлет  по мере возрастания интенсивности экологического фактора. В этом случае Топт = 0.

   На рисунке 2.3  пунктиром обозначены возможные предельные варианты изменения жизнедеятельности организма в зависимости от «третьих факторов» (например, от дополнительного влияния температуры или наличия в среде других химических агентов). В санитарной охране среды лимитирующее жизненное состояние организма значение концентрации 

(С лим)  называют пороговой концентрацией  (С порог). Значения  С лет, С  лим и  

С порог  могут  меняться. По величине  С  лим  (частный случай Т¢лим) определяют значения предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязнителей. Значение ПДК всегда устанавливают ниже Тлим  во избежание необратимых патологических изменений в живом организме (ПДК= Тлим/ n, где n>1). Величину ПДК устанавливают с таким запасом (n), чтобы при достижении текущей концентрацией (С) величины ПДК организм не оказался в зоне угнетения. Значение ПДК принимают неизменным для данного агента и среды данного назначения (например, вода питьевая и для купания).  
 

 

      Под загрязнением понимают привнесение  в среду или возникновение в нкй новых, обычно не характерных для нее физических, химических, биологических или информационных агентов или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня концентрации типичных агентов указанной природы в среде, нередко приводящее к негативным последствиям.  

   

    3. Модель биотического (биологического) круговорота веществ-биогенов с участием продуцентов, консументов, редуцентов. Нназвания организмов и их роль в круговороте. 
 

 

     Схема 1 иллюстрирует биотический  (биологический) круговорот биогенов  в природной экосистеме, из которой   следует: необратимый поток энергии  от Солнца в природную экологическую  систему планеты Земля любого  масштаба свидетельствует о ее  открытости, разомкнутости. Однако при передаче вещества по цепочке: «продуценты – консументы – редуценты – продуценты (при этом сопутствующими являются минеральные вещества)» наблюдается определенная замкнутость, т.е. имеет место круговорот биогенов.

     Продуценты (от лат. producens  - производящий, создающий) – это автотрофные организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений. Они ассимилируют неорганические ресурсы, образуя с помощью световой или химической энергии «упаковки» молекул органических веществ – углеводов, белков и др.

    Консументы (от лат.  consume - потребляю) – это гетеротрофные организмы, питающиеся органическим веществом других организмов. Консументами являются все животные, часть микроорганизмов, паразитические и насекомоядные растения. Консументы I порядка питаются растениями. Консументы II порядка преимущественно питаются растительноядными организмами – плотоядные, первичные хищники. Консументы III порядка питаются, в свою очередь, более слабыми хищниками и т.д.

     Редуценты (от лат. reducens – возвращающий), или деструкторы (от лат. destruction – разрушение) – частный случай гетеротрофов.  Это организмы-консументы, которые в ходе своей жизнедеятельности превращают органические остатки в неорганические вещества. Редуцентами являются бактерии, грибы, некоторые виды червей и др.  Редуценты, разрушая мертвые организмы, упрощая их структуру до несложных неорганических химических соединений, доступных для питания продуцентов, тем самым замыкают биологический круговорот биогенов.

         
 
 
 
 
 
 
 

Вопросы по варианту №1

1.  Предметом изучения экологии являются объекты организменного (уровня особей), популяционно-видового, биоценотического и биосферного уровней организации. В связи с этим различают: 

· аутэкологию - изучает взаимоотношения отдельной особи (представителей вида) с окружающей ее (их) средой, определяет пределы устойчивости и предпочтения вида по отношению к различным экологическим факторам; 

· демэкологию - изучает взаимоотношения популяций с окружающей их средой, изучает демографию и ряд других характеристик популяций в свете их отношений с окружающей средой; 

· синэкологию - исследует биотические сообщества и их взаимоотношения со средой: формирование сообществ, их энергетику, структуру, развитие и т.д.  

Кроме того, применение основных экологических принципов и воззрений к конкретным группам организмов послужило основой для выделения более узких направлений экологических исследований: экология растений, экология микроорганизмов, экология животных, экология вирусов, экология грибов.

2. Гомеостаз - механизм, посредством которого живой организм, противодействуя внешним воздействиям, поддерживает параметры своей внутренней среды на таком постоянном уровне, который обеспечивает его нормальную жизнедеятельность. В качестве примера можно привести: величину кровяного давления, частоту пульса, температуру тела, т. е. то, что определяет нормальное состояние здоровья. Это состояние регулируется гомеостатическими механизмами, которые функционируют настолько "отлаженно", что мы их практически не замечаем. Если же функционирование механизма нарушено, то возникает не только дискомфорт в организме, но и опасность его гибели.

Принцип равновесия является одной из наиболее важных зависимостей в живой природе. Равновесие существует между видами и смещение его в какую-либо сторону вызывает значительные изменения в экосистемах, к примеру, увеличение количества хищников может привести к исчезновению жертв, а уничтожение хищников увеличивает число жертв, но в данном случае жертвам может не хватить пищи. Естественное равновесие существует и между живыми организмами и окружающей его неживой средой. Великое множество "малых" равновесий поддерживает общее равновесие в природе.