РОССИЙСКАЯ  МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ ТУРИЗМА 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

По  дисциплине: Экология

На  тему: «Закономерность переноса энергии в экосистеме» 
 
 
 
 
 
 

Студентки      1     курса 0901 МГ группы

Глуховой Ирины Игоревны

Руководитель:  Эйтингон Александр Исаакович 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2010

       РЕФЕРАТ 

       Курсовая работа представлена в объеме 25 страниц печатного текста. Для написания курсовой работы по теме: «Закономерность переноса энергии в экосистеме» были использованы книги по экологии, энциклопедии, и интернет ресурсы, а также различные средства СМИ.

       В курсовой работе выделяются две главы: теоретические аспекты и понятия и перенос энергии в экосистеме. В работе по данной проблематике раскрывается понятия и особенности экологического потока энергии в экологической системе.

       Знание  законов продуктивности экосистем, возможность количественного учета  потока энергии имеют важное практическое значение, поскольку продукция природных  и искусственных сообществ (агроиенозов) является основным источником запасов пищи для человечества. Точные расчеты потока энергии и масштабов продуктивности экосистем позволяют регулировать в них круговорот веществ таким образом, чтобы добиваться наибольшего выхода необходимой для человека продукции. 

       Данные  знания также можно использовать при обучении на факультетах экологии и природопользования. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ 
 

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ПОНЯТИЯ 5

1.1. Экологическая система. 5

1.2. Виды энергии. 6

1.3. Экологические пирамиды. 9

1.4. Законы термодинамики. 13

1.5. Энергетический бюджет. 14

ГЛАВА 2. ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМЕ 16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24 
 
 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

       Поддержание жизнедеятельности организмов и  круговорот вещества в экосистемах, т. е. существование экосистем, зависит  от постоянного притока энергии, необходимой всем организмам для  их жизнедеятельности и самовоспроизведения. 

       Одна  из причин пристального внимания к  энергетике экосистем состоит в  том, что эта область экологии очень тесно связана с получением людьми пиши и топлива. Она позволяет анализировать эффективность сельскохозяйственных систем и предлагать пути их совершенствования.

        

 

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ  И ПОНЯТИЯ

1.1. Экологическая система.

     Экологическая система – основная функциональная единица экологии, включающая в себя живые организмы (биоценоз) и среду обитания (экотоп), причем каждая из этих частей влияет на другую и обе необходимы для поддержания жизни.

     Экосистемы  представляют собой основные природные  единицы на поверхности Земли. Это  не только комплекс живых организмов, но и все сочетания физических факторов. Всюду, где можно наблюдать  отчетливое единство растений и животных, объединенных отдельным участком окружающей среды, говорят об экологической  системе.

     Понятие экосистемы не ограничивается какими-то признаками ранга, размера, сложности  и происхождения. Поэтому оно  применимо как к относительно простым искусственным (аквариум, теплица, пшеничное поле), так и к сложным  естественным комплексам организмов и  среды их обитания (озеро, лес, океан).

     В состав экосистемы входят неживые и живые компоненты.

     Неживые (абиотические) компоненты:

     1) неорганические вещества (N₂, C0₂, Н₂О и др.), включающиеся в природные круговороты;

2. органические соединения (углеводы, белки, аминокислоты, гумусовые вещества и др.), связывающие биотическую и абиотическую части экосистем;
3. климатический режим (освещенность, температура, влажность и другие физические факторы).

     Живые (биотические) компоненты экосистем:

     1) продуценты – автотрофные (самостоятельно питающиеся) организмы, главным образом, зеленые растения, которые создают органические вещества из простых неорганических веществ. Автотрофы составляют основную массу всех живых существ и полностью отвечают за образование всего нового органического вещества в любой экосистеме, т.е. являются производителями продукции,

2. макроконсументы (консументы 1, 2 и т.д. порядка) – гетеротрофные (питающиеся другими) организмы, главным образом, животные, которые поедают растения и другие организмы. В отличие от автотрофов продуцентов, гетеротрофы выступают как потребители и разрушители органических веществ,
3. микроконсументы (редуценты) – гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые разрушают сложные соединения мертвой протоплазмы, поглощают некоторые продукты разложения и высвобождают неорганические питательные вещества, пригодные для использования продуцентами.

1.2. Виды энергии.

       В переводе с греческого "энергия" означает действие, деятельность. В  философии под энергией принято  понимать общую меру различных форм движения материи, способность производить  работу. В научной литературе под  энергией предлагают понимать свойство, способность движущейся материи  производить полезную работу, создавать  необходимые условия для предпринимательской  и любой иной деятельности. Энергия  выражается в различных формах: механическая, тепловая, электромагнитная, ядерная  и др. Энергоснабжение осуществляется посредством использования различных  носителей энергии - энергетических ресурсов. Энергетические ресурсы возможно классифицировать по различным основаниям. Так, в зависимости от возможности возобновления, энергетические ресурсы подразделяются на возобновляемые (энергия солнца, ветра, тепла земли, естественного движения водных потоков) и невозобновляемые (нефть, газ, уголь). Энергетические ресурсы можно подразделить на первичные или вторичные. Помимо термина "энергетические ресурсы", в законодательстве используется термин "топливо". Под топливом традиционно понимались горючие вещества, применяемые с целью получения при их сжигании тепловой энергии.

       1. Ветер – один из нетрадиционных источников энергии. Ветер рассматривается специалистами как один из наиболее перспективных источников энергии, способный заменить не только традиционные источники, но и ядерную энергетику.

       Выработка электроэнергии с помощью ветра  имеет ряд преимуществ:

       Экологически  чистое производство без вредных  отходов;

       Экономия  дефицитного дорогостоящего топлива (традиционного и для атомных  станций);

       Доступность;

       Практическая  неисчерпаемость.

       В ближайшем будущем ветер будет  скорее дополнительным, а не альтернативным источником энергии.

       2. Солнечные электростанции. После энергетического кризиса 1973 г. правительствами стран и частными компаниями были приняты экстренные меры по поиску новых видов энергетических ресурсов для получения электроэнергии. Таким источником в первую очередь стала солнечная энергия. Были разработаны параболоцилиндрические концентраторы. Эти устройства концентрируют солнечную энергию на трубчатых приемниках, расположенных в фокусе концентраторов.

       Основными технологическими решениями по использованию  энергии являются: превращение солнечной  энергии в электрическую и получение тепловой энергии для целей теплоснабжения зданий.

       Прямое  использование солнечной энергии в условиях, для выработки в настоящее время электроэнергии, требует больших капитальных вложений и дополнительных научно-технических проработок.

       3. Перспективность применения фотоэлектрического метода преобразования солнечной энергии обусловлено его максимальной экологической чистотой преобразования, значительным сроком службы фотоэлементов и малыми затратами на их обслуживание. При этом простота обслуживания, небольшая масса, высокая надежность и стабильность фотоэлектропреобразователей делает их привлекательными для широкого использования.

       4. За прошедшие 15 лет производство электроэнергии на геотермальных электростанциях (ГеоТэс) в мире значительно выросло. Работы по изучению геотермальных источников и созданию прогрессивных систем для извлечения и практического использования геотермальной энергии ведутся в Украине и многих зарубежных странах.

       Разработка  и освоение интенсивных технологий извлечения теплоносителя и создания эффективных систем использования  теплоты недр является главной научной  и инженерно-технической проблемой  энергетики. Без создания таких технологий и установок нельзя рассчитывать на широкомасштабное использование  этого энергоисточника.

       5. Большие возможности в собственном энергообеспечении сельскохозяйственных предприятий и экономии ТЭР заложены в использовании энергии отходов сельхозпроизводства и растительной биомассы. В сельскохозяйственном производстве в качестве источников тепла можно принять любые растительные отходы, непригодные для использования по прямому назначению или не нашедшие иного хозяйственного применения.

       За  последнее время использование  биомассы в различных ее формах (дерево, древесный уголь, отходы сельскохозяйственного  производства и животных) в мире в целом снизилось.

       Биогаз с высокой эффективностью может трансформироваться в другие виды энергии, при этом коэффициент его полезного использования в качестве топлива на газогенераторах может составлять до 83%. Производство биогаза в некоторых зарубежных странах уже заняло ведущее положение в энергетическом балансе сельскохозяйственного производства.

       6. Основной источник возобновляемой энергии – солнце. Второй по величине – Мировой океан, являющийся одновременно и природным концентратором солнечной энергии. Формы аккумуляции энергии в океане разнообразны. Энергетические источники океана имеют различные по потенциалу ресурсы. Значительные энергетические возможности заключают в себе: тепловая энергия океана, течения и волны, приливы, перепады солености, биомасса.

       Исследования  дают основание сделать вывод, что  волны в сравнении с другими  возобновляемыми источниками энергии  океана обладают довольно хорошими показателями, что позволит в будущем эффективно использовать их энергию.

       В перспективе энергию морских  волн можно вовлечь в общий  баланс энергетических ресурсов, используемых человеком в хозяйственной деятельности.

       Энергообмен - это процесс переноса энергии из системы в среду или из среды в систему, из одной формы движения в другую внутри системы, из формы движения в силовое взаимодействие и наоборот.

         Изменение энергии системы всех  форм и видов является следствием  энергообмена, как при переносе энергии через контрольную поверхность системы, так и при переносе энергии из одной формы движения в другую внутри системы.