Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие




НазваниеКейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие
страница1/13
Дата публикации01.07.2013
Размер2.12 Mb.
ТипУчебное пособие
zadocs.ru > География > Учебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
УДК 574 (075.8)

В 68
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


О.В. Воловик, О.П.

Кейн

ЭКОЛОГИЯ
Упражнения, задачи и задания в тестовой форме

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УХТА 2006

УДК 574 (075.8)

В 68
Воловик О.В., Кейн О.П.Упражнения, задачи и задания в тестовой фоорме: Учебное пособие.- Ухта: УГТУ, 2006.- с.: ил.


ISBN 5- 88179- -

Учебное пособие предназначено для проведения практических работ по курсу Экология на технических специальностях. Учебное пособие содержит теоретический материал по темам: организм и среда обитания, популяции и сообщества, экосистемы, биосфера, охрана окружающей среды.

Учебное пособие рассмотрено и одобрено кафедрой «Промышленной безопасности и охраны окружающей среды» . .2006 г., протокол № , рекомендовано к изданию.
Рецензент: кафедра «Экологии» Институт управления, информации и бизнеса /заведующая кафедрой, к.г.н. Г.Г. Осадчая.
@Ухтинский государственный технический университет, 2006

@Воловик О.В., Кейн О.П.

ISBN 5- 88179- -

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..…4

1 ОРГАНИЗМ И СРЕДА ОБИТАНИЯ…………………………………………6

2 ПОПУЛЯЦИИ И СООБЩЕСТВА……………………………………………39

3 ЭКОСИСТЕМЫ……………………………………………………………….63

4 БИОСФЕРА……………………………………………………………………100

5 ОХРАНА окружающей среды…...……………………………………133

^ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………..171

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие является кратким изложением основ экологии, преподаваемой в высших учебных заведениях для студентов, изучающих цикл не естественных наук. Дисциплина обязательна для студентов всех специальностей высшего образования. Экология - естественно-научная дисциплина, направленная на формирование у студента биоцентрического мировоззрения и способностей оценивать профессиональную деятельность с позиций рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

В результате изучения дисциплины студент должен:

  • овладеть знаниями теоретических основ и закономерностей функционирования экологической науки, выделяя ее особенности, раскрывая принципы соотношения методологии и методов в познании природных систем;

  • ориентироваться в многообразии научных направлений, школ, концепций экологии;

  • быть способным анализировать взаимосвязи экологических проблем на локальном и глобальном уровнях.

Природная среда обеспечивает человека сырьевыми ресурсами, энергией, различными материалами, придает эмоциональный комфорт его внутреннему состоянию. В то же время человек - источник часто необратимых изменений среды обитания. Экология помогает понять взаимосвязи организмов, популяций, в том числе человека и человеческого общества, со средами обитания; взаимоотношения природных и антропогенных экосистем, условия устойчивого состояния экосистем, причины возникновения экологического кризиса; экологические принципы рационального природопользования, которые обеспечивают устойчивое развитие; правовые аспекты экологической безопасности личности, государства, всего человечества, что способствует становлению активной жизненной и гражданской позиции студента, его системы ценностей.

Рассматриваются элементы общей экологии, включая ее предмет, задачи, основные абиотические и биотические факторы природной среды, основы взаимоотношений организма и среды его обитания, характеризуется существование популяций внутри экосистем, дается информация о биосфере как глобальной экосистеме, ее составе, структуре, внутренних связях, обеспечивающих ее функционирование и устойчивость.
^ 1 ОРГАНИЗМ И СРЕДА ОБИТАНИЯ
Среда обитания - это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях. Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов. Земной биотой освоены три основные среды обитания: водная, наземно-воздушная и почвенная, а также выделяют организменную.

Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы. В свою очередь, организм реагирует на экологический фактор приспособительными реакциями.

Классификацию экологических факторов представим в виде таблицы.

Таблица 1 – Классификация экологических факторов


Экологические факторы



Абиотические-

факторы неживой

природы


Биотические-

факторы живой

природы
Антропогенные-
результат трудовой деятельности человека




Климатические


Фитогенные

Почвенные (эдафические)


Зоогенные

Орографические


Микробиогенные

Химические



Перечислим основные климатические абиотические факторы.

1. ^ Лучистая энергия солнца. Солнечная энергия - основной источник энергии на Земле, основа существования живых организмов (процесс фотосинтеза). Количество энергии у поверхности Земли равно 21*10кДж (солнечная постоянная) на экваторе. Уменьшается к полюсам примерно в 2,5 раза. Также количество солнечной энергии зависит от периода года, продолжительности дня, прозрачности атмосферного воздуха.

2. Освещение - определяется годовой суммарной солнечной радиацией, географическими факторами (состояние атмосферы, характер рельефа и т. д.). Свет необходим для процесса фотосинтеза, определяет сроки цветения и плодоношения растений. Растения подразделяются на: светолюбивые - растения открытых, хорошо освещаемых мест; тенелюбивые - нижние ярусы лесов (зеленый мох, лишайник); тепловыносливые - хорошо растут на свету, но и переносят затенение. Для животных световой режим не является таким необходимым экологическим фактором, но он необходим для ориентации в пространстве. Поэтому различные животные имеют различную конструкцию глаз. У беспозвоночных - самая примитивная, у других - очень сложная. У постоянных обитателей пещер может отсутствовать. Гремучие змеи видят инфракрасную часть спектра, поэтому охотятся ночью.

3. Температура - один из важнейших абиотических факторов, прямо или косвенно влияющий на живые организмы. Температура непосредственно влияет на жизнедеятельность растений и животных, определяя их активность и характер существования в конкретных ситуациях. Особенно заметное влияние оказывает температура на фотосинтез, обмен веществ, потребление пищи, двигательную активность и размножение. Например, у картофеля максимальная продуктивность фотосинтеза при +20 °С, а при температуре равной +48 °С полностью прекращается.

В зависимости от характера теплообмена с внешней средой организмы делятся на различные группы.

• Организмы, у которых температура тела равна температуре окружающей среды, то есть меняется в зависимости от температуры окружающей среды, нет эффективного механизма терморегуляции (растения, рыбы, рептилии и так далее). Растения понижают температуру за счет интенсивного испарения.

• Организмы с постоянной температурой тела (млекопитающие, птицы), имеют более высокий уровень обмена веществ. У таких животных существует теплоизоляционный слой (мех, перья, жир), температура равна 36-40 °C.

• Организмы с постоянной температурой тела (еж, барсук, медведь), в период активности у таких животных постоянная температура тела, а в период зимней спячки - значительно уменьшается (низкие потери энергии).

Также выделяют организмы, способные переносить колебания температуры в широких пределах (лишайники, млекопитающие, северные птицы) и организмы, существующие только при определенных температурах (глубоководные организмы, водоросли полярных льдов).

4. ^ Влажность атмосферного воздуха. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (до высоты 2 км), где концентрируется до 50 % всей влаги, количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от температуры воздуха.

5. ^ Атмосферные осадки - это дождь, снег, град и так далее. Осадки определяют перемещение и распространение вредных веществ в окружающей среде. В общем кругообороте воды наиболее подвижны именно атмосферные осадки, так как объем влаги в атмосфере меняется 40 раз за год. Основными условиями возникновения осадков являются: температура воздуха, движение воздуха и рельеф.

8. ^ Давление атмосферы. Нормальным давление принято считать 760 мм ртутного столба или 10 кПа.

Кроме перечисленных климатических абиотических факторов существуют и другие.

К почвенным (эдафическим) абиотическим факторам относят физический, механический состав почвы, влагоемкость, воздухопроницаемость, плотность почвы. Почвенный покров представляет собой самостоятельную земную оболочку - педосферу. Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.

Важнейшим свойством почвы является плодородие, то есть способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва состоит из хорошо выраженных слоев, обычно различающихся по цвету, которые называются почвенными горизонтами. По специфическим свойствам и химическому составу выделяют основные почвенные горизонты:

  1. Самый верхний слой - лесная подстилка или степной войлок.

  2. Гумусовый или перегнойный слой – в нем происходит накопление органического вещества в форме гумуса, связанного с минеральными веществами; самый темноокрашенный слой почвенного профиля: цвет в зависимости от содержания гумуса от черно-бурого, коричневого до светло-серого.

  3. Слой вымывания – формируется под влиянием кислого и щелочного разрушения минеральных веществ; осветленный слой, обеднен гумусом и другими соединениями.

  4. Слой накопления минеральных солей, вымываемых из верхних слоев.

  5. Материнская порода, или почвообразующая порода – верхний слой горных пород, на котором под воздействием факторов почвообразования происходит формирование почвы.

Толщина почвы варьируется и может меняться от 0,2 м (горы) до 3 и более м (черноземы).

Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков, которое накапливается в верхнем слое почвы. Главный источник питания растений. В гумусе также накапливаются микроэлементы. В процессе эксплуатации почв количество гумуса уменьшается.

В зависимости от содержания гумуса почвы подразделяются на следующие основные типы:

1. Арктические и тундровые (гумуса до 1 - 3 %).

2. Подзолистые (хвойные леса, гумуса до 4 - 5 %).

3. Черноземы (степь, гумуса до 10 %).

4. Каштановые (в сухих степях, гумуса до 4%).

5. Серо-бурые (пустыни субтропические пояса, гумуса 1 - 1,5%).

  1. Красноземы (влажный субтропический лес, гумуса до 6 %).

К физическим свойствам почвы относятся:

  • механический состав - содержание частиц различного диаметра;

  • плотность;

  • теплоемкость, теплопроводность;

  • влагоемкость, влагопроницаемость;

  • аэрация - способность насыщения почвы воздухом достигается рыхлением почвы.

К орографическим абиотическим факторам относятся рельеф, высота над уровнем Мирового океана, экспозиция склона и другие.

К химическим абиотическим факторам относят химический состав воздуха, почвы, воды. Химический состав воздуха практически постоянен и включает 78 % азота, около 21 % кислорода, остальное – это аргон, углекислый газ, частицы воды и др. Химические свойства почвы обусловлены наличием минеральных веществ, реакцией среды, засоленностью.

Рассмотрим, какие факторы действуют на живые организмы в водной среде. К абиотическим факторам водной среды относят физические и химические свойства воды как среды обитания живых организмов. Водная оболочка Земли называется гидросферой, и включает океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и т. д. Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % земной поверхности). Средняя глубина составляет 3554м.

Опишем некоторые физические свойства водной среды.

1. Плотность, как экологический фактор, определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные и так далее), обитающие на больших глубинах, могут переносить давление до 400 - 500 атмосфер. Плотность воды также обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм (планктон).

2. Температура - изменение температуры в зависимости от глубины и колебания (суточные и сезонные). Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше, что связано с высокой теплоемкостью воды.

3. ^ Световой режим играет важную роль в распределении водных организмов. Водоросли в океане обитают в освещаемой зоне, чаще всего на глубине до 40 м, если прозрачность воды велика, то и до 200 м. У Багамских островов обнаружены водоросли на глубине 265 м, а туда доходит всего 5*10-6 % солнечной радиации. С глубиной меняется и окраска животных. Наиболее ярко и разнообразно окрашены обитатели мелководной части океана. В глубоководной зоне распространена красная окраска, здесь она воспринимается, как черный цвет, что позволяет животным скрываться от врагов. В наиболее глубоководных районах Мирового океана в качестве источника света организмы используют свет, испускаемый живыми существами (биолюминесценция).

4. Подвижность - это постоянное перемещение водных масс в пространстве.

5. Прозрачность зависит от содержания взвешенных частиц. Самое чистое - море Уэдделла в Антарктиде, видимость 80 метров, что соответствует прозрачности дистиллированной воды.

Перечислим некоторые химические свойства водной среды.

1.^ Соленость воды - содержание растворенных сульфатов, хлоридов, карбонатов. В океане 35 г/л солей. Черное море - 19 г/л. Пресноводные виды не могут обитать в морях, а морские - в реках. Однако, такие рыбы, как лосось, сельдь всю жизнь проводят в море, а для нереста поднимаются в реки.

2. ^ Количество растворенного кислорода и углекислого газа.

3. Реакция водной среды, которая может быть кислая, нейтральная или щелочная. Все обитатели приспособились к определенным кислотно-щелочным условиям. Их изменение в результате загрязнения может привести к гибели организмов.

^ Фитогенные биотические факторы – это влияние растений на живой организм. Зоогенные биотические факторы – это влияние других живых организмов на живой организм. Микробиогенные биотические факторы – это влияние вирусов, бактерий на живой организм. Таким образом, биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую природу.

Все взаимоотношения между живыми организмами подразделяют на следующие виды.

1. Нейтрализм – взаимоотношения между организмами разных видов, когда животные обитают в одинаковых условиях, питаются похожей пищей, но не взаимодействуют друг с другом - делят экологическую нишу. Примером может быть – лось и тетерев.

2. Конкуренция - это использование ресурсов (пищи, воды, света, пространства) одним организмом, который тем самым уменьшает доступность этого ресурса для другого организма.

Конкуренция бывает внутривидовая и межвидовая. Если численность популяции невелика, то внутривидовая конкуренция выражена слабо и ресурсы имеются в изобилии. При высокой плотности популяции интенсивная внутривидовая конкуренция снижает наличие ресурсов до уровня, сдерживающего дальнейший рост, тем самым регулируется численность популяции.

Межвидовая конкуренция - взаимодействие между популяциями, которое неблагоприятно сказывается на их росте и выживаемости. При завозе в Британию из Северной Америки каролинской белки уменьшилась численность обыкновенной белки, так как каролинская белка оказалась более конкурентоспособной.

Конкуренция бывает прямая и косвенная. Прямая- это внутривидовая конкуренция, связанная с борьбой за место обитания, в частности защита индивидуальных участков у птиц или животных, выражающаяся в прямых столкновениях. При недостатке ресурсов возможно поедание животных особей своего вида (волки, рыси, хищные клопы, пауки, крысы, щука, окунь и так далее)

Косвенная - между кустарниками и травянистыми растениями в Калифорнии. Тот вид, который обосновался первым, исключает другой тип. Быстро растущие травы с глубокими корнями снижали содержание влаги в почве до уровня, непригодного для кустарников. Высокий же кустарник затенял травы, не давая им произрастать из-за нехватки света.

3. Хищничество - поедание одного организма (жертвы) другим организмом (хищником). Хищники обладают широким спектром питания, легко переключаются с одной добычи на другую более доступную. Норка уничтожает больных и старых ондатр, а на взрослых особей не нападает.

4. Симбиоз - сожительство двух организмов разных видов, при котором особь одного вида может приносить пользу особи другого вида. По степени партнерства симбиоз делится на:

- комменсализм (нахлебничество) - один организм питается за счет другого, не нанося ему вреда, примером таких взаимоотношений могут быть рак и актиния: актиния прикрепляется к раковине, защищая его от врагов, и питается остатками пищи;

- мутуализм (взаимовыгодный)- оба организма получают пользу, при этом они не могут существовать друг без друга, например – лишайник - гриб и водоросль, гриб защищает водоросль, а водоросль кормит его;

- квартиранство - когда особи одного вида используют особи другого вида, как жилье, не принося ни пользы, ни вреда, например, рыба-прилипала, которая находит убежище под плавником акулы;

- паразитизм – это такой вид сожительства, при котором одному из видов наносится вред, организм - паразит живёт за счёт питания тканями или соками другого организма - хозяина, примером могут быть блохи, глисты и так далее.

6. Антибиоз ( аменсализм) - это когда особь одного вида, угнетает особь другого вида, выделяя специальное вещество (фунгицид или антибиотик). Например, скунс, помечая территорию обитания, может принести вред живым организмам, попавшим в зону действия выделенных ферментов.

Большинство факторов качественно и количественно изменяются во времени. Например, климатические - в течение суток, сезона, по годам (температура, освещенность и др.).

Факторы, изменения которых во времени повторяются регулярно, называют периодическими. К ним относятся не только климатические, но и некоторые гидрографические - приливы и отливы, некоторые океанские течения. Факторы, возникающие неожиданно (извержение вулкана, нападение хищника) называются непериодическими.

Подразделение факторов на периодические и непериодические имеет важное значение при изучении приспособленности организмов к условиям жизни.

Адаптация (лат. «приспособление») - приспособление организмов к среде. Этот процесс охватывает строение и функции организмов (особей, видов, популяций) и их органов. Адаптация всегда развивается под воздействием трех основных факторов - изменчивости, наследственности и естественного отбора ( равно как и искусственного, осуществляемого человеком).

Основные адаптации организмов к факторам внешней среды наследственно обусловлены. Они формировались на историко-эволюционном пути биоты и изменялись вместе с изменчивостью экологических факторов. Организмы адаптированы к постоянно действующим периодическим факторам, но среди них важно различать первичные и вторичные.

Первичные - это те факторы, которые существовали на Земле еще до возникновения жизни: температура, освещенность, приливы, отливы и др. Адаптация организмов к этим факторам наиболее древняя и наиболее совершенная.

Вторичные периодические факторы являются следствием изменения первичных: влажность воздуха, зависящая от температуры; растительная пища, зависящая от цикличности в развитии растений; ряд биотических факторов внутривидового влияния и др. Они возникли позднее первичных и адаптация к ним не всегда четко выражена. В нормальных условиях в местообитании должны действовать только периодические факторы, непериодические - отсутствовать.

Рассмотрим некоторые законы, связанные с влиянием на живой организм экологических факторов. Дадим определение лимитирующего фактора.

Впервые на значение лимитирующих факторов указал немецкий агрохимик Ю. Либих в середине XIX века. Он установил закон минимума: урожай (продукция) зависит от фактора, находящегося в минимуме. Если в почве полезные компоненты в целом представляют собой уравновешенную систему и только какое-то вещество, например фосфор, содержится в количествах, близких к минимуму, то это может снизить урожай. Но оказалось, что даже те же самые минеральные вещества, очень полезные при оптимальном содержании их в почве, снижают урожай, если они в избытке. Значит, факторы могут быть лимитирующими, находясь и в максимуме.

Таким образом, лимитирующими экологическими факторами следует называть такие факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностью (оптимальным содержанием). Их иногда называют ограничивающими факторами.

Что касается закона минимума Ю. Либиха, то он имеет ограниченное действие и только на уровне химических веществ. Р. Митчерлих показал, что урожай зависит от совокупного действия всех факторов жизни растений, включая температуру, влажность, освещенность и так далее.

Различия в совокупном и изолированном действиях относятся и к другим факторам. Например, действие отрицательных температур усиливается ветром и высокой влажностью воздуха, но, с другой стороны, высокая влажность ослабляет действие высоких температур, и так далее. Однако, несмотря на взаимовлияние факторов, все-таки они не могут заменить друг друга, что и нашло отражение в законе независимости факторов В. Р. Вильямса: условия жизни равнозначны, ни один из факторов жизни не может быть заменен другим. Например, нельзя действие влажности (воды) заменить действием углекислого газа или солнечного света, и так далее.

Наиболее полно и в наиболее общем виде всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности В. Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком (в качественном или количественном смысле) или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам переносимого данным организмом. Эти два предела называют пределами толерантности.

Относительно действия одного фактора можно проиллюстрировать этот закон так: некий организм способен существовать при температуре от -5 °С до 25 °С, то есть диапазон его толерантности лежит в пределах этих температур. Организмы, для жизни которых требуются условия, ограниченные узким диапазоном толерантности по величине температуры, называют стенотермными («стено» - узкий), а способных жить в широком диапазоне температур - эвритермными («эври» - широкий).
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие iconРепетиционные тесты по химии учебное пособие
Учебное пособие предназначено для подготовки студентов ргупс к промежуточной и итоговой аттестации по общей химии, проводимой в тестовой...

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие iconУчебное пособие для самостоятельного изучения дисциплины Экология...
Учебное пособие предназначено для оказания помощи студентам направления 280700 «Техносферная безопасность», 140400 «Электроэнергетика...

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие iconУчебное пособие по курсу «Основы безопасности жизнедеятельности»...
Учебное пособие обсуждено и утверждено на заседании методического заседания кафедры

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие icon1. Эмпирические требования к качеству тестовых заданий
Логическая форма позволяет превратить утверждение ответа учащего­ся в форму истинного или ложного утверждения. Наличие определенного...

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие iconУчебное пособие Воронеж 2009 гоувпо «Воронежский государственный...
Учебное пособие предназначено для выполнения лабораторных работ. В нем приведены описание измерительных приборов, лабораторные задания...

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие iconУчебное пособие рассмотрено и рекомендовано к публикации на заседании...
Учебное пособие включает: теоретический материал, практикум, содержащий примеры решения типовых задач, методические указания по самостоятельному...

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие iconУчебное пособие Оглавление Занятие 1: «Предмет и задачи военной токсикологии,...
Э. П. Петренко, А. С. Фукс. Военная токсикология, радиобиология и медицинская защита. Учебное пособие

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие iconТ. В. Шубина экология простейших возбудителей заболеваний человека
Самыкина Л. Н., Шубина Т. В. Экология простейших-возбудителей заболеваний человека: Учебное пособие для студентов медицинских вузов....

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие iconУчебно-методическое пособие Практическая грамматика английского языка....
Пособие составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом и включает задания и упражнения для самостоятельной...

Кейн экология упражнения, задачи и задания в тестовой форме учебное пособие iconУчебное пособие по дисциплине «Бухгалтерская финансовая отчетность»...
Учебное пособие составлено на основе Государственного обра­зовательного стандарта высшего профессионального образования и разра­ботанной...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов