Зная законы миграции элементов в биосфере

Задачи и упражнения к школьному курсу общей экологии 1

Продолжение. См. No 15, 16, 17/2002

(Печатается с сокращениями)

17*. Продуктивность кораллового рифа выше продуктивности большинства районов открытого океана вблизи экватора, потому что эта экосистема получает больше:

а) солнечного света;
б) элементов питания;
в) воды;
г) тепла.

18*. Если в лесу на площади в 1 га взвесить отдельно всех насекомых, все растения и всех хищных позвоночных (земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих вместе взятых), то представители какой группы суммарно будут весить больше всего; меньше всего? Ответ объясните.

(Ответ: наибольшая биомасса будет у растений, наименьшая – у представителей последнего звена – хищников.)

19. Вес самки одного из видов летучих мышей, питающихся насекомыми, не превышает 5 г. Вес каждого из двух ее новорожденных детенышей – 1 г. За месяц выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г. На основании правила экологической пирамиды определите, какую массу насекомых должна потребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющаяся за счет истребления самкой растительноядных насекомых?

(Ответ: составляем пищевую цепь: растения – растительноядные насекомые – летучая мышь. Вычисляем массу, набранную детенышами летучей мыши после рождения: 4,5 г – 1 г = 3,5 г; 3,5 х 2 = 7 (г). Подставляем значение 7 г в схему пищевой цепи и получаем ответы: растительноядные насекомые – 70 г, растения – 700 г.)

20.* Чем можно объяснить большое различие суточной потребности в энергии (на единицу массы тела) у человека и у мелких птиц или мелких млекопитающих?

(Ответ: у мелких птиц и млекопитающих отношение поверхности тела к его объему больше, чем у человека, поэтому они быстрее теряют тепло. Соответственно, для поддержания постоянной температуры тела они должны потреблять больше энергии.)

Агроценозы и агроэкосистемы

1. Вставьте пропущенные слова.

Агроценоз представляет собой искусственный . , возникший в результате . . Агроценозы могут существовать только при постоянных затратах . со стороны человека.

(Ответ: биоценоз, деятельности человека, энергии.)

2. Замечено, что в агроценозах численность видов потребителей растений при массовых вспышках размножения многократно превосходит их численность в естественных биоценозах. Это связано с:

а) повышенной продуктивностью агроценозов;
б) произрастанием на огромных территориях монокультур;
в) чередованием разных агроценозов из года в год на одной территории;
г)высоким биологическим разнообразием агроценозов.

3. Нередко использование химических препаратов (пестицидов) против сельскохозяйственных вредителей вызывает на следующий год еще большую вспышку их численности. Это связано с тем, что современные пестициды:

а) не очень ядовиты для вредителей;
б) подавляют вредителей и одновременно их естественных регуляторов (хищников и паразитов);
в) усиливают репродуктивные способности вредителей;
г) ослабляют репродуктивные способности вредителей.

4. Приведите примеры агроценозов. Назовите агроценозы, которые можно встретить в вашей местности.

(Ответ: это могут быть поля с различными культурами, сенокосные луга, выпасные луга (пастбища), искусственные рыборазводные пруды, сады, плантации овощей, ягод, лекарственных растений, плантации морских животных, фермы и др.)

5.* Вещества, используемые в сельском хозяйстве для уничтожения насекомых, называются:

а) гербициды;
б) фитонциды;
в) фунгициды;
г) инсектициды.

6.* Как изменяется мощность (толщина) почвы в природных зонах от тундры через лесную зону к степям и далее к пустыням?

(Ответ: от тундры к степям мощность почвы в среднем увеличивается, от степи к пустыне резко падает.)

7.* Летом в прудах и небольших озерах, расположенных рядом с полями, которые интенсивно обрабатывались азотными удобрениями, погибла практически вся рыба. Было установлено, что гибель наступила из-за нехватки кислорода. Объясните это явление.

(Ответ: азотистые удобрения во время дождя смывало с полей в близлежащие водоемы. Повышенная концентрация растворимых в воде соединений азота вызвала бурное размножение водорослей и цианобактерий. Погибая, эти организмы разлагались. Процесс разложения связан с потреблением большого количества кислорода. Таким образом, нехватка кислорода в водоемах со стоячей водой вызвала гибель рыбы.)

8.* Для того чтобы выжить, серой жабе необходимо съедать в день 5 г слизней – вредителей сельскохозяйственных культур. На площади в 1 га обитает около 10 жаб. Рассчитайте массу вредителей, которых уничтожат жабы, на небольшом поле площадью 10 га за теплое время года (с мая по конец сентября – 150 дней).

9.* Экологи убеждены, что использование более продуктивных сортов сельскохозяйственных растений и пород животных решает не только экономические, но и природоохранные проблемы. Почему?

(Ответ: в этом случае с одной и той же площади сельхозугодий человек получит больше продукции, следовательно, увеличится емкость среды. Соответственно, для увеличения количества получаемой продукции нет надобности в освоении новых территорий, поэтому часть уже имеющихся сельскохозяйственных территорий может быть освобождена и вновь занята природными сообществами.)

Саморазвитие экосистем – сукцессии

1. Среди перечисленных изменений экосистем выберите циклические (А) и поступательные (Б): 1) листопад; 2) зарастание озера; 3) цветение растений; 4) зарастание болота кустарником; 5) сезонные миграции птиц.

(Ответ: А – 1, 3, 5; Б – 2, 4.)

2. Опишите, какие изменения будут происходить с непроточным озером, которое год от года мелеет. Можно ли назвать изменения в озере сукцессией? Изменится ли при этом состав организмов и продуктивность экосистемы? Будет ли наблюдаться этот процесс в полной мере в проточном озере и почему?

(Ответ: непроточное озеро постепенно будет зарастать. Через десятки лет на месте озера возникнет наземная экосистема. Этот процесс является сукцессией. Состав организмов и продуктивность экосистем в ходе сукцессии изменяется. В проточном озере в полной мере этот процесс наблюдаться не будет, т.к. большая часть органических веществ из него вымывается.)

3. Что произойдет с распаханным полем в лесной зоне через несколько лет, если человек перестанет возделывать на нем культурные растения?

(Ответ: оно зарастет сначала луговыми растениями, а затем лесом.)

4. Для восстановления на равнине елового леса после рубки потребуется около 100–150 лет. Тот же процесс на крутых склонах гор занимает 500–1000 лет. Это связано с:

а) отсутствием в горах видов растений промежуточных стадий восстановления елового леса;
б) особыми погодными условиями гор;
в) смывом почвы после рубок леса.

5. Как нужно рубить лес в горах, чтобы сократить время естественного восстановления ельника?

(Ответ: нельзя рубить лес на крутых склонах. На менее крутых рубить необходимо небольшими делянками, оставляя на них семенные деревья. Сразу после рубок проводить посадку деревьев, желательно вручную, без использования техники.)

6. Какие полезные ископаемые биогенного происхождения появились из-за несбалансированности круговорота веществ в экосистемах?

(Ответ: торф, каменный уголь, нефть, известняк, природный газ. Все полезные ископаемые биогенного происхождения являются результатом накопления веществ, выпавших по тем или иным причинам из естественного круговорота.)

7. Правильно ли утверждение:

а) основной причиной саморазвития экосистем (сукцессии) является несбалансированность круговорота веществ;
б) в ходе саморазвития экосистем видовой состав не меняется;
в) зарастание непроточного озера называется саморазвитием экосистемы (сукцессией);
г) виды, слагающие экосистемы, не способны изменять окружающую среду в ходе своей жизнедеятельности;
д) зрелые сообщества внутренне устойчивы;
е) неустойчивые стадии при смене экосистем называют незрелыми сообществами;
ж) в зрелых сообществах все, что производят продуценты, потребляют консументы, а в незрелых часть органических веществ выводится из круговорота;
з) внешние по отношению к экосистемам факторы не способны вывести зрелые сообщества из устойчивого состояния?

(Ответ: да – а, в, д, е, ж; нет – б, г, з.)

8.* Объясните, почему чуждые для местных экосистем виды растений произрастают, как правило, по нарушенным местам: обочинам дорог, свалкам, берегам рек, заброшенным стройкам, отвалам грунта, пороям животных, на выпасных и сенокосных лугах, в агроценозах и т.д. Почему их не встретишь в ненарушенных сообществах?

(Ответ: «пришельцы», как правило, хуже приспособлены к местным условиям, чем длительно живущие и совместно эволюционирующие здесь виды. Поэтому последние являются более конкурентно сильными. В нарушенных же сообществах конкурентная мощь местных видов ослаблена за счет внешних сил либо эти виды попросту уничтожены. Это позволяет селиться в таких местах «пришельцам».)

9.* Ответьте на вопрос и обоснуйте, какая сукцессия более продолжительная (во всех случаях она заканчивается лесной стадией):

а) зарастание заброшенной пашни;
б) зарастание лесного пожарища;
в) зарастание вырубки;
г) зарастание отвалов грунта при добыче полезных ископаемых;
д) зарастание заброшенной лесной дороги.

(Ответ: г. На отвалах, в отличие от других вариантов, отсутствует почва, на формирование которой должно уйти много времени.)

10.* В еловом лесу, расположенном выше течения равнинной реки, которую перегородили плотиной гидроэлектростанции, начались смены травянистого покрова. Вначале под пологом елей росли кислица, майник и седмичник. Постепенно они были заменены черникой и зеленым мхом, позже появился влаголюбивый злак молиния и мох кукушкин лен. Ели стали погибать и вываливаться. Проростки ели погибали на ранних стадиях развития. Постепенно кукушкин лен был вытеснен сфагнумом. Почему произошли эти изменения? Можно ли их назвать сукцессией еловой экосистемы? Что произойдет в дальнейшем с еловым лесом?

(Ответ: эти изменения произошли благодаря повышению уровня грунтовых вод, что привело к изменениям в видовом составе растений, животных, грибов и бактерий – стали преобладать те виды, для которых новые условия более благоприятны. При усилении процесса подтапливания еловый лес со временем превратится в болото. Так как причина, вызывающая эти изменения, обусловлена внешней по отношению к исходной экосистеме силой, то назвать этот процесс сукцессией нельзя.)

Биологическое разнообразие как основное условие устойчивости популяций, биоценозов и экосистем

1. В природное сообщество (например, в сосняк брусничный) входят:

а) тысячи видов организмов;
б) несколько видов;
в) миллионы видов;
г) миллиарды видов.

2. Правильны ли утверждения (да или нет):

а) полночленный видовой состав сообщества – основа устойчивости экосистемы;
б) взаимная дополнительность видов растений в экосистемах способствует более полному использованию солнечной энергии;
в) в сообществе виды не могут функционально замещать друг друга;
г) экосистемы не способны к саморегуляции;
д) чем разнообразнее и сложнее структура экосистемы, тем хуже ее регуляторные способности;
е) разнообразие видов в экосистемах обеспечивает надежность их функционирования?

(Ответ: да – а, б, е; нет – в, г, д.)

1. Учение о биосфере создал:

а) Жан Батист Ламарк;
б) Луи Пастер;
в) Василий Васильевич Докучаев;
г) Алексей Николаевич Северцов;
д) Владимир Николаевич Сукачев;
е) Владимир Иванович Вернадский;
ж) Николай Иванович Вавилов.

2. Биосфера – это:

а) оболочка Земли, в которой существуют и взаимодействуют с окружающей средой (или когда-либо существовали и взаимодействовали) живые существа;
б) оболочка Земли, включающая часть литосферы, атмосферы и гидросферы;
в) оболочка Земли, в которой существует человечество.

3. Слоями атмосферы являются:

а) стратосфера;
б) тропосфера;
в) гидросфера;
г) ионосфера;
д) литосфера.

4. Верхняя граница биосферы находится на высоте:

а) 100–120 м;
б) 1–2 км;
в) 10–12 км;
г) 16–20 км;
д) 100–120 км;
е) 160–200 км.

5. Граница биосферы в океане находится на глубине:

а) 100–120 м;
б) 1–2 км;
в) 5–6 км;
г) 10–11 км;
д) 20 км;
е) 100 км.

6. Граница биосферы в литосфере находится на глубине:

а) 1–2 м;
б) 10–12 м;
в) 100–120 м;
г) 1 км;
д) 3 км.

7. Правильны ли утверждения (да или нет):

а) 4 млрд лет тому назад, на заре зарождения жизни, существовали атмосфера, гидросфера и почва;
б) атмосферный азот появился в основном в результате вулканической деятельности;
в) энергия, заключенная в нефти, угле, торфе, – это связанная растениями энергия солнца;
г) ядерная энергия – это энергия солнца, связанная растениями и другими организмами;
д) почва представляет собой биокосное вещество, потому что состоит из минеральных компонентов, органических соединений и организмов;
е) биологический круговорот веществ в биосфере – основа для поддержания стабильных условий существования жизни и человечества;
ж) роль живых существ в разрушении и выветривании горных пород незначительна;
з) живые существа не способны менять климат планеты;
и) озоновый экран возник на Земле благодаря жизнедеятельности растений;
к) почва появилась при выходе организмов на сушу?

(Ответ: да – в, д, е, и, к; нет – а, б, г, ж, з.)

8. В состав биосферы входят:

а) организмы и абиотическая среда;
б) только организмы.

9. Энергия Солнца на Земле тем или иным способом не расходуется на:

а) аккумуляцию в виде энергии химических связей в органических веществах;
б) нагревание и испарение водных масс;
в) движение камней с гор вниз;
г) перемещение воздушных масс;
д) передвижение автомобилей;
е) преодоление силы тяжести при взлете современного космического корабля.

10. В каких природных процессах в биосфере, происходящих при участии организмов, происходит связывание, а в каких – освобождение углекислоты?

(Ответ: связывание – в процессе фотосинтеза, а освобождение – при дыхании, брожении и гниении.)

11. Определите, к какому типу круговорота элементов (осадочному или газовому) относятся круговороты серы, азота, кислорода, углерода, фосфора.

(Ответ: к осадочному круговороту элементов относится круговорот серы и фосфора, к газовому – азота, кислорода, углерода).

12. Зная законы миграции элементов в биосфере, расположите места сбора лекарственных трав по возрастанию опасности для здоровья, которая может возникнуть при использовании этих растений: в городе, рядом с автомобильными дорогами, рядом с железнодорожным полотном, в лесу далеко от населенного пункта, рядом с деревней.

(Ответ: в городе, рядом с автомобильными дорогами, рядом с железнодорожным полотном, рядом с деревней, в лесу далеко от населенного пункта.)

13.* Выберите из перечисленных организмов те группы, которые участвуют в формировании карбонатных осадочных пород:

а) диатомовые водоросли;
б) рыбы;
в) фораминиферы;
г) птицы;
д) звери;
е) моллюски;
ж) растения.

14. Выберите из перечисленных организмов те группы, которые участвуют в формировании кремнистых осадочных пород:

а) диатомовые водоросли;
б) рыбы;
в) фораминиферы;
г) птицы;
д) звери;
е) моллюски;
ж) растения.

15.* Общее содержание углекислого газа в атмосфере Земли составляет около 1100 млрд т. Установлено, что за один год растительность ассимилирует почти 1 млрд т углерода. Примерно столько же его выделяется в атмосферу. Определите, за сколько лет весь углерод атмосферы пройдет через организмы (атомный вес углерода – 12, кислорода – 16).

(Ответ: сначала необходимо установить, сколько тонн углерода содержится в атмосфере Земли – в 44 т углекислого газа содержится 12 т углерода, в 1100 млрд т. CO2 – 300 млрд т. При потреблении растениями 1 млрд т углерода в год весь углерод атмосферы побывает их составной частью и вновь попадет в атмосферу Земли за 300 лет.)

ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ИХ РЕШЕНИЯ

Современные проблемы охраны природы

1. Выберите из предложенного списка исчерпаемые невозобновимые природные ресурсы: рыбы, растения, энергия морских приливов, энергия ветра, уголь, атмосферный воздух, птицы, нефть, воды океанов, пресные воды, железосодержащие руды, почва, солнечная энергия, медный колчедан, полиметаллические руды, природный газ, поваренная соль, леса, солнечный свет, млекопитающие, торф, жемчуг.

(Ответ: уголь, нефть, железосодержащие руды, медный колчедан, полиметаллические руды, природный газ, торф.)

2. Расположите перечисленные источники получения энергии в порядке убывания их экологической безопасности: гидроэлектростанции (ГЭС) на равнинных реках; ГЭС на горных реках; атомные электростанции; солнечные станции; теплоэлектростанции (ТЭЦ) на угле; ТЭЦ на природном газе; ТЭЦ на торфе; ТЭЦ на мазуте; приливно-отливные электростанции; ветряные электростанции.

(Ответ: солнечные станции; ветряные электростанции; приливно-отливные электростанции; ГЭС на горных реках; ГЭС на равнинных реках; атомные электростанции; ТЭЦ на природном газе; ТЭЦ на мазуте; ТЭЦ на угле; ТЭЦ на торфе.)

3. Урбанизация это процесс:

а) роста численности населения;
б) роста доли городского населения;
в) загрязнения среды отходами;
г) усиления давления человека на среду обитания.

4.* Почему ученые-экологи считают, что люди, экономно расходующие воду, электроэнергию, газ, пищу, предметы обихода, реально охраняют природу?

(Ответ: при этом они сохраняют ресурсы и меньше загрязняют окружающую среду.)

5.* Почему в большинстве стран сокращаются площади лесов?

(Ответ: леса вырубаются для получения древесины, расчистки под поля, пастбища, города, промышленные строения, при добыче полезных ископаемых.)

Современное состояние и охрана атмосферы

1. В атмосфере Земли содержится 20,95%:

а) азота;
б) кислорода;
в) углекислого газа;
г) углеводородов;
д) аргона.

2. Парниковый эффект, вызванный увеличением в атмосфере углекислого газа, приводит к:

а) понижению температуры нижних слоев атмосферы;
б) повышению температуры нижних слоев атмосферы;
в) таянию вечных снегов и затоплению низменных участков земли;
г) отравлению организмов;
д) увеличению радиационного фона на Земле.

3. Доля какого газа в атмосфере Земли увеличивается вследствие деятельности человека?

1 Знаками «*» и «**» отмечены задания повышенной сложности, имеющие познавательный и проблемный характер.

МИГРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

Смотреть что такое «МИГРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ» в других словарях:

МИГРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ — выражается в перемещении их соединений от коренного м ния водами, омывающими г. п., в возможном их последующем выпадении из водных растворов и нередко неоднократном новом растворении и переотложении выпавших осадков. Интенсивность переноса хим.… … Геологическая энциклопедия

КЛАРКИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ — числа, выражающие среднее содержание элементов в литосфере, земном ядре, Земле в целом, атмосфере, гидросфере, живых организмах, породах Луны, атмосфере Солнца, звезд и т. д. Различают К. х. э. массовые (в %, г/т и др.) и атомные (в % от числа… … Химическая энциклопедия

Фракционирование химических элементов в земной коре — Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. (11 мая 2011) … Википедия

Миграция загрязнения — процесс переноса и перераспределения в атмосфере, гидросфере и литосфере химических элементов, твердых и жидких аэрозолей и газов, независимо от природы происходящих процессов и агентов, их вызывающих: ионная диффузия, перенос поверхностными и… … Словарь черезвычайных ситуаций

Миграция подземных вод — (a. underground water migration; н. Grundwassermigration; ф. migration des eaux souterraines; и. migracion de aguas subterraneas) перемещение подземных вод в земной коре, обусловливающее изменение их состава и свойств. Наибольшее значение … Геологическая энциклопедия

МИГРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ — перенос и перераспределение химических элементов в земной коре и на поверхности Земли при различных геохимических процессах. Миграция элементов происходит в расплавах, водных растворах, газообразной и твердой фазе. Закономерности миграции… … Большой Энциклопедический словарь

МИГРАЦИЯ — перемещение, перераспределение кого либо или чего либо (жмвотных из одной местности в другую; химических элементов в земной коре и на поверхности; населения внутри страны или из одной страны в другую и т. д.). Экологический словарь, 2001 Миграция … Экологический словарь

миграция элементов — Перенос и перераспределение химических элементов в земной коре и на поверхности Земли, происходит в жидкой (расплавах, растворах), газообразной и твердой фазах. Syn.: миграция веществ … Словарь по географии

миграция веществ — Перенос и перераспределение химических элементов в земной коре и на поверхности Земли, происходит в жидкой (расплавах, растворах), газообразной и твердой фазах. Syn.: миграция элементов … Словарь по географии

МИГРАЦИЯ ТЕХНОГЕННАЯ — потоки химических элементов и веществ, обусловленные промышленной, сельскохозяйственной деятельностью человека. Миграция техногенная часто нарушает нормальный ход (объемы, скорость) круговорота веществ в природе. Например, промышленные, бытовые и … Экологический словарь

Сборник задач по экологии

Муниципальное автономное образовательное учреждение

«средняя общеобразовательная школа»

Сборник задач по экологии

Организмы и среда их обитания ………………………………………………….

Общие законы зависимости организмов от факторов среды…….

Экологические взаимоотношения организмов…………………………..

Организация и экология сообществ……………………………………………..

Экологические задачи – задачи, которые содержат определённые сведения, требующие знаний о взаимоотношениях организмов между собой и окружающей их средой, охране природы. Задачи экологического содержания способствуют формированию экологических знаний и умений учащихся, более глубокому пониманию сущности экологических проблем, а также развитию у учащихся приёмов умственной деятельности, таких как анализ, синтез, сравнение, обобщение, установление причинно – следственных связей, научное прогнозирование, т.е. логических операций, необходимых для выбора экологически целесообразного решения.

Сборник задач может быть использован на уроках экологии в 9, 10, 11 классах, при подготовке обучающихся к олимпиадам.

Составитель – Ерушева Раиса Александровна,

учитель биологии МАОУ «СОШ» с. Летка

Организмы и среда их обитания.

Задача №1. В водной среде амплитуда значений температуры невелика – не превышает 50 о С, тогда как в наземно-воздушной среде – до 100 о С. Водной с реде присуща высокая плотность, содержание кислорода 1% от объема. Свет в чистых водах проникает до глубины 50-60 м, в сильно загрязненных – на несколько сантиметров.

Назовите лимитирующие факторы водной среды.

Какие обитатели типичны для водной среды – гомойотермные или пойкилотермные, и почему?

Какова экологическая валентность водных обитателей к температурному фактору?

Назовите основные пути адаптации водных организмов к высокой плотности воды и недостатку света.

Приведите примеры непериодических факторов, которые могут действовать на водных обитателей.

Для наземно-воздушной среды характерны низкая плотность воздуха, большие колебания температуры (годовые, амплитуда до 100 о С), высокая подвижность атмосферы, хорошая обеспеченность кислородом.

Назовите лимитирующие факторы наземно-воздушной среды.

Какие обитатели типичны для наземно-воздушной среды – гомойотермные или пойкилотермные, и почему?

Какова экологическая толерантность обитателей наземно-воздушной среды к температурному фактору?

Назовите основные пути адаптации организмов наземно-воздушной среды к температурному фактору и содержанию воды.

Приведите примеры непериодических факторов, которые могут действовать на обитателей наземно-воздушной среды.

Какие адаптации организмов вызывает свет?

Как может измениться предел толерантности к одному фактору, если значения другого фактора являются экстремальными (стрессовыми)?

Задача №3. Для почвенной среды характерны небольшие колебания температуры, плотное сложение, наличие в порах свободной воды и воздуха, малое содержание кислорода, большее, чем в атмосферном воздухе.

Какие эдафические факторы вы знаете?

Назовите факторы почвенной среды, наиболее часто являющиеся лимитирующими.

Каковы пути адаптации растений к влажности, температуре, химическому составу почвы?

Какие обитатели типичны для почвенной среды – гомойотермные или пойкилотермные, и почему?

Приведите примеры непериодических факторов, которые могут действовать на растения и почвенную биоту.

Что такое растения-индикаторы, какую роль они играют в оценке состояния почвы?

Задача №4. Если смешать воду, песок, неорганические и органические удобрения, будет ли эта смесь почвой?

Задача №5. Объясните, почему постоянноводные млекопитающие (киты, дельфины) имеют гораздо более мощные теплоизоляционные покровы (подкожный жир), чем наземные звери, обитающие в суровых и холодных условиях. Для сравнения: температура солёной воды не опускается ниже — 1,3 0 С, а на поверхности суши она может падать до — 70 0 С).

Задача №6. Учёные – ихтиологи сталкиваются с серьёзными проблемами при сохранении глубоководных рыб для музеев. Поднятые на палубу корабля, они в буквальном смысле слова взрываются. Объясните, почему это происходит?

Общие законы зависимости организмов от факторов среды.

Задача №1. Распределите перечисленные факторы среды по трём категориям – абиотические, биотические и антропогенные: хищничество, вырубка лесов, влажность воздуха, температура воздуха, паразитизм, свет, строительство зданий, давление воздуха, конкуренция, выброс углекислого газа заводом, солёность воды.

Задача №2. Наземные млекопитающие и птицы, которые живут в полярных районах, обычно окрашены в белый цвет, а насекомые в этих же местах имеют тёмную окраску. И та и другая окраска – приспособленность к деятельности одного фактора. Почему приспособленность носит такой разный характер?

Задача №3. Почему у песца ноги короче, а ушные раковины меньше, чем у рыжей лисицы.

Задача №4. Почему пингвины, живущие в условиях сурового климата, и верблюды, живущие в пустынях, сбиваются вместе в плотную кучу? При каких условиях обитания это происходит?

Нагрузка веса тела на опорную поверхность ног свыше 30г на 1кв.см. сильно затрудняет передвижение животного по рыхлому снегу. У рыси она равна 422, а у лося – около 500г на кв.см. Но для рыси полуметровый слой снега – фактор, ограничивающий активность, а для лося – нет. Объясните, почему.

Задача №6. В теплице, где выращивалась рассада и поддерживалась оптимальная температура и влажность, прекратилась подача воды. Ремонт поломки должен занять два дня. Агроном распорядился ограничить подачу тепла в теплицу. Правильно ли он сделал и почему?

Задача №7. Большинство организмов имеют различные пределы толерантности по отношению к различным факторам среды. Для описания их экологической ниши применяется специальная терминология. Так, актиния является политермным, эврифотным и олигобатным организмом, тогда как жаброногий рачок артемия – эвритермным, полигалинным, стенофагическим, а озёрная лягушка – полигидрическим, олигофотным и эврибатным организмом. Охарактеризуйте с использованием экологической терминологии их условия обитания.

Задача №1. Можно ли считать популяцией: стаю грачей; стадо антилоп; карасей, населяющих небольшой пруд; высаженный на фермерском поле картофель; всех птиц, населяющих городской парк; население большого города; птичий базар, обитателей муравейника.

Задача №2. Ихтиологи в водоёме нашли популяции только одного представителя рыб – окуня. Других видов рыб там не поймано. О чём говорит этот факт?

Задача №3. На рисунке изображены последовательные периоды изменения численности насекомых (сосновая пяденица и еловая листовёртка) в европейских лесах. Как изменяются рождаемость и смертность в популяциях насекомых и лесных растений в каждом из изображённых периодов. Чем объясняются эти изменения? Как они связаны?

Задача №4. У какой популяции растений больше шансов на выживание: у той, которая состоит из одних проростков? Из проростков, молодых и взрослых растений?

Задача №5. Какие изменения в возрастной и половой структуре популяции серой крысы желательны с точки зрения человека, старающегося сократить её численность?

Задача №6. На территории площадью 100 км 2 ежегодно производили рубку леса. На момент организации на этой территории заповедника было отмечено 50 лосей. Через 5 лет численность лосей увеличилась до 650 голов. Ещё через 10 лет количество лосей уменьшилось до 90 и стабилизировалось в последующие годы на уровне 80 – 110 голов. Определите плотность поголовья лосей: а) на момент создания заповедника; б) через 5 лет после создания заповедника; в) через 15 лет после создания заповедника. Объясните, почему сначала численность лосей резко возросла, а позже упала и стабилизировалась.

Экологические взаимоотношения организмов.

Задача №1. Подберите правильные пары: какой тип взаимоотношений характерен для организмов, указанных в правой колонке таблицы. Ответ должен состоять из цифры и буквы.

Глава 8 Биогенная миграция химических элементов и биогеохимические принципы

Биогенная миграция химических элементов и биогеохимические принципы

8.1. Природа биогенной миграции атомов в биосфере

По В. И. Вернадскому, работа живого вещества в биосфере может проявляться в двух основных формах:

? химической (биохимической) – I род геологической деятельности;

? механической – II род такой деятельности.

Геологическая деятельность I рода – построение тела организмов и переваривание пищи, конечно, является более значительной.

Следует напомнить, что в зависимости от использования источников энергии все организмы делятся на три группы:

1) хемотрофы – главным образом бактерии, которые получают энергию за счет неорганической реакции (окисление железа, серы и др.);

2) фототрофы используют солнечный свет для фотосинтеза;

3) гетеротрофы окисляют имеющиеся органические соединения разной степени сложности (Проссер, 1977, с. 242).

Несомненно, что для каждой эпохи и ее периодов, начиная с архейской эры, у существующих тогда организмов преобладал тот или иной тип питания – фактора, осуществляющего потоки атомов от неживой природы к живой и обратно через выделение и гибель организмов.

Согласно современным представлениям, первичные организмы были в основном гетеротрофами, которые потребляли готовые органические соединения. После появились фототрофы и, наконец, те гетеротрофы, которые мы называем животными. Появление автотрофов обусловило накопления в атмосфере планеты кислорода, вследствие чего восстановительная атмосфера, после достижения точки Пастера (это когда концентрация О2 в атмосфере достигла 1 /100 части современной, примерно 1,5 млрд лет назад), стала окислительной. Как следствие, многие организмы приобрели аэробный тип обмена, что ускорило процесс видообразования. В этой связи, приведем третий биохимический принцип, сформулированный В. И. Вернадским:

«В течение всего геологического времени, с криптозоя, заселение планеты должно было быть максимально возможным для всего живого вещества, которое тогда существовало» (1940, с. 185; 1965, с. 283–286).

Можно полагать, что на каждом этапе эволюционного процесса существующие и вновь появившиеся тогда организмы стремились максимально использовать энергетические ресурсы за счет все возрастающего увеличения скорости обмена веществ в экосистемах. Об этом свидетельствуют данные В. А. Ковды, который на обширном фактическом материале показал, что зольность растений возрастает от представителей древних таксонов к более молодым (лидирую травы) (цит. по: Зимов и Чупрынин, 1991, с. 62–63).

Так, по данным Л. Н. Тюрюканова, в пшенице, например, полная смена атомов происходит для фосфора за 15 суток, а для кальция – в 10 раз быстрее: за 1,5 суток! Собственно говоря, постоянный обмен веществ между живым организмом и внешней средой и обусловливает проявление большинства функций живого вещества в биосфере, которые мы рассмотрим в этой части книги. По подсчетам биолога П. Б. Гофмана-Кадошникова, в течение жизни человека через его тело проходит 75 т воды, 17 т углеродов, 2,5 т белков, 1,3 т жиров. Между тем, по геохимическому эффекту своей физиологической деятельности человек отнюдь не самый важный вид разнородного живого вещества биосферы. Геохимический эффект физиологической деятельности организмов обратно пропорционален их размерам, и наиболее значимой оказывается деятельность прокариотов – бактерий и цианобактерий (Елисеев, 2002, с. 257).

Большое значение имеет также количество пропускаемого через организм вещества. В этом отношении максимальный геохимический эффект на суше имеют грунтоеды, а в океане – илоеды и фильтраторы. Еще Чарльз Дарвин подсчитал, что слой экскрементов, выделяемых дождевыми червями на плодородных почвах Англии, составляет около 5 мм в год. Таким образом, почвенный пласт мощностью в 1 м дождевые черви полностью пропускают через свой кишечник за 200 лет. В океане с дождевыми червями по «пропускной способности» могут конкурировать их близкие родственники, представители того же типа кольчатых червей – поли-хеты, а также ракообразные. Достаточно 40 экземпляров полихет на 1 м 2 , чтобы поверхностный слой донных осадков мощностью в 20–30 см ежегодно проходил через их кишечник. Субстрат при этом существенно обогащается кальцием, железом, магнием, калием и фосфором по сравнению с исходными илами (цит. по: Елисеев, 2002, с. 257).

Копролиты (ископаемые остатки экскрементов) известны в геологических отложениях, начиная с ордовика, однако бесспорно, что большинство их при геологических описаниях не учитывается. Происходит это из-за слабой изученности вопроса и из-за отсутствия диагностических признаков для определения копролитов.

Между тем, в донных отложениях современных водоемов фекальные комочки беспозвоночных распространены очень широко и нередко являются основной частью осадка. В южной Атлантике, например, илы почти нацело слагаются фекалиями планктонных ракообразных, а по берегам Северного моря донные осадки, образованные фекалиями мидий, имеют мощность до 8 м.

О биогеохимической роли организмов свидетельствуют следующие данные. Так, В. Р. Вильямс полагал, что если 75 % общего количества ежегодно синтезируемого растениями органического вещества не будет минерализовано гетеротрофами, то через 3–4 года жизнь на Земле должна прекратиться. В этом плане поразительна «мудрость» природы. Подсчитано, что на территории нашей страны количество почвенных животных в килограммах на один гектар составляет:

? в северной тайге – 100–150;

? в южной тайге – 160–350;

? в смешанных лесах – 800-1000;

? в лесостепи – 500–900;

? в пустыне – 20 (Тюрюканов, 1990, с. 110–112).

Бпольшая часть биомассы приходится на долю дождевых червей – 50–80 %. Велика и их роль в повышении плодородия почвы.

Дождевые (земляные) черви – крупные беспозвоночные животные-сапрофиты, питающиеся разложенными остатками. Они составляют важное звено в биологическом круговороте вещества и энергии и участвуют в почвообразовании. В копролитах червей естественной популяции содержание гумуса составляет 11–15 %. Масса таких копролитов составляет несколько сотен тонн на гектар.

За лето популяция из 100 червей на одном квадратном метре прокладывает в почве до километра подземных ходов диаметром 3–7 мм. Это улучшает аэрацию почвы и благоприятно сказывается на росте растений. В сообществах умеренной зоны они занимают ведущие позиции.

Практически все виды червей – дождевые, норные (Lumbricus terrestrus), пашенный (Aporrectodea calliginosa), красный калифорнийский, подвид навозного (Eisenia fetida и др.), представляют собой небольшие «химические лаборатории», обогащающие почву азотом, фосфором калием и другими макро– и микроэлементами. Кроме главной их деятельности – создания плодородия почвы, они широко используются в птицеводстве, являясь прекрасным кормом для кур (Тимофеева, Колесник, 2004, с. 132–141).

Биогенная миграция атомов II рода – механическая – отчетливо проявляется в наземных экосистемах с хорошо развитым почвенным покровом, позволяющим животным создавать глубокие укрытия (гнездовые камеры термитов, например, расположены на глубине 2–4 м от поверхности). Благодаря выбросам землероев, в верхние слои почвы попадают первичные не выветрившиеся минералы, которые, разлагаясь, вовлекаются в биологический круговорот. Недаром известный геолог Г. Ф. Мирчинк (1889–1942) называл сурка-тарбагана «лучшим геологом Забайкалья» – его норы окружены «коллекциями» горных пород, добытых с глубины нескольких метров! Обыкновенные кроты перерывают от 3,9 до 35 т на гектар почвы. Если выразить биогеохимическую работу почвенных животных в килограммах на гектар, то в дерново-подзолистых почвах кроты перемещают углерода 76 кг/га, азота – 4,8, кремния – 2942, железа – 338, алюминия – 481 кг/га. Это намного больше, чем в ежегодном растительном опаде (Тюрюканов, 1990, с. 110–112).

Понятие «нора» и «гнездо» обычно ассоциируются у нас с грызунами и птицами. Между тем биогенная миграция атомов II рода распространена не только в наземных, но и в морских экосистемах, и здесь ее роль может быть еще более значительна. И на дне моря организмы строят себе укрытия, причем не только в мягком, но и в скальном грунте. Олигохеты и полихеты углубляются в грунт на 40 см и более. Двустворчатые моллюски зарываются обычно неглубоко, но некоторые из них – солениды и миа – роют норы, которым позавидует и сурок: они достигают глубины нескольких метров. В зоне прибоя и на перемываемом волнами песке – вот беда! – норы не выроешь и гнездо не совьешь. Приходится сверлить скальные породы. И они сверлят. Этим занимаются водоросли и губки, бактерии и моллюски, полихеты, морские ежи, рачки.

Сверлильщики появились в далеком геологическом прошлом. Источенные ими породы находят даже в докембрийских отложениях; и поныне они продолжают свою разрушительную работу. Сверлящая деятельность моллюсков фолад вызывает иногда катастрофические последствия (Елисеев, 2002, с. 258).

К биогенной миграции II рода можно отнести и перемещение самого живого вещества. Сюда относятся сезонные перелеты птиц, перемещения животных в поисках корма, массовые миграции животных. Естественно, что все эти разнообразные формы движения живого вызывают и транспортировку небиогенного вещества.

Как мы видели ранее, В. И. Вернадский подразделял процессы, осуществляемые в биосфере живым веществом, по характеру самих процессов.

Несколько иначе подошел к этому вопросу его современник – Н. А. Андрусов.

«Химическая деятельность организма вообще, имеющая геологическое значение, – писал Андрусов, – может быть сведена к двум категориям: во-первых, к образованию на наружной поверхности или внутри твердых выделений, способных сохраняться;во-вторых, к образованию жидких и газообразных выделений, способных вступать в различные химические реакции с окружающим неорганическим миром» (цит. по: Елисеев, 2002, с. 259).

Для понимания той работы, которую совершает живое вещество в биосфере, очень важными являются три основных положения, которые Владимир Иванович называл «биогеохимическими принципами». Обсудим этот вопрос подробнее в следующем разделе.

Это интересно:

  • Учебные суды в школе Учебные суды в школе Профильные классы Партнеры частной школы Инновационный проект года Игра «Учебные суды» 17 марта 2018 г. ученики школы «Унисон» по ежегодной традиции приняли участие в игре «Учебные суды», которую проводит Санкт-Петербургский институт права имени Принца П.Г. […]
  • Госпошлина за гражданский иск Госпошлина в суд. Калькулятор госпошлины 2018 Нужна госпошлина в суд? Калькулятор госпошлины 2018 года: Ваш браузер не поддерживает плавающие фреймы! Размер государственной пошлины: 1. Подача искового заявления Имущественного характера, не подлежащего оценке, а также неимущественного […]
  • Правила использования газовой плиты Правила пользования газовыми приборами Многие часто забывают о том, что собственная безопасность, а также безопасность соседей и родственников – это забота не только профессионалов газовой службы, но и самих потребителей. И только правильное использование газа в быту, соблюдение правил […]
  • Мужчины на пенсию в 55 Выход мужчин на пенсию В Российской Федерации мужчины и женщины имеют несколько различные условия назначения трудовой (страховой) пенсии. Главное различие связанно с установленным законодательно возрастом выхода на пенсию: для женщин он составляет 55 лет, а для мужчин — 60. Также при […]
  • Фз о претензионном порядке урегулирования споров Фз о претензионном порядке урегулирования споров Законом "О защите прав потребителей" такой порядок не предусмотрен, за исключением двух случаев, прямо указанных в других законах. В, частности претензионный порядок разрешения спора необходимо соблюсти в случае спора с оператором связи, […]
  • Расписания болезней положения о военно врачебной экспертизе ТРЕБОВАНИЯ К СОСТОЯНИЮ ЗДОРОВЬЯ ГРАЖДАН, ПОДЛЕЖАЩИХ ПЕРВОНАЧАЛЬНОЙ ПОСТАНОВКЕ НА ВОИНСКИЙ УЧЕТ, ГРАЖДАН, ПОДЛЕЖАЩИХ ПРИЗЫВУ НА ВОЕННУЮ СЛУЖБУ (ВОЕННЫЕ СБОРЫ), ГРАЖДАН, ПОСТУПАЮЩИХ НА ВОЕННУЮ СЛУЖБУ ПО КОНТРАКТУ, ГРАЖДАН, ПОСТУПАЮЩИХ В УЧИЛИЩА, ВОЕННО-УЧЕБНЫЕ ЗАВЕДЕНИЯ, ВОЕННОСЛУЖАЩИХ, […]
  • Может ли бабушка оформить декрет Может ли бабушка оформить отпуск по уходу за ребенком, если его мама не работала до декрета? Ребёнку год, мать нигде не работала до декретного отпуска, может ли бабушка-пенсионерка (работающая) - свекровь, оформить отпуск до 3-х лет и будет ли бабушка получать пособие? Спасибо. […]
  • Приказом минтруда россии от 24062014 n 412н Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 24 июня 2014 г. N 412н "Об утверждении Типового положения о комитете (комиссии) по охране труда" Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 24 июня 2014 г. N 412н"Об утверждении Типового положения о комитете (комиссии) по […]

Author: admin