Б) исследование воды с ряской и элодеей. Оборудование, материалы

1) сосуды для сбора ряски; 2) стаканы на 500 мл; 3) линейки; 4) весы торсионные; 5) бритвы.

Одинаковые растения ряски отбирают из естественных популяций условно чистых водоемов в начале июня, когда много молодых растений, в сосуды, на дне которых налито немного чистой воды. В жаркую погоду, чтобы избежать подсыхания ряски, очень хорошо пользоваться широкогорлым термосом с ку­сочками льда на дне. Лед следует прикрыть несколькими слоями влажной фильтровальной бумаги, чтобы он не касался ряски.

Затем отбирают одинаковые особи ряски и рассаживают их по пять штук в стаканы с водой, качество которой хотят определить. Повторность опытов трех­кратная. Контроль- вода из чистого водоема или водопроводная вода, выстоян­ная и прошедшая очистку фильтрацией через активированный уголь.

Опытные сосуды выставляют на рассеянный свет. Ежедневно учитывают следующие параметры: изменение окраски, потеря тургора, повреждение точек роста, повреждение точек роста, выживаемость (в течение 5-10 суток), прирост и число боковых отростков, число корней и их длина. В случае малой токсичности воды и относительно хорошей сохранности растений в конце опыта их вынимают из воды, обсушивают фильтрованной бумагой, отделяют бритвой надводную и подводную части и взвешивают на торсионных весах. Полученные измерения выражают по отношению к контролю, взятому за 100%, обрабатывают статически.

В качестве тест – растения можно использовать элодею, опыты с которой проводятся аналогично вышеописанным. Элодея- растение стоячих и медленно текущих вод. Интенсивно размножается обрывками побегов. Завезенный из Америки в XIX веке быстро расселилась по водоемам Европы Азии и Австралии. Она интересна тем, что ее выращивание для биотестов возможно в условиях аквариумов.

Вопросы к экзамену

1. Понятие предмета «экология». Вклад ученых в развитие науки Экология.

2. Научная концепция происхождения жизни, ее этапы. В чем заключается сущность жизни с точки зрения молекулярной биологии.

3. Перечислите уровни организации живой материи.

4. Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина.

5. Естественный отбор, его формы. Формы борьбы за существование.

6. Изменчивость и ее виды. Норма реакции генотипа.

7. Понятие «вид». Перечислите признаки вида, какой из них считают основным. Закон Долло.

8. Перечислите таксоны в систематике. Царства живых организмов. Какие организмы не входят ни в одно царство и почему.

9. Классификация организмов по типу питания и дыхания.

10. Вирусы и бактериофаги, их роль для живых организмов. Особенности размножения.

11. Что представляет собой среда обитания и факторы среды. Перечислите основные среды жизни.

12. Что представляет собой адаптация организмов. Пассивный и активный путь приспособления.

13. Сформулируйте и изобразите графически Закон Оптимума. Отличие стенобионтов от эврибионтов. Экологический спектр вида.

14. Сформулируйте «Правило взаимодействия факторов» и «Закон толерантности Шелфорда». Стенобионты и эврибионты – их приспособленность к факторам среды.

15. Сформулируйте «Правило минимума Либиха». Лимитирующие факторы.

16. Адаптация растений по отношению к ФАР. Как экологически правильно сажать с.-х. культуры. От чего зависит зрительное восприятие у животных. Навигация.

17. Температурные границы существования жизни. Приспособления животных растений к колебаниям температуры. Правило Бергмана, правило Аллена, Закон экономии поверхности.

18. Адаптации растений к поддержанию водного баланса в наземно-воздушной среде жизни. Регуляция водного баланса у животных.

19. Характеристики воздуха и приспособления к ним организмов. Анемохория. Аэропланктон.

20. Экологические группы организмов, обитающих в воде. От чего зависит концентрация кислорода в воде. Адаптация организмов к различному кислородному режиму.

21. Способы ориентации животных в водной среде. Биолюминесценция. Эхолокация.

22. экологическое значение фильтрации. Адаптации организмов в пересыхающих водоемах. Гипобиоз. Причины замора.

23. особенности почвы, как среды обитания организмов. Группы почвенных животных.

24. Положительные и отрицательные стороны паразитизма. Защитные реакции хозяина на паразита. Основная адаптация паразита. Гиперпаразитизм.

25. Биотические факторы среды. Перечислите связи и отношения организмов между собой, их экологическое значение.

26. Популяция. Половая и возрастная структура популяции. Групповые характеристики популяции. Гомеостаз популяции.

27. Причины динамики популяции. Кривые роста. Давление среды.

28. Изобразите блоковую модель биогеоценоза. В чем отличие БГЦ от экосистемы.

29. Взаимосвязь биоценоза и биотопа. Отношения организмов в биоцонозе.

30. Видовое разнообразие биоценоза, индекс разнообразия. Виды-доминанты, виды-эдификаторы.

31. Видовая структура биоценоза. Как влияет на экосистему уменьшение видового разнообразия биоценоза. Закон Долло.

32. Пространственная структура биоценоза, ярусность, мозаичность и их экологическое значение.

33. От чего зависит видовое разнообразие биоценоза. Последствия удаления из биоценоза видо-эдификаторов.

34. Перечислите и объясните основные свойства экосистем.

35. Охарактеризуйте экологическую ниша вида. Правило Гаузе. Интродукция и ее последствия.

36. Основные принципы функционирования экосистем.

37. Изобразите схему биологического круговорота веществ, в чем его функция.

38. Как обеспечивается устойчивость и саморегуляция экосистем. Гомеостаз экосистемы. Принцип Ле Шателье-Брауна.

39. «Пищевая цепь» и «трофические уровни». Типы пищевых цепей. В чем экологическая функция пищевых цепей.

40. Из чего складывается энергетический баланс консументов. Схема экологического потока энергии. Правило 10 %.

41. В чем отличие круговорота вещества и потока энергии.

42. Виды продукции, биомасса. От чего зависит скорость создания первичной продукции.

43. Экологические пирамиды, их значение. Как строятся экологические пирамиды.

44. «Сукцессия». Отличие первичных сукцессий от вторичных. Стадии развития сукцессии. Климакс.

45. Биосфера, ее состав, границы. Характеристики биосферы. Основное условие устойчивости биосферы. Последствия нарушения гомеостаза биосферы.

46. Поступление и фиксация азота живыми организмами. Причины и последствия нарушения круговорота азота.

47. Поступление и фиксация углерода живыми организмами. Причины и последствия нарушения круговорота углерода.

48. Круговорот фосфора. Причины и последствия нарушения круговорота фосфора.

49. Круговорот серы. Причины и последствия нарушения круговорота серы.

50. Свойства живого вещества, его значение для биосферы.

51. Функции живого вещества. Основная функция живого вещества.

52. Значение точек Пастера для биосферы. Закон незаменимости биосферы.

53. Пределы устойчивости экосистем и допустимая нагрузка на биосферу. Правило 1 %.

54. Биоиндикация и биомониторинг воздушной и водной среды, тест-объекты.

55. Причины и последствия «озонных дыр» и «парникового эффекта». Парниковые газы.

56. Причины и последствия кислотных дождей и смога.

57. Стадии эволюции биосфер. Техносфера. Причины экологического кризиса. Эффект бумеранга. Закон Мальтуса.

58. Основные методы очистки производственных и бытовых сточных вод. Оборотное водоснабжение. Стадии очистки питьевой воды.

59. Юридическая ответственность за нарушение природоохранного законодательства (дисциплинарная, административная, уголовная или имущественная ответственность).

60. Основные экологические принципы рационального природопользования.

61. Понятие об экологической безопасности и чрезвычайной экологической ситуации. Классификация чрезвычайных экологических ситуаций.

62. Международные форумы и организации по охране окружающей среды.

63. Методы защиты атмосферного воздуха от загрязнений (сухие пылеуловители, мокрые пылеуловители, фильтры, электрофильтры).

64. Главные источники загрязнения почвы. Этапы рекультивации земель. Основные методы переработки отходов.

65. Источники загрязнения гидросферы. Показатели качества воды.

66. Методы очистки сточных вод от механических примесей.

67. Очистка сточных вод от маслосодержащих примесей, от металлов и их солей.

Задачи по разделам и модулям

титульный лист

Министерство сельского хозяйства РФ

Департамент научно-технологической политики и образования

ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный аграрный университет

Кафедра комплексного использования водных ресурсов и экологии

Задания 1-го и 2-го модулей

по дисциплине «Экология

Выполнил ст-т группы…

Проверила: Степанова Н.Е.

Волгоград 20… год

Задание 1 модуля

1 Раздел - «Основные закономерности факторов среды обитания»

1.На рисунке приведена экологическая валентность некоторых рыб. Объясните, почему карась и камбала являются стенобионтами, а колюшка эврибионт. Объясните положение зон оптимума, угнетения, гибели, для каждой группы организмов.

2. Посоветуете ли Вы высадить сливу в Астрахани (см. Приложение), если ее толерантность от + 30⁰ С до + 20 ⁰ С, а оптимум от – 15⁰С до +15⁰С.

3. Посоветуете ли Вы высадить вишню в Астрахани (см. Приложение), если ее толерантность от –40⁰С до + 30⁰С; а оптимуму от –25⁰С до + 25⁰С.

4. Изучить таблицу термоустойчивости листьев и определить эвритермные растения.

Таблица – Термоустойчивость листьев (по Лархеру, 1978)

Растения	Температура, при которой наступают повреждения, 0С.
	Низкая	Высокая
Вечнозеленые древесные прибрежных районов с мягкой зимой	-6…-15	+50…+55
Летнезеленые деревья и кустарники с широким ареалом	-20…-40	Около +50
Травянистые	-10…-20	+40…+50
Вечнозеленые хвойные	-40 и ниже	+44…+50
Альпийские кустарники	-20…-70	+48…+54
Растения травянистых высокогорий и Арктики	-30…-196	+44…+54

5. Что Вы посоветуете для получения запланированного урожая с посадок картофеля, если для нормального плодоношения необходима следующая концентрация питательных веществ в почве: азот – 1-2 мг/кг; калий - 0,9-3,0 мг/кг; фосфор – 1,1-1,3 мг/кг; кремний – 0,006-0,009 мг/кг; цинк – 0,04-0,06 мг/кг, а химический анализ почвы на период завязки плодов показал, что азота – 3 мг/кг; калия – 0,4 мг/кг; фосфора – 1 мг/кг; кремния – 0,06 мг/кг; цинка – 0,02 мг/кг.

6. Что Вы посоветуете для получения запланированного урожая с посадок томатов, если для нормального плодоношения необходима следующая концентрация питательных веществ в почве: азот – 4-6 мг/кг; калий - 0,3-0,4 мг/кг; фосфор – 0,9-1,2 мг/кг; молибден – 0,001-0,004 мг/кг; бор – 0,005-0,008 мг/кг, а химический анализ почвы на период завязки плодов показал, что азота – 4,5 мг/кг; калия – 0,6 мг/кг; фосфора – 1 мг/кг; молибдена – 0,005 мг/кг; бора – 0,01 мг/кг.

7. По таблице термоустойчивости листьев, определите стенотермные растения.

Таблица – Термоустойчивость листьев (по Лархеру, 1978)

Растения	Температура, при которой наступают повреждения, 0С.
	Низкая	Высокая
Вечнозеленые древесные прибрежных районов с мягкой зимой	-6…-15	+50…+55
Летнезеленые деревья и кустарники с широким ареалом	-20…-40	Около +50
Травянистые	-10…-20	+40…+50
Вечнозеленые хвойные	-40 и ниже	+44…+50
Альпийские кустарники	-20…-70	+48…+54
Растения травянистых высокогорий и Арктики	-30…-196	+44…+54

8. Из таблицы выберите культуры, для высадки в г. Самаре (см. Приложение)

Таблица – Влияние изменения температуры, ⁰С на различные культуры

Зоны Закона Оптимума	Яблоня	Абрикос	Томаты	Вишня
Зона оптимума	От – 20 до + 20	От –10 до + 25	Определить самостоятельно	От –25 до + 33
Зона угнетения	Определить самостоятельно	От –18 до +25 От +30 до +25	От +12 до +20 От +25 до +35	Определить самостоятельно
Зона гибели	Менее –30 Более +30	Определить самостоятельно	Определить самостоятельно	Менее –35 Более +40

9. Проанализировать таблицу № 1 и определить: к какому типу кислотности относятся почвы Ярославской области, если на них произрастают ель, черника, хвощ. Какие культуры из таблицы № 2 можно рекомендовать для выращивания на этих почвах?

Таблица 1 – Соотношение растительного покрова и кислотности почв

Растительный состав	Кислотность почвы
Хвощ, щавель, черника, осока, лапчатка (калган), ель	Кислая (Рн 5,5)
Клевер, тимофеевка, люцерна, костер, дуб, сосна	Нейтральная (Рн около 7)
Ковыль, полынь, ольха, береза, осина, рабина	Щелочная (Рн 8)

Таблица 2 – Влияние Рн на различные культуры

Зоны Закона Оптимума	Картофель	люпин	огурцы	томаты
Зона оптимума	5,0-5,5	4,5-6,0	6,0-7,9	6,3-6,7
Зона угнетения	4,0-5,0 5,5-6,8	Определить самостоятельно	5,0-6,0 7,9-8,5	Определить самостоятельно
Зона гибели	Определить самостоятельно	Менее 2,5 Более 7,0	Определить самостоятельно	Менее 4,5 Более 7,5

10. Пользуясь данными таблицы № 1 (зад. 9), определить: к какому типу кислотности относятся почвы Кировской области, если на них произрастают ковыль, ольха, береза, рябина. Какие культуры из таблицы можно рекомендовать для выращивания на этих почвах?

Таблица – Влияние Рн на различные культуры

Зоны Закона Оптимума	Ячмень	Подсолнечник	Люцерна	Хлопчатник
Зона оптимума	6,8-7,5	6,0-6,8	7,0-8,0	6,5-9,0
Зона угнетения	5,4-6,8 7,5-8,5	Определить самостоятельно	6,0-7,0 8,0-8,8	Определить самостоятельно
Зона гибели	Определить самостоятельно	Менее 4,5 Более 8,0	Определить самостоятельно	Менее 4,9 Более 11,5

11. Укажите минимум, максимум и оптимум интенсивности фактора, если известно, что при +23⁰С томаты хорошо плодоносят, а при 0⁰С и 45⁰С гибнут.

12. Проведите анализ абиотических факторов водной среды обитания для популяции крабов (таблица) и определите лимитирующие факторы, если после сброса сточных вод анализ показал следующее: кислородный режим – 10 мг/л; температурный режим - +28⁰С; Рн –4; фенол – 0,005 мг/л; свинец – 0,08 мг/л.

Интенсивность фактора	До сброса сточных вод
	Кислородный режим, мг/л	Температурный режим, 0 С	Рн	Фенол	Свинец
Оптимальная	6-8	15-22	5,5-6,0	-	-
Угнетение	От 4 до 6 От 8 до 10	22-25	От 4,5-до 5,5 От 6,0 до 7,0	0,001- 0,002	0,01-0,02
Гибель	От 4 до 3 От 10 до 20	Менее 15 Более 25	Менее 4,5 Более 7,0	Более 0,002	Более 0,02

13. Укажите экологический спектр организма (по данным таблицы).

Интенсивность фактора	Абиотические факторы среды
	Кислородный режим, мг/л	Температурный режим, 0 С	Давление, мм.рт. ст.	Солевой режим, мг/л	Рн
Оптимальная	15-30	От +100 до +155	120-190	-	0-12
Угнетение	10-15	От +50 до +100 От +155 до +180	80-120 190-200	-	-
Гибель	Менее 10	Менее +50 Более +180	Менее 80 Более 200	0,5	-

14. Укажите экологический спектр организма (по данным таблицы).

Интенсивность фактора	Абиотические факторы среды
	Кислородный режим, мг/л	Температурный режим, 0 С	Давление, мм.рт. ст.	Влажность, %	Рн
Оптимальная	5-25	От +18 до +25	200-800	75-100	0-12
Угнетение	2-5	От -273 до +18 От +25 до +100	100-200 800-950	55-75	-
Гибель	Менее 2	Менее -273 Более +100	Менее 100 Более 950	Менее 55	-

15. Укажите минимум и максимум интенсивности фактора, если известно, что влажность в 50%-65 % является оптимальной для огурцов, а толерантность находится в интервале от 30% до 85 %.

16. Укажите оптимуму и зоны гибели интенсивности фактора, если известно, что концентрация кислорода в воде для форели от 4 мл/л до 6 мл/л и от 8 мл/л до 10 мл/л считается неблагоприятной.

17. Укажите оптимум интенсивности фактора, если известно что Рн почвы для рододендрона от 5 до 12 считается неблагоприятной.

18. Проведите анализ абиотических факторов водной среды обитания для популяции лосося и определите лимитирующие факторы, если после сброса сточных вод анализ показал следующее: кислородный режим – 3,5 мг/л; солевой режим – 200 мг/л; температурный режим – +8⁰С; Рн – 3; нитраты – 9 мг/л; нефть и нефтепродукты – 1 мг/л.

Интенсивность фактора	До сброса сточных вод
	Кислородный режим, мг/л	Солевой режим, мг/л	Температурный режим, 0 С	Рн	Нитраты, мг/л	Нефть и нефтепродукты, мг/л
Оптимальная	6-8	150-250	17-22	5,5-5,0	7-8	-
Угнетение	4-6 8-10	250-350	9-17 22-27	6,3-5,5	8-11	0,05
Гибель	4-3 10-20	Более 350 Менее 150	Менее 9 Более 27	8,0-6,3 5,5-12,0	Более 11	Более 0,05

19. Постройте по следующим данным, кривые Закона оптимума для каждой из фаз развития яблони на одном графике: критическими точками для закрытых цветов являются 2,75-3,85 ⁰ С; во время цветения 1,65-2,2 ⁰ С; в момент завязывания1,1-2,2⁰С. Определите, можно ли выращивать яблоню в Астрахани или Самаре (см. Приложение).

20. Можно ли высадить абрикос в Астрахани или Самаре (см. Приложение), если его толерантность от –10⁰С до + 30 ⁰С, а оптимуму от –3⁰С до + 25⁰С.

21. Можно ли высадить айву в Астрахани или Самаре (см. Приложение), если ее толерантность от –22⁰С до +35⁰С, а оптимум от – 10 до + 22⁰С.

22. Посоветуете ли Вы высадить персик в Астрахани (см. Приложение), если ее толерантность от + 35⁰ С до + 25 ⁰ С, а оптимум от – 12⁰С до +20⁰С.

23. Проведите анализ абиотических факторов водной среды обитания для популяции трески (таблица) и определите лимитирующие факторы, если после сброса сточных вод анализ показал следующее: кислородный режим – 12 мг/л; температурный режим - +30⁰С; Рн –5,5; фенол – 0,0056 мг/л; свинец – 0,09 мг/л.

Интенсивность фактора	До сброса сточных вод
	Кислородный режим, мг/л	Температурный режим, 0 С	Рн	Фенол	Свинец
Оптимальная	6-8	15-22	5,5-6,0	-	-
Угнетение	От 4 до 6 От 8 до 10	22-25	От 4,5-до 5,5 От 6,0 до 7,0	0,001- 0,002	0,01-0,02
Гибель	От 4 до 3 От 10 до 20	Менее 22 Более 25	Менее 4,5 Более 7,0	Более 0,002	Более 0,02

24. Посоветуете ли Вы высадить черешню в Астрахани (см. Приложение), если ее толерантность от –35⁰С до + 25⁰С; а оптимум от –20⁰С до + 20⁰С.

25. Укажите минимум, максимум и оптимум интенсивности фактора, если известно, что при +20⁰С огурцы хорошо плодоносят, а при 0⁰С и 45⁰С гибнут.

Таблица 9 – Температура в Астрахани, ⁰С

Месяц	Абсолютный минимум	Средний минимум	Средняя	Средний максимум	Абсолютный максимум
Январь	-31,8(1883)	-6,5	-3,6	-0,1	14,0(2007)
Февраль	-33,0(1954)	-7,1	-3,7	0,7	16,9(1958)
Март	-26,9 (1954)	-1,9	2,3	7,8	24,0(1914)
Апрель	-8,9 (1904)	5,9	11,1	17,4	32,0(1950)
Май	-1,1(1918)	12,1	17,7	23,8	36,8 (1897)
Июнь	6,1 (1967)	17,4	23,1	29,3	39,9 (1998)
Июль	10,1 (1973)	19,6	25,6	32,0	41,0(1991)
Август	6,1 (1962)	18,0	24,0	30,7	40,8 (2007)
Сентябрь	-2,0 (1986)	12,3	17,7	24,3	38,0 (2010)
Октябрь	-10,5 (1976)	5,9	10,4	16,3	29,9 (1999)
Ноябрь	-25,8 (1931)	0,3	3,1	7,4	21,6 (1998)
Декабрь	-29,9 (1892)	-4,6	-1,9	1,2	16,4 (1961)
За год	-33,0 (1954)	6,0	10,5	15,9	41,0 (1991)

Таблица 10– Температура в Самаре, ⁰С

Месяц	Абсолютный минимум	Средний минимум	Средняя	Средний максимум	Абсолютный максимум
Январь	-43,0 (1942)	-13,1	-10,1	-6,8	4,2 (1948)
Февраль	-36,9 (1956)	-13,1	-9,8	-6,1	6,8 (1990)
Март	-31,4 (1964)	-7,0	-3,5	0,4	16,9 (2009)
Апрель	-20,9 (1963)	2,6	6,9	12,1	31,1 (1950)
Май	-4,9 (1952)	9,4	14,8	20,8	34,4 (2007)
Июнь	-0,4 (1967)	14,4	19,6	25,4	38,4 (1975)
Июль	5,4 (2009)	16,3	21,4	26,9	40,4 (2010)
Август	2,0 (2011)	14,2	19,2	25,0	39,9 (2010)
Сентябрь	-3,4 (1941)	8,9	13,2	18,6	33,8 (1979)
Октябрь	-15,7 (1940)	2,7	5,8	9,9	26,0 (1936)
Ноябрь	-28,1 (1957)	-4,7	-2,4	0,1	14,6 (2008)
Декабрь	-41,3 (1978)	-11,0	-8,3	-5,4	7,3 (1979)
За год	-43,0 (1942)	1,6	5,6	10,1	40,4 (2010)