Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Томский Государственный Университет

Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР)

Контрольная работа по экологии № 1

Вариант №9

Выполнил:

Принял преподаватель:

__________________________;

Дата проверки: ___________.

г.

План контрольной работы

1. Почему “пирамида биомасс” в океане “перевернута”: в каждый момент времени консументов больше, чем продуцентов?

2. Антропогенные факторы среды.

3. Выполнить практические работы №1 (в файле «») и №4 (в файле «»).

4. Жилой комплекс сбрасывает в речку 70 млн. литров сточных вод в день, которые смешиваются с чистой водой в реке в соотношении 1:15. БПК сточных вод составляет 120 мг *л^-1 .Какое БПК будет иметь вода в зоне загрязнения? Смогут ли в этой воде обитать личинки комара-дергуна и трубочник?

5. В чем заключается конкуренция между биосферой и техносферой?

6. Перечислите природные и антропогенные источники, порождающие кислотные дожди.

7. Закон конкурентного исключения. Привести примеры.

8. Основные типы реакторов и их воздействие на окружающую среду.

1.Почему “пирамида биомасс” в океане “перевернута”: в каждый момент времени консументов больше, чем продуцентов?

Поскольку организмы достаточно разнообразны по видам и формам питания, то они вступают между собой в сложные трофические взаимодействия, тем самым выполняя важнейшие экологические функции в биотических сообществах. Одни из них производят продукцию, другие потребляют, третьи – преобразуют ее в неорганическую форму.

Продуценты – производители продукции, которой потом питаются все остальные организмы, - это наземные зеленые растения, микроскопические морские и пресноводные водоросли, производящие органические вещества из неорганических соединений.

Консументы – это потребители органических веществ. Среди них есть животные, употребляющие только растительную пищу , или питающиеся только мясом других животных, а также употребляющие и то и другое.⁴

Функциональные взаимосвязи, т. е. трофическую структуру, можно изобразить графически, в виде так называемых экологических пирамид. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды. Известны три основных типа экологических пирамид:

1. пирамида чисел, отражающая численность организмов на каждом уровне (пирамида Элтона);

2. пирамида биомассы, характеризующая массу живого вещества, - общий сухой вес, калорийность и т. д.;

3. пирамида продукции (или энергии), имеющая универсальный характер, показывающая изменение первичной продукции (или энергии) на последовательных трофических уровнях.

Пирамида чисел отображает отчетливую закономерность, обнаруженную Элтоном: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается. В основе этой закономерности лежит, во-первых, тот факт, что для уравновешивания массы большого тела необходимо много маленьких тел; во-вторых, от низших трофических уровней к высшим теряется количество энергии (от каждого уровня до предыдущего доходит лишь 10% энергии) и, в-третьих - обратная зависимость метаболизма от размера особей (чем мельче организм, тем интенсивнее обмен веществ, тем выше скорость роста их численности и биомассы).¹

Однако пирамиды численности будут сильно различаться по форме в разных экосистемах, поэтому численность лучше приводить в табличной форме, а вот - биомассу - в графической форме. Она четко указывает на количество всего живого вещества на данном трофическом уровне, например, в единицах массы на единицу площади - г/м² или на объем - г/м³ и т. д.

В наземных экосистемах действует следующее “правило пирамиды биомасс”: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса превышает всю биомассу хищников. Это правило соблюдается, и биомасса всей цепочки изменяется с изменениями величины чистой продукции, отношение годового прироста которой к биомассе экосистемы невелико и колеблется в лесах разных географических зон от 2 до 6%. И только в луговых растительных сообществах она может достигать 40 - 55%, а в отдельных случаях, в полупустынях - 70 - 75%.¹

На рис. 1.1 показаны пирамиды биомасс некоторых биоценозов. Как видно из рисунка, для океана приведенное выше правило пирамиды биомасс недействительно - она имеет перевернутый (обращенный) вид. Для экосистемы океана характерна тенденция накапливания биомассы на высоких уровнях, у хищников. Хищники живут долго и скорость оборота их генераций мала, но у продуцентов - у фитопланктонных водорослей оборачиваемость может в сотни раз превышать запас биомассы. Это значит, что их чистая продукция и здесь превышает продукцию, поглощенную консументами, т. е. через уровень продуцентов проходит больше энергии, чем через всех консументов.

Отсюда понятно, что еще более совершенным отражением влияния трофических отношений на экосистему должно быть правило пирамиды продукции (или энергии): на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времени (или энергии), больше, чем на последующем. Пирамида продукции отражает законы расходования энергии в трофических цепях.

В конечном итоге все три правила пирамид отражают энергетические отношения в экосистеме, а пирамида продукции (энергии) имеет универсальный характер.

В природе, в стабильных системах, биомасса изменяется незначительно, т. е. природа стремится использовать полностью валовую продукцию. Знание энергетики экосистемы и количественные ее показатели позволяют точно учесть возможность изъятия из природной экосистемы того или иного количества растительной и животной биомасссы без подрыва ее продуктивности.¹

Человек получает достаточно много продукции от природных систем, тем не менее, основным источником пищи для него является сельское хозяйство. Создав агроэкосистемы, человек стремится получить как можно больше чистой продукции растительности, но ему необходимо тратить половину растительной массы на выкармливание травоядных животных, птиц и т. д., значительная часть продукции идет в промышленность и теряется в отбросах, т. е. и здесь теряется около 90% чистой продукции и только около 10% непосредственно используется на потребление человеком.

Пелагиаль

океана

Коралловый риф

Рис. 1.1. Пирамиды биомассы некоторых биоценозов

(по Ф. Дре, 1976):

П - продуценты; PK - растительноядные консументы; ПК-плотоядные консументы;

Ф - фитопланктон; 3 – зоопланктон (крайняя справа пирамида биомассы имеет перевернутый вид)

В природных экосистемах энергетические потоки также изменяются по своей интенсивности и характеру, но этот процесс регулируется действием экологических факторов, что проявляется в динамике экосистемы в целом.