Praktikum_2010

от угла падения на нее солнечных лучей (от наклона поверхности по отноше- нию к лучам) и от продолжительности освещения (длины дня) на широтные пояса – «климаты» - климатические пояса.

Климатообразующие факторы - это различные условия и причины, оп- ределяющие формирование климата рассматриваемой территории. К климато- образующим факторам относятся радиационный баланс, циркуляция атмосфе- ры, характер подстилающей поверхности.

Погода - это физическое состояние атмосферы в данной местности в опре- деленный момент или за небольшой отрезок времени. Сходные погоды объеди- няются в типы:

§ясная малооблачная погода с кратковременными ливневыми осадками;

§облачная с прояснениями погода с кратковременными ливневыми осад- ками;

§пасмурная погода с низкой облачностью;

§ненастная погода с обложными осадками.

Биом - это группа экосистем со сходным типом растительности, опреде- ляемым сходными климатическими условиями (степи, лесостепные леса, арк- тическая тундра пустыни). Термин употребляется главным образом в зарубеж- ной экологической и биологической литературе. В отечественной литературе чаще употребляется термин «природная зона».

Жизненная форма - это внешний облик растений (габитус), отражающий их приспособленность к условиям среды. К одной жизненной форме относятся виды разных систематических групп, произрастающие на удаленных друг от друга территориях. Например, кустарники, травы.

Самостоятельная работа

Задание 1. Вспомните, что такое климат? Перечислите основные климато- образующие факторы. Раскройте содержание понятий «погода», «типы погод».

Задание 2. Изучите легенду карты «Географические пояса России» (ис- пользуйте географический атлас). В биотических компонентах опишите типы почв, характерные для природной зоны, и характер растительности по основ- ным жизненным формам. Определите понятия «биом», «жизненная форма». Ре- зультаты исследования занесите в таблицу, опираясь на карты атласа России и знания предыдущих курсов. Результаты работы оформите в виде таблицы 5.

Задание 3. Проанализируйте таблицу по следующему плану:

§как изменяются с севера на юг температура января и июля, количество осадков, зональные типы почв и растительности?

§как проявляются черты зональности и провинциальности в распределе- нии растительного покрова лесной зоны?

§какие абиотические факторы определяют вертикальную зональность биоценозов?

Задание 4. Дайте характеристику природных зон вашего административ- ного района по вышеперечисленным показателям.

21

Таблица 5 - Характеристика основных биомов

Вопросы для обсуждения:

1.Климатические пояса Земли.

2.Закономерности географического распространения экосистем

3.Признаки наземных и водных экосистем.

4.Какой абиотический фактор оказался в процессе эволюции главным ре- гулятором и сигналом сезонных явлений в жизни растений и животных?

5.Какие сходные приспособления к жизни на суше возникли у животных

ирастений?

Вопросы самоконтроля:

1.Перечислите среды жизни организмов в порядке их освоения

2.Назовите основные абиотические экологические факторы сред жизни.

3.Какая из сред жизни, по вашему мнению, обладает наименее динамич- ными экологическими факторами?

4.Перечислите лимитирующие факторы водной среды.

6.Перечислите лимитирующие факторы наземно-воздушной среды.

7.Перечислите лимитирующие факторы почвенной среды.

3.4. АНТРОПОГЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА, ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Цель: изучение свойств, структуры и принципа функционирования антро- погенных экосистем.

Задачи: изучить содержание понятий «агробиогеоценоз», «урбосистема», «селитебная зона», «промышленная зона»; определить сходства и отличия при- родных и искусственных экосистем; познакомиться с основными агросистема- ми Кемеровской области.

Оборудование: Атлас Кемеровской области

22

Основные теоретические положения темы

Антропогенные экосистемы – экосистемы, созданные человеком. К ним можно отнести агроэкосистемы (поля, огороды, пастбища и т.д.), аквакультуры (выращивание водных организмов на специально созданных морских планта- циях и в континентальных водоемах), индустриально-городские системы (горо- да, поселки). Для этих систем характерны следующие особенности:

§они потребляют энергию ископаемого и ядерного топлива;

§продуцируют кислород и потребляют диоксид углерода при сгорании ис- копаемого топлива;

§истощают или представляют угрозу для плодородных почв;

§расходуют много воды, загрязняют ее;

§разрушают местообитания различных видов дикой природы;

§производят загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения;

§требуют больших затрат для постоянного поддержания и восстановления;

§не могут существовать без природных систем.

Агроэкосистемы (агробиогеоценозы) — вторичные, измененные челове- ком биогеоценозы, ставшие значительными элементарными единицами био- сферы.

Отсутствие общепринятой классификации агроэкосистем восполняется в известной мере типизацией структур земледелия. Согласно этой типизации, выделено пять видов землепользования, по каждому из которых, классифици- рованы агроэкосистемы:

∙земледельческое (полевое) – богарные, орошаемые агроэкосистемы (ро- тации зерновых, бобовых, кормовых, овощных и др. культур);

∙плантационно-садовое – плантационные агроэкосистемы (чайный куст, дерево какао, сахарный тростник), садовые агроэкосистемы (плодовые сады, ягодники, виноградники);

∙пастбищное землепользование – пастбищные агроэкосистемы (отгонные пастбища: тундровые, пустынные, горные; лесные пастбища; сенокосы);

∙смешанное – смешанные агроэкосистемы, характеризующиеся равно- значным соотношением и сочетанием нескольких видов землепользования, а также процессов получения первичной и вторичной биологической продукции;

∙землепользование в целях производства вторичной биологической про- дукции - агропромышленные экосистемы (территории интенсивного «инду- стриализированного» производства молока, мяса, яиц и другой продукции на основе процессов снабжения системы веществом и энергией извне).

Основные свойства агроэкосистем:

1. основу составляют искусственно созданные, обедненные видами живых организмов биотические сообщества. В структуру входят консументы, проду- центы, редуценты;

2. эти сообщества формируют и регулируют люди для получения сельско- хозяйственной продукции;

23

3.агроэкосистемы отличаются высокой биологической продуктивностью и доминированием одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) рас- тений или животных;

4.выращиваемые культуры и разводимые животные подвергаются искус- ственному отбору;

5.растения и животные, культивируемые человеком, неконкурентоспособ- ны в борьбе с дикими видами без поддержки человека;

6.агроэкосистемы получают, кроме солнечной, дополнительную энергию, субсидируемую человеком.

7.чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не попадает в це- пи питания биоценоза, поэтому круговорот веществ неполный, что приводит к обеднению почвы, и необходимости вносить удобрения;

8.агросистемы - упрощенные системы, находящиеся на ранних стадиях сукцессии, и они так же неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как при- родные пионерные сообщества, а потому не могут существовать без поддержки человека.

Пути повышения продуктивности агроэкосистем: правильная и своевре- менная обработка почв; севооборот; создание новых сортов, устойчивых к за- болеваниям и приспособленным к разным климатическим зонам; создание но- вых препаратов для борьбы с насекомыми-вредителями (инсектициды), с гри- бами-паразитами (фунгициды), с сорняками (гербициды); повышение биораз- нообразия в агроэкосистемах.

Индустриально-городские системы (урбосистемы) – это системы, в ко-

торых энергия топлива полностью заменяет солнечную энергию. По сравнению

спотоком энергии в природных экосистемах - здесь ее расход на два-три по- рядка выше. Урбанистическая система - «неустойчивая система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экоси- стем». Существование урбосистем зависит от энергии горючих ископаемых и атомно-энергетического сырья, искусственно регулируется и поддерживается человеком.

По мере развития города в нем все более дифференцируют его функцио- нальные зоны - это промышленная, селитебная, лесопарковая.

Промышленные зоны - это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей (металлургической, химической, машинострои- тельной и др.) – основной источниками загрязнения окружающей среды.

Селитебные зоны - это территория сосредоточения жилых домов, админи- стративных зданий, объектов культуры, просвещения.

Лесопарковая зона - это зеленая зона вокруг города, окультуренная чело- веком, т.е. приспособленная для массивного отдыха, спорта, развлечения. Воз- можны ее участки и внутри городов, но обычно здесь городские парки - древес- ные насаждения в городе, занимающие достаточно обширные территории и то- же служащие горожанам для отдыха. В отличие от естественных лесов и даже

лесопарков городские парки и подобные им более мелкие посадки в городе (скверы, бульвары) не являются самоподдерживающимися и саморегулируе- мыми системами. Лесопарковая зона, городские парки и другие участки терри-

24

тории, отведенные в специально приспособленные для отдыха людей, называ- ют рекреационными зонами (территориями, участками).

Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфраструктуры города. Значительное место начинает занимать транспорт и транспортные со- оружения (автомобильные дороги, заправки, гаражи, станции обслуживания, железные дороги со своей сложной инфраструктурой, а в том числе подземные - метрополитен; аэродромы с комплексом обслуживания и др.).

Самостоятельная работа

Задание 1. Сравнить природные и антропогенные экосистемы, заполнив таблицу. Результаты оформите в виде таблицы 6.

Задание 2. Используя карты Кемеровской области, определите, какие виды землепользования применяются в Кемеровской области.

Задание 3. Объясните причины неравномерного размещения агроэкоси- стем по территории Кемеровской области.

Задание 4. Дайте характеристику агроэкосистем вашего административно- го района по следующим показателям: природно-климатические условия, нали- чие полей, тепличных комбинатов, плодовых питомников, животноводческих ферм и птицеферм; выращиваемые культуры, животные; ведутся ли таежный промысел и заготовки.

Таблица 6 - Сравнительная характеристика природных и антропогенных экоси-

стем

Вопросы для обсуждения:

1.Являются ли антропогенные экосистемы открытыми системами?

2.Почему антропогенные экосистемы являются менее устойчивыми по сравнению с антропогенными экосистемами?

Вопросы самоконтроля:

1.Перечислите основные характеристики антропогенных экосистем.

2.В чем сходство между естественными биогеоценозами и агроценозами?

3.В чем различие между естественными биогеоценозами и агроценозами?

4.Как повысить продуктивность агроэкосистем?

25

ТЕМА 4. ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

4.1. ПРИХОДНО-РАСХОДНАЯ МОДЕЛЬ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

Цель: изучение физиолого-гигиенических основ питания и особенностей питания современного человека.

Задачи: изучить влияние питания на процессы роста и развития, состояние здоровья человека, познакомиться с теориями в области питания; изучить при- ходно-расходную модель организма человека.

Оборудование: наглядные пособия (таблицы, слайды, схемы и др.), табли- цы калорийности продуктов, линейки, карандаши, рабочая тетрадь, калькуля- торы.

Основные теоретические положения темы

Для обеспечения жизненных процессов организм нуждается в Питание - процесс поступления в организм энергетических веществ и пла-

стических материалов, необходимых для обновления тканей и роста тела. Так- же с пищей организм получает вещества, способствующие оптимальному тече- нию обменных процессов (витамины, минеральные соли) и вещества, необхо- димые для нормального функционирования пищеварительного тракта (клетчат- ка и др.).

Кпластическим пищевым веществам относят белки, частично жиры и некоторые минеральные вещества (кальций, фосфор и др.).

Кэнергетическим пищевым веществам относят углеводы, жиры и час-

тично белки, к регулярным - микроэлементы, витамины и др., участвующие в обмене веществ и осуществляющие каталитические и другие функции.

Потребности в питании человек удовлетворяет за счет пищевых продук- тов. Суточный пищевой рацион (паек) должен обеспечить человека всеми пере- численными пищевыми веществами в нужных для него количествах. Энергети-

ческая ценность и качественный состав суточного пищевого рациона зависят от многих обстоятельств, из которых наибольшее значение имеют возраст, рост и масса тела человека, профессия, физиологическое состояние (например, бере- менность, кормление грудью), состояние здоровья и климатические условия.

Питание человека - один из факторов внешней среды, существенно влияю- щий на его здоровье, работоспособность и продолжительность жизни. Непол- ноценное питание приводит к нарушению функций отдельных органов и сис- тем и к общему ослаблению организма и его иммунитета и развитию болезней.

Здоровое питание обеспечивается:

1) надлежащей энергетической ценностью пищевого рациона; 2) качественной полноценностью пищевого рациона, т. е. наличием в нем

необходимых количеств всех пищевых веществ; 3) рациональным режимом питания (наиболее физиологично четырехразо-

вое питание);

26

4)условиями, способствующими максимальному сохранению и усвоению пищевых веществ, что зависит от способа кулинарной обработки пищи, прида- ния ей приятного вкуса, аромата, вида, обеспечения разнообразия и удобовари- мости;

5)соблюдением санитарных правил при производстве, транспортировке, хранении и кулинарной обработке пищевых продуктов для защиты их от зара-

жения патогенными организмами (микробы, микроскопические грибы и др.) и попадания токсических веществ.

Рациональным называется питание - достаточное в количественном от-

ношении и полноценное в качественном. Основа такого питания - сбалансиро- ванность, т.е. оптимальное соотношение компонентов пищи. Рациональное пи- тание обеспечивает поступление пластических, энергетических и регуляторных веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма.

По признаку и, соответственно, по количеству энергетических затрат люди делятся на четыре группы. Людей интеллектуального труда, в том числе сту- дентов относят к первой группе. Их суточные затраты не превышают 3000 ки- локалорий у мужчин и 2700 килокалорий у женщин.

Основа сбалансированности и полноценности питания - это соотноше-

ние белков, жиров, углеводов в пропорции 1:2:4.

Обеспечение суточной калорийности за счет правильного подбора белков (15% суточной калорийности, причем белки животного происхождения должны составлять не менее половины общего количества белка), жиров (30% суточной калорийности) и углеводов (55%). Животные жиры должны составлять 75-80% общего количества жира в питании, а растительные масла - 20-25%. Кроме то- го, в пище должно содержаться достаточное количество витаминов и мине- ральных солей.

Если количество энергетического приема не соответствует потерям, в ор- ганизме постепенно нарушается обмен веществ. Самую лучшую, разнообраз- ную и калорийную пищу должны получать дети и подростки, организм, кото- рых растет и развивается. А вот пожилым людям слишком калорийная пища может навредить.

Однообразное питание, исключающее на длительный срок отдельные группы пищевых продуктов, нарушает сбалансированность пищевых компо- нентов, понижает усвояемость и синтез веществ.

Самостоятельная работа

Задание 1. Изобразите приходно-расходную модель своего организма. ре- зультаты зафиксируйте в виде таблицы 7.

Ход работы:

а) В таблицу 7 внести перечень продуктов, съеденных вами за предыдущие сутки, в том числе и «на ходу».

б) По таблице 8 установите калорийность и содержание биогенов в 100г и в истинном количестве пищи дневного рациона, заполните соответствующие колонки в вашей таблице.

27

в) Суммируйте общую калорийность и приход биогенных элементов в ор- ганизм.

Сумма белков + сумма жиров + сумма углеводов = 100%, из них сумма белков Х% и т.д.

Таблица 7 - Общая калорийность и содержание биогенов в дневном рационе

г) Соотнесите полученный результат и сравните с требуемой калорийно- стью для людей по профессиональному признаку (для людей интеллектуально- го труда, в том числе студентов суточные затраты не превышают 3000 килока- лорий у мужчин и 2700 килокалорий у женщин).

Задание 2. Подсчитать затраты энергии за истекшие сутки, используя таб- лицу 9. Сравните данные, полученные Вами при выполнении заданий 1 и 2, подсчитайте баланс вашего организма.

Задание 3. Оцените сбалансированность вашего питания по калорийности, питательным веществам, витаминному составу. Изучите таблицу 8 по потреб- ности в белках, жирах, углеводах и таблицу 10 по потребности в витаминах. Сравните эти приведенные данные с результатами, полученными в Вашей «приходно-расходной модели». Сделайте вывод о сбалансированности вашего питания.

Задание 4. Изучите таблицу 11 о совместимости продуктов питания и сравните с сочетанием продуктов в вашем рационе. Сделайте вывод о том, пра- вильно ли вы питаетесь.

Таблица 8 - Калорийность и химический состав некоторых продуктов (в 100 г продукта)

28

Продолжение таблицы 8

29

Продолжение таблицы 8

Таблица 9 - Затраты энергии, ккал/кг массы тела/ч

Таблица 10 - Содержание витаминов в некоторых пищевых продуктах, мг/100г

30