Экология_1 / Практ.занятия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

Кафедра экологии и защиты леса

ЭКОЛОГИЯ

Методические указания к проведению практических занятий для студентов направлений

230100.62 Информатика и вычислительная техника,

080200.62 Менеджмент, 080100.62 Экономика очной, заочной и очно-заочной форм обучения

Красноярск 2012

Экология: Методические указания к проведению практических занятий для студентов направлений 230100.62, 080200.62, 080100.62 очной, заочной и очно-заочной форм обучения. 2012.- 42 с., электронный ресурс.

Составители: Б.В. Бажина, О.В.Тарасова

Рецензент: доц. М.В. Репях (методический совет СибГТУ)

© Сибирский государственный технологический университет, 2012

3

ВВЕДЕНИЕ

Современные масштабы воздействия человеческого общества на природу вызвали нарушение динамического равновесия в биосфере. Бурный рост промышленности, урбанизация, химизация сельского хозяйства привели к загрязнению атмосферы, водоемов, почвы, которое оказывает вредное воздействие на природу и человека. В ряде регионов антропогенные воздействия привели к нарушению экологического равновесия, что грозит человечеству экологической катастрофой. Возможности предотвращения последствий антропогенного пресса на биосферу могут быть найдены только на основе развития природоохранных знаний, научной основой которых является экология.

Настоящий практикум предназначен для студентов направлений

230100.62, 080200.62, 080100.62.

Цель выполнения практических работ – научить студентов давать оценки состояния экосистем и их составляющих, а также влияния на них антропогенных факторов, рассчитывать параметры некоторых экологических показателей, разрабатывать мероприятия по защите окружающей среды. Это позволит закрепить и расширить знания, полученные на лекциях, сформировать у обучающихся навыки оценки состояния окружающей среды.

Выполнение лабораторных заданий и их последующая защита является обязательным условием для допуска студентов к сдаче зачета по теоретическому курсу.

Практическая работа № 1

2 час

Абиотические факторы и реакция на них организмов

Живые организмы в среде своего обитания подвергаются одновременному воздействию самых разнообразных климатических, эдафических и биотических факторов. Любой элемент среды, способный оказывать прямое влияние на живые организмы, называется экологическим фактором. Экологические факторы воздействуют на живые организмы различно:

1.Определяют географическое распространение.

2.Изменяют плодовитость и смертность разных видов путем воздействия на развитие каждого из них, и вызывая миграции, т.е. влияя на плотность популяций.

4

3.Способствуют появлению адаптивных модификаций у организмов (Дажо, 1975).

1. Влияние температуры на организмы

Задание 1. Исходные данные для выполнения работы.

Преподаватель выдает каждому студенту данные полевых исследований активности двух видов насекомых: гусениц шелкопряда-монашенки и жуков-заболонников в зависимости от температуры воздуха (табл.1.1).

Таблица 1.1 Температуры, соответствующие разной активности насекомых, 0С

На основе приведенной информации построить графики, отражающие изменение активности насекомых при изменении окружающей температуры, и ответить на следующие вопросы:

1.Укажите пределы выносливости насекомых к температуре.

2.Каковы пределы предпочитаемых температур (тепловой преферендум) у насекомых?

3.Указать на графиках зоны пессимума. С чем связано постепенное нарастание у насекомых активности с повышением температуры?

Задание 2. Исходные данные для выполнения работы.

Преподаватель выдает каждому студенту данные лабораторных исследований динамики роста пяти видов древоразрушающих грибов, помещенных на питательную среду в чашках Петри. Наблюдение проводились при разных температурах путем ежедневного замера диаметра грибных колоний. В табл.1.2 приведены усредненные данные по темпу роста грибов в разных температурных условиях.

Проанализировать данные таблицы и ответить на вопросы:

5

1.Каковы пределы температурного оптимума для роста дереворазрушающих грибов? Указать пределы наибольшей летальной температуры для каждого вида.

2.Указать экологическую пластичность грибов к температуре, разместив их по мере ее уменьшения.

3.Какой из грибов имеет наибольшую скорость роста, какой – наименьшую?

Таблица 1.2 Рост дереворазрушающих грибов в зависимости от температуры, мм/час

Для лучшей наглядности следует построить графики зависимости роста грибов от температуры. При ответах можно использовать порядковые номера грибов.

Задание 3. Исходные данные для выполнения работы.

Преподаватель выдает каждому студенту данные полевых исследований по влиянию температуры на локализацию видов в пределах их среды обитания, представленные на рис. 1.1, 1.2; 1.3. В лесах, полезащитных полосах и полях часто встречаются жуки-жужелицы, разные виды которых приурочены к разным биоценозам с определенными условиями среды. Организмы могут отчасти избегать неблагоприятного температурного режима путем выбора соответствующих микроклиматических условий.

8

Практическая работа №2

2 час

Основные характеристики популяции

Любая популяция, как естественно-исторический, реально существующий феномен живой природы обладает определенными чертами.

Практически все характеристики популяции оказываются не статичными, а динамичными. Статические показатели характеризуют состояние

популяции на данный момент времени. К таким показателям относятся их

численность, плотность и показатели структуры.

Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток (интервал) времени. Основными динамическими показателями популяций являются рождаемость,

смертность и скорость роста популяций.

Рождаемость. Рождаемость - это способность популяции к увеличению численности. Термин рождаемость используется также и при анализе популяций человека (в демографии). Фактически в популяционной экологии это просто более широкий термин; он характеризует появление на свет новых особей любого организма независимо от того, рождаются ли они, вылупляются из яиц, прорастают из семян или появляются в результате деления. Обычно рождаемость выражают либо как скорость, определяемую путем деления общего числа вновь появившихся особей на время (абсолютная или общая рождаемость), либо как число вновь появившихся особей в единицу времени на 1 особь в популяции (удельная

рождаемость).

Смертность. Смертность отражает гибель особей в популяции. В определенной степени это понятие является антитезой рождаемости. Подобно рождаемости, смертность можно выразить числом особей, погибших за данный период (число смертей в единицу времени), или же в виде удельной смертности для всей популяции или любой ее части.

Скорость можно определить, разделив изменение некоторой величины на интервал времени, в течение которого произошло это изменение.

Задание 1. Оценить общий коэффициент рождаемости для населения

ряда городов.

Исходные данные для выполнения работы.

R – число родившихся в расчетном периоде (обычно это календарный год), N – среднегодовая численность населения (в расчетном году), Т – длина расчетного периода, n – общий коэффициент рождаемости.

Общий коэффициент рождаемости «n»: n = R/ T*N.

При расчете коэффициентов за один календарный год Т = 1 и, естественно, опускается. Поскольку частное от деления числа

9

демографических событий на численность населения – величина очень малая, ее умножают на 1000 (т.е. выражают таким образом число демографических событий, приходящихся на 1000 человек населения).

a)N = 500000, R = 8000;

b)N = 600000, R = 20000;

c)N = 700000, R = 10000.

Задание 2. Ответить на вопрос: в популяции какого типа - А или Б - нужна большая скорость размножения для поддержания стабильной

численности популяции.

Исходные данные для выполнения работы представлены на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Кривые выживания двух популяций (А и Б)

Задание 3. Подсчитать процент смертности для популяции в каждом из следующих периодов:

a)от откладки яиц до отрождения личинок;

b)для фазы куколки;

c)для стадии личинки;

d)от момента откладки яиц до отрождения имаго.

Ответить на вопрос: какая стадия жизненного цикла наиболее уязвима?

Исходные данные для выполнения работы. Бабочка, живущая на лиственнице в Канаде, откладывает 200 яиц. Вышедшие из нее 170 личинок питаются хвоей в течение лета. Осенью на зимовку уходят 34 личинки, а весной окукливаются в среднем 3,4 особи. Из куколок спустя 15 дней вылетают в среднем 2,5 бабочки.

10

Задание 4. Постройте кривую выживания (зависимость процента выживания от возраста) нерки в данной водной системе. Подсчитайте процент смертности для нерки в каждом из следующих периодов:

a)от откладки икры до переселения мальков в озеро;

b)за 12 месяцев жизни в озере;

c)за время между выходом в море и возвращением к местам нереста Оцените общую величину дорепродуктивной смертности у этого вида

лососевых.

Исходные данные для выполнения работы.

Осенью каждая самка нерки (сем. лососевых), обитающей в реках Канады, откладывает 3200 икринок на гравий в мелких местах. Следующей весной 640 мальков, которые вывелись из отложенной икры, выходят в озеро вблизи отмели. Через год 64 уцелевшие серебрянки мигрируют из озера в море. Две взрослых рыбы спустя 2,5 года возвращаются к местам нереста; они нерестятся и умирают.

Задание 5. Вычислить скорость роста популяции инфузории.

Исходные данные для выполнения работы.

Исходная численность особей (экз.) в популяции инфузории N1 и конечная численность особей (экз.) через час – N 2..

Контрольные вопросы:

1.Что такое популяция?

2.Что отражают статические показатели популяции?

3.Что отражают динамические показатели популяции?

4.Что понимается под продолжительностью жизни вида?»Демографические таблицы» и кривые выживания.