- •1. Острота экологических проблем. Важность экологических знаний в современной обстановке.
- •2. Экология как междисциплинарная наука, её связь с естественными и гуманитарными дисциплинами.
- •4. История развития экологии. Экология 19-20 столетий. Роль отечественных учёных в развитии экологии.
- •5. Методы экологии. Наблюдение, эксперимент, теоретический анализ. Полевые и лабораторные исследования. Моделирование. Математические методы в экологии.
- •6. Экосистема как центральное понятие экологии. Основные структурные компоненты экосистемы и принципы их взаимодействия.
- •7. Среда. Экологические факторы. Условия существования. Классификация экологических факторов и её условность.
- •8. Основные закономерности действия экологических факторов.
- •9. Свет как экологический фактор. Солнечная радиация, её физическая природа и состав. Распределение солнечной радиации в биосфере.
- •10. Роль света в жизни растений и животных. Классификация растений и животных по отношению к световому режиму. Основные адаптации растений и животных к различным световым режимам.
- •11. Фотопериодизм в жизни растений и животных как проявление биоритмов.
- •12. Фитоценотическое значение света в формировании сухопутных и водных экосистем. Ярусность фитоценозов, внеярусные растения леса. Световые пояса в океане.
- •13. Тепло как экологический фактор. Распределение тепла в биосфере. Климат и климатические зоны. Микроклимат, фитоклимат. Тепловые границы жизни.
- •14. Значение тепла для растений. Адаптации растений к низким и высоким температурам, морозоустойчивость, холодостойкость. Формообразующее значение тепла у растений.
- •16. Вода как экологический фактор. Физические и химические свойства воды и их значение в жизнедеятельности растений и животных.
- •17. Вода в наземных условиях. Влажность, осадки в различных климатических зонах. Классификация наземных растений и животных по отношению к различным условиям влажности.
- •18. Вода как среда жизни. Гидробионты и их адаптации к водной среде. Планктон, нейстон, нектон, бентос, перифитон.
- •19. Почва как среда обитания. Общая характеристика, механический состав и классификация почв.
- •20. Химический состав почв. Кислотность почв, основные макро- и микроэлементы, их значение в формировании структуры почвы и в питании растений.
- •21. Засоление почв. Классификация почв по степени засоления. Виды засоления. Адаптации растений к засолению. Облигатные и факультативные галофиты, гликофиты.
- •22. Органические вещества и живые организмы почвы. Микро-, мезо-, макро- и мегафауна почвы. Адаптации организмов (животных и растений) к условиям обитания в почве.
- •24. Экологическая классификация организмов. Жизненные формы растений и животных.
- •25. Популяция, популяционная структура вида, типы популяций.
- •26. Половая структура популяции. Формирование пола у растений и животных. Половое и вегетативное размножение. Партеногенез.
- •27. Возрастная структура популяций растений. Особенности роста и фазы развития. Продолжительность отдельных фаз их жизненность.
- •28. Возрастная структура популяций животных.
- •29. Пространственная и этологическая структура популяций. Территориальное поведение. Одиночный, семейный, стадный и стайный образы жизни.
- •30. Динамика популяций. Рождаемость, плодовитость, смертность. Скорость роста популяции, продуктивность. Гомеостаз. Волны жизни.
- •31. Биоценоз. Различия между организменным и биоценотическим уровнем организации. Основные свойства биоценоза.
- •32. Видовое многообразие и видовое разнообразие. Показатель Шеннона. Доминирование.
- •33. Встречаемость. Обилие. Коэффициенты видового сходства и различия.
- •35. Межвидовые отношения. Типы отношений по Беклемишеву. Классификация отношений по степени взаимовыгодности. Условность классификации отношений.
- •36. Экологическая ниша. Правило экологического исключения Гаузе. Экологические эквиваленты и викарирующие виды. Параллелизм. Местообитание.
- •37. Энергия как источник всех процессов в экосистеме. Основные законы превращения энергии. Открытые, закрытые и изолированные системы в природе. Измерение энергии.
- •38. Экосистема как открытая природная система. Преобразование энергии в экосистеме. Трофические уровни, пищевые цепи и сети.
- •39. Продуктивность трофического звена. Виды продукции трофического уровня и соотношения между ними. Коэффициент усвоения. Коэффициент использования пищи.
- •40. Правило 10%, Экологические пирамиды чисел, биомассы и энергии. Обращенные пирамиды.
- •41. Продуктивность и виды продукций экосистемы. Первичная, вторичная и чистая продукция экосистемы. Примеры продуктивности различных экосистем.
- •42. Круговорот веществ в экосистеме. Пастбищный и детритный пути круговорота веществ.
- •43. Определение продуктивности водной экосистемы методом светлых и тёмных склянок.
- •44. Время как форма существования живой материи. Биоритмы внешние и внутренние. Суточные, приливно-отливные, сезонные и другие периодические процессы в биосистемах.
- •45. Развитие экосистем. Циклические и нециклические (необратимые) поступательные изменения экосистем. Сукцессии первичные и вторичные. Климакс.
- •46. Изменение энергетических характеристик экосистемы в процессе сукцессии. Пространственные сукцессии. Сезонные сукцессии.
- •47. Биомный уровень организации живого. Факторы, определяющие формирование природно-климатических зон и биомов биосферы. Основные типы биомов.
- •48. Биомы тропической и субтропической зон.
- •49. Биомы зон умеренного и холодного климата. Интразональные биомы.
- •50. Учение о биосфере Вернадского. Определение биосферы, её структура и границы.
- •51. Виды вещества в биосфере по Вернадскому. Химический состав организмов и окружающей среды.
- •52. Геохимические функции живого.
- •53. Условия на первобытной земле и зарождение жизни. Этапы эволюции жизни. Основные биогеохимические принципы.
- •54. Круговорот углерода и кислорода. Фотосинтез. Атмосфера, её строение и функции.
- •55. Литосфера, осадочный цикл круговорота веществ. Большой и малый круговороты веществ. Иерархия круговоротов веществ.
- •56. Круговороты азота.
- •58. Ноосфера и социогеосфера. Взаимодействие общества и природы.
- •59. Возникновение и разрешение экологических проблем в истории человеческой цивилизации.
- •60. Методы и формы экологического образования и воспитания в школе.
56. Круговороты азота.
Азот входит в состав земной атмосферы в несвязанном виде в форме двухатомных молекул. Приблизительно 78% всего объема атмосферы приходится на долю азота. Кроме того, азот входит в состав растений и животных организмов в форме белков. Растения синтезируют белки, используя нитраты из почвы. Нитраты образуются там из атмосферного азота и аммонийных соединений, имеющихся в почве. Процесс превращения атмосферного азота в форму, усвояемую растениями и животными, называется связыванием (или фиксацией) азота.
При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве нитрифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты: 2HN0з + СаСОз = Са(NОз)2 + СОС + Н0Н. Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих денитрифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходит в недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде.
Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы, возмещающие потери азота. К таким процессам относятся, прежде всего, происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в нитраты. Другим источником пополнения азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вызывая образование характерных вздутий - «клубеньков», почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваивая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества.
Таким образом, в природе совершается непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно с урожаем с полей убираются наиболее богатые белками части растений, например зерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в ней важнейших элементов питания растений. В основном используются нитрат кальция Ca(NO3)2,нитрат аммония NH4NO3, нитрат натрияNANO3, и нитрат калия KNO3.
57. Круговороты фосфора и серы.
Круговорот фосфора. Источником фосфора биосферы является главным образом апатит, встречающийся во всех магматических породах. В превращениях фосфора большую роль играет живое вещество. Организмы извлекают фосфор из почв, водных растворов. Усвоение фосфора растениями во многом зависит от кислотности почвы. Фосфор входит в многочисленные соединения в организмах: белки, нуклеиновые кислоты, костная ткань, лецитины, фитин и другие соединения; особенно много фосфора входит в состав костей. Фосфор жизненно необходим животным в процессах обмена веществ для накопления энергии. С гибелью организмов фосфор возвращается в почву и в илы морей. Он концентрируется в виде морских фосфатных конкреций, отложений костей рыб, что создает условия для создания богатых фосфором пород, которые в свою очередь являются источником фосфора в биогенном цикле.
В свободном состоянии фосфор в природе не встречается вследствие его легкой окисляемости. В земной коре он находится в виде минералов (фторапатит, хлорапатит, вивианит), которые входят в состав природных фосфатов – апатитов и фосфоритов. Фосфор имеет исключительное значение для жизни животных и растений. Так как растения уносят из почвы значительное количество фосфора, а естественное пополнение фосфорными соединениями почвы крайне незначительно, то внесение в почву фосфорных удобрений является одним из важнейших мероприятий по повышению урожайности.
Круговорот серы. Круговорот серы также тесно связан с живым веществом. Сера в виде SO2, SO3, H2S и элементарной серы выбрасывается вулканами в атмосферу. С другой стороны, в природе в большом количестве известны различные сульфиды металлов: железа, свинца, цинка. Сульфидная сера окисляется в биосфере при участии многочисленных микроорганизмов до сульфатной серы SO4 почв и водоемов. Сульфаты поглощаются растениями. В организмах сера входит в состав аминокислот и белков, а у растений, кроме того, в состав эфирных масел. Процессы разрушения остатков организмов в почвах и в илах морей сопровождаются очень сложными превращениями серы. При разрушении белков при участии микроорганизмов образуется сероводород. Далее сероводород окисляется либо до элементарной серы, либо до сульфатов. В этом процессе участвуют разнообразные микроорганизмы, создающие многочисленные промежуточные соединения серы. Известны месторождения серы биогенного происхождения. Сероводород может вновь образовать «вторичные» сульфиды, а сульфатная сера создает гипс. В свою очередь сульфиды и гипс вновь подвергаются разрушению, и сера возобновляет свою миграцию.