Тема 4. Енергетичні та матеріальні потоки в екологічних системах. Біогеохімічні кругообіги

Актуальність теми

На сьогодні є актуальним розуміння джерел виникнення енергіїї для різних рівнів організації живих об’єктів та шляхів обміну енергії в живій чи не живій природі. Згідно законів термодинаміки енергія не зникає і не створюється заново, а переходить з одного трофічного рівня на наступний та поступово втрачається перетворюючись на теплову. На відміну від енергії, речовини можуть пересуватися по замкнутому циклу і використовуватись повторно. Біогенні елементи просто змінюють молекули, що дозволяє їм неодноразово використовуватись у ланцюгах живлення. Усі біогенні елементи біосфери циркулюють із зовнішнього середовища в організм і навпаки. Кругообіг – це їх характерна риса.

Навчальні цілі

Знати роль кругообігу речовин та енергії у природі. Знати вплив антропогенного фактора на кругообіг. Знати загальну характеристику клімату, рельєфу, ґрунту, води (біологія).

Базові знання та вміння

Загальні властивості біосфери. Вчення В.І. Вернадського про біосферу та ноосферу, як майбутній стан біосфери. Визначення поняття біологічного кругообігу. Кругообіг вуглецю, кисню, азоту, фосфору та води у природі (екологія (попередні теми)).

Зміст теми

Екологічна система, визначення, характеристика. Класифікація екосистем. Основні екосистеми біосфери. Особливості утворення водної, повітряної, земної екосистеми. Біогеохімічні кругообіги, їх екологічне значення. Потік енергії та речовин в екосистемах. Закони термодинаміки та їх екологічне значення. Біогеоценоз як елементарна екосистема біосфери. Енергетика та продуктивність біогеоценозу. Розвиток і еволюція екосистем. Поняття “урбоекосистеми” та“соціоекосистеми”.

Рекомендована література

Основна:

1. Джигерей В.С., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорона навколишнього природного середовища (Екологія та охорона природи). Навчальний посібник. - Вид.2-ге, доп. – Львів, Афіша, 2000 – С. 34 – 45, 100 – 101, 181 – 201.

2. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С.  Основи загальної екології: Підручник. – К.: Либідь, 2004. – С. 56 - 90, 254 – 259, 286 - 289.

3. Лекційний матеріал.

Додаткова:

1. Основи загальної екології: Підручник /Г.О. Білявський, М.М. Падун, Р.С. Фурдуй. – К.: Либідь, 1993. – ст.51 – 57, 149 – 166.

2. Чайка В.Є. Екологія. Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / В.Є. Чайка, В.В. Чайка. – В.: “Книга-Вега”, 2002. – С. 137 – 202.

3. Кучерявий В.П. Екологія . – Львів: Світ, 2000 – С. 300 – 306.

Матеріали для виконання та контролю самостійної роботи студентів

Контрольні питання

1. Визначення поняття “екосистема”, характеристика, класифікація екосистем.

2. Основні екосистеми біосфери (водна, повітряна, земна), особливості утворення.

3. Біогеохімічні кругообіги, їх екологічне значення.

4. Потік енергії та потік речовин в екосистемах. Види енергії.

5. Закони термодинаміки. Екологічне значення І і ІІ законів термодинаміки.

6. Біогеоценоз як елементарна екосистема біосфери.

7. Енергетика та продуктивність біогеоценозу.

8. Розвиток і еволюція екосистем.

9. Поняття “урбоекосистеми” та“соціоекосистеми”.

Контрольні тести

1. Основною ланкою трансформації енергії в біогеоценозі є:

а) консорція; б) сукцесія; в) деструкція; г) евтрофікація.

2. Заростання озера і перетворення його на болото – це класичний приклад:

а) сукцесії біогеоценозів; б) продуктивності біогеоценозу;

в) антропогенної евтрофікації.

3. Як називають організми, що створюють органічну речовину за рахунок утилізації сонячної енергії, води , вуглекислого газу та мінеральних речовин?

а) продуценти; б) автотрофи; в) гетеротрофи; г) консументи;

д) редуценти.

4. На скільки % повинен змінитись потік енергії в біогеоценозі, як у бік збільшення, так і у бік зменшення, щоб вивести екосистему з клімаксу й перевести її у сукцесійний стан?

а) більше ніж на 1 %; б) більше ніж на 5 %; в) більше ніж на 10 %; г) більше ніж на 15 %

5. З яких частини складаються будь-який кругообіг речовин?

а) резервний фонд; б) обмінний фонд; в) недоступний фонд;

г) доступний фонд; д) енергетичний фонд.

6. Які існують додаткові шляхи повернення елементів у кругообіг?

а) автоліз; б) екскреція тварин; в) розкладання детриту мікроорганізмами; г) пряма передача від рослин до рослин симбіотичними організмами.

7. Хто першим сформулював основні закони біогеохімічного кругообігу?

а) Ж. Лемарк; б) В. Вернадський; в) Ю.Одум; г) В. Сукачов;

д) Н. Агаджанян.

8. Який мікроелемент виступає лімітуючим фактором для кругообігу азоту?

а) фосфор; б) молібден; в) свинець; г) кремній; д) селен.