Контрольная работа по "Экологии"

-применяются в пищевой, текстильной и бумажной, микробиологической и других отраслях промышленности;

- используются  в медицине.

Углеводы подразделяются на моносахариды, олигосахариды и  полисахариды.

Происходящий  в живых организмах синтез живого вещества осуществляется на базе тех  химических элементов, которые проявили способность оставаться свободными от участия в неорганическом химическом процессе. Таковыми являются в первую очередь: углерод C, азот N, сера S. Кроме них, основу жизни составляют фосфор P, водород H и кислород O. Средой протекания реакции органического синтеза является вода Н2О. Жизнь зародилась в воде, да и сами живые организмы представляют собой наполненную органическими соединениями водную среду.

Подобно тому как  все участвующие в неорганическом процессе химические элементы имеют форму устойчивых соединений (солей, оксидов), так и все составляющие живое вещество химические элементы также находятся в нем не в чистом виде, а в виде соединений, называемых органическими.

 

Органические  молекулы в основном образованы ковалентными неполярными связями C-C, или ковалентными полярными типа C-O, C-N, C-Hal. Согласно октетной теории Льюиса и Косселя молекула является устойчивой, если внешние орбитали всех атомов полностью заполнены. Для таких элементов как C, N, O, Галогены необходимо 8 электронов, чтобы заполнить внешние валентные орбитали, для водорода необходимо только 2 электрона. Полярность объясняется смещением электронной плотности в сторону более электроотрицательного атома.

Классическая  теория валентных связей не в состоянии  объяснить все типы связей, существующие в органических соединениях, поэтому современная теория использует методы молекулярных орбиталей и квантовохимические методы.

Органические  вещества - химические соединения, в  состав которых входит углерод. К  органическим веществам относятся: белки, жиры, углеводы, ферменты, гормоны, витамины и продукты их превращений. [5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Биомасса экосистемы, её изменение по трофическим уровням. Экологические пирамиды численности, биомассы, энергии.

 

     Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем, он характеризуется различной интенсивностью протекания потока веществ и энергии.

     Первый трофический уровень - это всегда продуценты; растительноядные консументы относятся ко второму трофическому уровню; плотоядные, живущие за счет растительноядных форм - к третьему; потребляющие других плотоядных - соответственно к четвертому и т.д. Поэтому различают консументов первого, второго, третьего и четвертого порядков, занимающих разные уровни в цепях питания.

Очевидно, что основную роль при этом играет пищевая специализация консументов. Виды с широким спектром питания могут включаться в цепи питания на разных трофических уровнях. В рацион, например, человека входит как растительная пища, так и мясо травоядных и плотоядных животных. Поэтому он выступает в разных пищевых цепях в качестве консумента первого, второго или третьего порядков.

Так как при  передаче энергии с одного уровня на другой происходит ее потеря, цепь питания  не может быть длинной. Обычно она  состоит из 4-6 звеньев.

Например, хищники, питающиеся различными растительноядными  и плотоядными животными, являются звеньями многих цепей. Вследствие этого  в каждом биоценозе исторически  формируются комплексы цепей  питания, представляющие собой единое целое. Подобным образом создаются сети питания, которые отличаются большой сложностью.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что пищевая цепь - основной канал  переноса энергии в экосистемах.

Благодаря сложности  трофических связей выпадение какого-то одного вида нередко почти не сказывается на экосистеме. Пищу исчезнувшего вида начинают потреблять другие ,,пользователи'', питавшиеся им виды находят новые источники пищи, и в целом в сообществе сохраняется равновесие.

Рассмотрим  как и в каком соотношении  передается энергия, заключенная в растительной пище по цепям питания.

В ходе фотосинтеза  растения связывают в среднем  лишь около 1% попадающей на них солнечной  энергии. Животное, которое съело  растение, часть пищи не переваривает и выделяет в виде экскрементов. Обычно усваивается 20-60% растительного корма, усвоенная энергия идет на поддержание жизнедеятельности животного. Функционирование клеток и органов сопровождается выделением тепла, то есть тем самым существенная доля энергии пищи вскоре рассеивается в окружающей среде. Сравнительно небольшая часть пищи идет на построение новых тканей и создание жировых запасов. Далее, хищник, съевший растительноядное животное и представляющий третий трофический уровень, получает только ту энергию из накопленной растением, которая задержалась в теле его жертвы (второй уровень) в виде прироста биомассы.

Расчеты показали, что на каждом этапе передачи вещества и энергии по пищевой цепи теряется примерно 90% энергии и только около  одной десятой доли ее переходит  к очередному потребителю. Указанное правило передачи энергии в пищевых связях организмов называют «правилом десяти процентов» (принцип Ливдемана). Например, количество энергии, которая доходит до третичных плотоядных (пятый трофический уровень), составляет лишь около 0,0004% энергии, поглощенной продуцентами. Это и объясняет ограниченное количество (5-6) звеньев (уровней) в пищевой цепи независимо от сложности видового состава биогеоценоза.

Рассматривая  поток энергии в экосистемах, легко понять так же почему с повышением трофического уровня биомасса снижается. Здесь работает энергетический закон экосистем: «Чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть, занимаемый ею трофический уровень, или иначе: на конце длинной пищевой цепи не может быть большой биомассы».

 

Экологическая пирамида - это графическое изображение соотношения различных трофических уровней пищевой цепи. Основание экологической пирамиды составляет уровень продуцентов. Экологические пирамиды могут быть 3 видов:

 

1. Пирамида чисел - отражает количественное распределение отдельных организмов на трофических уровнях. Особенностью такой пирамиды является уменьшение численности организмов при движении от продуентов к консументам. Эта закономерность объясняется тем, что в любой экосистеме мелкие животные численно превосходят крупных и размножаются быстрее. Для любого хищника существует нижний и верхний предел размеров их жертв, каждому хищнику служат пищей жертвы определенного размера. Вторая пирамида - обращенная, так как в лесных пастбищных пищевых цепях продуценты - это деревья, а первичные консументы - это насекомые. Уровень первичных консументов по численности превышает уровень продуцентов.

 

2. Пирамида биомассы - показывает соотношение общего количества живого вещества на трофических уровнях пищевой цепи. Может иметь две графические разновидности - правильная и обращенная. Наблюдаются следующие закономерности: пирамиды с широким основанием и узкой вершиной характерны для наземных и мелководных экосистем, в которых продуценты имеют крупные размеры и живут сравнительно долго. В молодых экосистемах вершина пирамиды более узкая, чем в зрелых; пирамида может быть обращенной в открытых и глубоких водах, где продуценты невелики по размеру и малодолговечны. Пирамида биомассы отличается промежуточным характером в озерах и прудах, так как здесь равноценны роли продуцентов, то есть крупных прикрепленных растений и микроскопических водорослей.

 

3. Пирамида энергии - величина потока энергии, проходящего через различные трофические уровни. В отличие от пирамиды чисел или биомассы, характеризующих статику экосистемы, пирамида энергии характеризует динамику прохождения массы пищи через пищевую цепь. На ее форму не влияют ни размеры особей, ни интенсивность их метаболизма. Кроме того, пирамида чисел преувеличивает роль мелких организмов, пирамида биомассы преувеличиват роль крупных. Поэтому пирамида энергии является наиболее универсальной характеристикой для сравнения потока энергии, проходящего через разные уровни, а также для сравнения одной экосистемы с другой.

 

Изучение экологических  пирамид позволяет оценивать состав и особенности функционирования целых экосистем или их отдельных частей, а также определять степень антропогенного воздействия на отдельные организмы или экосистему в целом. [4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Эвтрофизация водоёмов, её антропогенные начала

 

     Эвтрофизацией  называется  процесс   обогащения   водоема   биогенами, стимулирующими  рост  фитопланктона.   Вначале   в   таком   водоеме резко увеличивается количество микроскопических   водорослей.   С   увеличением кормовой базы  возрастает  количество  ракообразных,  рыб  и  других  водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов.  Оно приводит к расходованию всех запасов  кислорода,  содержащегося  в  воде,  и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется  настолько,  что он становится  непригодным  для  существования  любых  форморганизмов. Водоем постепенно «умирает».

 

Современный уровень  очистки сточных вод таков, что  даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов. От этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается  концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине  рыбы  и  моллюски. Озера с большим количеством  биогенных  элементов  называют  эвтрофными  (отгреческих слов "eu" - "хорошо" и  "trophe"  -  "пища"). 

 

К  помутнению  воды ведут также и наносы, так как биогены, например нитрат-,  фосфат-  и  калий- ионы, прикрепляются к частицам глины и гумуса, следовательно, они  неизбежно сопутствуют  наносам,  и  все  источники   последних   одновременно   служат источниками биогенов. Озера, подверженные эвтрофизации,  иногда  называют  "мертвыми",  но  с биологической точки зрения это неправильно, так как общая  биопродуктивность фитопланктона может быть значительно выше, чем у  бентосной  растительности. В  свою  очередь  им  иногда  питаются  крупные  популяции  некоторых   рыб, избегающих глубоких, обедненных кислородом слоев  воды.  Значит,  правильнее рассматривать эвтрофизацию как смену сплошной,  богатой  видами  экосистемы, основанной  на  бентосной  растительности,   на   простую,   основанную   на фитопланктоне.   Однако,   поскольку   эвтрофный   водоем   не    доставляет эстетического удовольствия от плавания, катания на лодках  и  рыбной  ловли, его можно считать "мертвым" с этой точки  зрения.  Кроме  того,  если  озеро служит источником питьевой воды, ее  качеству  грозит  серьезная  опасность: клетки водорослей  быстро  забивают  водоочистные  фильтры  и  придают  воде неприятный вкус.[1]

 

 

 

 

                        Список литературы

 

1. Вронский В.А. Экология: Словарь-справочник. –Ростов-на-Дону: Феникс, 1999-576 с.
2. Лапина М.А. Экологическое право: Электронное пособие. - Москва: МИЭМП, 2004.-604с.
3. Николаев А.С. Экология: Учебное пособие. -СПб.: СПбГИЭУ, 2001.-132с.
4. Стадницкий Г.В. Основы экологии: Учебное пособие. - СПб.: Химиздат, 2003.- 88с
5. Цветкова Л.И. Экология. –СПб.: Химиздат.2001.-550с.