Практическая работа по "Экологии"

 

 НОУ ВПО  «РУССКИЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ  ИМЕНИ  В.П. ЧЕРНОВА» 

Факультет Управления 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Практическая  работа

   по предмету «Экология» (код ЭК) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                   Выполнила студентка   3    курса

Леонтьева Светлана Вячеславовна

                                                                                                               (фамилия, имя, отчество)

Регистрационный номер ГМБ080042 
 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                    
 
 
 
 

                                                     2012 г. 
 

                                              Практическая работа

по предмету «Экология» (код ЭК) 

Задание 1.

Как описывают  связи между биотой и абиотической компонентой в экосистеме?

Ответ: Экосистема или экологическая система (от др. греч. - жилище, местопребывание и система) - биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.

Любое единство, включающее все организмы  на данном участке и взаимодействующее  с физической средой таким образом, что поток энергии создаёт  чётко определённую трофическую  структуру, видовое разнообразие и  круговорот веществ (обмен веществами и энергией между биотической  и абиотической частями) внутри системы, представляет собой экологическую  систему, или экосистему).

Экосистема  - сложная самоорганизующаяся, саморегулирующаяся и саморазвивающаяся система. Основной характеристикой экосистемы является наличие относительно замкнутых, стабильных в пространстве и времени потоков вещества и энергии между биотической и абиотической частями экосистемы. Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:

1) Экосистема  обязательно представляет собой  совокупность живых и неживых  компонентов.

2) В  рамках экосистемы осуществляется  полный цикл, начиная с создания  органического вещества и заканчивая  его разложением на неорганические  составляющие.

3) Экосистема  сохраняет устойчивость в течение  некоторого времени, что обеспечивается  определенной структурой биотических  и абиотических компонентов.

В экосистеме можно выделить два компонента - биотический и абиотический. Биотический делится на автотрофный (организмы, получающие первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза или продуценты) и гетеротрофный (организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества - консументы и редуценты) компоненты, формирующие трофическую структуру экосистемы.

Единственным  источником энергии для существования  экосистемы и поддержания в ней  различных процессов являются продуценты, усваивающее энергию солнца, (тепла, химических связей) с эффективностью 0,1 - 1 %, редко 3 - 4,5 % от первоначального количества. Автотрофы представляют первый трофический уровень экосистемы. Последующие трофические уровни экосистемы формируются за счёт консументов (2-ой, 3-й, 4-й и последующие уровни) и замыкаются редуцентами, которые переводят неживое органическое вещество в минеральную форму (абиотический компонент), которая может быть усвоена автотрофным элементом. 
 
 

Биотические факторы - совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других (внутривидовые и межвидовые взаимодействия), а также на неживую среду обитания.

Среди биотических факторов выделяют зоогенные, фитогенные, микробиогенные и антропогенные.

Абиотические  факторы - компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы.

Основными абиотическими факторами среды являются: температура, свет, вода, солёность, кислород, магнитное поле Земли, почва, влажность.

Принято выделять среди абиотических факторов среды следующие группы факторов: климатические (температурный режим, влажность, давление); эдафогенные (механический состав, плотность, воздухопроницаемость почвы); орографические (рельеф, высота над уровнем моря); химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, кислотность).

С точки  зрения структуры в экосистеме выделяют:

1. климатический  режим, определяющий температуру,  влажность, режим освещения и  прочие физические характеристики  среды;

2. неорганические  вещества, включающиеся в круговорот;

3.органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую части в круговороте вещества и энергии;

4. продуценты  - организмы, создающие первичную продукцию;

5. макроконсументы, или фаготрофы, - гетеротрофы, поедающие другие организмы или крупные частицы органического вещества;

6. микроконсументы (сапротрофы) - гетеротрофы, в основном грибы и бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот;

Последние три компонента формируют биомассу экосистемы.

С точки  зрения функционирования экосистемы выделяют следующие функциональные блоки  организмов (помимо автотрофов):

1. биофаги - организмы, поедающие других живых организмов,

2. сапрофаги  - организмы, поедающие мёртвое органическое вещество.

Обобщая законы функционирования экосистем, основные их положения звучат так:

1) природные  экосистемы существуют за счет  не загрязняющей среду даровой  солнечной энергии, количество  которой избыточно и относительно  постоянно;

2) перенос  энергии и вещества через сообщество  живых организмов в экосистеме  происходит по пищевой цепи; все  виды живого в экосистеме делятся  по выполняемым ими функциям  в этой цепи на продуцентов,  консументов, детритофагов и редуцентов - это биотическая структура сообщества; количественное соотношение численности живых организмов между трофическими уровнями отражает трофическую структуру сообщества, которая определяет скорость прохождения энергии и вещества через сообщество, то есть продуктивность экосистемы. 
 
 
 
 
 
 

Задание 2.

Что такое  пределы выносливости вида живых  организмов? Приведите примеры живых  организмов с отличающимися пределами  выносливости для разных экологических  факторов.

Ответ: Предел выносливости - граница, за пределами которой существование организма невозможно (ледяная пустыня, горячий источник, верхние слои атмосферы). Для всех организмов и для каждого вида существуют свои границы по каждому экологическому фактору отдельно.

Диапазон  действия экологического фактора ограничен  соответствующими крайними пороговыми значениями (точки минимума и максимума), при которых еще возможно существование  организма. Эти точки называются нижним и верхним пределами выносливости (толерантности) живых существ по отношению к конкретному фактору  среды.

Схема действия экологического фактора на жизнедеятельность организмов: 1, 2. 3 - точки минимума, оптимума и максимума соответственно; I, II, III -зоны пессимума, нормы и оптимума соответственно.

Подобная  закономерность реакции организмов на воздействие экологических факторов позволяет рассматривать ее как  фундаментальный биологический  принцип: для каждого вида растений и животных существует оптимум, зона нормальной жизнедеятельности, пессимальные зоны и пределы выносливости по отношению к каждому фактору среды.

Разные  виды живых организмов заметно отличаются друг от друга по пределам выносливости.

Например, песцы в тундре могут переносить колебания температуры воздуха  в диапазоне около 80°С (от +30°С до -55°С), некоторые тепловодные рачки выдерживают изменения температуры воды в интервале не более 6°С (от 23°С до 29°С), нитчатая цианобактерия осциллатория, живущая на острове Ява в воде с температурой 64°С, погибает при 68°С уже через 5--10 мин.

Точно так же одни луговые травы предпочитают почвы с довольно узким диапазоном кислотности - при рН = 3,5 - 4,5 (например, вереск обыкновенный, белоус торчащий, щавель малый служат индикаторами кислых почв), другие хорошо растут при широком диапазоне рН - от сильнокислого до щелочного (например, сосна обыкновенная).

В связи  с этим организмы, для существования  которых необходимы строго определенные, относительно постоянные условия среды, называют стенобионтными (греч. stenos - узкий, bion - живущий), а те, которые живут в широком диапазоне изменчивости условий среды, - эврибионтными (греч. eurys - широкий). При этом организмы одного и того же вида могут иметь узкую амплитуду по отношению к одному фактору и широкую - к другому (например, приспособленность к узкому диапазону температур и широкому диапазону солености воды). Кроме того, одна и та же доза фактора может быть оптимальной для одного вида, пессимальной для другого и выходить за пределы выносливости для третьего.

Способность организмов адаптироваться к определенному  диапазону изменчивости факторов среды  называют экологической пластичностью. Эта особенность является одним  из важнейших свойств всего живого: регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с изменениями условий среды, организмы приобретают возможность выживать и оставлять потомство. 
 

Задание 3.

Какие признаки и свойства характеризуют  популяцию?

Ответ: Популяция (от франц. “популяцион” - население) - совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.

Популяциям  присущи конкретные генетические и  экологические признаки, отражающие способность систем поддерживать существование  в постоянно меняющихся условиях: рост, развитие, устойчивость.

Численность - общее количество особей в популяции. Эта величина характеризуется широким диапазоном изменчивости, однако она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности по сравнению с этими пределами может привести к вымиранию популяции. Полагают, что если численность популяции меньше нескольких сотен особей, то любые случайные причины (пожар, наводнение, засуха, обильные снегопады, сильные морозы и т. д.) могут сократить ее настолько, что оставшиеся особи не смогут встречаться и оставить потомство. Рождаемость перестанет покрывать естественную убыль, и оставшиеся особи в течение сравнительно короткого времени вымрут.

Плотность - число особей на единицу площади  или объема. При увеличении численности  плотность популяции, как правило, возрастает; она остается прежней  лишь в случае ее расселения и расширения ареала. У некоторых животных плотность  популяции регулируется сложными поведенческими и физиологическими механизмами.

Свойства  популяций: даже, несмотря на пространственную разобщенность, популяции способны неограниченно долго поддерживать свое существование в данном местообитании. Они являются устойчивыми во времени и пространстве группировками особей одного вида. К стайке рыб или воробьев не применим термин «популяция». Такие группы могут легко распадаться под влиянием внешних факторов или смешиваться с другими. Иными словами, они не способны устойчиво воспроизводить сами себя. Это под силу лишь крупным группам, обладающим основными свойствами вида и представленным всеми категориями слагающих его особей. Таковы, например, все особи окуня в озере или все сосны в лесном массиве.

Очевидно, что наборы условий в различных  местообитаниях могут несколько  различаться. Под влиянием разных условий  в отдельных популяциях могут  возникать и накапливаться свойства, отличающие их друг от друга. Это может  проявляться в небольших отклонениях  строения организмов, принадлежащих  к разным популяциям, их физиологических  показателей (вспомните о явлении  акклиматизации) других характеристик. Таким образом, популяции, как и  отдельные организмы, обладают изменчивостью. Как и среди организмов, среди  популяций невозможно найти двух полностью тождественных.