– В США, чтобы защитить
оленей был организован массовый отстрел волков. Вскоре олени так
размножились, что вытоптали все пастбища. Это привело к голоду и
гибели животных. В результате поголовье оленей не увеличилось, а
уменьшилось. Пришлось снова вселять волков.
2. Последствия включения в экосистему вида, для которого нет редуцента. В
Австралию были завезены коровы, но те редуценты, которые обитали в
Австралии, перерабатывали только навоз кенгуру. Это привело к
сокращению полезных площадей пастбищ. Пришлось завести жуков-
навозников.
3. Последствия включения в экосистему видов растений, в которых нет
фитофагов. В Австралию был завезён кактус опунция. Он стал очень
быстро размножаться и занял огромные территории. Пришлось завести
бабочку кактусовую огнёвку.
4. Последствия влияния на экосистему нового (занесённого) паразита.
В Африку был завезён вирус «коровьей чумы». Начал вымирать сначала
домашний, а затем дикий скот. Это привело к накоплению растительной массы в
виде детрита, участились пожары, началась замена древесной растительности
травами и кустарниками. Равновесие восстановилось только после того, как
была разработана вакцина.
БИЛЕТ № 17
1. Экологические сукцессии. Сукцессии, обусловленные внутренними и внешними
факторами.
Экологическая сукцессия – это постепенное изменение экосистемы под влиянием
внутренних или внешних условий.
Под влиянием внутренних факторов (при наличии в почве семян или их доставке
с соседних участков) зарастают обочины дорог, восстанавливаются
естественные экосистемы, разрушенные человеком.
Пример сукцессии, вызываемой внутренними факторами, - зарастание скал. В
результате жизнедеятельности организмов поверхность горной породы
разрушается. По мере того как на поверхности скалы появляется слой мелких
частиц, а затем и почва, изменяется состав растений и гетеротрофных
организмов – бактерий, грибов, животных и увеличивается биологическая
продуктивность. Вместо тонкой корочки накипных лишайников со временем
появляются кустиковые лишайники и мхи, травы, а потом поселяются кустарники
и даже деревья.
Самозарастание происходит не на всех отвалах пустой породы или золы. Если
условия не благоприятны для роста растений, зарастанию отвала помогает
человек. Он покрывает поверхность отвала слоем почвы толщиной в 10-20 см и
высевает семена трав, кустарников и деревьев. Такие мероприятия называются
рекультивацией.
Внешние факторы чаще всего связаны с деятельностью человека. Например:
В экосистемах озёр, если в них попадают удобрения с полей или органические
вещества промышленных и бытовых стоков, протекает сукцессия. Процесс
изменения продуктивности и состава водных экосистем под влиянием
избыточного количества элементов питания называется эвтрофикацией. При этом
исчезают водные растения, растущие только в чистой воде (горец
земноводный, сальвиния плавающая), и разрастаются растения загрязнённых вод
– роголистник, ряска.
Если действие внешних факторов, вызвавших сукцессию, прекращается, то
обычно начинается процесс самовосстановления экосистемы – сукцессия,
обусловленная внутренними факторами.
2. Как школьники могут участвовать в практической экологической
деятельности.
Общественные движения, борющиеся за сохранение окружающей среды. Часто
называют экологическими неправительственными организациями (сокращенно эко
- НПО). Первыми эко - НПО в России были студенческие дружины охраны природы
(ДОП.), которые появились в начале 60-х годов ХХ в. Дружинники (так
называли себя члены ДОП.) занимались поддержание режима заказников и
заповедников, борьбой с браконьерством и т.п. На сегодняшний день движение
ДОП – это сеть студенческих дружин охраны природы, существующий более чем в
40 городах России. Школьники тоже могут принять участие в этих
мероприятиях.
Ежегодная акция «Марш парков» не только приносит дополнительные средства
для поддержания заповедников и национальных парков, но и привлекает
всеобщее внимание к проблемам охраны природы. В этом мероприятии принимают
участие школьники. Они выставляют свои рисунки, посвящённые теме охраны
природы.
Школьники должны знать, что нельзя разорять убежища животных, норы, гнёзда
и т.д.
Приходя в лес, нельзя рвать растения, которые занесены в красную книгу,
например ландыши. В лесу туристы, покидая место стоянки, обязательно должны
затушить костер, даже если от него остались лишь едва тлеющие головешки и
угли. Если есть возможность, нужно залить его. Основная причина лесных
пожаров – плохо погашенные костры.
БИЛЕТ № 18
1. Экологические факторы: классификация, лимитирующие факторы.
Экологические факторы делятся на абиотические – это факторы неживой природы
(температура, влажность), биотические – это формы влияния живых организмов
друг на друга, и антропогенные.
Биологическая продуктивность экосистемы – основа жизни биосферы и человека
как её части. Продуктивность в большей мере зависит от того ресурса,
которого недостаточно или который находится в избытке (например,
переувлажнение почвы или высокая температура воздуха). Такой ресурс
называется лимитирующим (т.е. ограничивающим) фактором. В условиях степной
и особенно полупустынной зоны России (Прикаспийская низменность) урожай
лимитируется количеством осадков, а в лесной зоне, где влаги достаточно, -
содержанием в почве питательных элементов. В зоне тундры и в горных районах
урожай лимитируется количеством тепла.
2. Общая характеристика агроэкосистемы. Почва – главный ресурс
агроэкосистемы.
Сельскохозяйственные угодья или агроэкосистемы – это антропогенные (т.е.
созданные человеком) экосистемы. Человек определяет его структуру и
продуктивность: он распахивает часть земель и высевает сельскохозяйственные
культуры, создает сенокосы и пастбища на месте лесов, разводит
сельскохозяйственных животных.
Агроэкосистемы автотрофны: их основной источник энергии – солнце.
Дополнительная (антропогенная) энергия не превышает 1% от солнечной
энергии.
Агроэкосистема состоит из организмов трёх основных трофических групп:
продуцентов, консументов и редуцентов.
Продуценты в агроэкосистеме – это культурные растения, травы сенокосов и
пастбищ, деревья садов, лесопосадок и естественных лесов, входящих в её
состав. Продуцентами являются и сорняки.
Консументы в агроэкосистеме – человек и сельскохозяйственные животные. К
консументам также относятся вредители полевых культур (суслики, хомяки),
паразиты (часто опасные для сельскохозяйственных животных), полезные
насекомые – хищники и опылители, птицы, организмы - симбиотрофы (микоризные
грибы и бактерии – азот - фиксаторы).
Редуценты в агроэкосистеме – в основном бактерии.
Главный ресурс агроэкосистемы – почва. Её плодородие зависит от запаса
органического вещества – гумуса, содержания доступных растениям питательных
элементов, структуры, обеспечиваемости влагой, реакции почвенного раствора,
содержания в нём ионов токсических солей.
Гумус – кладовая плодородия. Он образуется из остатков растений и животных.
Его запас зависит от мощности гумусового слоя и от процентного содержания
гумуса в нём. Мощность гумусового слоя чернозёмных почв – 1 м, а содержание
гумуса – 6-10%; мощность гумусового слоя лесных почв – 10-30 см, а
содержание гумуса –2-4%.
Другая группа микроорганизмов высвобождает из гумуса в почвенный раствор
питательные элементы. Среди них различают макроэлементы (азот, фосфор,
калий), которые требуются растениям в большом количестве, и микроэлементы
(марганец, бор, медь, цинк и др.), которых растениям нужно немного. Все
питательные элементы поглощаются из почвенного раствора корнями растений и
выносятся из почвы с урожаем. Поэтому, если в почву не вносить удобрений
(навоз, минеральные удобрения), то запасы элементов питания в нём иссякнут.
Структура почвы – это форма и размеры комочков, на которые она распадается.
Лучшая структура – мелкокомковатая.
БИЛЕТ № 19
1. Изменение экосистемы во времени.
Жизнь и движение неразрывно связаны. Живое только потому и остаётся живым,
что в нём ни на мгновение не останавливаются всевозможные процессы – на
первый взгляд незаметные, но рано или поздно приводящие к видимым
изменениям. Например, в течение секунд и минут происходит деление клеток
микроорганизмов, идут процессы фотосинтеза, меняется микроклимат
(температура, влажность, освещённость внутри экосистемы).
За часы может произойти гибель растений и животных в результате стихийных
бедствий, перемещение копытных и хищников в поисках пищи и многое другое.
Несколько дней или недель часто бывает достаточно, чтобы мелкие грызуны
после зимовки расплодились, увеличив свою численность в десятки и сотни
раз, а затем предприняли массовые миграции. Подобное наблюдается, например,
в тундре, где лемминги, способные быстро размножаться и давать за короткое
северное лето несколько поколений, активно расселяются – переплывают
широкие реки, заходят «живыми волнами» в посёлки и города.
Некоторым растениям (среди них много раннецветущих, обычно называемых
«подснежниками») часто хватает одного месяца, чтобы появиться ранней
весной, отцвести и дать семена или отложить запасы в подземных органах до
следующей весны.
Аналогичным образом происходит и развитие многих видов насекомых: в лесах и
на болотах вдруг появляется большое количество кровососущих насекомых, но
после нескольких холодных ночей они также неожиданно исчезают, чтобы на
будущий год появиться снова.
Есть, разумеется, и более длительные изменения: сезонные, многолетние,
вековые.
2. Сельскохозяйственные загрязнения.
Сельскохозяйственное загрязнение, как и промышленное, наносит ущерб
экосистемам. Оно бывает нескольких типов.
1. Загрязнение воды стоками животноводческих ферм и
скотооткормочных комплексов.
Неправильно подготовленный к внесению на поля навоз, попадая в воду, может
нанести вред природным экосистемам, т.е. от этого погибают почвенные
бактерии, следовательно, снижается плодородие почв.
Чтобы не загрязнять атмосферу и водоёмы навозными стоками, строят
навозохранилища с бетонными стенами.
2. Загрязнение пестицидами и их остатками.
Из-за этого обедняется живое население почвы – снижается численность
почвенных животных, водорослей, микроорганизмов. Остатки пестицидов,
попадают в почву, атмосферу, продукты питания.
Необходимо регулировать количество вносимых в почву пестицидов.
3. Загрязнение почвы тяжёлыми металлами.
Этот вид загрязнения связан с внесением фосфорных удобрений, которые
содержат в себе примеси тяжёлых металлов. Они отрицательно влияют на
здоровье человека (особенно на почки).
Необходимо тщательно очищать удобрения на предприятиях, где их производят,
и постоянно контролировать их содержание в партиях удобрений и в почвах.
4. Загрязнение почвы и продуктов питания нитратами.
Попав с продуктами питания в организм человека, они нарушают нормальную
работу кровеносной системы, могут стать причиной раковых опухолей.
Чтобы в овощах не накапливались нитраты, нужно ограничивать применение
минеральных азотных удобрений и использовать их одновременно с
органическими удобрениями. Нельзя выращивать культуры с высокой
способностью накапливать нитраты в тенистых местах.
БИЛЕТ № 20
1. Экология – наука XXI века.
Впервые термин «экология» был введён в 1866 году Геккелем.
Экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов и условий среды
обитания.
Учёные – экологи, которые внесли заметный вклад в экологию:
Карл Линней. Создал удобную для практического использования классификацию
видов растений и животных и систематизировал сведения об условиях жизни
разных видов.
Жан Батист Ламарк. Высказал мысль о том, что всё живое и неживое на нашей
планете составляет единое целое – биосферу, и предупредил человечество о
возможных последствиях влияния человека на природу.
Томас Мальтус. Математически описал закономерности роста числа организмов
одного вида и вслед за Ламарком дал прогноз возможных тяжёлых последствий
хозяйственной деятельности человека, если его численность будет
увеличиваться без предела и произойдёт перенаселение.
Чарлз Дарвин. Опираясь на идеи Мальтуса, создал учение об естественном
отборе, который исключает перенаселение за счёт отмирания более слабых
особей.
В.И. Вернадский Развил идеи Ламарка и создал целостное учение о биосфере,
показав геологическую роль, которую сыграли живые организмы в
преобразовании планеты.
В.Н. Сукачёв. Создал учение об однородных наземных экосистемах –
биогеоценозах.
Основным объектом экологии является экосистема – совокупность живых
организмов и среды их обитания.
2. Глобальная проблема сохранения здоровья человека.
Экологическая ситуация в стране ухудшается в результате глобальных
процессов.
1. Парниковый эффект. Потепление климата. Западные ветры приносят в
Россию воздух, загрязнённый промышленными выбросами Европы. По
данным учёных с конца 19 века и по настоящее время температура на
нашей планете повысилась на 1,2 градуса С. Потепление климата может
привести к интенсивному таянию ледников и повышению уровня океанов.
2. Истощение озонового слоя. Происходит постепенное увеличение
концентрации диоксида углерода (углекислого газа) в атмосфере.
Появляются «дыры» в озоновом экране, задерживающем губительные для
жизни ультрафиолетовые лучи. Особенно быстро этот процесс
происходит над полюсами, где уже появились озоновые дыры. Основной
причиной истощения озонового слоя является применение фрионов. В 90-
х годах было подписано международное соглашение, по которому
производство фрионов было сокращено в 2 раза.
Нужны годы упорного труда, большие вложения средств и хорошо продуманная
программа, чтобы решить эти экологические проблемы. Поэтому Правительство
России разрабатывает специальную долгосрочную программу «Экологическая
безопасность России».
БИЛЕТ № 21
1. Биологическая индукция.
Живые организмы тесно связаны с условиями среды. И потому об изменениях
этих условий – загрязнении, повышении или уменьшении влажности почвы, её
засолении, изменении климата и т. д. Часто можно судить по реакции
отдельных организмов и их популяций или по составу экосистем.
Оценка среды по состоянию организмов и видовому составу экосистем
называется биологической индикацией.
Существуют разные биологические индикаторы.
О наличии некоторых загрязнителей можно судить по внешним признакам
растений и животных. Например, появление чёрных пятен на листьях липы
рассказывают о том, что в зимнее время дворники чрезмерно увлекались
посыпанием снега солью для ускорения его таяния.
О действии некоторых факторов можно судить по особенностям формы листьев
или по высоте растений.
Есть растения – индикаторы состояния почв на пашне. Если появилась мята
полевая, значит, на пашне застаивается вода.
По составу растений – сорняков можно оценить и интенсивность применения
гербицидов.
Тонкие индикаторы загрязнения атмосферы – некоторые виды мхов и лишайников.
Существуют и специальные живые приборы бриометры – маленькие коробочки с
мхами определённых видов.
Конечно, биологические индикаторы не заменят детальных анализов. Тем не
менее, во многих случаях оценить действие экологических факторов методами
биоиндикации очень полезно.
2. Энергосбережение в сельском хозяйстве.
Агроэкология разрабатывает способы получения высоких урожаев при снижении
затрат антропогенной энергии (любые воздействия на окружающую среду,
связанные с деятельностью человека).
Основные приёмы энергосбережения в сельском хозяйстве:
1. Правильное размещение сельскохозяйственных культур. Чем лучше подходят
растению условия произрастания, тем оно продуктивнее и меньше затраты
на получение урожая.
2. Селекция сортов с повышенной конкурентной мощностью и
засухоустойчивостью, устойчивостью к заболеваниям и насекомым –
вредителям. Засухоустойчивые сорта не нужно поливать, сорта,
защищающие себя от грибных заболеваний или вредителей, не требуют
применения пестицидов, следовательно экономят затраты энергии на
подачу воды, применения пестицидов.
3. Смешанные почвы. В их состав включают растения разных экологических
ниш – более и менее засухоустойчивые, с глубокой корневой системой и
поверхностно укрепляющиеся, высокие и низкие. Такие посевы значительно
полнее используют ресурсы света и почвы, более урожайны и меньше
засоряются сорняками, так как в них меньше свободных ниш для поселения
сорных растениё.
4. Повышение энергетической эффективности животноводства. На производство
кормов затрачивается энергия, и потому предпочтение отдаётся тем видам
сельскохозяйственных животных и тем их породам, которые на
производство единицы продукции расходуют меньше корма.
БИЛЕТ № 22
1. Экологические проблемы России.
1. Истощение недр, лесов и почвы. Причина – чрезмерное употребление лесов
и почвы. Для решения этой проблемы необходимо прекратить употребление
и дать возможность возродиться.
2. Загрязнение речных и морских акваторий. Причина – выбрасывание отходов
в морские почвы. Необходимо заняться очисткой и узаконить выброс.
3. Чрезмерная концентрация промышленности в городах, устаревшее
оборудование на предприятиях привели к выбросам в атмосферу огромного
количества загрязняющих веществ.
4. Недостаточная надёжность проектов атомных электростанций и хранилищ
выработанного радиоактивного топлива стали причиной страшных
катастроф.
5. Неправильная прокладка трубопроводов газа и нефти. В результате
разрушены млн. гектаров земель тундры и лесотундры.
Проблемы для России и всего человечества:
1) Истощение озонового слоя. Основной причиной истощения озонового
слоя является применение фрионов. В 1988 году было подписано
международное соглашение , по которому производство фриона было
сокращено к 2000 году на 50%.
2) Парниковый эффект. Это вызвано бурным развитием промышленности.
Неизбежно повышение уровня мирового океана и потепление климата
на 2 – 4 градуса. В результате начнется таяние ледников, что
приведёт к затоплению, что приведёт к затоплению больших
участков суши.
Правительство России разрабатывает специальную долгосрочную программу
«Экологическая безопасность России» для устранения этих проблем.
2. Способы уменьшения вреда от химических загрязнений. Очистные
сооружения.
Самые распространённые загрязнения – химические. Существует три основных
способа уменьшения вреда от них.
1. Разбавление – это малоэффективный способ уменьшения вреда от
загрязнения, допустимый лишь как временная мера.
2. Очистка – это основной способ уменьшения выбросов в окружающую средБу
в России сегодня.
3. Замена старых технологий новыми – малоотходными. Разрабатывают
специальные экономические механизмы. Отходы одного производства
становятся сырьём для другого.
Некоторое улучшение экологической ситуации в России достигнуто в основном
благодаря улучшению работы очистных сооружений.
Существуют следующие виды очистных сооружений:
1. Механическая очистка. При этой очистке используют песчаные и песчано-
гравийные фильтры, которые задерживают взвешенные не осевшие в
отстойниках. Механическим способом отделяют нефтепродукты.
2. Химическая очистка. При этой очистке на стоки воздействуют химические
вещества, переводя растворимые соединения в нерастворимые.
3. Физико-химическая очистка. При этой очистке электролизом превращают
сложные соединения в более простые и извлекают металл, кислоты и др.
4. Биологическая очистка. При этой очистке в специально созданных
экосистемах загрязнители разрушаются микроорганизмами и мелкими
животными. Методы биологической очистки исключительно важны, так как
значительная часть загрязнителей, которую не удаётся ни отфильтровать,
ни извлечь электролизом, - это растворённые в воде органические
вещества.
БИЛЕТ № 23
1. Типы экосистем.
Экосистемы очень разнообразны. Их состав зависит от многих факторов, в
первую очередь от климата, геологических условий и влияния человека. Они
могут быть автотрофными, если главную роль играют автотрофные организмы –
продуценты, или гетеротрофными, если продуцентов в экосистеме нет или их
роль незначительна.
Экосистемы могут быть естественными или созданными человеком –
антропогенными.
Естественные (природные) экосистемы формируются под влиянием природных
факторов, хотя человек может оказывать влияние на них.
Антропогенные (искусственные) экосистемы создаются человеком в процессе
хозяйственной деятельности. Их примеры: сельскохозяйственные ландшафты с
посевами и стадами скота, города, лесопосадки и т.д.
И естественные, и антропогенные экосистемы различаются по источнику
энергии, который обеспечивает их жизнедеятельность.
Автотрофные экосистемы находятся на энергетическом самообеспечении и
разделяются на фотоавтотрофные – потребляющие солнечную энергию за счёт
продуцентов - фотоавтотрофов, и хемоавтотрофные - использующие химическую
энергию за счёт продуцентов - хемоавтотрофов.
Гетеротрофные экосистемы используют химическую энергию, которую получают
вместе с углеродом от органических веществ или от созданных человеком
энергетических устройств. Пример: экосистема океанических глубин, куда не
доходит солнечный свет.
К гетеротрофным антропогенным экосистемам, кроме того, относятся:
1.биологические очистные сооружения,
2.фабрики по разведению дождевых червей,
3.плантации шампиньонов,
4.рыборазводные пруды в городах.
2. Факторы риска заболевания человека.
В ХХ столетии человечество в полной мере осознало, что многие болезни
непосредственно связаны с загрязнением атмосферы, плохим водоснабжением,
недоброкачественными продуктами.
Любое загрязнение воздуха отражается на здоровье людей. Например, в России
промышленные предприятия и бытовые котельные выбрасывают в атмосферу 19
млн. тонн, а автотранспорт – ещё 11 млн. тонн загрязняющих веществ. Это
означает, что на каждого городского жителя России приходится около 275 кг
вредных веществ. Среди городского населения, особенно детей, высока доля
заболеваний, вызванных повышенным загрязнением воздуха.
Огромное количество загрязняющих веществ выбрасывается в окружающую среду в
результате аварий или сбоев в системах технического обеспечения.
Смыв с сельскохозяйственных полей азотных удобрений значительно повышает
содержание в воде безвредных нитратов, которые могут превращаться в
нитриты. А вот они действительно опасны: попав в кровь, нитриты соединяются
с гемоглобином (белок, переносящий кислород по организму) и тем самым резко
уменьшают способность крови выполнять свою главную функцию – снабжать
органы и ткани кислородом.
Промышленные выбросы, попавшие в атмосферу, с дождями и пылью возвращаются
на поверхность Земли, постепенно накапливаясь в почве. Опасные для здоровья
вещества – мышьяк, свинец, ртуть, кадмий, цинк, хром, никель, медь, кобальт
– с грунтовыми водами могут поступать в местные источники питьевого
водоснабжения. Но наиболее опасен переход загрязняющих веществ из почвы в
продукты питания.
Для людей, находящихся в зоне выбросов металлургических комбинатов,
особенно опасен свинец. Он проникает в организм через желудочно-кишечный
тракт или лёгкие, попадает в кровь и разносится ею по всему телу,
накапливаясь в костях, мышцах, печени, почках, сердце, лимфатических узлах.
Свинцовое отравление даже на ранних стадиях влияет на головной мозг, в
результате чего у детей снижается интеллект, нарушается координация
движений, ухудшаются слух и память.
БИЛЕТ № 24.
1. Популяционно-видовой уровень охраны.
На этом уровне объектами охраны являются конкретные виды растений или
животных, живущих в популяциях.
Для того чтобы организовать охрану, выявляют объекты и создают Красные
книги. Первая Красная книга появилась в 1966 году (5 томов).
Красная книга РСФСР (растения) была издана в 1988 году (533вида).
Красная книга РСФСР (животные) была издана в 1985 году (247 видов).
Охрану на популяционно-видовом уровне осуществляют:
1. Запрет на сбор красивоцветущих растений (венерен, башмачок).
2. Запрет на сбор редких лекарственных трав (валерьяна лекарственная).
3. Запрет на охоту на редкие виды птиц и зверей (журавли, лебеди, тигры).
4. Запрет на отлов определённых видов рыб (осетровые), бабочек и жуков.
5. Запрет на чрезмерную добычу (песец, соболь).
6. Запрет на разрушение местообитания.
7. Запрет на вселение новых видов (ковыль красивейший).
8. Запрет на загрязнение
Пути решения проблемы:
1. Разведение видов под контролем человека.
Животных разводят в зоопарках, растения – ботанических садах. Существуют
размножения редких видов.
2. Создание генных банков.
В банках могут храниться как семена растений, так и замороженные культуры
тканей или половые клетки (чаще сохраняют замороженную сперму), из которой
можно получить животных и растения.
2. Перспективы развития энергетики.
Сегодня основные источники энергии для промышленности и сельского хозяйства
– исчерпаемые ресурсы угля, нефти, газа. Энергию получают на АЭС, ГЭС,
приливных геотермальных, солнечных и др. станциях.
1. Развитие традиционной теплоэнергетики (на угле, запасы которого
достаточно велики). Возможность получения практически экологически чистой
энергии от ГЭС при использовании мощных фильтров, задерживающих атмосферные
загрязнители,
|
