2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” icon

2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології”




Скачати 364.11 Kb.
Назва2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології”
Дата29.06.2012
Розмір364.11 Kb.
ТипДокументи

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет


2682 Методичні вказівки

з дисципліни Основи загальної екології

для студентів технічних спеціальностей

заочної форми навчання


Суми

Видавництво СумДУ

2009

Методичні вказівки з дисципліни Основи загальної екології /Укладач С.М. Шевченко. – Суми: Видавництво СумДУ, 2009. – 38 с.


Кафедра „Прикладна екологія”

Зміст

С.


Вступ …..……………………………………….…………….4

1. Екологічні фактори …….…………………………………5

2. Екосистеми........................……………………………….13

2.1. Кругообіг речовин та потік енергії..…………..……..13

2.2. Харчові ланцюги та сітки …..…………………………15

2.3. Кругообіг мінеральних речовин …..…………….……19

3. Екологічні піраміди ......…………………………………21

4. Сукцесії ….…………….....................................................23

5. Вплив людини на біосферу (антропогенний фактор) …24

Список літератури …………………………………….33

Питання для тестових іспитів……….……………………..33


Вступ


Природа, що нас оточує, надзвичайно різноманітна. На одній території часто ростуть разом рослини різних рівнів організації, мешкають тварини від мікроскопічно малих розмірів до справжніх велетнів. Так, на узліссі, серед посівів культурних рослин ростуть хвощі та злаки, а під пологом лісу на сильно зволожених місцях під кронами осик, берез та могутніх дубів скромно ”примостилися” примітивні мохоподібні. У хвойних лісах на галявинах, що добре освітлюються сонцем, переважають покритонасінні. Ще більш різноманітний світ рослин у тропічних дощових лісах.

Але ніякий організм, незалежно де він мешкає, не існує ізольовано. Він обов`язково взаємодіє з іншими організмами, включаючи тварин, або з фізичними факторами навколишнього середовища. Таким чином, усі рослини, тварини та мікроорганізми, що мешкають на певній території, утворюють угруповання. Якщо врахувати те, що живі організми в угрупованнях взаємодіють і з неживою природою, тоді такий комплекс називають екосистемою. Ще навчаючись у школі, ви, мабуть, знайомилися з природними зонами - тундрою, степом, пустелею, саванами тощо. Такі великі комплекси з особливою рослинністю та кліматом називають біомами.

На початку ХХ століття виникає окрема наука - екологія (від грец. oikos - дім), спочатку як галузь біології, а пізніше вона відокремлюється і в наш час становить розгалужену систему знань.


^ 1. Екологічні фактори

Фактори, що впливають на функціонування екологічних систем називають екологічними. Усі вони можуть бути згрупованими у три групи: абіотичні фактори, тобто фактори неживої природи (температура, вологість, світло, рельєф); біотичні - фактори взаємодії живого з живим (мутуалізм, паразитизм, хижацтво, коменсалізм, вільна конкуренція); антропогенні - фактори господарської діяльності людини.

^ Абіотичні фактори - фактори неживої природи - розглядають вплив на живі організми температури, світла, вологи - та життєва територія.

Температура. Живі організми можуть існувати тільки в певних температурних умовах. При високій температурі руйнуються білки організму, а при низькій уповільнюється. а потім і припиняється обмін речовин. Залежно від температурного режиму виділяють чотири основні кліматичні зони: тропічний пояс (температура не нижче 15-200С), субтропічний пояс (найнижча температура +40С), помірний пояс (вегетаційний період триває 2-3 місяці) та холодний пояс (вегетаційний період рослин триває всього 1,5-2 місяці). Важливим для організмів є сезонний розподіл тепла. Тут виникає ціла низка пристосувань - зимова сплячка, сезонні міграції тощо.

Вологість. Вміст води у живих клітинах у середньому становить 80 - 92%. Джерелом води є опади та грунтові води. Тут лімітуючим фактором є кількість опадів. Він визначає навіть тип екосистем. При опадах менше ніж 250 мм за рік формуються пустельні екосистеми; 250 - 750 - степові, лісостепові, савани; 750 - 1250 - субтропічні ліси, а більш ніж 1250 - вологі тропічні ліси. Стосовно до вологи, наприклад, рослини поділяють на такі групи: гідрофіти - рослини що повністю занурені у воду (водорості, квіткові рослин - глечики, роголистники тощо); гігрофіти - напівзанурені (рогіз, комиш, осока, рдесник, стрілолист, очерет тощо); мезофіти - суходольні рослини з достатнім зволоженням; ксерофіти - на сухих територіях.



Рисунок 1- Місце екології у структурі сучасних наук (за Ю.А.Злобіним)


На рис.1 показано місце загальної екології в системі сучасних наукових дисціплін. У наш непростий час стрімкого науково-технічного прогресу особливого значення набуває усвідомлення кожною людиною важливості непростих екологічних проблем. Екологічні знання повинні внести свою частку у вирішення багатьох питань екологічного характеру, формувати екологічну поведінку людей стосовно довкілля.

У цих методичних вказівках розглянуті основні загальні положення екологічної науки. По-перше, це екологічні фактори, які зумовлюють існування всього живого, у тому числі і людини, по-друге, структура і функціонування екосистем та динаміка їх змін, по-третє, глобальні екологічні проблеми, які існують в наш час.

Тварини також мають певні пристосування для добування та утримування води. У водних тварин і ссавців відсутній дефіцит води, і тому основний продукт азотистого обміну виводиться з організму у вигляді водного розчину сечовини. Навпаки, більшість наземних тварин економлять воду, виводячи азот у вигляді нерозчинної у воді сечової кислоти.

Світло відіграє вирішальну роль у життєдіяльності рослин, оскільки вони синтезують органічні речовини з неорганічних, використовуючи світлову енергію сонця. Одним з видів конкуренції є конкуренція за світло. У тварин зміна тривалості дня спричиняє зміну поведінки. Так, птахи готуються до перельотів, інші приступають до линяння, інші - до розмноження тощо.

Територія є важливим фактором у житті і рослин, і тварин. Усім відомо, як ретельно оберігають свою територію тварини, ставлячи відповідні мітки. Це і зрозуміло, бо всяке життя починається з відмірювання життєвого простору, на якому годуються організми та виводять потомство.

^ Біотичні фактори. Проживаючи в угрупованнях, організми вступають у певні стосунки. Так, серед рослин можна виділити три головних типи взаємодій: мутуалізм (відомий ще як симбіоз), конкуренцію та відношення до травоїдних тварин.

Мутуалізм (від лат. mutuus - взаємний) - це біологічна взаємодія двох видів партнерів, що сприяє їх росту та виживанню. У природі такі види не можуть жити один без одного. Яскравим прикладом мутуалістичних відносин можуть бути відносини між бобовими (горохом, кінськими бобами, люпином та іншими) і бульбочковими бактеріями, які фіксують атмосферний азот. Такі самі відносини складаються між деякими квітковими рослинами та запилювачами, тобто певний вид рослин не може запилюватися іншими тваринами, а тварина, у свою чергу, знаходить їжу лише в квітках цієї рослини.

Іншим прикладом мутуалізму є відносини між вищими рослинами та грибами. Грибниця густо оплітає коріння, утворюючи складну структуру, яка називається мікоризою (від грец. mykes - гриб + rhiza - корінь). Вважають, що такі структури забезпечили рослинам завоювання суші, тому що нитки грибниці утворюють додатковий потужний всисний апарат. Гриб, у свою чергу, отримує від рослини необхідні йому для живлення органічні речовини. Найскладніші взаємовідносини спостерігаються в тропічних угрупованнях. Тут різноманітність організмів значно вища, ніж у помірних областях. Як приклад, можна навести відносини між акаціями, що ростуть на рівнинах Мексики та Центральної Америки, і мурашками. Біля основи листків акації знаходиться пара випнутих шипиків довжиною близько 2 см. На черешках листків розміщені нектарники, а на кінчиках листків - дрібні живильні органи. Мурашки живуть всередині порожнистих шипиків, живлячись цукрами з нектарників та білками і жирами з живильних органів на кінчиках листків. Мурашки дуже ретельно оберігають акацію від інших тварин, що мають бажання поживитися її листям. Вони шалено нападають на тварин будь-якого розміру, які торкаються дерева. Якщо сусідні дерева торкаються гілками цієї акації, то мурашки обдирають з цих гілок кору і гілки всихають. Таким чином, мурашки не лише захищають рослину від поїдання, але й перешкоджають її затіненню, що дуже важливо в боротьбі за світло. Було встановлено, що, якщо видалити мурашок з дерева, акація уповільнює ріст, зазнає нападу інших тварин, затіняється сусідніми рослинами і незабаром гине.

Ще один приклад мутуалізму цікавий тим, що багато дерев у лісі часто зростаються своїми коренями. Це дозволяє передавати поживні речовини один одному найскладнішими і несподіваними шляхами. У результаті таких взаємовідносин життя одного виду залежить від іншого. Старі пеньки, наприклад, можуть невизначено довго жити, не маючи фотосинтезуючих органів, тому що вони зв`язані кореневою системою з іншими деревами, від яких отримують органічні речовини.

У рослинних угрупованнях постійно відбувається “боротьба за світло”, тому що єдиним джерелом енергії для них є сонячне світло. Це явище отримало назву конкуренції (від лат. concurrere - бігти разом). Конкуренція за світло є найсильнішою, порівняно з конкуренцією за воду та мінеральні речовини. У конкурентній боротьбі за світло у рослин в угрупованнях виробилися різноманітні пристосування. Це відмінності у висоті, розміщенні листків, формі крони. Особливо добре видно такі пристосування в угрупованні мішаного лісу, де рослини розміщені ярусами. У першому верхньому ярусі царюють крони високих дерев - дубів, берез, лип. У другому ярусі ростуть менш високі дерева - горобина, черемха, яблуні. У третьому - кущі та напівкущі, в четвертому - трави. П`ятий ярус представлений мохами. Кожний нижче розмішений ярус отримує все менше і менше світла, тому в нижньому ярусі ростуть найтіневитриваліші рослини.

Відмітимо ще одну біологічну особливість життя рослин в угрупованнях. Як правило, з двох видів, які певний час живуть у споріднених умовах, один обов`язково гине. Ця закономірність була доведена в експерименті і отримала назву принципу конкурентного виключення. Якщо дві або більше рослин використовують однакові поживні речовини, яких обмежена кількість, то ці рослини будуть меншого розміру, і кількість їх буде менша.

Для запобігання такій жорсткій конкуренції у рослин виробилися пристосування для отримання необхідних речовин різними способами. У цьому випадку говорять про різні місця існування організмів. Наприклад, прибережна рослинність наших водойм, яка видається одноманітною, не така вже одноманітна. При близькому вивченні стають помітними відмінності видового складу угруповання з віддаленням від берега. Так, наприклад, як відмічалося вище, можна виділити водні види - гідрофіти; напівводні види, що ростуть по дну найсиріших понижень, - осока, очерет, аїр, комиш та інші - гігрофіти. На більш сухих та підвищених місцях, схилах купин з`являються мохи. Ще вище і далі від берега ґрунт вкривають численні злаки, кущі та напівкущі - мезофіти. На ділянках з обмеженою кількістю води поселяються ксерофіти. Зміна вологості на різних ділянках даної території приводить до відповідної зміни рослинності. Але в цілому угруповання буде зберігати свій видовий склад відносно постійним.

Для рослин дуже важлива також боротьба за територію. У зв`язку з цим існує ціла низка пристосувань. Особливо ефективним при захваті території є вегетативне розмноження. Наприклад, кульбаба, що має потужну кореневу систему, міцно вкорінюється у ґрунті і дуже стійка до витоптування. Спориш утворює суцільний трав`яний покрив, крізь який не вдається пробитися практично ні одному проростку інших видів. Подібним чином захоплює територію і барвінок. В інших випадках швидке розмноження забезпечується високою насіннєвою продуктивністю без запліднення (апоміксис), як у тієї ж кульбаби або нечуйвітра.

Нерідко конкуруючі організми виробляють хімічні речовини, які пригнічують ріст та розвиток або особин свого ж виду, або інших видів. Наприклад, шавлії виділяють токсичні леткі речовини, що мають саме таку дію.

Особливі взаємовідносини складаються між рослинами та травоїдними тваринами. Різні пристосування, що частково захищають рослини від поїдання, усім відомі. Це колючки, шипи, шипики, жалкі волоски та інше. Але мало відома і тим цікава справжня “хімічна війна” між рослинами і тваринами, які ними живляться. Протягом довгого еволюційного шляху у рослин виникла ціла низка захисних хімічних речовин. Наприклад, горох виділяє пізантин, що захищає його від грибів-паразитів. Інші речовини, наприклад хромени, відлякують комах. Піретрини, що отримують з рослин роду хризантема, діють згубно на багатьох шкідників. Восковий наліт на пагонах та листках багатьох рослин робить їх важкодоступними для комах та грибів.

У випадку ураження грибами або бактеріями багато рослин виділяють жироподібні антибіотики, шо називаються фітоалексинами. Інші рослини замість фітоалексинів виділяють таніни та леткі речовини. Так, при поїданні листків дуба гусінню непарного шовкопряда, нові листки, що відростають, містять велику кількість танінів. Такі листки стають малоїстівними, і личинки шовкопряда гинуть. Подібний захист і у інших рослин. Коли зайці об`їдають кору берези, то нові пагони містять значно більше смол та отруйних речовин, ніж до пошкодження. У верби та вільхи було виявлено, що при нападі гусіні ці дерева утворюють певні леткі сполуки. Вони потрапляють, мабуть, через повітря від дерева до дерева, і неушкоджені рослини реагують таким же чином, як і ушкоджені. Але ця речовина, незважаючи на всі зусилля вчених, ще не отримана.

Здатність рослин виробляти токсичні речовини необхідно враховувати і в сільському господарстві. Багато культурних сортів порівняно з їх дикорослими предками не здатні виробляти токсичні речовини в необхідній для захисту кількості. Тому зараз приділяється особлива увага отриманню отруйних або відлякуючих для рослиноїдних тварин речовин рослинного походження.

Виявлено, що хімічні засоби захисту мають не лише наземні рослини, але й багато водоростей.

У цілому взаємовідносини рослин в угрупованні дуже складні і різноманітні. Деякі їх прояви ми починаємо розуміти лише зараз. Ті випадки, які тут описані, - швидше, початок досліджень, які віщують багато цікавих та значних відкриттів.

На відміну від рослин тварини звичайно менше залежать від наявності світла. Якщо автотрофні організми конкурують здебільшого саме за світло, то тварини весь час проводять у пошуку їжі. Їжа - це те основне, що забезпечує організм поживними речовина­ми. На довгому шляху еволюції виникало і вдосконалювалося безліч варіантів добування харчів. Тварини вимушені були вступати у певні взаємовідносини між собою. Такі взаємовідносини можна поділити на певні групи. Коротко згадаємо про них.

Взаємовідносини хижак-жертва найбільш показні і відомі мабуть кожному. Вислів "хижак" можна застосувати в різних значеннях. Звичайно хижаками називають тварин, які живляться іншими тваринами, і близькі за систематичним положенням. Наприклад, такі, які відносяться до одного класу або ряду (вовк та заєць, тріска та оселедці тощо). Тварин, що живляться молюсками, комахами або червами, як правило, не відносять до хижаків. Іноді, як відомо з курсу біології рослин, деякі комахоїдні рослини теж називають хижаками. При подальшому вивченні біології тварин можна буде спостерігати цікаві пристосування до лову здобичі у хижаків та пристосування у жертв, щоб вислиз­нути з пазурів хижака. Вам уже відомо, що така сумісна еволюція називається спряженою.

Досить різноманітне за формами явище симбіозу - взаємовигідного співіснування (мутуалізм), співіснування, вигідного для одного з партнерів або нейтрального співіснування. Можна навести багато прикладів таких форм взаємовідносин. Наприклад, рак-самітник та актинія. Рак використовує щупальця актинії для захисту, а актинія харчується залишками їжі рака. Це типовий приклад мутуалізму. Особливо поширені форми симбіозу між деякими морськими тваринами та одноклітинними водоростями. Наприклад, найбільший молюск тридакна, який досягає розміру 1,5 м і ваги 200-300 кг, надає притулок великій кількості одноклітинних водоростей, без яких не може існувати. У цьому випадку тварини постачають водоростям вуглекислий газ та азотисті сполуки (продукти метаболізму), а отримують від рослин кисень і частково органічні речовини. Часто можна спостерігати зграйки рибок, що ховаються поміж щупалець медуз, що є прикладом однобічного симбіозу.

Надзвичайно різноманітний паразитизм, коли організми використовують інших тварин як середовище існування та джерело їжі. Особливо він поширений серед одноклітинних тварин, а також серед безхребетних. При паразитизмі між тваринами вста­новлюються взаємовідносини паразит-хазяїн.

Коменсалізм, або нахлібництво, - харчування залишками їжі інших тварин - також по­ширене серед тварин. Наприклад, у мурашниках живуть декілька видів жуків, що живляться за рахунок запасів працелюбних мурашок. Також коменсалами можна вважати рибок-лоцманів, рибок-прилипал, що постійно супроводжують акул і харчуються залишками їх їжі.

Вільна конкуренція - взаємовідносини, що виникають між організмами одного або різних видів у однакових умовах середовища. Наприклад гризуни, саранові, копитні, що спожи­вають трави. Такі ж відносини складаються і серед хижаків - між хижими птахами та лисицями, які живляться гризунами.

Звичайно тварини не існують в природі самі по собі. Вони є складовою частиною екосистем. Яким чином вони там розташовуються? Яке місце займають у складних ланцюгах живлення? Що служитьє їм джерелом речовини та енергії?


2. Екосистеми


Екосистемою називають всю сукупність живих організмів, які мешкають на даній території і взаємодіють з характерними для неї абіотичними факторами. Для усіх без винятку екосистем характерні кругообіг речовин та потік енергії. Речовини, які необхідні для побудови живих організмів, безперервно здійснюють кругообіг, надходячи в живі організми і повертаючись в грунт після їх смерті. Крім того, екосистеми повинні безперервно постачатися енергією.

^ 2.1. Кругообіг речовин та потік енергії


Початковим джерелом енергії в екосистемах є сонячне світло. Ця енергія надходить через зелені рослини. У процесі фотосинтезу з вуглекислого газу та води утворюються складні органічні речовини. У них нагромаджена частина сонячної енергії у вигляді хімічних зв`язків. Як побічний продукт виділяється кисень. Для синтезу органічних речовин також необхідні мінеральні речовини, розчинені у воді. Тому фотосинтезуючі організми, що виробляють органічні речовини з неорганічних, називають продуцентами.

Органічні речовини, що утворилися в процесі фотосинтезу, використовуються самими рослинами або організмами, які поїдають їх. У процесі дихання відбувається вивільнення енергії, яка забезпечує життєдіяльність. Для цього більша частина організмів використовує кисень. У результаті дихання утворюється СО2 та Н2О, які є вихідними речовинами для фотосинтезу. Частина поживних речовин витрачається на побудову тканин самих організмів. Таким чином, речовина та енергія складають єдине ціле і переходять в екосистемі від одних організмів до інших. Але є одна суттєва відмінність. Речовина може безкінечно довго здійснювати кругообіг, включаючись у процесі фотосинтезу в органічні сполуки та повертаючись в грунт після смерті організмів. А більша частина енергії поступово губиться у вигляді тепла. Тому екосистема постійно потребує припливу енергії ззовні у вигляді органічних сполук, в яких “законсервоване” сонячне світло (рис. 2).



Рисунок 2- Потік енергії в екосистемі


Як розподіляються ролі всіх компонентів екосистеми? Може скластися враження, що рослини повністю незалежні від тварин, бактерій та грибів. Однак це не так. Якщо б на нашій планеті існували лише фотосинтезуючі організми, то невдовзі всі мінеральні речовини були б перетворені в органічні. Тоді б ріст та розвиток рослин припинився зовсім. Цього не відбувається тому, що існує ціла група організмів, які живляться відмерлими рослинними та тваринними організмами. Вони розкладають органічні речовини до мінеральних, видобуваючи необхідні для своєї життєдіяльності речовини та енергію. Мінеральні речовини знов надходять в рослини і, завдяки процесу фотосинтезу, включаються в органічні сполуки. Ця група організмів отримала назву редуцентів.

Якщо б екосистеми включали лише продуцентів та редуцентів, то вони могли б існувати необмежено довго. Але становище ускладнюється наявністю ще однієї великої групи організмів, які використовують в їжу велику кількість органічної речовини продуцентів. Це тваринні організми, або консументи. Розрізнюють рослиноїдних, м`ясоїдних (хижаки) та всеїдних тварин. Частина тварин та рослин перейшла до паразитичного способу життя і їх об`єднують в групу паразитів.


^ 2.2. Харчові ланцюги та сітки

Усі компоненти екосистеми перебувають у певному взаємозв`язку. Такий взаємозв`язок будується на харчових взаємостосунках. Таким чином, всі “ролі” розподіляються залежно від джерела їжі та її загальної кількості, що отримують організми. За джерелами їжі всі організми поділяють на автотрофів і гетеротрофів. Автотрофи - фотосинтезуючі організми, що використовують енергію сонця для створення власних органічних речовин. Гетеротрофи не можуть цього робити і тому живляться органічними речовинами, що виробляються автотрофами. Серед самих гетеротрофів їжа розподіляється нерівномірно. Найбільша кількість її припадає на рослиноїдні тварини, а ці служать їжею для хижаків, хижаки невеликих розмірів стають жертвою більш великих хижаків. Тварини, що загинули або не потрапили до пазурів хижаків, врешті решт стають “здобиччю” редуцентів - бактерій, грибів, червів, комах та інших. Таким чином, всі живі компоненти екосистеми шикуються в певну послідовність, утворюючи харчовий ланцюг. На схематичному рисунку 3 показані взаємозв`язки основних компонентів екосистеми через кругообіг речовин та потік енергії. В екосистемах добре розрізнюються різні рівні живлення (рослиноїдні, дрібні хижаки, більш великі хижаки, всеїдні тварини). Такі харчові рівні прийнято називати трофічними рівнями (від грец. trophe - живлення).

Перший трофічний рівень утворюють продуценти, другий - рослиноїдні тварини (первинні консументи), третій - хижаки (вторинні консументи) і так далі.

Збільшого харчові взаємозв`язки в екосистемах дуже складні і багатогранні. Прості харчові ланцюги розгалужуються, переплітаються і являють собою вже не ланцюг, а сітку, яка і отримала назву харчової сітки. Наприклад, в екосистемах тваринні організми завжди утворюють ланку, що йде за рослинами (рис.4).



Рисунок 3- Основні компоненти екосистеми. ^ Стрілками показані кругообіг речовин та потік енергії. Багато екосистем включає тварин. У всіх екосистемах відбувається втрата енергії у вигляді тепла.


Всі вони, як вже відомо, складають групу консументів. Зверніть увагу на те, що кількість біомаси (загальна суха маса всіх організмів у даній екосистемі) при переході з ланки на ланку зменшується. Найбільшу масу мають продуценти, тобто зелені рослини, що ростуть на цій території. Загальна маса рослиноїдних тварин (первинних консументів) значно зменшується. Ще менше за біомасою хижаків, яких називають вторинними консументами. Таким чином, кожна наступна ланка в екосистемі отримує все менше і менше речовини і відповідно енергії. Яка ж максимальна кількість таких ланок? Встановлено, що їх може бути не більше . З цього можна зробити висновок, що кожна ланка харчового ланцюга екосистеми задовольняється лише певною кількістю їжі.




Рисунок4.- Місце тварин в екосистемах. Вони складають групу консументів, але їх біомаса при переміщенні по ланках харчових ланцюгів постійно зменшується ...


На першому трофічному рівні розміщені рослини, які мають найбільшу біомасу. На другому - рослиноїдні тварини, на третьому - хижаки. Як правило, до третього трофічного рівня відносять і людей, що споживають м'ясо. Цей ланцюг може подовжуватися. Більш великі хижаки полюють на менших. Між найбільшими хижаками теж встановлюються харчові взаємовідносини. Вони теж дозволяють поласувати собі один одним (наприклад, гієни та леви).

Кількість тварин буде визначатися трофічним рівнем, що їм притаманий. Тут можливі два шляхи: або зберегти великі розміри, але тоді зменшується кількісь, або збільшити кількість, зменшивши розміри. Звичайно велика кількість дає більше шансів на виживання при зміні умов середовища. Якщо ж зберігаються великі розміри, то виживання організмів повинно забезпечуватися більш складним рівнем організації. Саме рівень організації зумовлює можливості надійного захисту організму від несподіванок долі. Але це вже тема наступного розділу.

На рис.5 добре видно складне переплетіння екологічних взаємозв`язків у листопадному лісі. Таке розмаїття пояснюється тим, що тварини можуть живитися організмами різних типів як в одному і тому ж самому ланцюгу, так і в різних ланцюгах. Вивчення харчових зв`язків в екосистемах дозволяє робити розрахунки кількості консументів, визначати загальну продуктивність екосистем.




Рисунок 5- Взаємовідносини між різними організмами в лісі (за Н.Гріном)

Скільки ж енергії отримують екосистеми нашої планети? Чи всі трофічні рівні однаково постачаються органічними речовинами? Із загальної кількості сонячної енергії, що падає на Землю, поглинається хлорофілом і перетворюється в органічні речовини всього від 1% до 5%. Частка, що залишилася (95- 99%), поглинається у вигляді тепла, відбивається у космічний простір або витрачається на випаровування води. Близько 20% утворених органічних речовин рослина витрачає на дихання. При поїданні рослин консументами речовина та енергія переходять з одного трофічного рівня на інший. Частина їжі не перетравлюється і викидається у вигляді неперетравлених решток. Частина, що засвоїлася, йде на дихання, розмноження, ріст та розвиток. Отже, тварини також витрачають частину речовини та енергії на дихання, травлення та інші процеси життєдіяльності. Таким чином, при переході на кожну наступну ланку харчового ланцюга частина енергії губиться. Так, при переході від рослин до тварин зберігається всього 10% речовини та енергії, від тварин до тварин - 20%. Організми, які знаходяться на більш високих трофічних рівнях, отримують кількість енергії, що весь час зменшується. Тому таких рівнів всього 4 - 5, а максимально - 6. Подальше нарощування кількості трофічних рівнів неможливе, тому що речовини та енергії, що залишається, не буде вистачати на підтримання життєдіяльності популяцій організмів. Вивчення енергетичних витрат у ланках харчових ланцюгів має важливе значення для задоволення потреб людини в їжі. Переглядаються традиційні методи вирощування культур, виводяться нові, більш продуктивні сорти, нові напрямки розвитку отримує тваринництво.


2.3. Кругообіг мінеральних речовин


Ви впевнилися, що енергія надходить в екосистеми завдяки фотосинтезу. Частина її розсіюється у вигляді тепла при забезпеченні життєдіяльності організмів. Тому необхідно, щоб енергія безперервно надходила до екосистеми. На відміну від цього вода та мінеральні речовини здійснюють безперервний кругообіг: з ґрунту або водойми в рослину, від неї до тваринних організмів і через редуцентів знов повертаються в ґрунт.

Кількість речовини, що переміщується в такому кругообігу, визначає загальну кількість організмів даної екосистеми. Наприклад, кімнатна рослина, що росте у квітковому вазоні, поступово витрачає мінеральні речовини з ґрунту вазона. Відмерла органіка практично відсутня, мінеральні речовини не встигають повертатися в ґрунт і ріст рослини призупиняється. Якщо внести в цей ґрунт добрива, то це викличе бурхливий ріст. Ці ж самі явища можна спостерігати і на городніх культурах, коли в збіднений ґрунт вносять добрива.

Встановлено, що живим організмам в найбільшій кількості потрібні шість елементів: вуглець, водень, кисень, азот, фосфор, сірка. Джерелом вуглецю служить вуглекислий газ повітря, який після “мандрівки” по трофічних рівнях врешті-решт повертається в повітря у первісному вигляді (рис.6).

Коли людина вирощує сільськогосподарські рослини, витрати мінеральних речовин набагато збільшуються. У цьому випадку людина вимушена штучно вносити мінеральні елементи в ґрунт. Частина їх знов вимивається водою і поповнює водні екосистеми. Таким чином, дбаючи про свої вигоди, ми збільшуємо кількість мінеральних речовин, що рухаються в екосистемах, тим самим порушуючи історично складену рівновагу. Наслідки таких порушень, як правило, негативні.

Азот і кисень також містяться в атмосфері. Але азот не може засвоюватися рослинами безпосередньо з повітря. Він повинен бути спочатку переведений у форму неорганічних сполук. Це роблять деякі бактерії, що мешкають в ґрунті (згадайте бульбочкові бактерії на коренях бобових). Отже, рослини видобувають азот або з ґрунту, або з розчинених у воді мінеральних речовин. Нарешті редуценти знову переводять азот в газоподібний стан і повертають його в атмосферу. Подібні кругообіги здійснюють фосфор та сірка.

Кругообіги можуть проходити досить швидко, як, наприклад, в степових екосистемах. Щорічне відмирання рослинної маси дає можливість редуцентам швидко відновлювати запаси мінеральних речовин для нових поколінь рослин. Але іноді енергія залишається зв`язаною у відмерлих тілах досить довго. Наприклад, залишки морських організмів, що опустилися на морське дно, утворили нафтоносні відклади. Наземні рослини в кам`яновугільному періоді Палеозою залишили поклади кам`яного вугілля. Болотні екосистеми беруть участь в утворенні торфу. Лише через мільйони років людина почала видобування цього викопного палива, яке містить “законсервовану” енергію сонячних променів, що впали на Землю в ті дуже далекі часи.




^ Рисунок 6- Схема кругообігу вуглецю. Вуглець проходить через декілька екосистем. Пунктирними стрілками показані процеси, в яких перетворення вуглецю проходить повільніше, а суцільними - швидше


^ 3. Екологічні піраміди


В екології досить часто для вивчення взаємовідносин організмів використовують не схеми харчових ланцюгів, а екологічні піраміди. У вигляді графічних побудов вони наочно показують відносини між організмами на різних трофічних рівнях. Розрізнюють піраміди чисельності, біомаси та енергії.

Піраміди чисельності віддзеркалюють співвідношення чисельності організмів в екосистемі. Для цього підраховують число різних організмів на даній території, групуючи їх по трофічних рівнях. Підрахунки показують, що чисельність, наприклад, тварин прогресивно зменшується при переході з другого на третій рівень і на наступні. Графічно це виглядає як прямокутники , площа яких пропорційна кількості організмів, що мешкають на даній території, акваторії тощо. На рис. 7 показано кілька типів пірамід чисельності.




^ Рисунок7- Піраміди чисельності. Піраміда А показує, що рослинних організмів значно більше ніж тваринних, оскільки рослини невеликих розмірів. Піраміда Б навпаки, показує, що чисельність рослин значно менша, але це великі дерева. На піраміді В добре видно, що чисельність первинних і вторинних консументів висока порівняно з продуцентами. Можна зробити висновок, що вони дрібних розмірів.

Хижаків, які знаходяться на верхівці піраміди, називають кінцевими хижаками. Із структури піраміди можна визначити, що саме ця ланка екосистеми отримує найменше речовини та енергії і є найбільш вразливою при дії будь-яких обмежуючих факторів.

Недоліком пірамід чисельності є те, що різні розміри організмів дають досить викривлену картину. Також чисельність окремих видів настільки сильно змінюється, що важко побудувати відповідну піраміду із врахуванням масштабності.

Більш інформативними є піраміди біомаси, де враховується сумарна маса організмів, тобто біомаса. Ще більш надійними є піраміди енергії. Вони віддзеркалюють швидкість утворення біомаси, дозволяють порівнювати стан популяцій всередині екосистеми, враховувати загальну кількість сонячної енергії, що надходить до екосистеми.


4. Сукцесії


Будь-які структурні особливості екосистем є результатом їх розвитку. Окре­мим випадком еволюції екосистем є сукцесії. Сукцесія - це послідовна зміна біогеоценозів (екосистем) на одній і тій самій території під впливом природних факторів або діяльності людини. Початковою точкою такого розвитку при розгляді сукцесій зручно вважати такі ділянки, які повністю не зайняті будь-якими живими організмами. Це, наприклад, поля лави, оголення ґрунту після зсуву, свіжі річкові наноси. Угруповання живих організмів, які першими опиняються в таких місцях, називають піонерними. У міру розвитку будь-якого піонерного угруповання воно рано чи пізно досягає стійкої рівноваги, коли угруповання не може замінюватися іншим угрупованням. Такі угруповання називаються клімаксними.

Повний набір угруповань живих організмів у часовій послідовності їх замін від піонерного до клімаксного складає сукцесійний ряд.

Аналізуючи екосистеми, розрізняють сукцесію екосистеми в цілому та окремо сукцесії рослинності, тваринного та мікробного населення. У типовому випадку узагальнена схе­ма сукцесії полягає в послідовній зміні нижчих рослин і тварин більш організованими, а в рослин - ще й багаторічними формами. Розрізняють первинні сукцесії, коли заселяється початково позбавлений життя субстрат, та вторинні сукцесії, коли формування екосистеми проходить на базі такого угруповання, що раніше існувало, але згодом було зруйнованим. Вторинні сукцесії беруть початок на місцях згарищ, вирубок, занепалого сільськогосподарського землекористування і т.п.

Концепція сукцесій була сформульована у 1916 році Ф.Є.Клементсом. На його думку, всі основні сукцесії обов'язково завершуються одним клімаксним угрупованням, яке відповідає даному клімату. Такий підхід отримав назву моноклімаксу. Пізніше було показано, що й в умовах одного типу клімату, залежно від характеру ґрунту, гідрологічного режиму і т.п. формується цілий набір різних, але стійких угруповань. Це явище отримало назву поліклімаксу. У 1942 році Р.І.Ліндеман висловив припущення, що максимальна біопродукція екосистем проявляється у фазі їхнього клімаксу. Але подальші дослідження показали, що це далеко не так. Максимальна швидкість біопродукції частіше відповідає угрупованням, яким властива сукцесія. Інша справа, що, наближаючись до фази клімаксу, все більше накопичується біомаса. Це відбувається тому, що клімаксні біоценози формуються за рахунок великих рослин, а життя серед них більш різноманітне.

Клімакс як екологічне явище характеризується особливим типом розподілу біогенних хімічних елементів. Вони концентруються в біомасі, тоді як абіогенне сере­довище збіднюється на них. Клімаксні угруповання відрізняються й тим, що в них більше детриту, а фітофаги відступають на другу позицію порівняно з детритофагами.

Встановлення сукцесійного віку екосистем та біоценозів є непростою справою. Вона успішно вирішується спеціалістами. У будь-якій місцевості екосистеми сукцесійно різновікові. Залежно від історії їх формування та тривалості існування одні біоценози є піонерними, інші - сукцесійними, ще інші - клімаксними.

Аналіз біоценозів показує, що це повною мірою стосується й України. Найбільш прості сукцесійні ряди властиві прісноводним болотним екосистемам. Яскравою ілюстрацією таких сукцесійних рядів є ділянки Причорноморських плавнів.

На початку XX століття в пониззях рік Дунаю та Дністра переважали угруповання рдесту пронизанолистого та канадської елодеї. З кінця 50-х ХХ ст. перевагу отримали прикріплені форми: спіральна валіснерія та різуха морська, які віддають перевагу засоленим водам. У сучасний період тут переважають форми, що типові для евтрофованих водойм, які засолоняються, і стік їх зменшується.


^ 5. Вплив людини на біосферу (антропогенний фактор)


Наслідки впливу господарської діяльності людини на природні комплекси - екосистеми - спричиняють глобальний вплив (рис.8).

На даній схемі показані основні шляхи впливу господарської діяльності людини на біосферу. Можна сказати, що прогноз щодо майбутнього стану екосистеми нашої планети виключно негативний. У наш час перед людством постали екологічні проблеми, що вимагають термінових заходів. До них належать: парниковий ефект, що викликає загальне потепління клімату та спричиняє підняття рівня Світового океану; кислотні опади; руйнування озонового шару.



Рисунок 8- Шляхи впливу людського суспільства на навколишнє середовище


^ Потепління клімату. Зміни клімату протягом тривалих історичних періодів вивчають методом глибинного зондування вічних льодовиків. Таке зондування в Антарктиді проводилося до глибини 2 км, що охоплює останні 160 тисяч років. Показано, що протягом історії земної кулі клімат суттєво змінювався, але до початку розвитку людської цивілізації такі зміни проходили поступово. Тільки у другій половині XX століття з'явилося нове явище - швидка зміна клімату під впливом антропогенної діяльності.

Антропогенні зміни клімату Землі відбуваються під впливом великої кількості чинників. Вони спричиняються, головним чином, тепличним ефектом, якому на 46% сприяє виробництво енергії внаслідок спалювання викопного палива з викидами в атмосферу вуглекислого газу, на 24% забрудненням атмосфери іншими хімічними речовинами, зокрема метаном, на 18% вирубкою лісів та ерозією ґрунту, що однаково призводить до зниження біологічного зв'язування вуглекислого газу, на 9% інтенсифікацією сільського господарства, з якою пов'язане надходження до атмосфери підвищеної кількості оксидів азоту та на 3% спалюванням сміття. Вуглекислий газ, як і інші тепличні гази, має здатність утримувати теплове випромінювання біля поверхні планети і цим викликати підвищення температури.






^ Рисунок 9 - Тепличний ефект. Інфрачервоні промені, що відбиваються від поверхні Землі, поглинаються СО2 та іншими тепличними газами. Чим вища їх концентрація, тим вища температура та відчутніший тепличний ефект


Загальний вміст тепличних газів у сучасній атмосфері становить (у частинах на 1 мільйон) вуглекислого газу - 355, метану - 1,75, оксидів азоту - 0,31, хлорфторвуглеводнів - 0,001. Річне зростання концентрації цих газів у повітрі (у відсотках) становить: вуглекислого газу - 0,5, метану - 0,7, оксидів азоту - 1,0, хлорфторвуглеводнів - 0,3. Зокрема, завдяки природним процесам до атмосфери надходило та продовжує надходити приблизно 70 * 1010 тонн СО2. Антропогенне спалювання палива додало до цього ще 1,5*1010 тонн. У 1987 році в атмосферу планети надійшло 5,5 млрд тонн вуглекислого газу, що становило 1 тонну на 1 людину за 1 рік. Розвинені країни продукували у цьому році 3,2 тонни СО2 на 1 людину, а країни, що розвивалися, - 0,4 тонни. З 1950 р. до 1990 р. викиди вуглекислого газу зросли на 30%. Одна лише вирубка лісів дає збільшення вуглекислого газу на 20%.

Такі кількісні оцінки навіть на підставі найбільш деталізованих моделей не беззаперечні. Річ у тому, що перші підрахунки, які виконувалися за стандартною методикою, кількості вуглекислого газу в атмосфері були розпочаті лише в 1958 році на станції Мауна Лоа на Гавайських островах (цей район був обраний спеціально тому, що знаходиться на максимальному віддаленні від промислових центрів та дозволяє реєструвати глобальну, а не вузько локальну зміну концентрації вуглекислого газу в атмосфері). Але й ці, хоча короткотривалі дані, доводять, що швидке потепління клімату планети - це реальний процес.

Шведський вчений С.Арреніус ще у 1896 році висловив думку, що викиди в атмосферу антропогенного вуглекислого газу призведуть до потепління клімату, оскільки океан не може поглинути весь антропогенний вуглекислий газ. Висновки сучасних спеціалістів збігаються у тому, що антропогенні забруднення атмосфери тепличними газами дійсно призводять до потепління клімату, хоча вчені по-різному оцінюють розміри цього потепління. Збільшення середньої річної температури Землі останніми десятиліттями визначається у межах від 6°С до 2 - 2,5°С. Вважається, що в середньому у другій половині XX століття температура збільшувалася за кожні 10 років на 0,3°С. За даними спеціалістів ООН, до 2100 року температура Землі зросте на 3°С.

Власне, саме потепління клімату може викликати зміну режиму погоди на території великих регіонів планети і, в першу чергу, вплинути на сільськогосподарське виробництво. Це буде вимагати зміни агротехніки, районування культурних рослин та тварин і взагалі реорганізації бази сільського господарства. Японський вчений Д.Утідзіма (1991) вважає, що вже тільки це підвищить вартість сільськогосподарської продукції на 10-20%.

Але, мабуть, більш небезпечне інше - під впливом потепління почнеться танення льоду Антарктики, Арктики та високогір'я. Зростання стоку призведе до підняття рівня Світового океану. У 1987 році прем'єр-міністр Норвегії Г.Х.Брундгланд зробив доповідь, в якій було висловлене серйозне занепокоєння щодо наслідків підняття рівня Світового океану. У доповіді, зокрема, говорилося: «... будуть затоплені низькорозміщені міста та сільськогосподарські райони, і більшість країн повинні враховувати, що їхні економічні, соціальні та політичні структури можуть бути серйозно порушені».

За останні 100 років, за даними точних спостережень за рівнем Світового океану, зареєстровано його підняття на 0,15 м, а швидкість підняття становить 1,2 мм на рік. Є небезпека, що до 2100 року рівень Світового океану підніметься якнайменше на 65 см, а за максимальними оцінками - навіть на 3,45 м.

Потепління клімату загрожує і серйозними змінами всього живого населення планети. В умовах потепління клімату почався перерозподіл опадів. За останні 100 років у Північній півкулі їх кількість зросла на 6 - 8 мм за 1 рік, відбувся зсув сезону опадів: їх максимум з квітня - червня почав чітко переміщуватися на вересень - листопад, що несприятливо відбивається на сільськогосподарському виробництві.

У світового потепління клімату є ще й інший небезпечний аспект. Воно може викли­кати прискорення метаболізму, в першу чергу, у мікроорганізмів, підвищить темпи їхньої біологічної еволюції і призведе до виникнення нових епідемій серед людей і тварин, боротися з якими буде непросто.

За підрахунками спеціалістів ООН, економічні збитки від майбутнього потепління клімату можуть бути оцінені в 1013 доларів. Людство не має таких ресурсів. Запобігти швидкому потеплінню клімату можна, перш за все, скороченням викидів в атмосферу планети тепличних газів. У 1988 році була прийнята Резолюція 43/53 ООН «Охорона глобального клімату для сучасності та майбутніх поколінь людства», яка орієнтує усі держави світу на розроблення та впровадження конкретних заходів у цій сфері.

^ Кислотні опади. Кислотними називають будь-які види опадів - дощ, сніг, туман, тоді, коли їх рН нижча від 7,0, тобто вони мають кислу реакцію. Реєстрація динаміки кислотності атмосферної води проводиться досить точно за кислотністю льоду в Антарктиді, Гренландії та Альпах. Вона показує, що ще 180 років тому рН дощової води була на рівні 7,0, тобто нейтральною. Кислотні дощі вперше зареєстровані у 1972 році в англійському місті Манчестері. Основною причиною випадання кислотних дощів було надходження до атмосфери окислів азоту та сірки.



^ Рисинук 10- Кислотні опади. Оксиди сірки та азоту реагують з водяною парою з утворенням кислот, які повертаються на землю, роблячи опади ненормально кислими. Іх вплив на екосистеми різноманітний



Кислотні опади в наш час випадають всюди. Високою кислотністю характеризуються опади в Західній Європі, у 1990 році вона коливалася у межах від 3,8 до 6,8, що було на 0,2 нижче, ніж у 1989 році. Стали типовими кислотні опади і для України. У Черкаській області опади закислені азотною кислотою, у Сумській - сірчаною. На Закарпатті рН талої снігової води становила 5,7 - 6,6, а на високогір'ї навіть 4,2 - 4,6, рН дощових опадів дорівнювала 5,7 - 6,8. Вони відрізнялися високою концентрацією нітратів (10 - 20 мг/л). Частота випадання кислотних дощів швидко зростає.

Україна сильно забруднена за рахунок трансграничного перенесення шкідливих ре­човин із країн Західної Європи. Кислотні дощі надходять в Україну з масами атлантичного вологого повітря. Немає жодної сусідньої з Україною країни на заході, з боку якої перенесення забруднюючих речовин мало б нульовий чи від'ємний баланс.

Під впливом кислотних дощів йде швидке закислення води в річках, озерах, ставках та інших континентальних водоймах. Вода у таких водоймах з бікарбонатної стає сульфатною, в ній зростає кількість алюмінію та марганцю. У таких водоймах підвищена рухомість ртуті, міді та цинку. У водоймах із закисленою водою видове розмаїття знижується, найшвидше вимирають молюски, раки, земноводні, поширюються 1 - 2 види організмів (часто це водорість мужоція).

Від кислотних опадів у першу чергу страждають закриті водойми - озера та ставки. Під впливом кислотних дощів зростає кислотність ґрунтів. У багатьох регіонах вона досягає рН 4,1 - 4,5. В Україні за останні 30 років площа кислих ґрунтів зросла на 30%. У таких ґрунтах підвищується міграція свинцю, цинку, нікелю та міді. Це завдає збитків сільському господарству та природній рослинності. Кислі ґрунти вимагають вапнування, що збільшує вартість продукції.

Найбільш чутливі до кислотних опадів ялинкові та смерекові ліси в Європі почали всихати. Вважається, що в цьому районі від кислотних опадів до 1992 року постраждало 31 млн га лісу. У першу чергу починають всихати шпилькові деревостої віком близько 60 років. У Німеччині тільки з 1982 до 1984 року кількість уражених кислотними опадами шпилькових лісів (лісових масивів) зросла з 8 до 50%, а до 1990 року- до 75%.У 1990 році в лісах Франції було 28% дерев, що загинули, в Іспанії масовим стало опадання листя у лісових рослин. Йде зміна видового складу нижніх ярусів лісу, посилюється переважання нітрофільних видів, розростається щучник, з травостою зникають чорниця та вереск. Трансформується уся екосистема.

Кислотні дощі згубно впливають на культурні та архітектурні пам'ятники. Під їх впливом швидко став руйнуватися мармур, активно прогресує корозія металів.



^ Рисунок 11- Руйнування озонового екрана. Озон утворюється у стратосфері під дією УФ-променів. Між киснем та озоном встановлюється та підтримується рівновага. Забруднювачі типу хлорфторвуглеців (фреони) каталізують розпад озону і зміщують рівновагу на користь кисню, руйнуючи озоновий екран планети


^ Руйнування озонового екрана атмосфери. Озоновий шар знаходиться в атмосфері на висоті 12 - 23 км та захищає поверхню планети від жорсткої ультрафіолетової радіації з довжиною хвилі 320-400 нм. Процес руйнування озону в атмосфері ініціюється різного роду речовинами. Як вперше показали вчені США М.Моліна та Ш.Роуленд, це хлор- та бромпохідні, які називаються фреоном, а також тетрахлорид вуглецю, метилхлороформ та інші речовини. Але основний внесок роблять фреони, які широко застосовуються у холодильних установках різних типів, в аерозольних балончиках та мийних засобах. Світове виробництво фреонів на початку 90-х ХХ ст. років перевищило 1 млн 360 тисяч тонн за рік (71% фреонів виробляють США та розвинені країни Західної Європи).

У руйнування озону стратосфери певний внесок робить космічна та ракетна техніка завдяки викидам продуктів згоряння їхнього палива. Найбільш шкідливі ракети, що працюють на твердому паливі. За ступенем шкідливості різні типи ракет розподіляються таким чином. На першому місці за шкідливістю перебувають американські ракети типу «Дельта» та «Титан II». На другому місці французькі - типу «Аріан V». На третьому - радянські «Вертикаль» та «Протон». Забруднюють високі шари атмосфери окислами азоту і сучасні надзвукові літаки.

Дослідження озонового шару у верхніх шарах атмосфери почалися з 1930 року. Згодом вони були розширені, і для ведення спостережень була створена спеціальна мережа станцій («мережа Добсона»). Виміри кількості стратосферного озону в період з 1980 до 1991 року з канадського супутника «Німбус 7» показали, що швидкість руйнування озону становить 0,224% за 1 рік. За оцінками НАСА (США), в період з 1978 до 1990 року кількість озону в озоновому екрані скоротилася на 45%.

Зменшення товщі озонового екрана та розриви у ньому призводять до зростання ультрафіолетового випромінювання, що досягає поверхні Землі. Відповідно до супутникових даних за останні 10 років ультрафіолетове випромінювання зросло на 10%, а в Антарктиді, де стійко зберігається «озонова дірка»,- на 40%.

За даними «Грінпіс», зменшення товщі озонового шару на кожні 10% призводить до збільшення кылькосты випадків захворювання раком шкіри на 300 тисяч. Стає більш частішим захворювання катарактою очей. Показано, що підвищене ультрафіолетове опромінення знижує імунітет, стають більш тяжкими та частими інфекційні захворювання людини та сільськогосподарських тварин.

В Україні здійснюється пильний контроль стану озонового екрана над її територією. Працюють 6 спеціальних станцій (у містах Києві, Одесі, Борисполі, Богуславі, Львові та Феодосії), що контролюють надходження ультрафіолетової радіації. Вони показали, що з 1980 року озоновий екран над Україною стає менш потужним. З урахуванням цього Україна приєдналася до Конвенції 1985 року з охорони озонового екрана та скорочення викидів і виробництва фреонів й інших речовин, що руйнують озон.

^ Мутагенне забруднення. Будь-які шкідливі речовини, які нагромаджуються в біосфері, спричиняють підвищену кількість мутацій у спадковому апараті живих організмів. Внаслідок цього в популяціях збільшується кількість організмів з різними відхиленнями. Особливо небезпечні мутації для людини, оскільки тут природний добір знівельований соціальними умовами. Небезпечними мутагенами є іони важких металів (Pb, Hg тощо), випромінювання, органічні речовини (канцерогенні речовини).

Список літератури

  1. Білявський Г.О. та ін. Основи загальної екології. - К., 1995.

  2. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3 т. :пер. с англ. /под ред. Р.Сопера. - М.: Мир, 1990.- Т.3, глава 12.

  3. Загальна біологія: підруч. для учнів 10-11-х кл. серед. загальноосвіт. шк. /М.С.Кучеренко, Ю.Г.Вервес, П.Г.Білан та ін. - К.: Генеза, 1998. - 464 с.

  4. Злобін Ю.А. Основи екології.- К.: Видавництво “Лібра”, ТОВ, 1998.- 248 с.

  5. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: в 2 т.: пер. с англ. – М.: Мир, 1993. - 424 с.


Питання до тестових іспитів (заочна форма навчання)


Пропоновані питання є складовою частиною заліку з екології. Перевірка з цих питань буде проводитися у тестовій формі, тобто на кожне питання буде запропоновано при складанні заліку варіанти відповідей, з яких необхідно буде вибрати правільні. Тести з курсу екології поділені на три рівні складності . Тести першого рівня охоплюють інформацію на рівні пам’яті, тобто які поняття, визначення, терміни, закономірності пам’ятає студент. Тести другого рівня дещо ускладнені і передбачають володіння додатковою інформацією. Завдання третього рівня виявляють вміння володіти одержаними знаннями.

Приступаючи до виконання тестових завданьна заліку, необхідно мати на увазі, що правильних відповідей може бути не одна а дві, три і більше, тому необхідно більш ретельно добирати правильні відповіді.

Оцінювання виконаних завдань відбувається за бальною шкалою, де за питання першого рівня виставляється «1» бал, другого рівня- «2» бали і третього – «3» бали. Сума балів становить відповідно 135 балів.

^ Для отримання заліку необхідно набрати мінімальну кількість балів, яка становить 60% від загальної суми, тобто 81 бал.


Питання першого рівня

1. Що таке популяція?

2. Екологія - це наука, що вивчає:

3. Які фактори природного середовища називають абіотичними?

4. Які фактори природного середовища називають біотичними?

5. Які фактори природного середовища називають антропогенними?

6. Пристосування до денного і нічного способу життя виникли у тварин у зв'язку зі зміною: ….

7. У яких організмів підвищення температури навколишнього середовища прискорює фізіологічні процеси?

8. Пристосування до змін вологості, які спостерігаються у тварин пустель:

9. Який фактор є головним у регуляції сезонних циклів?

10. Линяння птахів та їх перельоти до теплих країв пов'язані з: …

11. Фотоперіодизм - це реакція організмів на зміну: …

12. Які тварини степові і пустель впадають у сплячку? (Приклади)

13. Що є вихідним енергетичним джерелом життя на Землі?

14. У чому виявляються пристосування до перенесення зимових умов у тварин?

15. У чому виявляються пристосування до перенесення зимових умов у рослин?

16. Які засоби підвищення урожайності рослин пов'язані з явищем фотоперіодизму?

17. Організми, які не здатні підтримувати сталу температуру тіла: (Приклади)

18. Що таке забруднення навколишнього середовища?

19. До яких екологічних факторів можна віднести явище коменсалізму?

20. Рослини в екосистемах належать до: …

21. Назвіть головні ґрунтоутворюючі фактори.

22. Що таке сукцесія?


Питання другого рівня

23. Дайте визначення обмежуючому фактору:

24. Гетеротрофні організми - це організми, які ….

25. Автотрофні організми - це організми, які …

26. Які території називають заповідниками?

27. Які території називають національними парками?

28. Які території називають заказниками?

29. Сукупність промислових методів, в яких використовують живі організми і біологічні процеси з метою вироблення різних речовин, - це: ….

30. Розкрийте поняття "екологічна ніша":

31. Що таке детритні ланцюги живлення?

32. Що таке піраміда біомаси?

33. Що таке вторинні сукцесії?

34. Які фактори викликають найбільш швидкі зміни в екосистемах?

35. Екологічну сукупність водоростей, які плавають у товщі води називають ...

36. Екологічну сукупність тварин, які пасивно плавають у товщі води, називають …

37. Екологічну сукупність тварин, які активно плавають у товщі води, називають …

38. Екологічну сукупність організмів, що існують на дні водоймищ, називають…

39. Який основний критерій, за яким особин відносять до однієї популяції?

40. Популяція - це: …

41. Який екологічний чинник обмежує розповсюдження сучасних плазунів?

42. Які водорості є компонентами "цвітіння водойм"?

43. Чи можна стверджувати. що місцем існування більше ніж половини всіх існуючих наземних видів рослин є вологі тропічні ліси?

44. Що таке агроценоз?


Питання третього рівня

45. Які основні причини втрати біологічної різноманітності?

46. Якими хворобами загрожує неякісна питна вода?

47. Які засоби захисту від шкідливих комах мають окремі види родини Пасльонові?

48. У якому році була створена Міжнародна спілка охорони природи (МСОП)?

49. Чи може бути біомаса консументів озерної або морської екосистеми більшою від біомаси продуцентів?

50. З якою метою в деяких країнах офіційно встановлений мінімальний розмір вічок для сіток, якими можна користуватися у промисловому рибальстві?

51. Головні ґрунтоутворюючі чинники - це: …

52. Чому нерідко за допомогою отрутохімікатів не можна винищити комах-шкідників?

53. Наслідки евтрофікації водосховищ - це: …

54. Який розділ екології вивчає екологію окремих видів?

55. Поясніть, чому деякі зерноїдні птахи (горобці, щиглі) вигодовують пташенят комахами, а не зерном?

56. Що собою являють едафічні фактори?

57. Як називають стан організму, коли життєві процеси тимчасово припиняються або так уповільнюються, що зникають видимі ознаки життя?

58. Види, роди, родини й інші таксони тварин чи рослин, розповсюдження яких обмежене певною територією, називають: ..

59. Систему тривалих спостережень за зміною екосистем і біосфери називають: ..

60. Які екологічні наслідки глобального характеру існують в наш час?

61. У яких популяціях буде мати місце велика частка старих особин?

62. Які фактори відносять до екологічних?

65. Яким терміном можна назвати такий факт, що один з видів цвільових грибів росте тільки у спеціалізованих порожнинах гнізд деяких мурашок?

66. Чому іммігрантам, як правило, не вдається колонізувати острів, якщо їх потенціальна ніша вже зайнята ендеміками?

67. Яким терміном можна назвати такий факт, що деякі рослини можуть бути запиленими тільки колібрі?






Схожі:

2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” iconМетодичні вказівки до самостійної роботи 3 дисципліни „основи екології”
Методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни „Основи екології” (для студентів 1 курсу денної форми навчання за напрямом...
2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” iconС. П. Основи сільськогосподарської екології. Методичні рекомендації
Рідей Н. М., Наумовська О.І., Бережняк Є. М., Паламарчук С. П. Основи сільськогосподарської екології. Методичні рекомендації для...
2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” iconС. П. Основи сільськогосподарської екології. Методичні рекомендації
Рідей Н. М., Наумовська О.І., Бережняк Є. М., Паламарчук С. П. Основи сільськогосподарської екології. Методичні рекомендації для...
2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” iconМетодичні вказівки до проведення практичних робіт з дисципліни „ Стандартизація та сертифікація в екології для студентів спеціальності 070801
Методичні вказівки до проведення практичных робіт з дисципліни „ Стандартизація та сертифікація в екології ”/укладач Л. А. Гладка....
2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” icon1. Основи екології
Програма базується на знаннях, здобутими учнями середніх шкіл на курсах загальної біології та зоології з основами екології
2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” iconМетодичні вказівки для самостійної роботи студентів при підготовці до практичних занять
Методичні вказівки до практичних занять модуля №1 “Основи загальної біофізики” з дисципліни “Біологічна фізика” ухвалено на засіданні...
2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” icon«Оcнови екології» для студентів зі спеціальностей 0501 «Економіка І підприємництво»
Методичні вказівки для проведення практичних занять з навчальної дисципліни «Основи екології» для спеціальностей 0501 «Економіка...
2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” iconВ. О. Хесін, Д. В. Бабкіна, Р. В. Амельченко методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни «теоретичні та методичні основи архітектурного проектування»
Методичні вказівки до самостійної роботи з навчальної дисципліни «Теоретичні та методичні основи архітектурного проектування. Модуль...
2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” iconВ. О. Хесін, Р. В. Амельченко, Д. В. Бабкіна методичні вказівки до практичної роботи з дисципліни «теоретичні та методичні основи архітектурного проектування»
Методичні вказівки до практичної роботи з навчальної дисципліни «Теоретичні та методичні основи архітектурного проектування. Модуль...
2682 Методичні вказівки з дисципліни „ Основи загальної екології” iconМіністерство охорони здоров'я україни міністерство освіти І науки україни
Навчальний посібник містить тексти лекцій з основ біології. Висвітлені основні питання загальної біології, загальні закономірності...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи