Экология

 

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации 

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Пермская  государственная сельско-хозяйственная академия

имени академика  Д.Н. Пряничникова 
 

Кафедра экологии 
 

Контрольная работа

по дисциплине: экология 
 

                                                            Выполнил: студентка факультета 

                                                            заочного обучения 

                                                            по специальности

                                                            «Финансы и кредит»

                                                            Шмакова Елена Витальевна

                                                            шифр  Фкр-10-4748

                                                            Проверил ассистент 

                                                            кафедры экологии Лихачев С.В. 
 
 
 

Пермь 2009-2010 
 

Содержание

1. Вопрос №18. Назовите важнейшие процессы протекающие у растений и животных с участием света…………………………………………….3
2. Вопрос № 26. Вода. Адаптация организмов к водному режиму наземно- воздушной среды. Значение фактора для живых организмов………….7
3. Вопрос № 69. Возрастная структура популяции растений. Определение нормальной полночленной популяции………………………………….13
4. Вопрос №95. Роль продуцентов В ЭС. Факторы лимитирующие первичную продукцию…………………………………………….…......17
5. Вопрос №120. Назовите содержание кислорода в атмосферном воздухе. Источники поступления кислорода в атмосферу…………………………………………………………………20
6. Список использованной литературы…………………………………….24

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вопрос  №18. Назовите важнейшие  процессы, протекающие у растений и животных с участием света. 

      Свет, с одной стороны, служит для организмов первичным источником энергии, без  которого невозможна жизнь. С другой стороны, прямое воздействие света  на клетку смертельно для организмов. Эволюция биосферы в целом была направлены на «укрощение» поступающего солнечного излучения, использование его полезных составляющих и защиту от вредных. Следовательно, свет – это не только жизненно важный, но и лимитирующий фактор, как на минимальном, так и максимальном уровнях.

      Солнечный свет представляет собой электромагнитное излучение с различными длинами  волн от 0,05 до 3000 нм (1 нм = 1×10-9 м) и более. Этот поток можно разделить на несколько областей, различающихся  физическими свойствами и экологическим  значением для различных групп  организмов. Границы этих областей приближенно можно представить  следующим образом:

      • <150 нм - зона ионизирующей радиации,

      • 150 - 400 (390) нм - ультрафиолетовая (УФ) радиация,

      • 400 (390) - 800 (760) нм - видимый свет (границы диапазона различаются для разных организмов),

      • 800 (760) - 1000 нм - инфракрасная (ИК) радиация,

      • >1000 нм - зона т.н. дальней ИК - радиации - мощного фактора теплового режима среды.

      Жесткий ультрафиолет с длиной волны менее 290 нм губительный для живых клеток, до поверхности Земли не доходит, так как отражается озоновым экраном. Мягкий ультрафиолет с длиной волны  от 290 до 390 нм несет много энергии  и вызывает образование витамина D в коже человека, он же воспринимается органами зрения многих насекомых; эти  лучи в умеренных дозах стимулируют  рост и размножение клеток, повышают содержание витаминов, увеличивают  устойчивость к болезням. Видимый  свет с длиной волны от 390 до 760 нм используется для фотосинтеза фототрофными организмами (растениями, фотосинтезирующими бактериями, сине-зелеными) и животными для ориентации. Инфракрасная часть солнечного спектра (тепловые лучи) с длиной волны более 750 нм вызывает нагревание предметов, особенно важна эта часть спектра для животных с непостоянной температурой тела - пойкилотермных.

      На  биосферу из космоса падает солнечный  свет с энергией 2 кал. на 1см2 в 1 мин. Эта так называемая солнечная постоянная. Этот свет, проходя через атмосферу, ослабляется и до поверхности Земли в ясный полдень может дойти не более 67% его энергии. Проходя через облачный покров, воду и растительность, солнечный свет еще больше ослабляется, и в нем значительно изменяется распределение энергии по разным участкам спектра.

      Лучистая  энергия, достигающая земной поверхности  в ясный день, состоит примерно на 10% из ультрафиолетового излучения, на 45%— из видимого света, на 45% —  из инфракрасного излучения. Меньше всего при прохождении через  облака и воду ослабляется видимый  свет. Следовательно, фотосинтез может  идти и в пасмурные день, и под  слоем чистой воды некоторой толщины. Свет необходим всем живым организмам. Но, некоторые организмы могут  развиваться в полной темноте. Например, многие грибы и бактерии.

      Особое  значение в жизни всех организмов имеет видимый свет. С участием света у растений и животных протекают  важнейшие процессы: фотосинтез, транспирация, фотопериодизм, движение, зрение и т.д. На свету происходит образование  хлорофилла и осуществляется процесс  фотосинтеза, т.е. синтез органических веществ из неорганических. Фотосинтезирующая деятельность зеленых растений обеспечивает планету органическим веществом. Все организмы зависят в питании от земных фотосинтезирующих растений. Растения для фотосинтеза используют, в основном, синие и красные лучи. По отношению к свету их принято делить на светолюбивые (растения степей), теневыносливые (большинство лесообразующих пород) и теневые (мхи, папоротники).

      Движение  Земли вокруг Солнца вызывает закономерные изменения длины дня и ночи по сезонам года. Сезонная ритмичность  в жизнедеятельности организмов определяется, в первую очередь, сокращением  световой части суток осенью и  увеличением весной. Продолжительность  светового дня является важным регулирующим фактором в жизни живых организмов. Сезонные изменения физиологической  активности живых организмов в ответ  на изменение продолжительности  дня и ночи называют фотопериодизмом.

      Длина светового дня, в отличие от других абиотических факторов, для каждой местности изменяется строго закономерно (известно, что самый короткий день 22 декабря, а самый длинный - 22 июня, известна продолжительность любого дня года). В результате естественного  отбора выживали организмы, чьи физиологические  функции регулировались продолжительностью светового дня. Если продолжительность  светового дня искусственно поддерживать более 15 часов, наши листопадные деревья  становятся вечнозелеными, а если весной с помощью ширмы устроить им осенний  день (меньше 12 часов), их рост прекращается, они сбрасывают листву и у них  наступает состояние зимнего  покоя.

      Приспособленность к сезонному изменению продолжительности  светового дня привела к появлению  длиннодневных и короткодневных растений. Длиннодневные зацветают  в начале лета, до осени успевают созреть плоды и семена - это  растения средней полосы и северных зон (z.B. наши злаки - рожь, пшеница, овес), короткодневные (астры, георгины, хризантемы) - растения южного происхождения, где продолжительность светового дня около 12 часов, поэтому они у нас зацветают при коротком дне осенью.

      Уменьшение  светового дня в конце лета ведет к прекращению роста, стимулирует  отложение запасных питательных  веществ организмом, вызывает у животных осенью линьку, определяет сроки группирования в стаи, миграции, переход в состояние покоя и спячки. Увеличение длины светового дня стимулирует половую функцию у птиц, млекопитающих, определяет сроки цветения растений.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Вопрос  № 26. Вода. Адаптация  организмов к водному  режиму наземно-воздушной  среды. Значение фактора  для живых организмов. 

        Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле. Значение воды в процессах жизнедеятельности определяется тем, что она является основной средой в клетке, где осуществляются процессы метаболизма, служит важнейшим исходным, промежуточным или конечным продуктом биохимических реакций . Особая роль воды для наземных организмов (особенно растений) заключается в необходимости постоянного пополнения ее из-за потерь при испарении. Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги. Наконец, для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов вода является непосредственной средой их обитания.

         Увлажненность местообитания и, как следствие, водообеснечение наземных организмов зависят прежде всего от количества атмосферных осадков, их распределения по временам года, наличия водоемов, уровня грунтовых вод, запасов почвенной влаги и т. п. Влажность оказывает влияние на распространение растений и животных как в пределах ограниченной территории, так и в широком географическом масштабе, определяя их зональность (смена лесов степями, степей — полупустынями и пустынями).

При изучении экологической роли воды учитывается  не только количество выпадающих осадков, но и соотношение их величины и  испаряемости. Области, в которых  испарение превышает годовую  величину суммы осадков, называются аридными (сухими, засушливыми). В аридных  областях растения испытывают недостаток влаги в течение большей части  вегетационного периода. В гумидпых (влажных) областях растения обеспечены водой в достаточной мере.

        Экологические группы растений по отношению к влаге и их адаптации к водному режиму. Высшие наземные растения, ведущие прикрепленный образ жизни, в большей степени, чем животные, зависят от обеспеченности субстрата и воздуха влагой. По приуроченности к местообитаниям с разными условиями увлажнения и по выработке соответствующих приспособлений среди наземных растений различают три основные экологические группы: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты. Условия водоснабжения существенно влияют на их внешний облик и внутреннюю структуру.

         Гигрофиты — растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы. Для них характерно отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды, и неспособность переносить даже незначительную ее потерю. Наиболее типичные гигрофиты — травянистые растения и эпифиты влажных тропических лесов и нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (чистотел большой, недотрога обыкновенная, кислица обыкновенная и др.), прибрежные виды (калужница болотная, плакун-трава, рогоз, камыш, тростник), растения сырых и влажных лугов, болот (белокрыльник болотный, сабельник болотный, вахта трехлистная, осоки), некоторые культурные растения.

Характерные структурные черты гигрофитов —  тонкие листовые пластинки с небольшим  числом широко открытых устьиц, рыхлое сложение тканей листа с крупными межклетниками, слабое развитие водопроводящей системы (ксилемы), тонкие слаборазветвленные корни, часто без корневых волосков. К физиологическим адаптациям гигрофитов следует отнести низкое осмотическое давление клеточного сока, незначительную водоудерживающую способность и, как следствие, высокую интенсивность транспирации, которая мало отличается от физического испарения. Избыточная влага удаляется также путем гуттации — выделения воды через специальные выделительные клетки, расположенные по краю листа. Избыточная влага затрудняет аэрацию, а следовательно, дыхание и всасывающую деятельность корней, поэтому удаление излишков влаги представляет собой борьбу растений за доступ воздуха.

       Ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, оставаясь физиологически активными. Это растения пустынь, сухих степей, саванн, сухих субтропиков, песчаных дюн и сухих, сильно нагреваемых склонов.

       Структурные и физиологические особенности ксерофитов нацелены на преодоление постоянного или временного недостатка влаги в почве или воздухе. Решение данной проблемы осуществляется тремя способами:

1) эффективным  добыванием (всасыванием) воды;

2) экономным  ее расходованием;

3) способностью  переносить большие потери воды.

      Интенсивное добывание воды из почвы достигается ксерофитами благодаря хорошо развитой корневой системе. По общей массе корневые системы ксерофитов примерно в 10 раз, а иногда и в 300—400 раз превышают надземные части. Длина корней может достигать 10—15 м, а у саксаула черного — 30—40 м, что позволяет растениям использовать влагу глубоких почвенных горизонтов, а в отдельных случаях и грунтовых вод. Встречаются и поверхностные, хорошо развитые корневые системы, приспособленные к поглощению скудных атмосферных осадков, орошающих лишь верхние горизонты почвы.