Задачі з екології

Задачі з екології

 

Задача № 1. За правилом екологічної піраміди визначте, скільки рослинної речовини необхідно для того, щоб у наведеному біоценозі могли існувати три рослиноїдні птахи масою 1 кг.

Задача № 2. За правилом екологічної піраміди, визначте, скільки рослинності необхідно, щоб прогодувати лисицю масою 32 кг.

Задача №3.Визначте площу (га) поля, що необхідна для прогодування яструба масою 6 кг (суха речовина становить 40 %). Суха маси трави з 1 м² становить 300 г.

Задача №4. Користуючись правилом екологічної піраміди визначити, яка площа (в га) біоценозу може прогодувати одну особину останньої ланки в ланцюгу живлення: 
- планктон-риба-тюлень (300 кг);
- планктон-нехижі риби-щука (10 кг);
Суха біомаса планктону з 1кв.м становить 600 г за рік.
Із вказаної у дужках маси 60% становить вода.

Задача №5. Яка площа здатна прогодувати пару сов масою по 1,5кг кожна, з яких 70% - вода, якщо продуктивність біоценозу 300г сухої біомаси з 1м² за рік?

Задача №6. Озеро Світязь має площу 27,5 км². Чи можливо було б інтродукувати там популяцію з 60 нерп середньою масою 78 кг (частка води 60%)? Суха біомаса планктону з 1кв.м становить 250 г за рік.

Задача №7. Популяція антилоп налічує 157 дорослих особин, середньою вагою приблизно 200 кг (частка води 60%). Чи може така популяція прогодувати прайд левів з 4 особин (самець масою 230 кг і три самки масою 145 кг, частка води 55 %)? Яка має бути мінімальна площа для даної популяції антилоп, якщо суха маси трави з 1 м² становить 300 г?

Розвиток та продуктивність угрупувань

Екологічний диктант

Екологічний диктант

1. Скільки та яких виділяють етапів (періодів) становлення взаємодії між суспільством і природою.
2. В яку епоху основою існування первісного суспільства було полювання на великих тварин?
3. Що зробило людину менш залежною від кліматичних змін?
4. Які були перші сільськогосподарські культури?
5. В який період навколо поселень накопичувалось багато відходів, що сприяло поширенню інфекційних хвороб?У
6. У який період працювали Дарвін та Гумбольдт?
7. Що є фундаментальною основою нового світогляду?
8. Що є інтегральним показником забруднення навколишнього середовища?
9. Класифікація забруднювальних речовин?
10. Що подразнює слизові оболонки очей?
11. Які речовини зменшують поверхневий натяг води?
12. Які речовини відносяться до нових забруднювачів?

Екологія (тести)

Екологія як наука

1. У 1866 році вперше ввів термін «екологія»

А) Ернст Гепель

Б) УрнстГеккель

В) Ернест Геккель

Г) Генрі Еркінс

2. Мебіус ввів термін:

А) екотоп

Б) біоценоз

В) клітина

Г) ареал

3. У 1942 він формулює основи біоценології за результатами гідробіологічних досліджень:

А)Тінеманн

Б) Шелфорд

В) Голлей

Г) Шмідт

4. Яка організація прийняла рішення про формування організацію спеціальної міжнародної програми «Людина і біосфера»?

А) НАТО

Б) ЮНЕСКО

В) ООН

Г) ЄС

5. В якому місті відбулася Міжнародна конференція ООН щ навколишнього середовища і розвитку 1992 року?

А) Бразиліа

Б) Астана

В) Ріо-де-Жанейро

Г) Сан-Пауло

6. Визначну роль у становленні екології 70-90-х років ХХ століття відіграли наукові праці відомого американського вченого 

А)Одума

Б) Обами

В) Ондрума

Г) Обдумул

7. Об’єктом дослідження науки про довкілля є:

А) екосистеми всіх рівнів та їхні елементи

Б) взаємозв’язки між живими організмами, їхніми групами різних рангів, живою і неживою природою, а також особливості впливу природних і антропогенних чинниківна функціонування екосистеми біосфери

В) прогнозування динаміки стану екосистеми і біосфери загалом у часі і просторі

Г) методи запобігання аваріям на ЧАЕС

8. Предметом дослідження науки про довкілля є:

А) екосистеми всіх рівнів та їхні елементи

Б) взаємозв’язки між живими організмами, їхніми групами різних рангів, живою і неживою природою, а також особливості впливу природних і антропогенних чинників на функціонування екосистеми біосфери

В) прогнозування динаміки стану екосистеми і біосфери загалом у часі і просторі

Г) методи запобігання аваріям на ЧАЕС

9. Одним із основних завдань екології є:

А) екосистеми всіх рівнів та їхні елементи

Б) взаємозв’язки між живими організмами, їхніми групами різних рангів, живою і неживою природою, а також особливості впливу природних і антропогенних чинників на функціонування екосистеми біосфери

В) прогнозування динаміки стану екосистеми і біосфери загалом у часі і просторі

Г) методи запобігання аваріям на ЧАЕС

10. У зв’язку зі складністю екологічних систем і обмеженням і обмеженням безпосереднього втручання у природні процеси в екології застосовують метод

А) моделювання

Б) спостереження

В) аналізу

Г) порівняння

11. Оптимізаційні методи дають змогу:

А) знайти найкращі антропогенні навантаження на природу

Б)визначити оптимальну ландшафтно-екологічну організацію території

В)передбачити масштаби шкоди, яка буде завдана середовищу

Г)нічого із вище перерахованого

12. На думку цього російського вченого у 70-ті роки ХХ століття екологія набула ще й політичного значення і стала частиною світової політики. Як прізвище цього еколога?

А) Шелфорд

Б) Тінеманн

В)Ялоков

Г) Ябулчуков

Багатовидові угрупування

Екологія як наука. Екологічні фактори. Екологічні закони

Екологія. Середовище існування

1. Впорядкувати у певну систему наведені фактори.

Сонячне випромінювання, зміни клімату, заростання водойм, сила тяжіння, газовий склад атмосфери, температура ґрунту, вологість, освітленість, температура води, виверження вулканів, сольовий склад морської води, сезони року, рух літосферних плит, цунамі, припливи-відпливи, атмосферний тиск.

2. Назвати типи симбіозів, зазначені умовними позначення. Навести приклади.

1) + + 2) + -   3) - 0 4) + 0  5) - -   6) 00

3. Зробити підписи до графіку

4. Дати визначення:

1)    Критичні точки виживання виду

2)    Зона оптимуму

3)    Зона песимуму

4)    Екологічна валентність

5)    Лімітуючий фактор

6)    Що визначають обмежувальні фактори?

5. Пояснити на прикладах екологічні закони:

1)    Закон толерантності

2)    Закон взаємокомпенсації екологічних факторів

3)    Закон оптимуму

4)    Закон екологічної індивідуальності

5)    Закон взаємодії екологічних факторів

6)    Навести приклад, коли певний екологічний результат можна отримати різними шляхами?

6. Доповнення Одума до закону Шелфорда:

1)    Чи означає широкий діапазон толерантності до одного екологічного фактору такий же широкий діапазон толерантності до іншого?

2)    Організми з яким діапазоном толерантності більш поширені?

3)    Як змінюється діапазон толерантності до екологічних факторів, якщо умови існування, визначені одним екологічним фактором, змінюються за межі оптимуму?

4)    В який період онтогенезу межі толерантності організму час набагато вужчі, ніж загалом для виду?

5)    Які є характеристики амплітуди толерантності?

7. Розташуйте фактори наземно-повітряного середовища у порядку їх ролі:

- вітер

- освітленість;

- вологість;

- газовий склад, густина та тиск повітря

- температура;

- - високий вміст кисню;

8. Фактор – температура

1)    Які є групи рослин за ступенем адаптації до умов крайнього дефіциту тепла?

2)    Які є групи рослин за ступенем адаптації до умов високих температур?

3)    Які є способи зміни температури тіла тварин?

4)    Які є екологічні групи тварин за потребами в температурі?

5)    Які є види терморегуляції?

9. Встановити відповідність:

Екологічні групи: перифітон, нейстон, бентос, нектон, планктон

Представники: ціанобактерії, краб, наутилус, вестиментифери, хлорела, коренерот, радіолярії, лептоцефал, губки, жук-вертячка, марлін, фізалія, каракатиця, тридакна, косатка, личинка комаря, сцифістома, інія, ефіра, камбала, сардина, мурекс, бички, аргонавт, трепанг,  омар, додекацерія, морський жолудь, офіура, креветка, верблюдка, афаліна, тунець, голкошкірі, форамініфери, мадрепорові корали, актинія, келих Нептуна, водомірка, морська качечка, мальки.

10. Екологічні групи гідробіонтів:

1)    Які є пристосування у планктону для забезпечення плавучості?

2)    Які переміщення характерні для планктону?

3)    Пристосування нектонних організмів?

4)    Пристосування бентосних організмів?

5)    Пристосування нейстонних організмів?

11. Порівняти фактори наземно-повітряного і водного середовищ (освітленість, температурний режим, газовий склад, тиск).

_______________________________________________________________

Водне середовище існування

Наземно-повітряне середовище існування

Основи аутекології. Фактори середовища.

  Основи аутекології. Фактори середовища.

План.

1.    Середовище і екологічні фактори:

а) абіотичні фактори.

б) біотичні фактори.

в) антропогенні фактори.

2.    Характер і закони дії екологічних факторів.

Література:

1.     Бердій Я.І., Джигирей В.С., Кидисюк А.І. та інші. Основи екології та охорона навколишнього середовища. Навч.посібник для вузів. Львів, 1999. - 238 с.

2.     Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: теорія та практикум Навч.посібник. – Київ: Лібра, 2002. – 352 с.

3.     Заверуха Н.М., Серебряков В.В., Скиба Ю.А. Основи екології. – К., Каравелла, 2006 – 360 с.

4.     Кучерявий В. П. Екологія. – Львів: Світ, 2000. - 480 c.

5.     Чернова Н.М., Билова О.М. Екологія.- К.: Вища школа, 1986, - 231 с.

Середовище і екологічні фактори

        Аутекологія (екологія організмів, термін введений у 1896 р. Шретером) – вивчає способи впливу середовища на організми і реакцію організмів на цей вплив.

       Живий організм – специфічна система, яка пов’язана з середовищем обмінним процесом. Організми можуть існувати тоді, коли використовують із середовища потрібні хімічні елементи та енергію і викидають у навколишнє середовище продукти життєдіяльності.

    Одним з основних екологічних понять є поняття середовище, під ним розуміють комплекс природних тіл і явищ з якими організм знаходиться в прямих чи опосередкованих взаємозв’язках.

     Взаємодія організмів із середовищем носить історичний характер і забезпечує кругообіг речовин на Землі.

       Існує велика різноманітність поняття середовище стосовно ступеня його конкретизації: зовнішнє середовище – сукупність сил і явищ природи, будь-яка діяльність людини, що знаходиться поза об’єктом і необов’язково контактує з ним; оточуюче середовище – ідентично попередньому, але мається на увазі безпосередній контакт з об’єктом чи суб’єктом; природнє середовище – сукупність факторів живої і неживої природи, що впливають на організм; абіотичне середовище – всі сили і явища природи не пов’язані з життєдіяльністю сучасних організмів; біотичне середовище – сили і явища природи, які своїм походженням зумовлені життєдіяльністю тепер живучим організмам; середовище проживання – сукупність біотичних і абіотичних факторів окремого організму або біогеоценозу, які впливають на їх ріст і розвиток.

У земних умовах існує чотири середовища проживання організмів: водне, наземно-повітряне, грунтове, тіло іншого організму, яке використовується паразитами чи напівпаразитами.

     Поняття середовище не ідентичне поняттю “умови існування”, яке представляють суму життєво необхідних факторів середовища проживання, що у конкретних видів або їх угруповань викликають пристосувальні реакції і є по відношенню до організмів екологічними факторами.

       Екологічний фактор – це будь-який елемент середовища, здатний виявляти прямий вплив на живі організми хоча б протягом однієї фази їх розвитку.

      Залежно від природи, походження і характеру дії екологічні фактори поділяють на:

I.                   Абіотичні або фактори неживої природи:

·        Кліматичні – світло, температура, вологість (опади у різних формах), повітря (його склад і рух), атмосферний тиск, радіоактивне випромінювання.

  За відношенням до світла рослини поділяються на: світлолюбні – зустрічаються на відкритих місцях, затінення їх пригнічує (види пустель, тундри, рослини І ярусу); тіньові – в природних умовах не ростуть на яскраво освітлених місцях (рослини печер, водних глибин тощо); тіневитривалі – можуть рости при денному світлі, але краще розвиваються при затіненні (види лісової зони). Тварини використовують світло для зорової орієнтації.

     За відношенням до тепла рослини поділяють на: теплолюбні – тропічні, субтропічні види; холодостійкі – види полярних і високогірних зон. У тварин 2 основних типи теплообміну: 1) непостійна температура тіла, відсутня теплорегуляція – пойкілотермні – мікроорганізми, безхребетні, риби, плазуни; 2) постійна температура тіла, теплорегуляція здійснюється,  (теплокровні) – гомойотерні – птахи, ссавці.

За відношенням до води рослини поділяють на: гігрофіти – рослини вологих місць: боліт, вологих луків, лісів; ксерофіти – рослини посушливих місць: пустель, степів, дюн; мезофіти – помірно вологі ґрунти; гідрофіти – водні рослини. Тварин поділяють на: гігрофіли – вологолюбиві тварини: мокриці, комарі, молюски; мезофіли – помірна вологість: птахи, ссавці; ксерофіли – посухолюбиві: плазуни, пустельні гризуни.

·         Грунтові (едафічні) – механічний та мінеральний склад грунту, гумус, ґрунтовий розчин, лісова підстилка тощо.

 Грунти за механічним складом можуть бути піщані, супіщані, суглинисті, глинисті. Піщані грунти бідні на елементи мінерального живлення, легко пропускають воду, скоріше висихають та прогріваються. На таких ґрунтах ростуть невибагливі до умов існування рослини: сосна, вереск, цмін піщаний.

   Глинисті ґрунти погано пропускають воду, довго прогріваються, а при висиханні утворюють моноліти. Елементів мінерального живлення достатня кількість, але вони в більшості випадків знаходяться у важкодоступній формі. Тому такі ґрунти мають несприятливі умови існування.

   Кращі едафічні умови створюються на супіщаних і суглинистих ґрунтах, де зустрічається значна різноманітність видів рослинного покриву.

·    Орографічні (геоморфологічні) – рельєф, нахил схилу, експозиція.

·    Геологічні - материнська порода різноманітного походження.

ІІ. Біотичні – це форми впливу живих організмів один на одного. Ці впливи можуть бути різними – від сприятливих до різко негативних. Поділяють на зоогенні та фітогенні фактори.

Зоогенні – вплив представників тваринного світу на рослини для харчування (фітофагія).

    За характером споживання рослинної маси у харчування фітофагів поділяють на: монофаги – рослинноїдні тварини, які харчуються одним видом рослин (коала); олігофаги – споживають для харчування групу близьких видів рослин (колорадський жук, сосновий пильщик); поліфаги – харчуються багатьма видами рослин (копитні, мишеподібні гризуни тощо).

    Крім харчування велике значення має механічний вплив тварин на рослини, який виражається у руйнуванні та пошкодженні рослин, а також витоптування.

         Фітогенні фактори – взаємовплив сусідніх рослин, які входять у склад рослинних угруповань.

         Форми взаємовідносин рослинних і тваринних організмів досить різноманітні і залежать від різноманітних факторів.

         Взаємодія організмів може бути корисною або шкідливою, залежно стимулюється чи обмежується життєдіяльність кожного з них.

Основними формами біотичних відносин є:

Конкуренція – внутрішньовидова і міжвидова боротьба за харчування, місце проживання і інші умови, коли організми діють від’ємно один на другого.

Хижацтво – одні організми вбивають інших і харчуються ними (відносини між хижаком і жертвою).

Паразитизм - зв’язок організмів різних видів за які один живе за рахунок іншого, знаходячись в середині або на поверхні його тіла.

Аменсалізм – взаємодія двох видів, за якої один з них завдає шкоди іншому без користі для себе (дерева і трава під їх кронами).

Мутуалізм (симбіоз) – сприятлива життєдіяльність двох видів організмів (комахи збирають нектар, запилюють квіти), (мікориза грибів і коренів дерев).

Коменсалізм – співжиття двох видів, коли виграє один і не завдає шкоди іншому (рибка-прилипало), (дятел-синиця), (лев-гієна).

Алелопатія – хімічний взаємовплив одних видів рослин на інші через продукти метаболізму (ефірні масла, фітонциди тощо).

ІІІ.  Антропогенні: форми діяльності людського суспільства, які приводять до зміни природи як середовища проживання.

До них належать:  різні види антропогенного забруднення: хімічне, фізичне (шумове, електромагнітне), термічне, радіоактивне, біологічне, побутове; різні фізичні навантаження (забудова, гірничі розробки, рекреація).

Екологічна роль людини зростає з розвитком її трудової діяльності та стає потужним і досить різноманітним фактором дії на рослини і тварин.

А.П. Шенников поділяє вплив людини на рослинність як прямий: збір рослин, витоптування, вирубка, скошування тощо, та непряма зміна людиною природи: здійснюється через зміну середовища проживання.

Характер і закони дії екологічних факторів

         Кожен фактор має межу позитивного впливу на організми. Сприятлива сила впливу фактора називається зоною оптимуму або просто оптимумом для організмів даного виду. Чим сильніше відхилення від оптимуму, тим більша негативна дія даного фактору на організм. Мінімальне та максимальне значення фактору – це критичні точки, за межами яких наступає смерть, цю межу називають екологічною валентністю.

Залежність результату дії екологічного фактору від його інтенсивності можна зобразити графічно

	(за В.А. Радкевичем, 1977 р.).

                                                                    

Інтенсивність дії фактора

           У своїй взаємодії з довкіллям всі організми повинні підтримувати певну рівновагу (гомеостаз).

Підтримка екологічної рівноваги ускладнюється тим, що вона повинна носити динамічний характер, оскільки постійно змінюються взаємовідносини між всіма компонентами природи.

Діапазон дії  (зона толерантності) екологічного фактору обмежений відповідними крайніми значеннями (точками мінімуму і максимуму) даного фактору, при яких можливе існування.

Широку екологічну амплітуду виду до абіотичних факторів середовища позначають додаванням до назви фактора префікса «еври» (евритермні – види, що переносять значні коливання температури в діапазоні 60 ˚С).

Вузька екологічна амплітуда, або нездатність переносити значні коливання фактору характеризується префіксом «стено» (стенотермні – види, що не переносять погіршення теплового режиму – рослини тропічних лісів для яких +5 ˚С вже згубні).

Види, для яких необхідні точно обмежені екологічні умови, називають стенобіотичними.

Види, що здатні пристосовуватися до різних екологічних умов, називають еврибіотичними.

Внаслідок великого різноманіття абіотичних умов на Землі, для всіх живих організмів планети характерна відпрацьована в процесі еволюції здатність стійко існувати і відтворювати нащадків у чітко визначеному інтервалі життєво необхідних факторів.

Це положення стало відомим як закон толерантності Шелфорда (1913 р.): діапазон між екологічними мінімумом і максимумом являє межу толерантності видів. Його підтверджує формування природних зон, живе населення яких пристосовано до різних умов тепла і вологи.

У вищих рослин давно існує поділ по відношенню до тепла на теплолюбиві, холодостійкі і морозовитривалі; до вологи: ксеро-, мезо-, гігро-, гідрофіти; до елементів мінерального живлення: оліго-, мезо-, мегатрофи; до реакції грунту: кальцієфоби, кальцієфіли.

Ю. Одум наводить ряд положень, які доповнюють закон толерантності.

1.      Організми можуть мати широкий діапазон толерантності стосовно одного фактора і вузький стосовно другого.

2.      Організми з широким діапазоном толерантності до всіх факторів, як правило, відрізняються великою розповсюдженістю в природі.

3.      Якщо умови за одним фактором не оптимальні для виду, то можна звузити і діапазон толерантності до інших екологічних факторів.

4.      У природі організми дуже часто потрапляють в умови, які не відповідають оптимальному значенню того чи іншого фактора, виявленого в лабораторії, і  тоді в ролі компенсуючого виступає якийсь інший фактор.

         Деякі тропічні орхідеї при охолодженні краще ростуть в умовах яскравого сонячного освітлення, хоча в природі вони полюбляють затінені водоймища, оскільки не переносять прямих сонячних променів.

         Пристосування організмів до абіотичних факторів знайшло відображення у життєвих формах.

         У рослин життєва форма визначається за зовнішнім виглядом.

         Живими формами називають групи рослин, які відрізняються одна від одної за зовнішньою формою, морфологічними ознаками і анатомічною структурою органів.

         В екології користуються системою життєвих форм розробленою датським ученим К. Раункієром, в основу якої покладено розміщення бруньок відновлення над поверхнею грунту і спосіб їх захисту у несприятливий період.

         Групи життєвих форм рослин:

1.  Фанерофіти (відкриті) – бруньки відновлення, розміщені високо над землею (дерева, кущі).

2.  Гамефіти (приземисті) – бруньки біля поверхні ґрунту, зимою захищені снігом, листям, лусками (напівкущики – брусниця, журавлина, молочай).

3.  Гемікриптофіти (приховані) – бруньки на рівні грунту захищені снігом, листям, лусками, грунтом (багаторічні трави).

4.  Криптофіти (заховані) – брунька в грунті (цибулинні, бульби, кореневища).

5.  Терофіти – після плодоношення відмирають (однолітні рослини відновлюються насінням).

Будь-який фактор, який в першу чергу відповідає за обмеження росту, розмноження організму чи популяції називається лімітуючим фактором. Вони можуть бути: фізичні – низька температура, нестача вологи, світла; хімічні – нестача біогена; біологічні – конкуренція.

Юстус Лібіх в 1840 році обґрунтував фундаментальний закон природи – закон лімітуючих факторів (за відношенням до елементів мінерального живлення): речовиною, яка знаходиться в мінімумі, керується врожай і визначається величина та витривалість його в часі.

Необхідних факторів, що визначають життя рослин, обмежена кількість, їх кількість лімітує життя на Землі. Таких факторів три: тепло, волога, елементи мінерального живлення

Лімітувати розвиток може як недостатня кількість, так і надлишок факторів (таких як тепло, світло, вода).

Звідси випливають закони дії фактору:

I. Закон відносної дії фактору.

Відносна дія фактору тим більша, чим ближче цей фактор наближається до мінімума.

Відносний вплив фактора зменшується з підвищенням його інтенсивності.

ІІ. Закон напруги фактору.

Підняття напруги фактора, починаючи з його малої величини, спочатку викликає підвищення ефекту дії, а після досягнення певного рівня напруги подальше його зростання викликає негативний вплив (збільшення вологості грунту сприяє підвищенню енергії росту до певного рівня, специфічного для виду і району, перехід через оптимум діє негативно).