Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Ивановский государственный энергетический университет

имени В.И. Ленина”

Кафедра "Безопасность жизнедеятельности"

ЗАДАНИЯ

И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

по курсу «Экология», «Социальная экология»,

«Природопользование»

Иваново 2006

Составители: И.Г. МЕЛЬЦАЕВ,

А.Ф. СОРОКИН

Редактор г.В. Попов

Методические указания к практическим занятиям по курсу «Экология», «Социальная экология», «Природопользование» содержат задачи, предназначенные для освоения методики определения продуктивности экосистем, обеспечения населения первичной продукцией, методов расчета минимальной нормы питания, загрязнения окружающей среды выхлопами автотранспорта, стационарных источников и платы за загрязнение природной среды, определения необходимого количества деревьев для воспроизводства кислорода на 1 чел.

Предназначены для проведения практических занятий и самостоятельной работы по дисциплине “Экология” для студентов всех специальностей.

Методические указания утверждены цикловыми методическими комиссиями ИФФ и ЭЭФ.

Рецензент

кафедра “Безопасность жизнедеятельности”

ГОУ ВПО “Ивановская государственная текстильная академия”

Тема 1. Биологическая продуктивность фитоценозов экосистем

1.1. Метод расчета биологической продуктивности

Фитоценоза по приходу фар на земную поверхность

Задание 1.1. Рассчитать возможную биологическую продуктивность фитоценозов экосистем по поступлению фотосинтетической активной радиации (ФАР) на земную поверхность и её использование растениями (КПД).

Цель задания 1.1: научить студента производить расчеты продуктивности экосистем по приходу ФАР и при её использовании первичными продуцентами (зелеными растениями).

Методические указания по выполнению задания 1.1

Факторы внешней среды, оказывающие существенное влияние на продуктивность ценозов, называются экологическими.

Экологические факторы классифицируются на биотические и абиотические.

К биотическим факторам относятся: фитогенные (влияние растений на сообитателей: прямое — контакты, симбиоз, паразитизм и т.д.; косвенное — изменение среды обитания); зоогенные (влияние животных — поедание, вытаптывание, опыление, распространение и косвенное воздействие на среду); микробиогенные (влияние клубеньковых бактерий и бактерий почвы, микроорганизмов); микогенные (влияние возбудителей грибных болезней — ржавчины, мучнистой росы, корневых гнилей и т.д.).

К абиотическим факторам относят: климатические (свет, тепло, воздух, влагу в разных формах, космические явления); эдафические или почвенно-грунтовые (механический и химический состав почвы, её физические свойства и т.д.); топографические, или орографические (условия рельефа, водоразделы, равнины, склоны и т.д.).

Влияние экологических факторов на живой организм очень разнообразно. Одни факторы являются ведущими — оказывают более сильное воздействие, другие второстепенные — действуют слабее; одни влияют на все стороны жизни растений, другие — на какой-либо определенный жизненный процесс. Но все факторы, безусловно, необходимы растениям для формирования органического вещества.

Свет — один из наиболее важных для жизни абиотических факторов. Его роль определяется, прежде всего, особым положением растений в биосфере как автотрофов, образующих органическое вещество из простых неорганических соединений с использованием для синтеза энергии солнечного излучения. На землю поступает солнечной радиации около 1 млрд доли, излучаемой Солнцем, что составляет 8,17 Дж/см²∙мин, или 1,36 мВт/см² (солнечная постоянная).

Фотосинтетическая активная радиация — это солнечные лучи с длиной волн 380 — 710 нм, которые используются растениями в процессе фотосинтеза органического вещества. Растения для синтеза фитомассы используют не только прямые лучи Солнца, которые падают на него непосредственно, но и рассеянную радиацию.

В зависимости от высоты Солнца прямая радиация содержит от 28 до 43 % ФАР, рассеянная при облачном небе — 50 — 60 %, голубого неба — до 90 %. Ценозы в процессе фотосинтеза поглощают только часть поступающей солнечной радиации. В зависимости от культур экосистем и других причин эта величина составляет от 0,15 до 10 %.

Известно, что в формировании первичной продукции участвует не только ФАР, но и вода, двуокись углерода, многие элементы таблицы Д.И. Менделеева, в том числе как катализаторы тяжелые металлы, а также хлорофилловые зерна, находящиеся в пластинке листа. Наряду с синтезом органического вещества, растение продуцирует в атмосферу свободный кислород, необходимый для протекания в живом организме окислительно-восстановительных химических и биохимических реакций.

Рассчитать продуктивность экосистем, указанных в табл. 1.

 Таблица 1