- •1.Экология как наука об окружающей среде. Понятие о химии окружающей среды. Классификация загрязнителей
- •I. Технологический или антропоцентрический подход.
- •II. Биоцентрический или экоцентрический подход.
- •Классификация загрязнителей:
- •2.Жизнь как высшая форма материи. Эволюционный путь развития материи (от неживых форм к живым организмам). Теория возникновения жизни:
- •Ряд условий, ограничивающих существование живых веществ
- •3. Структура живой материи. Белки, состав и пространственное строение. Типы аминокислот.
- •Пептидная связь
- •4.Оптические изомеры. Оптическая изомерия аминокислот.
- •5. Структура живой материи. Нуклеиновые кислоты, состав и пространственное строение.
- •6. Особая роль соединений углерода в происхождении жизни. Эффект резонанса и его значение для энергетики процессов в живых организмах.
- •8.Структура экосистем. Биотическая структура. Категории организмов и пищевые цепи.
- •Детритные системы:
- •Роль абиотических факторов в экосистеме
- •10. Разнообразие экосистем. Взаимодействие биотических и абиотических факторов.
- •11. Иерархия уровней организации. Основные уровни организации жизни. Принцип эмерджентности .
- •11.Принципы эмерджентности:
- •12.Энергия в экосистемах. Термодинамическая характеристика экосистем. Энтропия. Понятие потока энергии.
- •13.Характеристика солнечного излучения, поступающего в биосферу. Рассеяние энергии солнечного излучения
- •18. Трофическая структура и экологические пирамиды. Пирамида численности, пирамида биомассы и пирамида потока энергии.
- •19. . Теория сложности. Энергетика размеров, закон уменьшения отдачи и концепция поддерживающей емкости среды. Примеры.
- •20. Понятия максимальной и оптимальной поддерживающей емкости среды.
- •21. Энергетическая классификация экосистем. Четыре фундаментальных типа экосистем.
- •1. Природные, движимые Солнцем, несубсидируемые;
- •3.Движимые Солнцем и субсидируемые человеком;
- •22. Структура и основные типы биогеохимических циклов. Круговорот фосфора.
- •27.Основные загрязнители воздуха и их воздействие. Нарушение озонового экрана. Озоновая «дыра». Озоновый слой
- •Фреоновая гипотеза
- •29.Основные загрязнители воздуха и их воздействие. Кислотные осадки.
- •30. Парниковый эффект. Источники поступления углекислого газа в атмосферу.Другие парниковые газы.
- •33. Экология топлива. Использование природного газа
- •34. Загрязнение гидросферы. Органические загрязнители.
- •35.Классификация отравляющих веществ. Характеристика вредных веществ выбрасываемых в атмосферу предприятиями н/г отрасли
12.Энергия в экосистемах. Термодинамическая характеристика экосистем. Энтропия. Понятие потока энергии.
Самопроизвольными являються только такие процессы при которых энергия из более концентрированной формы переходит в менее концентрированную форму ( от горячего к холодному)
Четыре фундаментальных типа экосистем.
1.- Природные экосистемы- энергия от Солнца - океаны, горные леса
2.- Энергия от Солнца и других источников. – тропики, зоны прилива
3.- Энергия от Солнца и при помощи человека. – агросистемы (поле с пшеницей)
4.- Энергия от топлива. – промышленно- городские системы.
Поток энергии- количество получаемой организмом энергии на площадь его среды
обитания.
Энтропия-мера упорядоченности системы ,гдеw- число микросостояний отвечающей данной системе. Чем больше микросостояний тем больше показатель порядка в систем, тем меньше энтропия.
Экосистема и живые организмы представляют собой открытую термодинамическую систему, которая обменивается с окружающей средой веществом и энергией, т.о. чтобы S↓ внутри себя и S↑ во вне.
-мера упорядоченности системы.
R-затраты организма на свою жизнедеятельность
B- биомасса системы.
Чем больше биомасса тем больше затраты на поддержание экосистемы. У человека 40 ккал/кг,у маленькой птички-1 ккал/г.
13.Характеристика солнечного излучения, поступающего в биосферу. Рассеяние энергии солнечного излучения
Ультрафиолетовое излучение - это вид электромагнитного излучения с длиной волны от 180 до 400нм (короткие волны - от 180 до 290 нм умерщвляет живые клетки (бактерии)), ультрафиолет от 290 до 313нм в малых дозах способствует синтезу витаминов, активизирует дыхание и кровообращение (эффект умеренного загара). В высоких дозах ультрафиолет вызывает рак кожи и катаракту глазного хрусталика.
Видимая часть дает свет при отсутствии попадания прямых солнечных лучей (облачность). Энергия солнца не только поглощается, но и отражается атмосферой. АТМОСФЕРА - газовая оболочка Земли (m = 6*1018 тонн, 50% массы находится на высоте до 5,5 км, а 99% на высоте до 40 км). Структура атмосферы складывается из 2х частей: внутренняя (тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера), и внешней (магнитосфера, экзосфера).
Спектр солнечного излучения
1-атмосфера, 2-солнечный день, 3-облака, 4-через листву.
Расход энергии: 30%-отражаются, 46%-переходят в тепло, 23%-испарения и осадки
0,2%-ветер, волны, 0,8%-фотосинтез.
Роль атмосферы:
1.Поглощение лучей, иначе бы все сгорело. Зеленый свет отражается от растений.
Спектр солнечного излучения на поверхности Земли:
10%-ультрофиолетовые,45%-видимый свет,45% -ИК-лучи.
Рассеивание энергии солнечного излучения.
Отражается |
30% |
Фотосинтез |
0,8 |
Превращение в тепло |
46 |
Энергия приливо |
0,0017 |
Испарение,осадки |
23 |
Тепло Земли |
0,5 |
Ветер,волны,течение |
0,2 |
|
|
Концепция продуктивности экосистемы. Четыре уровня продуктивности. Концепция энергетической субсидии.
Продуктивность экосистемы,определяется как скорость с которой лучистая энергия усваивается организмами продуцентами в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, накапливаясь виде органических веществ.
1. Валовая первичная продуктивность- Общая скорость фотосинтеза, включает все органические вещества, которые были во время измерения затраченные на “дыхание” растений.
2.Чистая первичная продуктивность-скорость накопления органических веществ в тканях растений за вычетом тех органических веществ, которые были затрачены на поддержание дыхания.
3.Чистая продуктивность сообщества- скорость накопления орг. веществ у гетеротрофов, и скорость накопления энергии у консументов 2-го порядка(2-й продуктивности).То есть растения- первичная
Продуктивность, травоядные- вторичная, хищники- третичная, хищники 2-го порядка- четвертичная продуктивность.
4.Вторичная продуктивность-скорость накопления энергии на уровне консументов.
Энерг.субсидия- всякий источник энергии уменьшающий затраты на самоподдержание экосистемы и увеличивающий ту долю энергии, которая может перейти в продукцию.
Злаковая культура |
Страны |
Урожай кг/га |
Пшеница |
Голландия |
5200 |
Индия |
1400 | |
Кукуруза |
США |
5700 |
Индия |
1100 | |
Картофель |
США |
29500 |
Индия |
11500 |
Продуктивность экосистем. Мировое распределение первичной продукции экосистем основных типов.
Продуктивность экосистемы,определяется как скорость с которой лучистая энергия усваивается организмами продуцентами в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, накапливаясь виде органических веществ.
1.Первичная продуктивность-скорость усвоения лучистой энергии, организмами-продуцентами в процессе фото и хемо синтеза.
2. Валовая первичная продуктивность- Общая скорость фотосинтеза, включает орг. вещества затраченные на “дыхание” растений.
3.Чистая перв. Продуктивность-скорость накопления орг. веществ в тканях растений.
4.Чистая продуктивность сообщества- скорость накопления орг. веществ у гетеротрофов, и скорость накопления энергии у консументов 2-го порядка(2-й продуктивности).То есть растения- первичная
Продуктивность, травоядные- вторичная, хищники- третичная, хищники 2-го порядка- четвертичная продуктивность.
В вопросе следует применить пример о трофических уровнях экосистем.
Экосистема- открытая первичная термодинамическая система, обеспечивающая обмен с окр. средой энергией и веществом, при этом она уменьшает свою энтропию, т.е.чем больше беспорядок- тем больше энтропия. R/B-мера термодинамической устойчивости экосистемы.
Пищевые цепи, пищевые сети и трофические уровни.
Пищевые цепь- перенос энергии пищи от ее источников автотропов через ряд организмов, происходящих путем поедания одних организмов другими, при каждом очередном переносе большая часть энергии теряется,переходя в тепло.Чем ближе организм к началу,тем больше количества энергии доступно для данной популяции.
В пищевой цепи идет разложение на трофические уровни(1-й-растения, последний-
хищники)
Уменьшение количества
Увеличение количества
Трофический уровень- сложная экосистема. Организмы получающие свою энергию через одинаковое количество ступеней считаются принадлежащими к одному трофическому уровню.По мере того как в этой цепи ↓ количество энергии пропорционально на каждом этапе ↑ та ее доля, которая перешла в новую форму энергии.
17. Принцип качества энергии. Изменение количества энергии в цепях ее переноса. А – пищевая цепь. Б – цепь использования электроэнергии.
Эффективность самопроизвольного превращения кинетической энергии,например светового излучения, в потенциальную энергию химических соединений протоплазмы всегда меньше 100%.
А=В+Б. В- первичная энергия.
Уменьшение количества
Увеличение количества
Уменьшение количества
Увеличение количества