Практическая работа №1 «Решение задач по генетике популяций»



страница6/10
Дата11.06.2018
Размер1.2 Mb.
ТипПрактическая работа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Задание 3.  Зная правило перехода энергии с одного трофического уровня на другой (около 10%) и предполагая, что животные каждого трофического уровня питаются только организмами предыдущего уровня, постройте пирамиду годовой биологической продуктивности пищевой цепи из следующих организмов: дафния, цапля, водоросли, окунь, личинка стрекозы.

Постройте пирамиду чисел этой пищевой цепи, зная, что масса 1 водоросли – 2 г; 1 дафнии – 5 г; 1 личинки стрекозы – 10 г; 1 окуня – около 200 г; 1 цапли – около 5 кг. Количество особей подсчитайте суммарно за год с учетом общей годовой продуктивности водорослей 50 тонн.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №15.

Сравнительная характеристика экосистем и агроэкосистем.


Цель: выявить черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.
ХОД РАБОТЫ:
1. Дать оценку движущим силам, формирующим природные и агроэкосистемы.

 Движущие силы

Природная экосистема

Агроэкосистема

Естественный отбор

 

 

Искусственный отбор

 

 

2. Оценить некоторые количественные характеристики экосистем.



 

Природная экосистема

Агроэкосистема

Видовой состав

 

 

Продуктивность

 

 

3. Сравнить природную экосистему и агроценоз, выбирая правильные характеристики из предложенных вариантов.



Общие характеристики

Характерно только природной экосистема

Характерно только для агроэкосистемы

 

 

 

 

 

 

4. Сделать обобщенный вывод о сходстве и различии природных экосистем и агроэкосистем.


ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №16.

Описание экосистем и агроэкосистем своей местности (видовая и пространственная структура, сезонные изменения, наличие антропогенных изменений).


Цель: выявить черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.

ХОД РАБОТЫ.


1. Заполнить таблицу «Сравнение природных и искусственных экосистем»




Признаки сравнения

Природные экосистемы

Искусственные экосистемы

Способы регуляции       







Видовое разнообразие       







Плотность видовых популяций       







Источники энергии и их использование       







Продуктивность       







Круговорот веществ и энергии       







Способность выдерживать изменения среды       






2. Сделать вывод о мерах, необходимых для создания устойчивых искусственных экосистем.


ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №17.

Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум).


Цель: на примере искусственной экосистемы проследить изменения, происходящие под воздействием условий окружающей среды.

ХОД РАБОТЫ.



  1. Какие условия необходимо соблюдать при создании экосистемы аквариума.




  1. Опишите аквариум как экосистему, с указанием абиотических, биотических факторов среды, компонентов экосистемы (продуценты, консументы, редуценты).




  1. Составьте пищевые цепи в аквариуме.




  1. Какие изменения могут произойти в аквариуме, если:

  • падают прямые солнечные лучи;

  • в аквариуме обитает большое количество рыб.

5. Сделайте вывод о последствиях изменений в экосистемах.


ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №18.

Решение экологических задач.


Цель: сформировать умения решать экологические задачи.
ХОД РАБОТЫ.

ЗАДАЧА 1.

Зная правило десяти процентов, рассчитайте, сколько нужно травы, чтобы вырос один орел весом 5 кг (пищевая цепь: трава – заяц – орел). Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня.
ЗАДАЧА 2.

На территории площадью 100 км2 ежегодно производили частичную рубку леса. На момент организации на этой территории заповедника было отмечено 50 лосей. Через 5 лет численность лосей увеличилась до 650 голов. Еще через 10 лет количество лосей уменьшилось до 90 голов и стабилизировалось в последующие годы на уровне 80-110 голов.

Определите численность и плотность поголовья лосей:

а) на момент создания заповедника;

б) через 5 лет после создания заповедника;

в) через 15 лет после создания заповедника.

Объясните причины колебания численности популяции лосей на данной территории.
ЗАДАЧА 3.

Общее содержание углекислого газа в атмосфере Земли составляет 1100 млрд т. Установлено, что за один год растительность ассимилирует почти 1 млрд т углерода. Примерно столько же его выделяется в атмосферу. Определите, за сколько лет весь углерод атмосферы пройдет через организмы (атомный вес углерода –12, кислорода – 16).


ЗАДАЧА 4.

На одном далеком острове люди решили уничтожить комаров. Использовали для этого ядохимикаты. Комары действительно исчезли, но через некоторое время появилось множество крыс. Они полчищами нападали на поля и сараи местных жителей, поедая зерно. Люди не могли понять, почему появилась эта «напасть».

Раскройте причинно-следственные связи, которые привели к развитию данной экологической ситуации, охарактеризуйте последствия и предложите пути выхода из этой экологической ситуации.
ЗАДАЧА 5.

Замечено, что регулярное, из года в год, применение соли для таяния снега на проезжей части дорог оказывает странное воздействие на деревья и кустарники, растущие вдоль дорог: деревья перестают расти, а листва буреет уже вначале лета. Чем объясняется этот эффект?


ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №19.

Составление схем круговоротов углерода.


Цель: закрепить знания о круговороте и взаимосвязи веществ в биосфере; выяснить роль живого вещества на Земле; научиться составлять схемы круговорота углерода.
ХОД РАБОТЫ
Задание 1. Ознакомьтесь с приведенным ниже текстом и текстом из учебника (§106, стр. 256-258), чтобы получить представление о круговороте углерода в природе и составьте по тексту свою схему круговорота.

В процессе фотосинтеза растения поглощают углерод в составе углекислого газа. Продуцируемые ими органические вещества содержат значительное количество углерода, распространяющегося в экосистеме по цепям питания. В процессе дыхания организмы выделяют углекислый газ.

Органические остатки в море и на суше минерализуются редуцентами. Один из продуктов минерализации – углекислый газ – возвращается в атмосферу, замыкая цикл. В течение 6-8 лет живые существа пропускают через себя весь углерод атмосферы. Ежегодно в процесс фотосинтеза вовлекается до 50 млрд. т углерода. Часть его накапливается в почве и на дне океанов – в скелетах водорослей и моллюсков, коралловых рифах.

Существенный запас углерода содержится в составе осадочных пород. На основе ископаемых растений и планктонных организмов сформированы месторождения каменного угля, органогенного известняка и торфа, природного газа и, возможно, нефти (некоторые ученые предполагают абиогенное происхождение нефти). Природное топливо при сгорании пополняет количество атмосферного углерода.

Ежегодно содержание углерода в атмосфере увеличивается на 3 млрд. тонн и может нарушить устойчивость биосферы.

Если темп прироста сохранится, то интенсивное таяние полярных льдов, вызванное парниковым эффектом углекислого газа, приведет к затоплению обширных прибрежных территорий по всему миру.

Задание 2. Рассмотрите рисунок и на основании текста задания 1 и текста учебника объясните, какова роль живого вещества биосфере в круговороте углерода.

Задание 3. В результате каких процессов углерод может исключаться из круговорота и вновь возвращаться в него? Приведите примеры.

Задание 4. Каковы на Ваш взгляд, последствия накопления углекислого газа в атмосфере в результате антропогенного воздействия?

Задание 5. Что такое «биогенная миграция атомов»? В чем ее отличие от физико-химического перемещения вещества?


ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №20.

Составление схемы круговорота кислорода.


Цель: закрепить знания о круговороте и взаимосвязи веществ в биосфере; выяснить роль живого вещества на Земле; научиться составлять схемы круговорота кислорода.
ХОД РАБОТЫ
Задание 1. Ознакомьтесь с текстом из учебника (§106, стр. 256) и приведенной ниже схемой, чтобы получить представление о круговороте кислорода в природе и составьте свою схему круговорота кислорода.

http://shkolo.ru/i/krugovorot-kisloroda.gif

Задание 2. Что представляет собой биологический круговорот кислорода?


Задание 3. Где и за счёт каких процессов происходит биогенное накопление кислорода?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №21.

Составление схемы круговорота азота.


Цель: закрепить знания о круговороте и взаимосвязи веществ в биосфере; выяснить роль живого вещества на Земле; научиться составлять схемы круговорота азота.
ХОД РАБОТЫ
Задание 1. Ознакомьтесь с приведенным ниже текстом и текстом из учебника (§106, стр. 258), чтобы получить представление о круговороте азота в природе и составьте по тексту свою схему круговорота.

Значение азота для живых организмов определяется в основном его содержанием в белках и нуклеиновых кислотах. Азот, как и углерод, входит в состав органических соединений, круговороты этих элементов тесно связаны. Главный источник азота –атмосферный воздух. Благодаря фиксации живыми организмами азот поступает из воздуха в почву и воду. Ежегодно сине-зеленые связывают около 25 кг/га азота. Эффективно фиксируют азот и клубеньковые бактерии. Растения поглощают соединения азота из почвы и синтезируют органические вещества. Органика распространяется по цепям питания вплоть до редуцентов, разлагающих белки с выделением аммиака, преобразующегося далее другими бактериями до нитритов и нитратов. Аналогичная циркуляция азота происходит между организмами бентоса и планктона. Денитрифицирующие бактерии восстанавливают азот до свободных молекул, возвращающихся в атмосферу. Небольшое количество азота фиксируется в виде оксидов молниевыми разрядами и попадает в почву с атмосферными осадками, а также поступает от вулканической деятельности, компенсируя убыль в глубоководные отложения. Азот поступает в почву также в виде удобрений после промышленной фиксации из воздуха атмосферы. Круговорот азота — более замкнутый цикл, нежели круговорот углерода. Лишь незначительное его количество вымывается реками или уходит в атмосферу, покидая границы экосистем.

Задание 2. Рассмотрите рисунок и определите, в результате каких процессов происходит превращение атмосферного азота в соединения аммиака, усваиваемые растениями. Относится ли азот к универсальным биогенным элементам? Если да, то почему?
Задание 3. Раскройте роль растений и животных в круговороте азота.

Задание 4. Какова роль редуцентов в круговороте азота? Что произойдет, если редуценты перестанут функционировать?

Задание 5. В результате какого процесса и при каких условиях происходит превращение соединений аммиака в нитриты и нитраты, которые могут в дальнейшем превращаться в атмосферный азот?

Задание 6. В наши дни искусственным путем получают примерно столько же азота, сколько их образуется в природе. К чему на Ваш взгляд, может привести накопление азота в биосфере?


ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №22.

Составление схемы круговорота воды.


Цель: закрепить знания о круговороте и взаимосвязи веществ в биосфере; выяснить роль живого вещества на Земле; научиться составлять схемы круговорота воды.
ХОД РАБОТЫ
Задание 1. Ознакомьтесь с приведенным ниже рисунком и текстом из учебника (§106, стр. 258-262), чтобы получить представление о круговороте воды в природе и составьте свою схему круговорота.
f:\общая биология_биосфера_круговороты\круговорот воды в биосфере.jpg
Задание 2. Что собой представляет биологический круговорот воды?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №23.

Составление схем круговорота фосфора и серы.
Цель: закрепить знания о круговороте и взаимосвязи веществ в биосфере; выяснить роль живого вещества на Земле; научиться составлять схемы круговорота фосфора и серы.
ХОД РАБОТЫ
Задание 1. Ознакомьтесь с приведенным ниже текстом, чтобы получить представление о круговороте фосфора и серы в природе и составьте по тексту свою схему круговорота.

Фосфор


Этот тот элемент содержится в ряде жизненно важных молекул. Его круговорот начинается вымыванием фосфорсодержащих соединений из горных пород и поступлением их в почву. Часть фосфора уносится в реки и моря, другая – усваивается растениями. Биогенный круговорот фосфора происходит по общей схеме: продуценты—> консументы—>редуценты. Значительные количества фосфора вносятся на поля с удобрениями. Около 60 тыс. т фосфора ежегодно возвращается на материк с выловом рыбы. В белковом рационе человека рыба составляет от 20% до 80%, некоторые малоценные сорта рыб перерабатываются на удобрения, богатые полезными элементами, в т. ч. фосфором. Ежегодная добыча фосфорсодержащих пород составляет 1-2 млн. т. Ресурсы фосфорсодержащих пород пока велики, но в будущем человечеству, вероятно, придется решать проблему возвращения фосфора в биогенный круговорот.
Сера

Сера входит в состав ряда аминокислот и белков. Соединения серы поступают в круговорот в основном в виде сульфидов из продуктов выветривания пород суши и морского дна. Ряд микроорганизмов (например, хемосинтезирующие бактерии) способны переводить сульфиды в доступную для растений форму – сульфаты. Растения и животные отмирают, минерализация их остатков редуцентами возвращает соединения серы в почву. Так, серобактерии окисляют до сульфатов образующийся при разложении белков сероводород. Сульфаты способствуют переводу трудно растворимых соединений фосфора в растворимые. Количество минеральных соединений, доступных растениям, возрастает, улучшаются условия для их питания. Ресурсы серосодержащих полезных ископаемых весьма значительны, а избыток этого элемента в атмосфере, приводящий к кислотным дождям и нарушающий процессы фотосинтеза вблизи промышленных предприятий, уже беспокоит ученых. Количество серы в атмосфере существенно увеличивается при сжигании природного топлива.


Задание 2. Охарактеризуйте особенности биологических круговоротов фосфора и серы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №24.

Анализ и оценка глобальных антропогенных изменений в биосфере.


Цель: получить представление о глобальных проблемах человечества.
ХОД РАБОТЫ.


  1. Познакомиться с содержанием текста.

ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

Проблема загрязнения природной среды становится столь острой как из-за роста объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, так и в связи с качественным изменением производства под влиянием научно-технического прогресса.

Многие металлы и сплавы, которыми пользуется человек, неизвестны природе в чистом виде, и, хотя они в какой-то мере подвластны утилизации и вторичному употреблению, часть их рассеивается, накапливаясь в биосфере в виде отходов. Проблема загрязнения природной среды в полный рост встала после того, как в XX в. человек существенно расширил количество используемых им металлов, стал изготавливать синтетические волокна, пластмассы и другие вещества, имеющие свойства, не только не известные природе, но вредные для организмов биосферы. Эти вещества (количество и разнообразие которых постоянно растет) после их использования не поступают в природный кругооборот. Отходы производственной деятельности все больше загрязняют литосферу, гидросферу и атмосферу Земли. Адаптационные механизмы биосферы не могут справиться с нейтрализацией увеличивающегося количества вредных для ее нормального функционирования веществ, и естественные системы начинают разрушаться.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Несовершенство сельскохозяйственных приемов приводит к быстрому истощению почв, а применение крайне вредных, но дешевых ядохимикатов для борьбы с вредителями растений и в целях повышения урожайности усугубляет эту проблему. Не менее важной проблемой является экстенсивное использование пастбищ, превращающее в пустыни огромные участки земли.

Огромный вред почвам наносит вырубка лесов. Так, если под влажными тропическими лесами вследствие эрозии теряется ежегодно 1 кг почвы с гектара, то после вырубки этот показатель увеличивается в 34 раза.

С вырубкой лесов, а также с крайне неэффективными методами ведения сельского хозяйства связано такое угрожающее явление как опустынивание. В Африке наступление пустыни составляет порядка 100 тыс. га в год, на границе Индии и Пакистана полупустыня Тар надвигается со скоростью 1 км в год. Из 45 выявленных причин опустынивания 87% являются результатом хищнического использования ресурсов.

Так же существует проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. (Кислотными называют любые осадки-дожди, туманы, снег, кислотность которых выше нормальной. К ним также относят выпадение из атмосферы сухих кислых частиц, более узко называемых кислотными отложениями.) Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Дополнительный ущерб возникает в связи с тем, что кислотные осадки, просачиваясь сквозь почву, способны выщелачивать алюминий и тяжелые металлы. Обычно присутствие этих элементов в почве не создает проблем, так как они связаны в нерастворимые соединения и, следовательно, не поглощаются организмами. Однако при низких значения pH их соединения растворяются, становятся доступными, и оказывает сильное токсичное воздействие, как на растения, так и на животных. Например, алюминий, довольно обильный во многих почвах, попадая в озера, вызывает аномалии развития и гибель эмбрионов рыб.


ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ

Водная среда – это воды суши (реки, озера, водохранилища, пруды, каналы), Мировой океан, ледники, подземные воды, содержащие природно–техногенные и техногенные образования. Которые, испытывая воздействие экзогенных, эндогенных и техногенных сил, влияют на здоровье человека, его хозяйственную деятельность и все остальное живое и неживое на Земле. Вода, обеспечивая существование всего живого на планете, входит в состав основных средств производства материальных благ.

Ухудшение качества воды обусловлено, прежде всего, недостаточностью и несовершенством очистки загрязненных природных вод в связи с ростом объемов промышленных, сельскохозяйственных, хозяйственно – бытовых стоков. Общая нехватка, увеличивающееся загрязнение, постепенное уничтожение источников пресной воды особенно актуальны в условиях растущего населения мира и расширяющегося производства.

За последние 40 лет водные системы многих стран мира оказались серьезно расстроенными. Отмечается истощение самых ценных из доступных нам источников пресной воды – подземных вод. Бесконтрольное изъятие воды, уничтожение лесных водоохранных полос и осушение верховых болот привели к массовой гибели малых рек. Сокращается водоносность крупных рек и приток поверхностных вод во внутренние водоемы. Ухудшается качество воды в закрытых водоемах. Озеро Байкал загрязняется промышленными стоками Байкальского целлюлозно-бумажного завода, Селенгильского целлюлозно-картонного комбината и предприятий Улан – Удэ.

Возросший дефицит пресной воды связан с загрязнением водоемов сточными водами промышленных и коммунальных предприятий, водами шахт, рудников, нефтепромыслов, при заготовке, обработки и сплаве материалов, выбросами водного, железнодорожного и автомобильного транспорта, предприятий кожаной, текстильной пищевой промышленности. Особенно сильно загрязняют поверхностные отходы целлюлозных – бумажных, предприятий, химических, металлургических, нефтеперерабатывающих заводов, текстильных фабрик, сельского хозяйства.

К наиболее распространенным загрязнителям относятся нефть и нефтепродукты. Они покрывают поверхность воды тонкой, пленкой, препятствует газо- и влагообмену между водой и околоводных организмов. Серьезную угрозу чистоте водоемов наносит добыча нефти со дна озер, морей и океанов. К серьезным загрязнениям вод приводят внезапные выбросы нефти на завершающей стадии бурения скважин на дне водоемов.

Другим источником загрязнения водоемов служат катастрофы с нефтеналивными судами. Нефть попадает в море при разрывах шлангов, при протечке муфт нефтепроводов, при ее перекачке в береговые нефтехранилища, при промывке танкеров. “Нефть, попавшая в воду, в течение 40 – 100 ч. образует поверхностную пленку толщиной 10 см. Если пятно небольшое, то оно обычно исчезает осевшая на дно в холодное время года, всплывает на поверхность с наступлением теплого периода.

Все больше значения (как загрязнения водоемов) получают поверхностно-активные вещества, в том числе синтетические моющие средства (СМС).

Широкое применение этих соединений в быту и промышленности приводит к увеличению их концентрации сточных водах. Они плохо удаляются очистными сооружениями, подают водоемы, в том числе хозяйственно-питьевого назначения, а оттуда в водопроводную воду. Присутствие в воде СМС придает ей неприятный вкус и запах.

Опасными загрязнителями водоемов являются соли тяжелых металлов – свинца, железа, меди, ртути. Наибольшее поступление их воды связано с промышленными центрами, расположенных у берегов. Ионы тяжелых металлов поглощают водные растения: по тропическим цепям они поступают к растительноядным животным, а затем к плотоядным. Иногда концентрация ионов этих металлов в теле рыб в десятке и сотни раз превышает исходную концентрацию их водоема. Воды, содержащие бытовые отходы, стоки сельскохозяйственных комплексов служат источниками многих инфекционных заболеваний (паратифы, дизентерия, вирусные гепатиты, холера и др.). Широко известно распространение холерных вибрионов загрязненными водами, озер, водохранилищ.


ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями. В последние годы местами отличается сильное загрязнение воздуха, связанное с расширением очагов промышленности, с технизацией многих областей нашей жизни, успешной моторизации. Действительно вредных веществ, попадающих в воздух, может усиливаться их взаимными реакциями между собой, накоплением в горах, большой длительностью их нахождений в воздухе, особыми метеоусловиями и других факторами. В районах, где отмечается высокая плотность населения, скопление заводов и фабрик, большая насыщенность транспорта, загрязнение воздуха особенно возрастает. Здесь требуется срочные и радикальные меры. В дни, когда из-за погодных условий циркуляция воздуха ограничена, может возникнуть смог. Смог особенно опасен для пожилых и больных людей. Фотохимический туман или смог представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят: озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и, в течение не менее суток, повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой.

В периоды, когда загрязнение достигает высокого уровня, многие люди жалуются на головные боли, раздражения глаз и носоглотки, тошноту и общее плохое самочувствие. По-видимому, на слизистые оболочки действует в основном озон. Присутствие взвеси кислоты, главным образом серной, коррелирует с учащением приступов астмы, а из-за угарного газа возникают ослабление мыслительной деятельности, сонливость и головные боли. С высокими уровнями взвесей, действующими в течение длительного времени, связывают респираторные заболевания и рак легких. Однако все эти факторы могут в разной степени влиять на разные аспекты здоровья. В некоторых случаях загрязнение воздуха достигало настолько высоких уровней, что приводило к смертельным исходам.

Проблема глобальных климатических изменений оказалась в центре внимания в связи с ожидаемым потеплением, вызванным техногенными выбросами парниковых газов.

Парниковый эффект - разогревание нижних слоев атмосферы - возникает в результате поглощения отраженного теплового излучения поверхности Земли молекулами углекислого газа, водяного пара, метана, хлорфторуглеродов и некоторых других газов. Хотя метан дает гораздо больший парниковый эффект, чем углекислый газ, последний более устойчив в атмосфере и выбрасывается в огромных количествах - в объеме около 8-1012 кг ежегодно при сжигании угля, нефти и (в меньшей степени) природного газа.

Предполагается, что накопление СО2 в атмосфере приведет к потеплению, которому будут сопутствовать таяние полярных льдов, подъем уровня Мирового океана, затопление густонаселенных приморских низменностей и целых островных государств, опустынивание, сокращение летних осадков на 15- 20% в основных сельскохозяйственных районах от американского среднего запада до Средиземноморья и Западной Австралии. Такого рода опасения были существенно подкреплены обнародованным в 1990 г. докладом первой рабочей группы Международного пленума по климатическим изменениям, составленным 170 авторитетными специалистами из 25 стран (и еще 200 ученых были привлечены к рецензированию доклада).

Глобальный климат зависит в первую очередь от общего количества тепла, получаемого атмосферой и его распределения по поверхности планеты. Первое в свою очередь связано со светимостью Солнца, эксцентриситетом земной орбиты, выделением тепла недр, альбедо земной поверхности и атмосферы, парниковым эффектом. Ни один из этих факторов не остается постоянным. На фоне общей тенденции к увеличению светимости Солнца проявляются ротационные и магнитные 22-летние и более продолжительные циклы в 100, 200 и 400 лет. Достоверно установлена связь между пиками солнечной активности (включая последний, 1989 г.) и глобальными потеплениями, тогда как ее минимуму в 1640-1720 гг. соответствует «Малый ледниковый период» общее похолодание на 1°С.

Сокращение озонового слоя. Систематическое слежение за состоянием озонового слоя проводится с 1978 г. с помощью спутниковой аппаратуры. Основные выводы заключаются в том, что за 12 лет наблюдений общие потери стратосферного озона между 65° с. ш. и 65° ю. ш. составили около 3%. В то время как в экваториальной зоне сокращение озонового слоя несущественно, к полюсам оно возрастает, достигая 3°/о в год над Антарктидой. Наиболее значительное сокращение озонового слоя до 50% на высоте 20-50 км наблюдается в районе Антарктики в весеннее время. Это явление было описано Дж. Фарманом в 1985 г. и получило широкую известность под названием «озоновой дыры».

Наиболее глубокие «дыры» возникли в нечетные годы - 1987 и 1989 гг., однако в 1990 г. весеннее сокращение озонового слоя над Антарктикой также было весьма значительным. Резкое сокращение озонового слоя в районе Южного полюса происходит в течение трех-четырех недель с сентября по октябрь, в период вихревой циркуляции атмосферы, которая распадается в ноябре, распространяя истощенный озоновый слой к северу. В то же время озон восстанавливается за счет притока из низких широт.

В Арктике события носят менее драматический характер и отчетливо выраженной «озоновой дыры» не возникает, хотя убыль озона в течение зимы достигает 12% на высоте 17-20 км, а может быть и значительно более, поскольку она постоянно компенсируется притоком извне. Еще в 1974 г. Шервуд Роланд выдвинул гипотезу о разрушении озонового слоя хлорфторуглеродами (ХФУ). Не вызвавшая вначале большого интереса, эта гипотеза оказалась в центре внимания после обнаружения, антарктической «озоновой дыры». ХФУ широко используются как фризы, растворители, стерилизаторы и моющие средства. Они накапливаются в тропосфере и, проникая в стратосферу, подвергаются фотолизу с выделением атомарного хлора, который, наряду с бромом, содержащимся в галонах, и их окисями катализирует реакции разложения озона.

В отдельные годы наблюдалось также сокращение продуктивности микропланктона в Антарктике. Дозы УФ здесь остаются существенно ниже обычных в низких широтах, но можно предположить, что полярная биота к ним более чувствительна. Требование принять превентивные меры против прогрессирующей утраты стратосферного озона прозвучали на ряде международных встреч и привели к подписанию в 1987 г. Монреальского протокола и осуществлению обширной программы по перестройке соответствующих видов химического производства.

Кислотные дожди. Под популярным названием «кислотные дожди» кроется сложный комплекс воздействий техногенных загрязнений воздуха на человека и природную среду, главные последствия которых - рост аллергических заболеваний дыхательных органов, потери урожайности сельскохозяйственных растений, усыхание лесов, безрыбные озера.

Проблема кислотных дождей возникла в Западной Европе и Северной Америке в конце 50-х годов. В последнее десятилетие она приобрела глобальное значение главным образом в связи с возросшими выбросами окислов серы и азота, а также аммиака и летучих органических соединений (ЛОС). По данным ЕЭК, двуокись (трехокись) серы поступает из теплоэлектростанций и других стационарных источников при сжигании ископаемого топлива (88%), при переработке сульфидных руд (5%), нефтепродуктов, производстве серной кислоты и др. (7%). Для окислов азота среди стационарных источников топливно-энергетический дает 85% выбросов, производство цемента, извести, стекла, металлургические процессы, сжигание мусора и др.-12%. Азотные загрязнения поступают из нестационарных источников и-аммиак-от животноводческих предприятий и удобрений. Основные источники ЛОС-химические производства, промышленные и бытовые растворители, нефтехранилища, бензоколонкн и т.д.

Кроме этих первичных загрязнений, атмосферный воздух содержит ряд вторичных - озон и другие фотохимические оксиданты (образующиеся при действии солнечного света на смесь окислов азота и углеводородов), азотную и серную кислоты и др. Озон, содержание которого в приземном воздухе за последние десятилетия удвоилось, составляет основную часть фотохимического смога в атмосфере городов, загрязненной выхлопными газами.

Озон разрушает легочную ткань и способствует развитию опухолевых процессов, хотя в то же время защищает от ультрафиолетового излучения, компенсируя сокращение стратосферного озонового слоя. Первичные и вторичные оксиданты вместе определяют «поллютный климат», который зависит от обычного климата и в то же время изменяет его. Важно подчеркнуть, что воздействие каждого из поллютантов на природные экосистемы и человека определяется «поллютным климатом» как системой.

Состояние этой системы зависит от непрерывно протекающих реакций различного происхождения поллютантов с радикалами гидроксила и между собой в газовой фазе, на аэрозолях, на поверхности листьев. При этом их воздействия нейтрализуются или взаимно усиливаются как в случае совместного выпадения двуокиси серы и аммиака. Окислители поглощаются почвой и биотой из атмосферного воздуха, кислотных дождей и капель тумана, которые содержат в два-три раза больше серы и азота, чем дожди. Первым экономически ощутимым следствием кислотных выпадений была утрата рыбных ресурсов: сотни озер в Скандинавии и на Британских островах стали безрыбными. Среди факторов, воздействующих на популяции рыб в связи с подкислением, называют нехватку кальция, осаждение алюминия на жабрах и, главным образом, нарушение репродуктивных процессов. Чувствительны к подкислению также амфибии, ракообразные, хирономиды, личинки поденок и веснянок, сокращение биомассы которых существенно сказывается на численности околоводных птиц.

Подкисление водоемов происходит за счет вымывания анионов серной и азотной кислот из почвы-главного аккумулятора кислотных загрязнений. Подкисление почвы приводит к изменению А1/Са и AI/Mg отношений, которые в Центральной Европе за последние двадцать лет возросли почти в два раза. Однако емкость почв по отношению к кислотным загрязнениям определяется их минеральным составом, катионным обменом, почвенным дыханием и другими факторами, которые в свою очередь зависят от геологического субстрата, климата и растительности. Почвенное подкисление считают одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария.

Эффекты подкисления можно подразделить на химические и биологические. Первые заключаются главным образом в изменении катионного обмена растения, в результате которого деревья страдают от недостатка магния (особенно на естественно бедных магнием почвах) и избытка алюминия, в котором видят главную причину пожелтения хвои. Вторые весьма многообразны и большей частью носят косвенный характер: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение, делающих его менее устойчивым к вредителям и климатическим воздействиям. В частности, кислая среда подавляет развитие микоризы и рост корней. В то же время повышенное содержание азота и свободных нуклеиновых кислот стимулирует развитие лесных вредителей.

Косвенные воздействия выражаются в пролонгации летнего роста и соответственно повышенной чувствительности к первым заморозкам. К ним можно отнести также изменение генофонда в результате естественного отбора на устойчивость к кислотным загрязнениям. На почвенные эффекты накладывается непосредственное воздействие озона и других газов на ассимиляционный аппарат листьев. Показано, например, что озон изменяет микроструктуру покрывающего хвою воска, который забивает до 80% устьиц. Такого рода воздействия наносят основной ущерб сельскохозяйственным растениям, менее зависимым от подкисления почв, которое контролируется агрохимикатами. Один из факторов снижения урожайности - изменение химизма среды, в которой протекают биохимические реакции между выделениями рыльца и пыльцой и от которых зависит эффективность опыления.

Вместе с тем воздействие загрязнений локализовано как по источникам выбросов, так и по чувствительности к ним лесных экосистем, в то время как усыхание лесов проявляется одновременно и с определенной периодичностью в разных странах, указывая на значение климатической составляющей этого явления. Среди специалистов существуют серьезные разногласия в отношении ведущей роли климатического или поллютного фактора. Большинство, однако, согласно с тем, что в сухие годы ущерб от кислотных загрязнений возрастает. В порядке позитивной обратной связи почвы выделяют двуокись азота-парниковый газ. В данном случае естественный климат и «поллютный климат» настолько тесно связаны, что их, в сущности, невозможно разделить.

Для бессточных озер решающее значение имеет нейтрализующий потенциал грунтовых вод. Климатически обусловленные колебания уровня грунтовых вод вызывают соответствующие изменения рН при постоянном уровне загрязнений. В прошлом средством против загрязнения приземного воздуха считались высокие трубы. Однако с обнаружением способности газовых загрязнений к дальнему переносу стало ясно, что «политика высоких труб» усугубляет глобальные эффекты выбросов. Проблема дальнего переноса нашла отражение в Меморандуме США/Канады и европейской Конвенции о трансграничных загрязнениях воздуха на большие расстояния. Эти международные соглашения инициировали ряд исследовательских программ по определению «критических нагрузок» для серы и азота (ниже которых эффект воздействия на наиболее чувствительные компоненты экосистем не обнаруживается). К сожалению, этой проблеме сейчас уделяется меньше внимания, так как она отодвинута на задний план борьбой с парниковым эффектом.
УМЕНЬШЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ

Изменяя свой мир человек, существенно вмешивается в жизнь своих соседей по планете. По данным Международного союза охраны природы, с 1600г. на планете исчезло более 300 видов теплокровных животных.


ПУТИ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

Каждая из обсуждающихся здесь глобальных проблем имеет свои варианты частичного или более полного решения, существует некий набор общих подходов к решению проблем окружающей среды.

Меры улучшения качества окружающей среды:


1.Технологические:

*разработка новых технологий

*очистные сооружения

*замена топлива

*электрификация производства, быта, транспорта

2.Архитектурно-планировочные мероприятия:

*зонирование территории населенного пункта

*озеленение населенных мест

*организация санитарно-защитных зон

3.Экономические

4.Правовые:

*создание законодательных актов по поддержанию

качества окружающей среды

5.Инженерно-организационные:

*уменьшение стоянок автомобилей у светофоров

*снижение интенсивности движения транспорта на перегруженных автомагистралях



Кроме этого, за последнее столетие человечество разработало ряд оригинальных способов борьбы с экологическими проблемами. К числу таких способов можно отнести возникновение и деятельность разного рода “зеленых” движений и организаций. Кроме “Green Peace”, отличающегося размахом своей деятельности, существуют аналогичные организации, непосредственно проводящие природоохранные акции. Также есть другой тип экологических организаций: структуры, которые стимулируют и спонсируют природоохранную деятельность (Фонд дикой природы).

Кроме разного рода объединений в сфере решения экологических проблем, существует целый ряд государственных или общественных природоохранных инициатив: природоохранное законодательство в России и других странах мира, различные международные соглашения или система “Красных книг”.

В числе важнейших путей решения экологических проблем большинство исследователей также выделяет внедрение экологически чистых, мало- и безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов.


2. Заполнить таблицу.

Глобальные проблемы человечества.




п/п


Глобальная проблема

Суть проблемы и ее возможные последствия

Пути решения












3. Сделать вывод по работе, в котором отразить собственное отношение к глобальным экологическим проблемам и степень сопричастности к ним.


Контрольная работа №3 по теме «Организмы в экологических системах».

Каталог: upload -> storage
storage -> Название раздела
storage -> Практические работы по Р. Ф
storage -> Анализ воспитательной работы 2016 2017 учебный год
storage -> Содержание: I. Целевой раздел программы
storage -> Рабочая программа ( базовый уровень) учебного курса по обществознанию для 10 класса составлена на основе федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования на профильном уровне
storage -> Рабочая программа учебного предмета «Фортепианный ансамбль»
storage -> I. Теоретико-методические основы изучения социально-культурной активности личности


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница