4631

Прямоугольник обозначает живую структуру или биомассу основного компонента модели. Общее поступление энергии обозначено буквой I. Для облигатных автотрофов - это свет, для облигатных гетеротрофов - это органическая пища.

Не вся энергия, поступившая в биомассу, подвергается превращению: часть ее может пройти через пищеварительный тракт, не включаясь в метаболизм, и выделиться с экскрементами, или, если речь идет об автотрофах, часть света проходит через растение не усваиваясь. Эта часть энергии NU . Использованная, или ассимилированная часть энергии на схеме обозначена буквой А. Отношение А и I, т.е. эффективность ассимиляции, широко варьирует. Оно может быть очень мало, как в случае усвоения света растениями или пищи у животных, или же очень велико, как в случае ассимиляции животными или бактериями высококалорийных продуктов, например, сахаров или аминокислот. У автотрофов А - это валовая первичная продукция.

Ключевая особенность этой модели - это разделение ассимилированной энергии на компоненты Р и R. Та часть фиксированной энергии, которая окисляется и теряется в форме тепла, называется дыханием, а та часть, которая превращается в новое или принадлежащее другому виду органическое вещество называется продукцией (P). У растений - это чистая продукция, у животных - вторичная продукция. Компонент Р - это энергия, доступная следующему трофическому уровню, в противоположность компоненту NU , который доступен на данном трофическом уровне.

Рис. 4. Универсальная модель потока энергии

Отношения Р /R и биомасса/Р широко варьируют. Они имеют важное экологическое значение. В целом часть энергии, идущая на дыхание, т.е. на

поддержание структуры организма, велика в популяциях крупных организмов и

всообществах с большой биомассой на корню. При стрессовых воздействиях на биологическую систему расходы на дыхание возрастают. Величина продукции сравнительно велика в активных популяциях мелких организмов, например, бактерий или водорослей, в молодых быстро растущих сообществах,

всистемах, получающих энергетические дотации. Продукция может принимать различные формы. Три ее типа указаны на рисунке: G - рост и увеличение биомассы, Е - ассимилированное органическое вещество, выделяемое с секретами, S - запас, например жировые накопления, которые могут быть использованы позже (хищник использует энергию запасных веществ, чтобы найти новую жертву).

Задание 1.

1.1Составить схему пищевой цепи из перечисленных организмов, обозначить трофические уровни и дать им определения, указать, к какому типу относится пищевая цепь:

Рис. 5 Поток энергии через небольшую часть луговой экосистемы (кДж / м2 год)

а) какова валовая первичная продукция злаков и разнотравья; б) какова эффективность фотосинтеза, т.е. преобразования

поступающей солнечной энергии в валовую продукцию; в) чему равна продукция паукообразных; г) чему равна продукция саранчовых;

д) сколько энергии теряется при дыхании и выделении фекалий у полевых мышей;

е) какие организмы являются продуцентами; ж) какие организмы являются первичными консументами;

з) какие организмы являются вторичными консументами; и) какие организмы относятся к автотрофам, гетеротрофам?

3. Для экосистем, указанных в табл. 1. рассчитать чистую первичную продукцию, продуктивность сообщества. Сравнить экосистемы. Какие сообщества являются стабильными?

4. С помощью рис. 6 выполнить следующие задания.

а) В пирамиде А первичные продуценты (растения) - организмы малых размеров, а численность их выше численности травоядных животных. Опишите и объясните различия между пирамидами А и Б.

б) Жгутиковые простейшие Leptomonas паразитируют на мелких насекомых, тысячи их могут быть найдены в одной блохе. Постройте пирамиду численности на основе следующей пищевой цепи: трава - травоядное млекопитающее - блоха - Leptomonas.

в) Дайте объяснение различия между пирамидами А и В.

5. По данным, приведенным в табл. 1.2 определить, какой из видов более эффективно использует энергию пищи на рост и накопление жировых запасов.

6.Соотнесите понятия, обозначающие различные способы добывание пищи, с их определениями

а) Паразит; б) Фильтратор; в) Хищник;

г) Собиратель; д) Пасущийся организм.

Определения:

А. Организм, который активно разыскивает и убивает относительно крупные жертвы, способные убегать, прятаться или сопротивляться.

Б.Организм (имеющий, как правило, небольшие размеры), который использует живые ткани или клетки другого организма в качестве источника питания и среды обитания.

В.Организм, который поглощает многочисленные пищевые объекты, как правило, растительного происхождения, на которых он не тратит много сил.

Г. Водное животное, процеживающие через себя воду с многочисленными мелкими организмами, которые служат ему пищей.

Д. Организм, который разыскивает и поедает относительно мелкие, неспособные убегать и сопротивляться пищевые объекты.

7. Назовите тип пищевых отношений (паразитизм, фильтрация, хищничество, собирательство, пастьба), который соответствует следующим парам взаимодействующих организмов:

9. Составьте таблицу, выбрав предлагаемые понятия и соответствующие им определения типов воздействия.

Типы взаимодействий

Понятия:

а) мутуализм (симбиоз); е) комменсализм (нахлебничество); б) нейтрализм;ж) паразитизм; в) конкуренция; з) хищничество (трофизм).

г) аменсализм; д) комменсализм;

Определения:

А. Взаимодействие двух или нескольких особей, последствия которого для одних отрицательны, а для других безразличны.

для нескольких источников выбросов:

где Vc = V1 +V1 + …… + Vn; H – высота источника выброса над поверхностью, м; V1 – объемный расход газовой смеси, м3/с; Т – разность температур выбрасываемых газов и воздуха, °С; А – коэффициент, зависящий от температурного градиента атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ (С2/3 · мг · °С1/3) г; F – коэффициент скорости оседания вредных веществ в воздухе; m и n – коэффициенты, учитывающиеусловия выхода газовой смеси из устья источника, м3/с, V1, V2, Vn – j, – объемные расходы газов, выбрасываемых каждым источником, м3/с; D – диаметр устья источника; Vс - суммарный объемный расход газовой смеси. Методика расчета ПДВ изложена в сан.нормах СН369-74. При расчете учитываются также фоновые концентрации вредных веществ в воздухе Сф и концентрации от источников загрязнений С, сумма которых должна быть меньше или равна ПДК, т. е.

С+Сф≤ ПДК.

При совместном присутствии в воздухе нескольких веществ со своими значениями ПДК, с концентрацией Сi (i = 1, 2, 3 ...n) их суммарная концентрация должна удовлетворять следующему условию:

Данная работа предусматривает расчет значений ПДК и ПДВ. Условия задачи представлены 4-х вариантах.

Задания. Вариант 1.

На ТЭЦ 1 в г. Новосибирске 29.09.2011 г. отмечаются выбросы в атмосферу сернистого газа, N O, CO и H S. Все это продукты сгорания, имеющие высокую температуру.

Выбросы происходят из разных труб. При этом высота трубы, из которой происходит выброс H S на 1,5 м. ниже остальных труб (9 м.). При одинаковом диаметре труб в 4 м.

Известно так же, что объем выброса горячих газов из разных труб различный. Так сернистого газа выбрасывается 36 м³/с, N O и H S по 51 м³/с, а вот объемный расход газовой смеси для CO равен 40,8 м³/с.

Коэффициент температурного градиента равен 0,256 С⅔•мг•°С⅓ Коэффициент оседания в воздухе вредных веществ 1,1

Условия выхода газовой смеси из трубы: m = 0,35 м³/с; n = 1,37 м³/с. ΔT = 9°C (для CO); ΔT = 7°C (для H S ); ΔT = 9°C (для N O ); ΔT = 9°C

(для сернистого газа).

Необходимо рассчитать ПДВ веществ на ТЭЦ 1, пользуясь информативным и справочным материалом.

Ответить на вопросы:

1.Что такое природно-техногенный комплекс и каковы основные принцы его создания.

2.Какого слоя не существует в атмосфере:

А) мезосферы; Б) ионосферы; В) стратосферы; Г) метосферы

3.Сколько экологических законов вы знаете. О чем гласит закон максимизации энергии?

4.Что является предметом и объектом природопользования?

5.Какие виды загрязнителей вы знаете?

Вариант 2.

Цементный завод в г. Верхние Варны в большом количестве выбрасывает неорганическую пыль. Жители города подали судебный иск с требованием прекратить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Однако,Роспотребназдор не выявил нарушений в работе предприятия.

Задача.Являясь независимым экспертом по оценке воздействия на Оцените уровень ПДВ на заводе и сравните с данными экологического паспорта предприятия, где указано значение ПДВ от 238 до 290 г/с в зависимости от коэффициента А.

Вы проводили замеры 3 раза.

При замере 1 А = 0,152 С⅔•мг•°С⅓ При замере 2 А = 0,211 С⅔•мг•°С⅓

При замере 2 А = 0,198 С⅔•мг•°С⅓ Высота источника выброса - 4,5 м. Объем расхода смеси – 61 м³/с,

диаметр трубы – 0,8 м; скорость оседания сажи в воздухе – 3 м/с. n = 1,37

м³/с.

Найти.Какое заключение вы могли бы дать, если знаете расчетные данные и знаете что, А имеет наименьшие показатели при температуре воздуха выше 25 °С.Рассчитать задачу, пользуясь информативным и справочным материалом.

Ответить на вопросы:

1.Какие нормативные показатели оценки качества ОС вы знаете?

2.Какого вида масштабного загрязнения не существует:

А) глобального; Б) линейного; В) регионального; Г) точечного Д) локального

3.Сколько экологических законов вы знаете. О чем гласит закон 10%?

4.Что такое биоценоз и экосистема чем эти понятия отличаются друг от друга?

5.О чем гласят правила Б. Коммонера?

Вариант 3.

Высота трубы - 19 м. Объем расхода смеси – 20 м³/с, диаметр трубы – 3 м; скорость оседания газа в воздухе – 3 м/с. n и m = 1. А = 0,211 С⅔·мг·°С⅓

ПДВ = 150 г/с Температура газа в печи 51 °С, а на выходе из трубы - 32°С

Найти.Зная ПДВ диоксида селена промышленного предприятия ОАО «Промстройснаб», который представляет собой нагретый газ, выходящий только из одной дымовой трубы. Необходимо рассчитать ПДК его в атмосфере и растачать максимальную концентрацию газа от источника загрязнения, если известно, что фоновая концентрация равна 0,1 г/м³.Рассчитать задачу, пользуясь информативным и справочным материалом.

Ответить на вопросы:

1.Что такое природопользование?