Экология, методичка к РГР

ГОУ ВПО УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к контрольной работе по курсу «Экология»

Уфа 2010

ГОУ ВПО УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра общей химии

ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к контрольной работе по курсу «ЭКОЛОГИЯ»

Рекомендовано РИС УГАТУ

Уфа 2010

1. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ

Пример 1.1. Биомасса продуцентов в экологической системе составляет 300 000 т. Определите возможную биомассу консументов 4 порядка.

Решение

Используем правило «10 % Линдемана»: с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой, более высокий ее уровень, переходит в среднем около 10 % энергии (биомассы), поступившей на предыдущий уровень.

Биомасса продуцентов I трофического уровня равна 300 000 т. Тогда биомасса консументов 1 порядка, занимающих II трофи-

ческий уровень, составит:

0,1 × 300 000 т = 30 000 т;

Биомасса консументов 2 порядка, занимающих III трофический уровень, составит:

0,1 × 30 000 т = 3 000 т;

Биомасса консументов 3 порядка, занимающих IV трофический уровень, равна:

0,1 × 3 000 т = 300 т;

Биомасса консументов 4 порядка, занимающих V трофический уровень, составит:

0,1 × 300 т = 30 т.

Пример 1.2. Популяция включает в себя M (100) особей. Ежегодно человеком изымается Х (10) особей. В результате размножения популяция увеличивается на У (5) % в год. Определите, какое количество животных будет содержать популяция через Z(10) лет, если не принимать во внимание другие причины уменьшения численности.

Решение

Для вычисления численности популяции через Z лет (обозначим ее МZ) используем формулу

3

МZ = М (1 + 100У ) Z – Z∙Х.

МZ = 100 (1+ 5/100)10 = 100×1,63 = 163.

Задача 1.1. Биомасса продуцентов в экологической системе составляет А т. Определите возможную биомассу консументов порядков, указанных в вашем варианте.

Задача 1.2. Популяция включает в себя M особей. Ежегодно человеком изымается Х особей. В результате размножения популяция увеличивается на У % в год. Определите какое количество животных будет содержать популяция через Z лет, если не принимать во внимание другие причины уменьшения численности.

.

4

Задача 1.3. Приведите примеры составов пищевых цепей в различных экосистемах:

Задача 1.4. Определите каким ритмам присущи следующие изменения в экосистемах:

Задача 1.5. Для каких экосистем лимитирующими факторами являются:

Задача 1.6. Опишите структуру биоценоза: а) зооценоз; б) пространственный биоценоз;

в) видовой биоценоз.

5

Задача 1.7. Опишите изменение поведения живых организмов при адаптации:

а) морфологической; б) экологической; в) физиологической; г) мимикрии.

Задача 1.8. Опишите живой организм популяции (физические особенности, какие составные части, какое место занимает оно в пищевой цепи, живое ли оно, движется ли, издает ли какой-либо звук, есть ли у него запах, может ли измениться запас от времени года?)

Как долго проживает объект?

Как может измениться объект во времени? Какое имеет предназначение?

Как взаимодействует с другими организмами?

Какой Вы могли бы вести разговор с этим организмом? Какую пользу получают от него люди?

Нужна ли ему помощь от человека? Как объект заботится о себе?

Как объект размножается? Чем и кем окружен объект?

Какие виды загрязнения для объекта опасны?

Каким образом происходит утилизация его в природе? Популяции:

6

2. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Пример 2.1. Определение общей жесткости Ж воды по массе содержащихся в воде солей.

Рассчитайте общую жесткость воды (ммоль/л, градусы), если в 0,25 л воды содержится 16,20 мг гидрокарбоната кальция, 2,29 мг гидрокарбоната магния, 11,10 мг хлорида кальция и 9,50 мг хлорида магния.

Решение

Один градус жесткости соответствует содержанию 1 г оксида кальция (CaO) в 100 л воды. Содержание других металлов пересчитывается на количество эквивалентов CaO. Воду, жесткость которой равна до 4 ммоль/л, считают мягкой, свыше 12 ммоль/л – очень жесткой.

Выразим жесткость воды (ммоль/л) через массу двухзарядных катионов металлов Ca2+, Mg2+, Fe2+ и соответствующих им солей, содержащихся в 1 л воды:

где m1, m2, m3 – массы двухзарядных катионов металлов (или соответствующих им солей) в воде, мг; М1, М2, М3 – молярные массы

7

эквивалентов катионов металлов (или соответствующих им солей);

Общая жесткость данного образца воды равна сумме временной и постоянной жесткости и обусловливается содержанием в ней солей, придающих ей жесткость; она равна

= 0,80 + 0,16 + 0,80 + 0,80 = 2,56 ммоль/л.

Один градус жесткости соответствует 0,357 ммоль катионов двухзарядных металлов. Общая жесткость образца воды в градусах

8

жесткости равна 2,56 = 7,17 о. Вода данного образца считается

0,357

мягкой.

Пример 2.2. Определение временной и постоянной жесткости воды по количеству реагентов, необходимых для устранения жесткости.

Для устранения общей жесткости по известково-содовому методу к 30 л воды добавлено 5,3 г Ca(OH)2 и 4,5 г Na2CO3. Рассчитайте временную и постоянную жесткость воды.

Решение

Добавлением в воду гашенной извести (Ca(OH)2) можно удалить временную жесткость, а введением соды (Na2CO3) устранить постоянную жесткость. Данные процессы идут по следующим реакциям:

Me(HCO3)2 + Ca(OH)2 = MeCO3 + CaCO3 + 2H2O;

Me(NO3)2 + Nа2CO3 = MeCO3 + 2NaNO3, где Me2+: Ca2+, Mg2+, Fe2+ и др.

Временную жесткость воды Жвр. измеряют количеством гидроксида кальция, участвующего в реакции, а постоянную жесткость Жпост. – количеством карбоната натрия.

M(Ca(OH)2) = M/2 = 74,09/2 = 37,04 моль/л; M(Na2CO3) = M/2 = 106,00/2 = 53,0моль/л;

Жвр = 5300/37,04×30 = 4,7 ммоль/л; Жпост.= 4500/53×30 = 2,8ммоль/л;

Жобщ.= Жвр+ Жпост = 4,7 + 2,8 = 7,5 ммоль/л (вода средней жесткости).

9