ДЕ 4 Глобальные экологические проблемы 1 страница

ДЕ-1

Биосфера

 

• Экология как наука
• Понятие биосферы, еe структура
• Живое вещество биосферы, его функции
• Круговороты веществ в биосфере

Тема: Экология как наука
Основы математического моделирования в экологии были заложены __________, которые разработали первые математические модели экологических систем.

			А. Лоткой и В. Вольтеррой
			Ф. Клементсом и Ч. Элтоном
			Г. Одумом и Ю. Одумом
			Г. Гаузе и Т. Гильмановым

 

Решение:
А. Лотка (1923, 1925) одним из первых предложил математическую модель взаимодействия животных в системе «паразит – хозяин». В. Вольтерра позднее разработал математическую модель взаимодействия в системе «хищник – жертва», он также сделал анализ взаимоотношений между двумя конкурирующими видами. Предложенные А. Лоткой и В. Вольтеррой уравнения для моделирования таких простейших экологических систем, как «хищник – жертва», «паразит – хозяин», нашли широкое применение в экологии.

Тема: Экология как наука
Основным теоретическим обобщением современной экологии является концепция …

			экосистемы
			глобализации
			устойчивого развития
			биосферы

 

Решение:
Ни один вид живых организмов не может существовать среди себе подобных. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и в строго определенной совокупности условий, характеризующих место их обитания (биотоп). Биотоп является общим для всех членов сообщества местообитанием. Все члены сообщества так тесно взаимодействуют со средой обитания, что биоценоз трудно рассматривать отдельно от биотопа. Единство биотопа и биоценоза – суть концепции экосистемы, которая является важнейшим теоретическим обобщением и основной концепцией современной экологии.

Тема: Экология как наука
В основе методов исследования экосистем и биогеоценозов лежит _______ подход.

			экосистемный
			популяционный
			эволюционный
			исторический

 

Решение:
В начале 40-х гг. ХХ века в экологии возник новый системный подход к исследованиям природных систем. При экосистемном подходе в центр внимания исследователя ставится поток энергии и круговорот вещества между абиотическим и биотическим компонентами экосистемы, установление функциональных связей живых организмов между собой и окружающей средой. Экосистемный подход выдвигает на первый план общность организации всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов. В экосистемном подходе находит место концепция саморегуляции (гомеостаза), которая дает понимание того, что нарушение регуляторных механизмов экосистемы может привести к дисбалансу ее компонентов и даже гибели. Экосистемный подход необходим в природопользовании, когда объектом хозяйственного воздействия становится природная экосистема.

 

Тема: Экология как наука
Начало биоценотическому направлению исследований в природе положил в конце 70-х гг. ХIХ века немецкий биолог …

			К. Мебиус
			Э. Геккель
			Ф. Рамад
			Э. Пианка

 

Решение:
В конце 70-х гг. ХIХ века возникло новое направление в экологических исследованиях. Немецкий гидробиолог К. Мебиус в 1877 г. на основе изучения устричных банок Северного моря обосновал представление о биоценозе как глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды. Биоценозы, или природные сообщества, по К. Мебиусу, обусловлены длительной историей приспособления видов друг к другу и к исходной экологической обстановке. Он утверждал, что всякое изменение в каком-либо из факторов биоценоза вызывает изменения в других факторах последнего. Его труд «Устрицы и устричное хозяйство» положил начало биоценотическим исследованиям в природе.

 

Тема: Экология как наука
Объектами изучения экологии как науки являются биологические системы, относящиеся к ______________ уровню организации живого вещества.

			популяционно-биоценотическому
			атомно-молекулярному
			клеточно-тканевому
			органно-тканевому

 

Решение:
Содержание и объекты изучения современной экологии лучше всего определять исходя из концепции уровней организации живого вещества. Биологические науки, кроме экологии, изучают жизнь на молекулярном, генном, клеточном, тканевом, органно-тканевом или организменном уровнях. Но организм не является высшей формой организации живого. Любой вид животных или растений утверждает себя во внешней среде, приспосабливается к ней не как сумма отдельных особей, а как единое функциональное целое – популяция. Популяции многих видов в свою очередь создают многовидовые сообщества – биоценозы. Биоценозы формируют биологические макросистемы еще более высокого уровня – биогеоценозы (экосистемы), из которых слагается биосфера нашей планеты. Объектами изучения экологии являются биологические макросистемы более высокого ранга, чем организм, относящиеся к популяционно-биоценотическому, экосистемному и биосферному уровню организации живого вещества.

Тема: Экология как наука
Вклад английского ботаника А. Тенсли в развитие экологии как науки состоит в том, что он ввел термин …

			экосистема
			биоценоз
			биогеоценоз
			геосистема

 

Решение:
В 30-е и 40-е гг. 20 века экология как наука поднялась на более высокую ступень развития в результате нового системного подхода к изучению природных комплексов. Английский ботаник А. Тенсли в 1935 г. в работе «Правильное и неправильное использование концепций и терминов в экологии растений» ввел в экологию термин «экологическая система». Согласно А. Тенсли, «экосистема – это совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, то есть факторов местообитания в широком смысле». Основное достижение А. Тенсли состоит в том, что он интегрировал биоценоз с биотопом на уровне новой функциональной единицы – экосистемы.

 

Тема: Экология как наука
Основы математического моделирования в экологии были заложены __________, которые разработали первые математические модели экологических систем.

			А. Лоткой и В. Вольтеррой
			Ф. Клементсом и Ч. Элтоном
			Г. Одумом и Ю. Одумом
			Г. Гаузе и Т. Гильмановым

 

Решение:
А. Лотка (1923, 1925) одним из первых предложил математическую модель взаимодействия животных в системе «паразит – хозяин». В. Вольтерра позднее разработал математическую модель взаимодействия в системе «хищник – жертва», он также сделал анализ взаимоотношений между двумя конкурирующими видами. Предложенные А. Лоткой и В. Вольтеррой уравнения для моделирования таких простейших экологических систем, как «хищник – жертва», «паразит – хозяин», нашли широкое применение в экологии.

 

Тема: Экология как наука
Основы математического моделирования в экологии были заложены __________, которые разработали первые математические модели экологических систем.

			А. Лоткой и В. Вольтеррой
			Ф. Клементсом и Ч. Элтоном
			Г. Одумом и Ю. Одумом
			Г. Гаузе и Т. Гильмановым

 

Решение:
А. Лотка (1923, 1925) одним из первых предложил математическую модель взаимодействия животных в системе «паразит – хозяин». В. Вольтерра позднее разработал математическую модель взаимодействия в системе «хищник – жертва», он также сделал анализ взаимоотношений между двумя конкурирующими видами. Предложенные А. Лоткой и В. Вольтеррой уравнения для моделирования таких простейших экологических систем, как «хищник – жертва», «паразит – хозяин», нашли широкое применение в экологии.

 

Т ема: Понятие биосферы, еe структура
Сущность учения В. И. Вернадского о биосфере состоит в …

			признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты
			определении верхней и нижней границ биосферы в пределах планеты
			выявлении гомеостатических механизмов устойчивости биосферы
			установлении закона обратной связи взаимодействия в системе «человек–биосфера»

 

Решение:
В. И. Вернадский отводит живым организмам роль главнейшей геохимической силы, по его словам, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». При этом в понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом. Сущность учения В. И. Вернадского о биосфере состоит в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

Тема: Понятие биосферы, еe структура
Сущность учения В. И. Вернадского о биосфере состоит в …

			признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты
			определении верхней и нижней границ биосферы в пределах планеты
			выявлении гомеостатических механизмов устойчивости биосферы
			установлении закона обратной связи взаимодействия в системе «человек–биосфера»

 

Решение:
В. И. Вернадский отводит живым организмам роль главнейшей геохимической силы, по его словам, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». При этом в понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом. Сущность учения В. И. Вернадского о биосфере состоит в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

 

Тема: Понятие биосферы, еe структура
Верхняя граница биосферы, проходящая в атмосфере, обусловлена таким фактором, как …

			ультрафиолетовое излучение
			концентрация кислорода
			плотность воздуха
			интенсивность освещения

 

Решение:
Фактором, ограничивающим распространение жизни в атмосфере, является ультрафиолетовое излучение Солнца, убивающее живые организмы. Верхней границей биосферы служит защитный озоновый слой, имеющий максимальную плотность озона на высоте 20–25 км и задерживающий ультрафиолетовые лучи.

 

Тема: Живое вещество биосферы, его функции
Почвенный покров Земли образовался в результате проявления _______________ функции живого вещества биосферы.

			средообразующей
			параметрической
			энергетической
			физико-химической

 

Решение:
Средообразующая функция живого вещества состоит в преобразовании физико-химических параметров среды и является в значительной мере интегративной (то есть результат совместного проявления других функций – газовой, концентрационной, окислительно-восстановительной и др.). Ее можно рассматривать в широком и узком планах.
В широком понимании результатом данной функции является вся природная среда. Природная среда создана живыми организмами в процессе их жизнедеятельности, они же и поддерживают параметры среды практически во всех геосферах в относительно стабильном состоянии.
В более узком плане средообразующая функция живого вещества проявляется, например, в образовании почв. В. И. Вернадский называл почву биокосным телом, подчеркивая тем самым большую роль живых организмов в ее создании и существовании. Роль живых организмов в образовании почв убедительно показал Ч. Дарвин в работе «Образование растительного слоя земли деятельностью дождевых червей». Известный ученый В. В. Докучаев назвал почву «зеркалом ландшафта», подчеркивая тем самым, что она является продуктом основного ландшафтообразующего элемента – биоценозов и, прежде всего, растительного покрова.

Тема: Живое вещество биосферы, его функции
Уровень организации живого вещества, на котором сформировалась природная система высокого ранга, охватывающая все проявления жизни на Земле, называется …

			биосферным
			экосистемным
			популяционно-видовым
			антропосферным

 

Решение:
Живое веществ биосферы представляет собой сочетание различных биологических систем разной структурной упорядоченности и разного организационного положения. Выделяют разные уровни существования живого вещества – от крупных молекул до крупных многоклеточных организмов, от биологических микросистем до макробиосистем. Уровень организации живого вещества, на котором сформировалась природная система наиболее высокого ранга, охватывающая все проявления жизни в пределах планеты, называется биосферным. Биосферный уровень включает в себя все живое вещество планеты и среду его обитания, на этом уровне осуществляются глобальные круговороты вещества, связанные с жизнедеятельностью организмов.

Тема: Живое вещество биосферы, его функции
Почвенный покров Земли образовался в результате проявления _______________ функции живого вещества биосферы.

			средообразующей
			параметрической
			энергетической
			физико-химической

 

Решение:
Средообразующая функция живого вещества состоит в преобразовании физико-химических параметров среды и является в значительной мере интегративной (то есть результат совместного проявления других функций – газовой, концентрационной, окислительно-восстановительной и др.). Ее можно рассматривать в широком и узком планах.
В широком понимании результатом данной функции является вся природная среда. Природная среда создана живыми организмами в процессе их жизнедеятельности, они же и поддерживают параметры среды практически во всех геосферах в относительно стабильном состоянии.
В более узком плане средообразующая функция живого вещества проявляется, например, в образовании почв. В. И. Вернадский называл почву биокосным телом, подчеркивая тем самым большую роль живых организмов в ее создании и существовании. Роль живых организмов в образовании почв убедительно показал Ч. Дарвин в работе «Образование растительного слоя земли деятельностью дождевых червей». Известный ученый В. В. Докучаев назвал почву «зеркалом ландшафта», подчеркивая тем самым, что она является продуктом основного ландшафтообразующего элемента – биоценозов и, прежде всего, растительного покрова.

Тема: Живое вещество биосферы, его функции
Функция живого вещества, обусловливающая процессы разложения организмов после их отмирания с последующей минерализацией мертвого органического вещества, называется …

			деструктивной
			окислительной
			концентрационной
			восстановительной

 

Решение:
Деструктивная функция заключается в способности определенной группы организмов разлагать и минерализовать мертвое органическое вещество. В результате деструкции образуются биокосные, биогенные и минеральные вещества, происходит превращение живого вещества в косное. Превращение органических остатков в неорганические вещества в ходе своей жизнедеятельности осуществляют, главным образом, бактерии и грибы.

Тема: Круговороты веществ в биосфере
Биотический круговорот в отличие от геологического …

			обладает более низкой энергией
			осуществляется без затрат энергии
			обладает более высокой энергией
			осуществляется за счет биоэнергии

 

Решение:
По В. Р. Вильямсу, солнечная энергия обеспечивает на Земле два круговорота веществ – геологический и биологический. На геологический круговорот расходуется около 50% поступающей на Землю солнечной энергии. Ежегодно на Землю поступает около 21х10²⁰ кДж солнечной энергии, из них около половины расходуется на испарение воды, обеспечивая геологический круговорот воды. На создание органического вещества в процессе фотосинтеза в среднем расходуется 1% фотосинтетически активной радиации Солнца, за счет этой энергии существуют все живые организмы, то есть биотический круговорот обладает более низкой энергией по сравнению с геологическим круговоротом.

Тема: Круговороты веществ в биосфере
Круговорот химических элементов, обусловленный синтезом и распадом органических веществ в экосистеме, называется _________ круговоротом веществ.

			биотическим
			первичным
			техногенным
			абиотическим

 

Решение:
В экосистемах продуценты в процессе фотосинтеза и хемосинтеза создают первичное органическое вещество из неорганических соединений, вовлекая в круговорот многие химические элементы (углерод, азот, фосфор, калий, серу и др.) Первичное органическое вещество, созданное продуцентами, используется и преобразуется в пищевых цепях экосистемы. Мертвое органическое вещество (опавшие листья, трупы животных, отходы жизнедеятельности и др.) разлагается деструкторами в неорганические соединения (углекислый газ, сероводород, аммиак и др.). Таким образом, живые организмы в процессе метаболизма осуществляют синтез и распад органического вещества в экосистеме, порождая биотический круговорот химических элементов. Процессы синтеза и распада органических соединений находятся в определенном соотношении, что лежит в основе жизни и составляет одну из главных ее особенностей.

ема: Круговороты веществ в биосфере
Биотический круговорот углерода в наземных экосистемах начинается с фиксации углекислого газа …

			растениями в процессе фотосинтеза
			животными в процессе дыхания
			микрорганизмами при деструкции органики
			консументами в процессе питания

 

Решение:
Углерод – главный участник биотического круговорота. На суше круговорот углерода начинается с фиксации углекислого газа из атмосферы растениями в процессе фотосинтеза. Из углекислого газа и воды образуются углеводы и высвобождается кислород. При этом углерод частично выделяется во время дыхания растений в составе углекислого газа. Фиксированный растениями углерод потребляется животными как составная часть пищи в процессе питания и выделяется при дыхании в составе углекислого газа. Отжившие животные и растения разлагаются микроорганизмами, в результате чего углерод мертвого органического вещества окисляется до углекислого газа и вновь попадает в атмосферу, завершая круговорот.

ема: Круговороты веществ в биосфере
Резервным фондом свободного азота в биосфере является …

			атмосфера
			литосфера
			гидросфера
			живое вещество

 

Решение:
В биогеохимическом цикле азота выделяют резервный и обменный фонд. Резервным фондом свободного азота является атмосфера, в которой содержится 78% свободного азота. Резервуарами связанного азота являются почва и вода. В биотический круговорот включается лишь небольшая часть свободного азота. Азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот всех живых организмов. Общее соотношение связанного азота к свободному азоту в природе составляет 1: 100 000. К азотфиксации свободного азота способны лишь некоторые группы бактерий и цианобактерий благодаря высокой эффективности биокатализа. Непосредственный продукт биофиксации – аминогруппа NH₂ включается в биотический круговорот, в котором участвуют все организмы.

ДЕ 2 Экосистемы

Экосистемы

Экосистема: состав, структура, разнообразие

• Популяции в экосистеме
• Биотические связи организмов в биоценозах
• Трофические взаимодействия в экосистемах
• Продукция и энергия в экосистемах. Экологические пирамиды
• Динамика экосистем

Тема: Экосистема: состав, структура, разнообразие
Первоисточником энергии для наземных экосистем является _______, количество которой относительно постоянно и избыточно.

			солнечная энергия
			биоэнергия
			энергия углеводородного топлива
			эндогенная энергия Земли

 

Решение:
В соответствии с одним из основных принципов функционирования экосистем они существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно. Растения используют 0,5 – 1,0% от достигающего Земли потока солнечной энергии, следовательно ее количество избыточно; количество поступающей солнечной энергии относительно постоянно, и она доступна для экосистем в одинаковом безграничном количестве; она образуется за счет ядерных реакций, идущих на Солнце, поэтому является экологически «чистой» для экосистем; поскольку Солнце как источник энергии может погаснуть через несколько миллиардов лет, то для экосистем солнечную энергию можно считать вечной.

Тема: Экосистема: состав, структура, разнообразие
Функциональная структура экосистемы любого уровня состоит из __________ компонентов.

			автотрофного и гетеротрофного
			абиотического и биотического
			климатического и почвенного
			физического и химического