Конкурентна структура угруповань.

Конкурентна структура угруповань показує внесок різних організмів у загальну масу організмів даного угруповання.

Конкурентна структура рослин розроблена Кучерявим :

1) домінанти (більше 5%)

2) субдомінанти (2-5%)

3) інфлуенци (1-2%)

4) акцесори (менше 1%)

У даному випадку зазначається відсоток проективного покриття яке займає даний вид в угрупованні.

Конкурентна структура угруповань тварин розроблена Штеккером-Бергманом:

1) еудомінанти (31,2 -100%)

2) домінанти (10,2-31,1%)

3) субдомінанти (3,2-10,1%)

4) прецеденти (1,2-3,1%)

5) субрецеденти (менше 1 – 1,1%)

У даному випадку зазначається відсоток даного виду тварин від загальної кількості усіх тварин які потрапили у пастку.

3. Трофічна структура угруповань.

Продуценти – автотрофи – зелені рослини або фото синтезуючі мікроорганізми.

Консументи І-го порядку – гетеротрофні організми – травоїдні тварини.

Консументи ІІ-го порядку – гетеротрофи - м’ясоїдні тварини або первинні хижаки.

Консументи ІІІ-го порядку – гетеротрофні м’ясоїдні тварини, вторинні хижаки.

Консументи ІV-го порядку – гетеротрофи – м’ясоїдні тварини, третинні хижаки.

Тварини, які поїдають мертві тіла усіх вище зазначених організмів, а також їх екскременти називаються сапрофітними . А в трофічній класифікації виділяються в особливу групу детритофагів, редуцентів або деструкторів.

Автротрофні – синтезують органічні речовини з неорганічних, використовуючи енергію сонця.

Гетеротрофні – використовують готові органічні речовини інших живих організмів.

Сапрофіти це організми, які використовують органічні речовини мертвих організмів та їх екскриментів. В межах сапрофітів виділяють групу: копрофагів тобто організмів які харчуються виключно екскриментами.

Міксотрофні організми це організми, які в залежності від умов існування, переходять від автотрофного до гетеротрофного живлення, або ж навпраки.

Всеїдні тварини це виключно гетеротрофні організми які можуть споживати як рослини так і тварин різних трофічних рівнів.

4. Видове багатство та видове різноманіття. Індекси видового різноманіття угруповань.

5. Поняття сукцесія. Основні типи сукцесій. Приклади сукцесій.

Сукцесія – це спрямована, послідовна необоротна зміна біоценозів, яка має місце на одній і тій самій території і може бути зумовлена як природніми так і антропогенними факторами.

Сукцесії поділяються на:

1) Залежно від того, де знаходиться чинник який зумовив сукцесію:

а)Аллогенні (екзогенні, екзогенетичні, екзодинамічні), які зумовлені чинником який знаходиться поза межами даного угроповання.

б) Автогенні (ендогенні, ендогенетичні, ендодинамічні), які зумовленні чинником, який знаходиться в середині угруповання. Це сукцесії рушієм яких є взаємодія між видами, тобто біотичні чинники.

2) Залежно відсубстрата на якому розвивається сукцесія

а) Первинні - це сукцесії, які відбуваються на субстраті які позбавленні будь яких спор та насіння, тобто фактично на первісному субстраті. Наприклад сукцесії які мають місце на извалищах.

б) Вторинні – це сукцесії, які відбуваються на порушених субстратах в яких уже є спори та насіння

3) Залежно від напрямку трансформації органічної речовини

а)Деградаційні (гетерротрофні) – це сукцесії які супроводжуються розпадом або деградацією органічної речовини.

б)Автотрофні – це сукцесії, які супроводжуються накопиченням з часом органічної речовин. При автотрофній сукцесії малі види змінюються все більш крупними видами.

Автротрофні в свою чергу діляться на:

Автономні: балансні, параметричні, син екологічні.

Неавтономні: голо генетичні, адаптації.

Розглянемо приклад сукцесії, яка має місце у Французькому середземноморї, яку описав Ю. Одум:

Поле – переліг (поле дичавіє) – куцоніжка (карликовий злак) – ялівець віргінський – соснаи алепська – дуб кам*яний.

6. Внесок С. В. Чернишенка у розробку теорії сукцесій.

У 2006 році дніпропетровський вчений у докторській дисертації довів, що фактично моделі автотрофних сукцесів Кемпела є стадіями автотрофної сукцесії. Заслуга Чернишенка полягає втому що він розробив в класифікацію аллогенних сукцесій.

Всі аллогенні сукцесії діляться на дві групи:

Автономні аллогені сукцесії відбуваються внаслідок разового впливу екзогенного чинника на угруповання. Автономні в свою чергу поділяються на:

- балансні (супроводжуються зміною пропорції тих самих видів);

- параметричні – це такі сукцесії, які супроводжуються зміною умов зовнішнього середовища;

- синекологічні – супроводжуються суттєвою зміною структури угру повання.

Неавтономні це ті, які відбуваються під впливом хронічної дії екзогенного чинника на угруповання. Вонии в свою чергу поділяються на:

- галогенетичні – це масштабні сукцесії які охоплюють велику кількість угруповань;

- адаптації – це локальні сукцесії, які поширюються лише на окремі угруповання.

7. Теорія моно та поліклімаксу.

Клімакс - це завершальна стадія сукцесії , яка характеризується максимальною гармонізацією з зовнішніми умовами і максимальною тривалістю існування.

Якщо в межах однієї географічної зони може існувати лише одне кінцеве угруповання, то ця теорія одержала назву теорія моно клімаксу.

Але Тенслі висунув теоріяю полі клімаксу, вважаючи, що можуть існувати кілька клімаксів

Прикладна Екологія

1. Методика визначення кисню у воді.

Кількість кисню, розчиненого у воді має велике значення для оцінки стану водойм. Його зниження вказує на різку зміну біологічних процесів у водоймах, а також на забруднення водойм речовинами, які біохімічно інтенсивно окислюються.

Концентрація розчиненого кисню у воді залежить, крім того, від природних факторів - атмосферного тиску, температури води, вмісту розчинних солей. Концентрація кисню у воді для харчового та побутового використання повинна бути не менше 4 мг/л в будь-який період року.

Принцип методу визначення ґрунтується на використанні розчиненого кисню, який міститься в певному об'ємі води, для окислення гідроксиду марганцю(ІІ) в гідроксид марганцю (III):

Мп80₄ + 2№ОН = Мп(ОН)₂ + N32804 4Мп(ОН)₂ + 0₂ + Н₂0 = 4Мп(ОН)з

Гідроксид марганцю (III), в свою чергу, окисляють в кислому середовищі КІ з утворенням вільного йоду в кількості, яка еквівалентна кисню:

2Мп(ОН)₃ + ЗН₂80₄ + КІ = 2Мп30₄ + К₂80₄ + І₂ + 6Н₂0 І₂ + 2 На₂8₂02 = 2ИаІ + На₂8₄0₆

Межа визначення розчиненого кисню за цим методом складає 0,05 мг/л.

Хід роботи

Проби води відбирають в прокалібровані скляні ємності з притертою пробкою ємністю 120 мл. Посуд опускають на глибину 0,5 м виймають та одразу ж закривають пробкою, щоб під нею не утворилися пузирчики повітря. Після цього одразу ж на місці відбору фіксують кисень, для чого в склянки за допомогою піпетки на 1 мл, занурюючи її на дно, вносять 1 мл розчину Мп30₄ або МпСІ₂. Іншою такою ж піпеткою в верхню частину склянки вносять 1 мл лужного розчину КІ. Склянку обережно закривають пробкою, при цьому з склянки виливається 2 мл досліджуваної води, стільки, скільки налили реактивів. Потім рідину перемішують перевертанням. В такому стані залишають зразок для транспортування.

Перед титруванням (осад повинен добре осісти) доливають 2 мл Н₂30₄ (1:1)- Розчин Н₂80₄ вносять піпеткою в нижню частину склянки, при цьому частина рідини переливається через край. Закривають склянку пробкою за тим же правилом і перемішують до розчинення осаду Мп(ОН)з.

Після цього всю пробу переливають в конічну колбу для титрування ємністю 250- 300 мл і швидко титрують 0,01 н розчином тіосульфату натрію при постійному помішуванні до слабо^-жовтого забарвлення, після чого прибавляють 1 мл розчину крохмалю та продовжують титрувати до зникнення синього забарвлення.

Розрахунок вмісту розчиненого кисню у воді X (мг/л) проводять за формулою:

„ Ах Н х 8х 1000

X --------------------------------------------------- , де:

У,-У₂

А - об'єм тіосульфату натрію, який пішов на титрування, мл;

Н - нормальність Иа₂8₂0з р з урахуванням похибки;

Уі - об'єм проби в склянці, мл (120 мл);

У₂ - об'єм реактивів, які добавляють до утворення Мп(ОН)₂ (2 мл);

1000 - перерахунок на 1 л;

8 - еквівалентна маса кисню, яка відповідає 1 мл 1 н розчину №₂3₂0з.

^ А х 0,08 х К х 1000

X =---------------------------------------------------- , де:

2. 120-2

3. К - коефіцієнт поправки.

3) Очи́щення стічни́х вод — оброблення стічних вод з метою руйнування або видалення з них певних речовин, які перешкоджають відведенню цих вод у водні об'єкти відповідно до законодавства або використання їх у виробничому водопостачанні замість свіжої води.

Методи очищення стічних вод:

• Механічні
• Фізико-хімічні
• Біологічні

Механічні способи очищення застосовуються для очищення стоків від твердих та масляних забруднень. Механічне очищення здійснюється одним з таких методів:

— подрібнення великих за розміром забруднень у менші за допомогою механічних пристроїв;

— відстоювання забруднень зі стоків за допомогою нафтовловлювачів, пісковловлювачів та інших відстійників;

— розділення води та забруднювачів за допомогою центрифуг.

— вилучення механічних домішок за допомогою елеваторів, решіток, скребків та інших пристроїв;

— фільтрування стоків через сітки, сита, спеціальні фільтри.

Фізико-хімічне очищення стічних вод полягає в тому, що в очищувану воду вводять речовину-реагент (коагулянь або флокулянт). Вступаючі у хімічну реакцію з елементами забруднення, ці речовини сприяють більш повному виділенню нерозчинних домішок, колоїдів і частини розчинних забруднень, що забезпечує зменшення їх концентрації в стічній воді; переводять розчинні сполуки у нерозчинні або у розчинні, але нешкідливі; змінюють реакцію стічних вод, зокрема нейтралізують їх; знебарвлюють забарвлену воду тощо. Сучасні фізико-хімічні методи можуть забезпечити глибоке очищення стічних вод. Їх використання дозволяє суттєво інтенсифікувати механічне очищення або замінити біохімічне.

Біологічні методи очищення стічних вод, засновані на здатності мікроорганізмів, розкладати речовини, що містяться в стоках. Проте з іонами важких металів і з токсичними з’єднаннями, що містяться в стоках, біологічне очищення виявиться безсилим. Раніше для біологічного очищення стічних вод широко застосовувалися такі споруди як аеротенки, біологічні ставки, біологічні фільтри і т.п. Зараз використовують більш довершені пристрої.

Нові системи очищення стічних вод передбачають можливість мінералізації. Мінералізація - це перетворення органічних речовин, що містяться в них, в неорганічні. Мінеральний залишок є прекрасним добривом і може використовуватися в сільському господарстві.

4) Парнико́вий ефе́кт — явище в атмосфері Землі, при якому енергія сонячних променів, відбиваючись від поверхні Землі, не може повернутися в космос, оскільки затримується молекулами різних газів.

Парникові гази:

— Водяна пара – основний природний парниковий газ, який відповідає більш ніж за 60 % ефекту.

— Вуглекислий газ(CO₂)- джерелами вуглекислого газу в атмосфері Землі є вулканічні викиди, життєдіяльність організмів, діяльність людини.

— Метан (CH₄)- основними антропогенними джерелами метану є травна ферментація у тварин, вирощування рису, горіння біомаси.

— Озон (О₃).

— Флуорохлорні вуглеводні (фреони).

— Оксиди Нітрогену.

Наслідки: Кількість СО2 в атмосфері постійно зростає вже більше століття, тому що в якості джерела енергії почали широко застосовувати різні види викопного палива (вугілля,нафта).

1) Крім того, як результат діяльності людини в атмосферу потрапляють і інші парникові гази. Не дивлячись на те, що вони проізводяться в менших об'ємах, деякі з газів куди більш небезпечні з точки зору глобального потепління, ніж вуглекислий газ.

2) За останні сто років середньорічна глобальна температура піднялась на 0,3 - 0,6 градусів Цельсія.

3) Скорочуватимуться землі внаслідок затоплення частин суші.

4) Знизиться врожайність основних сільськогосподарських культур, внаслідок хвороб, викликаних шкідливими комахами, тому що підвищення температури прискорить їх розмноження.

5) Ґрунти в деяких областях стануть непридатними для вирощування основних культур. Глобальне потепління прискорить розклад органічних речовин в ґрунті, що приведе до додаткового потрапляння в атмосферу вуглекислого газу і метану, що прискорить парниковий ефект.

Шляхи вирішення проблеми:

Відновлення грунтового і рослинного покрову з максимальними запасами органічної речовини.

1) Заміна викопного палива іншими джерелами енергії – екологічно безпечними, які не потребують розходу кисню.

2) Використання водневої та вітрової енергії.

3) Боротьба із скороченням рослинного покриву Землі (тому що більшість рослин очищують повітря від парникових газів).

5) Озонова діра — локальне падіння концентрації озону в стратосфері на 10—40%. Пов'язано це з дією фреонів, зменшенням кількості кисню при запусках космічних кораблів та польотами реактивних літаків. Чітко виявляється при надмірно низьких температурах.

До зменшення концентрації озону в атмосфері веде сукупність факторів, головними з яких є загибель молекул озону в реакціях з різними речовинами антропогенного і природного походження.Будучи хімічно активними, молекули озону можуть реагувати з багатьма неорганічними і органічними сполуками. Головними речовинами, що вносять вклад у руйнування молекул озону, є прості речовини ( водень, атоми кисню, хлору, брому), неорганічні ( хлороводень, моноксид азоту) і органічні сполуки ( метан, фторхлор-і фторбромфреони, які виділяють атоми хлору і брому).

Наслідки: Ослаблення озонового шару підсилює потік сонячної радіації на Землю і викликає у людей зростання числа ракових утворень шкіри. Також від підвищеного рівня випромінювання страждають рослини і тварини.

Хоча людством були вжито заходи з обмеженню викидів хлор- і бромвмісних фреонів шляхом переходу на інші речовини, наприклад фторвмісні фреони, процес відновлення озонового шару триватиме декілька десятиріч. Перш за все це зумовлено величезним об'ємом вже накопичених в атмосфері фреонів, які мають час життя десятки і навіть сотні років.

6) Кисло́тний дощ — усі види метеорологічних опадів: дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом, — кислотність яких вища від нормальної. Мірою кислотності є значення рН (водневий показник). Нормальне pH у чистих дощах — 5,6.

Кислотні опади стали істотними компонентами атмосфери. Головна причина кислотних опадів – надходження сполук сірки і азоту в атмосферу при спаленні викопного палива в стаціонарних установках і двигунах транспорту. Кислотні опади завдають шкоди будівлям, пам'ятникам і металевим конструкціям, викликають дигресію і загибель лісів, знижують урожай багатьох сільськогосподарських культур, погіршують родючість ґрунтів, що мають кислу реакцію, і стан водних екосистем.

Джерела кислото-створюючих викидів: теплові електростанції, автотранспорт, металургійні і хімічні підприємства, авіація. Однією з причин кислотних опадів є також тваринництво. Справа у великій кількості відходів, що залишають тварини. У гною міститься аміак, який переробляють бактерії у кислоту, яка, випаровуючись, з'єднується з окисом азоту, що є в добривах, а це сприяє випаданню кислотних дощів.

Об'єкти впливу: люди, тваринний і рослинний світ, водоймища, ґрунт, будівлі, пам'ятники культури, вироби з металу

Вплив кислотних дощів на екосистеми і людей [ред.]

У водяних екосистемах кислотні опади викликають загибель риб та інших водяних мешканців. Підкислення води рік і озер серйозно впливає і на сухопутних тварин, тому що багато звірів і птахів входять до складу харчових ланцюгів, що починаються у водяних екосистемах. Разом із загибеллю озер стає очевидною і деградація лісів. Кислоти порушують захисний восковий покрив листів, роблячи рослини уразливішими для комах, грибів і інших патогенних мікроорганізмів.

Підкислення ґрунту азотнокислими дощами стимулює розвиток лісових шкідників. У результаті закислення в ґрунті відбувається розчинення живильних речовин, життєво необхідних рослинам; ці речовини виносяться дощами в ґрунтові води. Коли деградує ґрунтова фауна, знижуються врожаї, погіршується якість сільськогосподарської продукції,.

Забруднення повітря кислото утворюючими викидами робить різноманітний шкідливий вплив і на організм людини. Вдихання вологого повітря, що містить діоксид сірки, особливо небезпечно для людей похилого віку, що страждають серцево-судинними і легеневими захворюваннями, у важких випадках може виникнути набряк легень.

Як зробити повітря чистим і уникнути кислотних дощів:

1) Зменшення кількості ТЕС за рахунок будівництва більш потужних, забезпечених новітніми системами очищення й утилізації (корисного використання) газу та пилу.

2) Очищення вугілля до його надходження в топки ТЕС від піриту (сірчаного колчедану).

3) Заміна вугілля та мазуту на екологічно чисте паливо – газ.

4) Регулювання двигунів внутрішнього згорання в автомобілі, встановлення на них спеціальних каталізаторів, що нейтралізують чадний газ до СО.

5) Озеленення міст і сіл.

6) Правильне планування житлових і промислових районів у межах міста

Техноекологія