Fotosinteza je proces kot dihanje. Fotosinteza in dihanje Procesi dihanja in fotosinteze. Faza I - pripravljalna

Vsako živo bitje na planetu potrebuje hrano ali energijo za preživetje. Nekateri organizmi se hranijo z drugimi bitji, drugi pa lahko proizvajajo lastna hranila. Sami proizvajajo hrano, glukozo, v procesu, imenovanem fotosinteza.

Fotosinteza in dihanje sta medsebojno povezana. Rezultat fotosinteze je glukoza, ki se v telesu shrani kot kemična energija. Ta shranjena kemična energija izvira iz pretvorbe anorganskega ogljika (ogljikovega dioksida) v organski ogljik. Proces dihanja sprosti shranjeno kemično energijo.

Poleg proizvodov, ki jih proizvajajo, rastline za preživetje potrebujejo tudi ogljik, vodik in kisik. Voda, absorbirana iz tal, zagotavlja vodik in kisik. Med fotosintezo se ogljik in voda uporabljata za sintezo hrane. Rastline potrebujejo tudi nitrate za tvorbo aminokislin (aminokislina je sestavina za tvorbo beljakovin). Poleg tega potrebujejo magnezij za proizvodnjo klorofila.

Opomba: Imenuje se živa bitja, ki so odvisna od druge hrane. Primeri heterotrofov so rastlinojede živali, kot so krave, pa tudi žuželkojede rastline. Imenuje se živa bitja, ki sama proizvajajo hrano. Zelene rastline in alge so primeri avtotrofov.

V tem članku boste izvedeli več o tem, kako poteka fotosinteza v rastlinah in pogojih, potrebnih za ta proces.

Opredelitev fotosinteze

Fotosinteza je kemični proces, pri katerem rastline, nekatere in alge proizvajajo glukozo in kisik iz ogljikovega dioksida in vode, pri čemer kot vir energije uporabljajo samo svetlobo.

Ta proces je izjemno pomemben za življenje na Zemlji, saj sprošča kisik, od katerega je odvisno vse življenje.

Zakaj rastline potrebujejo glukozo (hrano)?

Tako kot ljudje in druga živa bitja tudi rastline potrebujejo hrano za preživetje. Vrednost glukoze za rastline je naslednja:

• Glukoza, pridobljena s fotosintezo, se med dihanjem uporablja za sprostitev energije, ki jo rastlina potrebuje za druge vitalne procese.
• Rastlinske celice tudi pretvorijo nekaj glukoze v škrob, ki se uporablja po potrebi. Zaradi tega se odmrle rastline uporabljajo kot biomasa, saj hranijo kemično energijo.
• Glukoza je potrebna tudi za proizvodnjo drugih kemikalij, kot so beljakovine, maščobe in rastlinski sladkorji, potrebni za rast in druge bistvene procese.

Faze fotosinteze

Proces fotosinteze je razdeljen na dve fazi: svetlo in temno.

Svetlobna faza fotosinteze

Kot že ime pove, svetlobne faze potrebujejo sončno svetlobo. Pri svetlobno odvisnih reakcijah klorofil absorbira energijo sončne svetlobe in jo pretvori v shranjeno kemično energijo v obliki molekule nosilca elektronov NADPH (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat) in energijske molekule ATP (adenozin trifosfat). Svetle faze se pojavljajo v tilakoidnih membranah znotraj kloroplasta.

Temna faza fotosinteze ali Calvinov cikel

V temni fazi ali Calvinovem ciklu vzbujeni elektroni iz svetle faze zagotavljajo energijo za tvorbo ogljikovih hidratov iz molekul ogljikovega dioksida. Od svetlobe neodvisne faze se včasih imenujejo Calvinov cikel zaradi ciklične narave procesa.

Čeprav temne faze ne uporabljajo svetlobe kot reaktanta (in se posledično lahko pojavijo podnevi ali ponoči), za delovanje potrebujejo produkte svetlobno odvisnih reakcij. Od svetlobe neodvisne molekule so odvisne od molekul nosilcev energije ATP in NADPH, da ustvarijo nove molekule ogljikovih hidratov. Po prenosu energije na molekule se nosilci energije vrnejo v svetlobne faze, da dobijo elektrone z večjo energijo. Poleg tega se s svetlobo aktivira več encimov temne faze.

Diagram faz fotosinteze

Opomba: To pomeni, da se temne faze ne bodo nadaljevale, če bodo rastline predolgo prikrajšane za svetlobo, saj porabljajo produkte svetlih faz.

Struktura rastlinskih listov

Fotosinteze ne moremo popolnoma razumeti, če ne vemo več o strukturi listov. List je prilagojen tako, da igra ključno vlogo v procesu fotosinteze.

Zunanja zgradba listov

• kvadrat

Ena najpomembnejših lastnosti rastlin je velika površina listov. Večina zelenih rastlin je širokih, ravnih in odprti listi ki so sposobni zajeti čim več sončna energija(sončna svetloba), kolikor je potrebno za fotosintezo.

• Centralna žila in pecelj

Sredina in listni pecelj se združita in tvorita osnovo lista. Listni pecelj postavi list tako, da prejme čim več svetlobe.

• listna plošča

Enostavni listi imajo eno listno ploskev, sestavljeni pa več. Listna plošča je ena najpomembnejših sestavin lista, ki je neposredno vključena v proces fotosinteze.

• žile

Mreža žil v listih prenaša vodo od stebel do listov. Sproščena glukoza se iz listov po žilah pošilja tudi v druge dele rastline. Poleg tega ti deli listov podpirajo in držijo listno ploščo ravno za večji zajem sončne svetlobe. Razporeditev žil (venacija) je odvisna od vrste rastline.

• listna osnova

Osnova lista je njegov najnižji del, ki je členjen s steblom. Pogosto je na dnu lista par stipules.

• listni rob

Odvisno od vrste rastline ima lahko listni rob različne oblike, vključno z: celim, nazobčanim, nazobčanim, zarezanim, grebenastim itd.

• Konica listov

Tako kot rob lista je vrh različne oblike, vključno z: ostrimi, okroglimi, topimi, podolgovatimi, uvlečenimi itd.

Notranja zgradba listov

Spodaj je natančen diagram notranje strukture listnih tkiv:

• Obnohtna kožica

Povrhnjica deluje kot glavni, zaščitni sloj na površini rastline. Praviloma je debelejši na vrhu lista. Kožica je prekrita s snovjo, podobno vosku, ki ščiti rastlino pred vodo.

• Povrhnjica

Povrhnjica je plast celic, ki je pokrovno tkivo lista. Njegova glavna naloga je zaščititi notranja tkiva lista pred dehidracijo, mehanskimi poškodbami in okužbami. Uravnava tudi proces izmenjave plinov in transpiracijo.

• Mezofil

Mezofil je glavno tkivo rastline. Tu poteka proces fotosinteze. Pri večini rastlin je mezofil razdeljen na dve plasti: zgornja je palisadna in spodnja je gobasta.

• Zaščitne celice

Varovalne celice so specializirane celice v povrhnjici listov, ki se uporabljajo za nadzor izmenjave plinov. Nastopajo zaščitna funkcija za stomate. Stomatalne pore se povečajo, ko je voda prosto dostopna, sicer zaščitne celice postanejo letargične.

• Stoma

Fotosinteza je odvisna od prodiranja ogljikovega dioksida (CO2) iz zraka skozi želodce v tkiva mezofila. Kisik (O2), pridobljen kot stranski produkt fotosinteze, izstopa iz rastline skozi želodce. Ko so ustja odprta, se voda izgublja z izhlapevanjem in jo je treba obnoviti s tokom transpiracije z vodo, ki jo sprejmejo korenine. Rastline so prisiljene uravnotežiti količino CO2, absorbiranega iz zraka, in izgubo vode skozi stomatalne pore.

Pogoji, potrebni za fotosintezo

Sledijo pogoji, ki jih rastline potrebujejo za izvedbo procesa fotosinteze:

• Ogljikov dioksid. Zemeljski plin brez barve in vonja, ki ga najdemo v zraku in ima znanstveno oznako CO2. Nastaja pri zgorevanju ogljika in organskih spojin, nastaja pa tudi pri dihanju.
• voda. Prozorna tekoča kemikalija, brez vonja in okusa (v normalnih pogojih).
• Svetloba.Čeprav je umetna svetloba primerna tudi za rastline, naravna sončna svetloba praviloma ustvarja najboljše pogoje za fotosintezo, saj vsebuje naravno ultravijolično sevanje, ki pozitivno vpliva na rastline.
• klorofil. Je zeleni pigment, ki ga najdemo v listih rastlin.
• Hranila in minerali. Kemikalije in organske spojine, ki jih korenine rastlin absorbirajo iz zemlje.

Kaj nastane kot posledica fotosinteze?

• glukoza;
• kisik.

(Svetlobna energija je prikazana v oklepaju, ker ni snov)

Opomba: Rastline sprejemajo CO2 iz zraka preko listov, vodo iz zemlje pa skozi korenine. Svetlobna energija izvira iz Sonca. Nastali kisik se sprošča v zrak iz listov. Nastala glukoza se lahko pretvori v druge snovi, kot je škrob, ki se uporablja kot zaloga energije.

Če dejavnikov, ki spodbujajo fotosintezo, ni ali so prisotni v nezadostnih količinah, lahko to negativno vpliva na rastlino. Na primer, manj svetlobe ustvarja ugodne pogoje za žuželke, ki jedo liste rastline, medtem ko pomanjkanje vode to upočasni.

Kje poteka fotosinteza?

Fotosinteza poteka znotraj rastlinskih celic, v majhnih plastidih, imenovanih kloroplasti. Kloroplasti (večinoma jih najdemo v plasti mezofila) vsebujejo zeleno snov, imenovano klorofil. Spodaj so drugi deli celice, ki sodelujejo s kloroplastom pri izvajanju fotosinteze.

Zgradba rastlinske celice

Funkcije delov rastlinske celice

• : zagotavlja strukturno in mehansko podporo, ščiti celice pred bakterijami, fiksira in določa obliko celice, nadzoruje hitrost in smer rasti ter daje obliko rastlinam.
• : zagotavlja platformo za večino kemičnih procesov, ki jih nadzirajo encimi.
• : deluje kot ovira, ki nadzoruje gibanje snovi v celico in iz nje.
• : kot je opisano zgoraj, vsebujejo klorofil, zeleno snov, ki med fotosintezo absorbira svetlobno energijo.
• : votlina v celični citoplazmi, ki shranjuje vodo.
• : vsebuje genetsko oznako (DNK), ki nadzoruje aktivnost celice.

Klorofil absorbira svetlobno energijo, potrebno za fotosintezo. Pomembno je vedeti, da se ne absorbirajo vse barvne valovne dolžine svetlobe. Rastline absorbirajo predvsem rdeče in modre valovne dolžine - ne absorbirajo svetlobe v zelenem območju.

Ogljikov dioksid med fotosintezo

Rastline črpajo ogljikov dioksid iz zraka skozi svoje liste. Ogljikov dioksid pronica skozi majhno luknjo na dnu lista – želodca.

Spodnja stran lista ima ohlapno razmaknjene celice, ki omogočajo, da ogljikov dioksid doseže druge celice v listu. Omogoča tudi, da kisik, proizveden s fotosintezo, zlahka zapusti list.

Ogljikov dioksid je v zraku, ki ga dihamo, prisoten v zelo nizkih koncentracijah in je nujen dejavnik v temni fazi fotosinteze.

Svetloba v procesu fotosinteze

List ima običajno veliko površino, zato lahko absorbira veliko svetlobe. Njegova zgornja površina je zaščitena pred izgubo vode, boleznimi in vremenskimi vplivi z voskasto plastjo (kutikulo). Zgornji del lista je mesto, kjer pada svetloba. Ta plast mezofila se imenuje palisada. Prilagojen je vpijanju veliko število lahka, saj vsebuje veliko kloroplastov.

V svetlobnih fazah se proces fotosinteze poveča z več svetlobe. Več molekul klorofila se ionizira in nastane več ATP in NADPH, če svetlobne fotone usmerimo na zeleni list. Čeprav je svetloba v svetlobnih fazah izjemno pomembna, je treba vedeti, da lahko prevelika količina poškoduje klorofil in zmanjša proces fotosinteze.

Svetlobne faze niso preveč odvisne od temperature, vode ali ogljikovega dioksida, čeprav so vse potrebne za dokončanje procesa fotosinteze.

Voda med fotosintezo

Rastline vodo, ki jo potrebujejo za fotosintezo, dobijo s svojimi koreninami. Imajo koreninske dlake, ki rastejo v zemlji. Za korenine je značilna velika površina in tanke stene, zaradi česar voda zlahka prehaja skozi njih.

Slika prikazuje rastline in njihove celice z dovolj vode (levo) in njeno pomanjkanje (desno).

Opomba: Koreninske celice ne vsebujejo kloroplastov, ker so običajno v temi in ne morejo fotosintetizirati.

Če rastlina ne vpije dovolj vode, bo ovenela. Brez vode rastlina ne bo mogla dovolj hitro fotosintetizirati in lahko celo umre.

Kakšen je pomen vode za rastline?

• Zagotavlja raztopljene minerale, ki podpirajo zdravje rastlin;
• Je medij za prevoz;
• Podpira stabilnost in pokončnost;
• Hladi in nasiči z vlago;
• Omogoča izvajanje različnih kemičnih reakcij v rastlinskih celicah.

Pomen fotosinteze v naravi

Biokemični proces fotosinteze uporablja energijo sončne svetlobe za pretvorbo vode in ogljikovega dioksida v kisik in glukozo. Glukoza se v rastlinah uporablja kot gradnik za rast tkiva. Fotosinteza je torej način, na katerega nastajajo korenine, stebla, listi, cvetovi in ​​plodovi. Brez procesa fotosinteze rastline ne morejo rasti ali se razmnoževati.

• Proizvajalci

Zaradi svoje fotosintetske sposobnosti so rastline znane kot proizvajalke in služijo kot hrbtenica skoraj vseh prehranjevalnih verig na Zemlji. (Alge so ekvivalent rastline). Vsa hrana, ki jo jemo, prihaja iz organizmov, ki so fotosintetični. Te rastline uživamo neposredno ali jemo živali, kot so krave ali prašiči, ki uživajo rastlinsko hrano.

• Osnova prehranjevalne verige

Znotraj vodnih sistemov rastline in alge tvorijo tudi osnovo prehranjevalne verige. Alge služijo kot hrana za, te pa delujejo kot vir hrane za večje organizme. Brez fotosinteze v vodnem okolju bi bilo življenje nemogoče.

• Odstranjevanje ogljikovega dioksida

Fotosinteza pretvori ogljikov dioksid v kisik. Med fotosintezo ogljikov dioksid iz ozračja vstopi v rastlino in se nato sprosti kot kisik. V današnjem svetu, kjer ravni ogljikovega dioksida naraščajo z alarmantno hitrostjo, je vsak postopek, ki odstranjuje ogljikov dioksid iz ozračja, okoljsko pomemben.

• Kroženje hranil

Rastline in drugi fotosintetični organizmi igrajo ključno vlogo pri kroženju hranil. Dušik v zraku se fiksira v rastlinskih tkivih in postane na voljo za izdelavo beljakovin. Elemente v sledovih, ki jih najdemo v prsti, je mogoče vključiti tudi v rastlinsko tkivo in dati na voljo rastlinojedim živalim višje v prehranski verigi.

• odvisnost od fotosinteze

Fotosinteza je odvisna od jakosti in kakovosti svetlobe. Na ekvatorju, kjer je sončne svetlobe veliko vse leto in voda ni omejevalni dejavnik, imajo rastline visoke stopnje rasti in lahko postanejo precej velike. Nasprotno pa je fotosinteza manj pogosta v globljih delih oceana, saj svetloba ne prodre v te plasti in posledično je ta ekosistem bolj pust.

Kandidat kmetijskih znanosti A. TARABRIN

VELIKA ZNANOST NA MAJHNEM VRTU

Znano je, da vsaka rastlina "proizvaja" hrano ne samo iz zemlje, ampak tudi iz zraka. 95% pridelka določajo organske snovi, pridobljene v zelenih listih zaradi zračne prehrane rastlin - fotosinteze, le preostalih 5% pa je odvisnih od talne ali mineralne prehrane.

Vendar se večina vrtnarjev osredotoča predvsem na mineralno prehrano. Redno gnojijo, zrahljajo zemljo, vodo, pozabljajo na zračno prehrano rastlin. Tudi približno je nemogoče reči, koliko "ne dobimo" pridelka samo zato, ker se zdi, da "ne opazimo" fotosinteze.

Obseg fotosinteze in njen pomen v naravi lahko sodimo po količini sončne energije, ki jo prestrežejo zeleni listi in »konzervirajo« v rastlinah. Samo kopenske rastline vsako leto shranijo toliko energije v obliki ogljikovih hidratov, kot bi jo sto tisoč velikih mest porabilo v 100 letih!

K. A. Timiryazev je leta 1878 govoril o pomenu in bistvu fotosinteze v svoji znameniti knjigi "Življenje rastlin". »Nekoč je nekje na Zemljo padel sončni žarek, a ni padel na pusto zemljo, padel je na zeleno žito, oziroma na klorofilno zrno. Ko ga je zadel, je ugasnil, prenehal biti luč , a ne izginil, denar je porabil le za notranje delo. V takšni ali drugačni obliki je vstopil v sestavo kruha, ki nam je služil kot hrana. Spremenil se je v naše mišice, v naše živce. Ta žarek nas greje. On nas spravlja v gibanje. Morda se prav ta trenutek igra v naših možganih ... "Te besede še niso zastarele. V preteklih letih so se le izpopolnjevale in dopolnjevale z novimi podatki o dihanju.

Pri rastlinah je dihanje v bistvu nasprotno od fotosinteze. Molekulo sladkorja glukoze atmosferski kisik oksidira v ogljikov dioksid in vodo, pri čemer se sprosti energija, shranjena v ogljikovih hidratih. Ta energija se uporablja za izvajanje in podporo vseh življenjskih procesov: absorpcijo in izhlapevanje vode in mineralnih soli, rast in razvoj rastlin.

Prav v sproščanju energije in njenem usmerjanju na potrebe rastlin je glavni pomen dihanja, ki se dogaja v vseh živih celicah rastlin.

Pravzaprav dihanje podpira samo življenje na Zemlji! Toda kako točno se to zgodi? Kakšna oblika energije? Ne da bi se spuščali v podrobnosti, povejmo le, da je celoten smisel dihanja tvorba adenozin trifosforne kisline ali na kratko ATP – organske snovi, ki vključuje dušikovo bazo adenin, petogljikov sladkor ribozo (skupaj tvorita adenozin) in trije ostanki fosforne kisline medsebojno povezani s fosfatno vezjo, med razpadom katere se sprosti energija, potrebna za vse življenje na Zemlji.

Slikovito lahko to primerjamo z delovanjem baterije, ki daje energijo po potrebi in se v rastlinah polni s sončno energijo med fotosintezo.

Znanost in življenje // Ilustracije

Odsek lista pod mikroskopom. Ko voda vstopi, se tanke zunanje stene celic raztegnejo in s seboj potegnejo debelejše notranje. V tem času se odprejo stomati (luknje): iz lista se sprosti kisik in vanj vstopi ogljikov dioksid.

Sonce spreminja svoj položaj čez dan in opiše ločno trajektorijo približno 60° pozimi in 120° ali več poleti. To je treba upoštevati pri izbiri mesta za rastlinjak.

Živa meja ne več kot 1,8 metra visoko, ki raste južno in zahodno od rastlinjaka, bo zmanjšalo moč prevladujočih vetrov, ne da bi povzročilo senčenje. Ograja na severni strani, postavljena blizu rastlinjaka, ne meče sence.

Zračniki, nameščeni na strehi in stranskih stenah rastlinjaka, zajemajo tok hladnega zraka in ga usmerjajo navzdol proti tlom. Ko se tok segreje, se dvigne in izstopi skozi odprtine, ki se nahajajo na zavetrni strani.

V praksi se izkaže, da je pridelek rastlin razlika med fotosintezo in dihanjem: višja kot je fotosinteza in nižje dihanje, večji je pridelek in obratno. V naravi se fotosinteza razmeroma malo spreminja. Toda dihanje se lahko poveča sto ali celo tisočkrat. Poleg tega razmerje med proizvajajočimi in uživajočimi deli rastlin temelji na načelu: ena z bipodom (fotosinteza) - sedem z žlico (dih). Pravzaprav se fotosinteza dogaja le v listih in le podnevi na svetlobi, medtem ko rastline dihajo 24 ur na dan, kopičenje organskih snovi (osnova pridelka) pa je možno le, če fotosinteza močno presega dihanje. Na žalost se to zgodi veliko manj pogosto, kot bi si želeli.

Poleg tega vse to zdaj obravnavamo v nekoliko poenostavljeni obliki. Pravzaprav je rastlina en sam celovit organizem, v katerem so vsi procesi tesno povezani, na eni strani med seboj, na drugi strani pa z okoljem: svetloba, toplota, vlaga. Vpliv zunanje razmere za vsako rastlino je težko, saj v naravi na rastlino delujejo vsi pogoji hkrati. In zaenkrat ne vemo, kje se konča delovanje enega od njih in začne delovanje drugega in kateri določen pogoj se izkaže za odločilnega v danem obdobju rasti in razvoja rastline.

Za odgovor na to vprašanje so zgradili ogromne rastlinjake s popolnoma nadzorovano klimo – klimatrone. Eden od njih je klimatron botaničnega vrta Missouri v St. Louisu (ZDA), ki ga je zgradil ugledni ameriški znanstvenik F. Vent. Ugotovil je, da je od vseh zunanjih pogojev za rast paradižnika odločilna nočna temperatura. Če se je ponoči dvignila nad 24 ali padla pod 16 stopinj, se plodovi sploh niso vezali. Za pridelek krompirja je bila odločilna tudi nočna temperatura. Gomolji so se najbolje oblikovali pri nočni temperaturi okoli 12 stopinj. Zato je v vročem poletju leta 1999 na mnogih območjih naše države, vključno z moskovsko regijo, letina krompirja padla za polovico v primerjavi s prejšnjimi leti.

Temperatura se pogosto izkaže za skoraj "glavnega sovražnika" bodoče letine, pa ne samo takrat, ko je prenizka, ampak tudi v tistih primerih, ko je precej višja od optimalne. Nemški znanstveniki X. Lier, G. Polster so ugotovili, da so v jasnih sončnih dneh zgodnje jutranje ure najbolj produktivne za žetev, ko temperatura zraka ne presega 20-25 ° C. Povečanje organske mase je v tem času 30-krat večje kot pri višjih temperaturah.

In to je povsem razumljivo in razumljivo. V jutranjih urah je fotosinteza največja, dihanje, ki je močno odvisno od temperature, pa postane minimalno. Zato so rastline še posebej odzivne na jutranje zalivanje. Voda, zlasti kumare, paradižnik, bučke, zahteva veliko in po možnosti ne zelo hladno.

Rastline pridejo v povsem neobičajno in neobičajno okolje, ko jih gojimo v zaprtih prostorih. V rastlinjakih vsi zunanji dejavniki pogosto začnejo delovati kot proti rastlinam. Če poskušamo rastline zaščititi pred mrazom z navadnim filmom, jih ne moremo rešiti pred pregrevanjem, kar je veliko težje storiti. Dejansko tudi spomladi temperatura v rastlinjakih včasih preseže optimalno (približno 20 stopinj). Kaj reči o obdobju april – avgust?

V oblačnih dneh se rastlinjak neprostovoljno spremeni v ječo za rastline, srednji sončni žarki komajda prodrejo skozi film. Zaradi pomanjkanja svetlobe se fotosinteza močno zmanjša, medtem ko dihanje poteka kot običajno, pogosto prekriva fotosintezo in znatno zmanjša prihodnji pridelek.

Druga težava čaka rastline v rastlinjaku v jasnih toplih sončnih dneh. Rastlinjak se v takih dneh spremeni v vročo puščavo. "Pregrevanje" listov in pomanjkanje ogljikovega dioksida - glavne "surovine" za nastanek ogljikovih hidratov - vodi do močnega padca fotosinteze. Spomnimo se, da zrak vsebuje le 0,03% ogljikovega dioksida ali 3 dele na 10 tisoč delov zraka, pomanjkanje tega plina v rastlinjakih podnevi pa je precej pogosto. Po drugi strani pa se dihanje pospeši sto ali celo tisočkrat (odvisno od temperature). Seveda v teh urah kopičenje ogljikovih hidratov ne pride v poštev. Nasprotno, rastlina izgubi tudi tisto, kar je bilo nabrano v ugodnejšem času.

Kaj naj naredi vrtnar? Najprej redno spremljajte temperaturo s pomočjo termometrov, nameščenih znotraj in zunaj rastlinjaka, ali še bolje s psihrometri (naprave z dvema termometroma, od katerih ima eden rezervoar, pokrit z vlažno krpo), ki vam omogoča sočasno spremljanje temperature in relativno vlažnost zraka, ki je zelo pomembna. Za zaščito pred pregrevanjem je dobro imeti široka vrata na obeh končnih stenah rastlinjaka. Skupaj s svežim hladnim zrakom skozi priprta vrata v rastlinjak steče tok ogljikovega dioksida, kar znatno poveča fotosintezo, zlasti ob pomanjkanju svetlobe.

Če to ni dovolj, so potrebna stranska okna, najpreprosteje je, da folijo pribijete s stranic lesene letvice in ga zvijte na želeno višino.

Nekaj ​​besed o prehrani rastlin v tleh. Do zdaj mnogi vrtnarji verjamejo, da je obilen pridelek zelenjave mogoče pridelati le s pomočjo organskih gnojil. Mineralna gnojila so po njihovem mnenju trdni strupeni nitrati.

Kar zadeva nitrate, obstaja zelo modra zapoved: "Ne prehranjujte se!" Gnojila je treba uporabiti toliko, kolikor rastline potrebujejo, in ne takoj, ampak delno, ko se porabijo. O vsem tem je revija "Znanost in življenje" že večkrat pisala (glej št. 4, 1992; št. 6, 1993; št. 3, 4, 5, 1999).

Na koncu nekaj besed o gojenju zelenjave na balkonih in ložah. Živimo v enosobno stanovanje V drugem nadstropju zidana hiša v okrožju Krasnogorsk v moskovski regiji. V bližini ni stavb ali senčnih dreves. Velikost balkona je 3 metre krat 70 cm Zelenjavo pridelujemo po metodi ameriškega pridelovalca zelenjave dr.J.Mittliderja na mešanici žagovine in peska. Vzamemo šest litrskih vrčkov žagovine (brez sekancev), tri skodelice peska (brez gline), dve žlici (z vrhom) hranilne mešanice št. 1 in eno žlico (z vrhom) mešanice št. 2. Pripravimo mešanico št. 1, kot sledi: 5 kg mlete apnenčaste ali dolomitne moke, pomešane s 40 g borove kisline; mešanica št. 2-3 kg kompleksnega gnojila Azofoska zmešamo s 450 g (dva kozarca in pol) magnezijevega sulfata in 3 čajne žličke (brez vrha) borove in molibdne kisline.

S pripravljeno mešanico napolnimo plastična korita za rože in korita z 0,5 cm luknjami na dnu in stranicah. Za prehrano rastlin v 1 l topla voda raztopimo štiri čajne žličke (z vrhom) mešanice št. 2. Vsakič pred hranjenjem vzamemo 100 g raztopine iz pripravljene posode in jo 10-krat razredčimo z vodo. Ta količina zadostuje za hranjenje približno 10 rastlin. Pogostost hranjenja: v jasnem toplem sončnem vremenu - enkrat na 7-10 dni, v hladnem in oblačnem vremenu - dvakrat na mesec.

Kumare gojimo v koritih, paradižnike v koritih, po 1-3 kose, odvisno od velikosti posod. Z vsakega grma zberemo kilogram paradižnika. Vzgajamo jih predvsem iz kupljenih sadik. Resda so leta 1999 sami vzgojili sadike, vendar so s setvijo semena nekoliko zamujali in iz njih so zrasli 40 cm visoki paradižniki »igrače«, popolnoma posuti z živo rdečimi plodovi, v velikosti slive. Vendar so bili tako lepi, da so se številni mimoidoči nehote ustavili, da bi občudovali ta čudež.

Vsak balkon ima svoje pogoje za gojenje rastlin in ni mogoče vnaprej reči, da bo vsa zelenjava slabo rasla na severni strani in, nasprotno, dobro na južni. Nujen pogoj za vse primere: zastekljena sprednja in še posebej čelna stran balkona naj se odpreta po vsej širini. Če temu ni tako, je bolje pustiti balkon ali ložo nezastekljeno, v hladnem vremenu pa v sobo vnesti rastline.

VRTNARICA - OPOMBA

Veliko novih sort zelenjavni pridelki omogočajo, da se izognejo neskladju njihovih zahtev z dejanskimi rastnimi pogoji. Torej, odporen na: pomanjkanje svetlobe - hibridi paradižnika F 1 Olya, jajčevca F 1 Pluton, sorte solate Ballet, Keltic; do nizkih temperatur - sorte buč Smile, berlinski peteršilj, detroitska pesa, redkev Chernavka, kumare Sirius, hibridi paradižnika F 1 Lelya, F 1 Olya; do suše - hibridi kumar F 1 Mazay, sorte redkvice Zlata, kvartet jajčevcev.

Zanimiv podatek iz biologije je, da proces fotosinteze izvajati samo podnevi z uporabo sončne energije. Od kod rastlinam energijo ponoči, ko fotosinteza ni mogoča? Kaj se zgodi pozimi, ko drevesa odvržejo svoje zelene liste? Ali je življenje rastline popolnoma zamrznjeno? V članku bomo izvedeli vse o dihanju rastlin.

Prva stvar, ki se običajno naučimo o rastlinah pri pouku biologije, je, da so nas oskrbujejo s kisikom in odstranjujejo ogljikov dioksid iz zraka. Da, res, rastline v procesu fotosinteze uporabljajo CO2 za sintezo sladkorjev in sproščanje kisika. Kaj pa dihanje? Ali rastline dihajo?

Rastline, tako kot ti in jaz, so povezane aerobni organizmi kar pomeni, da potrebujejo kisik za preživetje. V rastlinskih celicah, tako kot v celicah drugih jedrskih organizmov, obstajajo "energijske postaje" - mitohondrije. Za kaj?

Proces dihanja rastlin

Med dihanjem se organske snovi (običajno ogljikovi hidrati) v mitohondrijih s pomočjo kisika "zgorijo". Sintetizira se energetska valuta celic – ATP, tvorita se voda in ogljikov dioksid, del energije pa se sprosti v obliki toplote.

Torej, fotosinteza v rastlinah dogaja na svetu, in dihanje - 24 ur na dan! Fotosintezo izvajajo samo zeleni deli rastlin, vsi njeni deli pa dihajo!

dan, ko fotosinteza in dihanje potekata sočasno, količina proizvedenega kisika običajno presega količino sproščenega ogljikovega dioksida. Ponoči se v zrak sprošča samo ogljikov dioksid.

Prav to je razlog za obstoj napačnih predstav o vampirskih rastlinah, ki jemljejo energijo (to pojasnjujejo s prekomerno porabo kisika in sproščanjem ogljikovega dioksida). Toda ali ste morali prenočiti v gozdu v šotoru?

Verjetno je bilo enostavno dihati in nihče ni čutil pomanjkanja kisika. Treba je razumeti, da je količina ogljikovega dioksida, ki ga rastlina oddaja, ali kisika, ki ga absorbira ponoči, zanemarljiva v primerjavi s količino kisika, ki ga sprosti podnevi.

Dejansko ljudje pri dihanju oddajajo bistveno več ogljikovega dioksida kot rastline. Da bi tvorili toliko ogljikovega dioksida, kot ga izpusti navaden človek, bi potrebovali skoraj 10.000 kg rastlin! Če jih je v vaši spalnici ravno toliko, odprite vrata in okna. Ne tako veliko? Lepo spi!

Torej, sobne rastline - lepa dobavitelji kisika, predvsem v zimsko obdobje. Mnogi od njih imajo baktericidne lastnosti in eden od boljše načinečiščenje zraka - pravilno urejanje prostora, vključno z uporabo rastlin, ki oddajajo fitoncide (naravni antibiotiki). Ugotovljeno je bilo, da ljudje, ki imajo doma veliko rastlin, veliko manj zbolijo, predvsem za gripo.

Od česa je odvisno dihanje rastlin?

listi, stebla, korenine in celo cvetovi. Zanimivo je, da korenine dihajo manj kot fotosintetični listi. In cvetni listi (modificirani listi) dihajo 18-20 krat bolj aktivno kot listi. Listavci dihajo bolj aktivno kot iglavci, suhe rastline - sukulente - pa imajo zelo nizko stopnjo dihanja.

Intenzivnost dihanja odvisno od številnih dejavnikov: letni čas, čas dneva, temperatura, jakost svetlobe itd.

V celoti se v procesu razvoja celic, tkiv in organov rastlin intenzivnost dihanja najprej poveča, doseže največjo vrednost v času največje stopnje rasti in nato postopoma upada. Človek v obdobju aktivne rasti potrebuje tudi več energije.

Mlada drevesa porabijo tretjino dnevnih produktov fotosinteze za dihanje. Deli rastlin, ki so končali rast (stari listi, stebla, les ali zrela semena), imajo nizko stopnjo dihanja, vendar nikoli ne pade na nič.

Rastline imajo tudi obdobja kratkotrajnega in povečanega dihanja. AT sočno sadje pred popolnim zorenjem pride do začasne (2-3 dni) aktivacije dihanja - klimakteričnega dviga dihanja. Primer manifestacije aktivnega dihanja rastlin je visoka vsebnost ogljikovega dioksida (do 13%, običajno 0,03%) v atmosferi dvigal, kjer se skladišči žito.

Kot posledica dihanja, vodo, ki vlaži semena in sprošča toploto. V takih prostorih je zelo težko dihati. Temperatura semen v dvigalih lahko doseže + 60-90 ° C, nato pa semena "zgorijo" in izgubijo sposobnost kalitve.

Dihanje je odvisno od zračni tlak. ameriški biolog Frank Brown odkrili, da dihanje v celicah krompirjevih gomoljev narašča z naraščanjem atmosferskega tlaka in obratno. Krompirjeve oči dva dni prej kot barometer »predvidijo« spremembo vremena. Pred dežjem, torej za zmanjšanje pritiska, zadržijo dih.

od -25 ° C do + 50-60 ° C. Za večino rastlin minimalna temperatura dihanje je 0 ° C. V temperaturnem območju od 0 ° C do 30 ° C, s povišanjem temperature za vsakih 10 ° C, se intenzivnost dihanja poveča le 2-krat. Pri temperaturah nad 40-50 ° C se dihanje upočasni.

Visoke temperature- eden od razlogov za povečano dihanje tropskih rastlin, ki "pokurijo" 70-80% dnevnih produktov fotosinteze. Najbolj ugodna temperatura za dihanje je 35-40 ° C, za fotosintezo je nižja za 5-10 ° C. Zato pri visokih temperaturah rastlina intenzivno porablja organske snovi, njihova sinteza pa se skoraj ustavi, kar vodi do zmanjšanja donos številnih rastlinskih vrst.

Kaj se zgodi z rastlinami pozimi?

ja rastline nadaljevati dihati pozimi! Poletna zaloga ogljikovih hidratov zadostuje za preživetje zime in spomladansko obnovitev rasti. Brsti sadnega drevja dihajo od -14 ° C, borove iglice pa tudi pri -25 ° C!

Okrepljeni so procesi dihanja v rastlinah, ki jih je prizadela bolezen. Profesor Kalifornijske univerze S. E. Yarwood je izmeril temperaturo listov rastlin, okuženih z virusom ali glivo, in jo primerjal s temperaturo zdrave rastline. Temperatura obolelih delov rastline se je povišala za kar 2 °C.

Vas rastline ne spominjajo na bolne otroke? Pomislite na sebe s temperaturo 38,6 ° C. Povišana temperatura pri rastlinah, odpornih na bolezni, traja dlje kot pri neodpornih. Izkazalo se je, da v takih pogojih celice sintetizirajo zaščitne fenolne spojine, ki so strupene za patogene. Poškodovane rastline tudi močno dihajo, kar povzroči tudi opazno povišanje njihove temperature na mestih poškodb.

Dihanje ni le proces oskrbe rastlinskega organizma z energijo za rast in razvoj. Absorpcija vode in hranilnih mineralnih elementov je odvisna od dihanja. Na vmesnih stopnjah dihanja nastajajo spojine (organske kisline, sladkor), ki se uporabljajo v različnih presnovnih reakcijah. V sušnih razmerah se med dihanjem sprošča voda, ki lahko rastlino reši pred dehidracijo! Kot kamelji mehanizmi za oskrbo z vodo, kajne?

Kako dihajo rastline?

Rastline nimajo posebnih dihalnih organov, podobnih našim pljučem. Kisik vstopa vanje skozi naravne odprtine. Poleg tega rastline uporabljajo kisik, ki nastaja med fotosintezo. Nadzemni deli rastlin neposredno prejemajo kisik iz zraka pore.

Pore ​​v listih so želodci, pore na vejah dreves so leče. Praviloma se stomati nahajajo na spodnji strani lista. Tvorijo jih posebne zaščitne celice, ki vsebujejo zeleni pigment klorofil. Skozi režo vstopi zrak v list in vlaga izhlapi.

Na listih vodnih rastlin, katerih listi plavajo na površini vode (na primer vodne lilije), so stomati le na zgornji površini lista. Število želc na 1 mm 2 lista je v povprečju 300! Manj stomatov je bilo v listih tradescantia - 14 na mm 2, največ pa v listih močvirskega hrasta - 1200 na mm 2. Korenine rastlin imajo pore.

Rastline mangrove rastejo na obalah jugovzhodne Azije, Oceanije, Avstralije, Madagaskarja, Ekvatorialne Afrike na meji morja in kopnega. Med njimi je okoli 40 vrst dreves in grmovnic, ki so se prilagodile plimovanju, med katerim so do vrha krošnje potopljene v vodo.

Mangrove klical rastline dvoživke. Ob oseki so razgaljena muljasta tla, prepredena s koreninami in skoraj brez kisika. Kako rastline mangrove preživijo v takih razmerah?

Mangrove prejemajo kisik s pomočjo posebnih dihalnih korenin - pnevmatoforjev, ki za razliko od navadnih rastejo navzgor, imajo porozno strukturo in velike medcelične prostore, napolnjene z zrakom. Tudi listi takšnih rastlin so prilagojeni razmeram pomanjkanja kisika.

Torej, avicenija- rastlina, poimenovana po staroperzijskem znanstveniku-enciklopedistu, zdravniku in filozofu Aviceni, - ob visoki plimi je skoraj vsa prekrita
voda, spodnja površina listov pa je gosto pubescentna. Pod vodo se med dlačicami zadržujejo zračni mehurčki, katerih kisik rastlina porabi med poplavljanjem. In korenine avicenne so pokončne rasti, ki se dvigajo 20-25 cm nad površino tal. Zahvaljujoč dobro razvitemu medceličnemu sistemu zrak zlahka vstopi v korenino.

Pnevmatoforje najdemo ne samo v mangrovah, ampak tudi v rastlinah, ki rastejo v sladkovodnih močvirjih tropskih in zmernih zemljepisnih širin. V Novi Gvineji jih imajo ratana, ki se uporabljajo za izdelavo pohištva. Stebla tega plazilca včasih dosežejo 200-300 m.

V Severni Ameriki so pnevmatoforji močvirskega čempresa - drevo, ki zraste 35-45 m s premerom debla do 2 m, cilindrični pnevmatoforji tega drevesa štrlijo nad površino tal, zlasti pri rastlinah, ki rastejo blizu vode. V močvirju lahko ljudje hodijo po pnevmatoforju, kot po pločniku. Mehičani v njih uredijo čebelnjake.

Ali lahko rastline živijo brez kisika?

Zrak vsebuje približno 21 % kisika.
To je povsem dovolj za normalno življenje rastlin. Pravilna nega za rastlinami prispeva k normalnemu dihanju. Liste redno umivajte ali pobrišite prah. Vendar ne pozabite, da je treba to storiti zelo previdno z pubescentnimi listi, priporočljivo je uporabiti posebno krtačo.

Obstajajo primeri, ko se rastline znajdejo v razmerah pomanjkanja kisika. Najpogosteje se ta težava nanaša na korenine. V dobro prezračenih tleh kisika ni nič manj kot v zraku - 7-12%, v slabo obdelanih tleh se njegova vsebnost zmanjša na 2%. Zato sobnih rastlin ne smete obilno zalivati.

Blokiranje dostopa zraka do korenin vodi do dejstva, da se rastlina dobesedno utopi v vodi, korenine gnijejo, listi padejo in porumenijo.

Kako pomagati v takšni situaciji?

Rastlino vzemite iz lonca, očistite zemlje, sperite in preglejte korenine. Če so močni in nepoškodovani, rastlino presadite v lonec s svežo, rahlo vlažno zemljo. Na dno lonca nalijte ekspandirano glino ali majhne glinene drobce (drenažo), kar bo prispevalo k boljši izmenjavi plinov v koreninah.

Lonček postavite na senčno mesto, zaščiteno pred neposredno sončno svetlobo, in zalivajte šele takrat zgornji sloj zemlja se bo posušila do globine nekaj centimetrov. Še manj kisika v zelo razmočenih tleh. Pri njih se korenine poškodujejo, odmrejo, rast rastlin pa se upočasni ali popolnoma ustavi.

Mimoza, ki je sposobna v trenutku oblikovati svoje liste kot odgovor na dotik, v anaerobnih pogojih postane otrplost in se ne odziva na nobeno draženje.

Ugledni francoski znanstvenik Louis Pasteur pokazala, da rastline v okolju brez kisika ne tvorijo samo CO2, ampak tudi alkohol. V naravnih razmerah je to mogoče, ko je mokro.

Alkohol najdemo celo v vodi v rastlinah. Zaradi pogostih poplav v porečju reke Amazonke nastajajo stoječa plitva vodna telesa, ki so zelo dobro ogreta in osvetljena. Poplavljene rastline takšnih rezervoarjev spremenijo sladkor v alkohol - poteka proces fermentacije.

Lokalni prebivalci so se naučili uporabljati takšno "vodo" za pripravo pijač. Nekatere vrste amazonskih rib se začnejo drstiti šele, ko je v vodah določena količina alkohola. Neznatne količine alkohola v plodovih jabolk, mandarin itd. Vendar pa so se nekatere rastline, ki živijo v pogojih nenehnega poplavljanja, prilagodile pomanjkanju kisika.

Tako so pri rastlinah mangrove nastale dihalne korenine ali pnevmatoforji. Vam znani rogoz ima posebno tkivo - aerenhim, za katerega so značilni veliki medcelični prostori, napolnjeni z zrakom.

Aerenhim Nastaja tudi v koreninah drugih rastlin kot odgovor na pomanjkanje kisika.Nastanejo dodatne korenine, ki so veliko debelejše, imajo dobro razvit aerenhim in zagotavljajo dihalne procese. Znanstveniki so ugotovili, da mačji rep, vrba in druge močvirske rastline v pogojih normalne oskrbe s kisikom dihajo 2-3 krat šibkeje kot rastline, ki niso prilagojene na pomanjkanje kisika (grah, fižol, pšenica ali topol).

Fotosinteza je proces nastajanja organske snovi iz ogljikovega dioksida in vode na svetlobi s sodelovanjem fotosintetskih pigmentov (klorofil pri rastlinah, bakterioklorofil in bakteriorodopsin pri bakterijah). V sodobni fiziologiji rastlin fotosintezo pogosteje razumemo kot fotoavtotrofno funkcijo - niz procesov absorpcije, transformacije in uporabe energije svetlobnih kvantov v različnih endergonskih reakcijah, vključno s pretvorbo ogljikovega dioksida v organske snovi.

Obstajata kisikova in anoksigena vrsta fotosinteze. Kisik je veliko bolj razširjen, izvajajo ga rastline, cianobakterije in proklorofiti. V tem članku je opisan le ta, ločen članek je posvečen anoksigenski fotosintezi vijoličnih in zelenih bakterij ter Helicobacteria.

Obstajajo tri stopnje fotosinteze: fotofizična, fotokemična in kemična. Na prvi stopnji je absorpcija svetlobnih kvantov s pigmenti, njihov prehod v vzbujeno stanje in prenos energije na druge molekule fotosistema. Na drugi stopnji pride do ločevanja nabojev v reakcijskem centru, prenosa elektronov po fotosintetični transportni verigi elektronov, ki se konča s sintezo ATP in NADPH. Prvi dve stopnji se skupaj imenujeta od svetlobe odvisna stopnja fotosinteze. Tretja stopnja poteka že brez obvezne udeležbe svetlobe in vključuje biokemične reakcije sinteze organskih snovi z uporabo energije, akumulirane na svetlobno odvisni stopnji. Najpogosteje kot take reakcije štejemo Calvinov cikel in glukoneogenezo, nastajanje sladkorjev in škroba iz ogljikovega dioksida v zraku.

Dihanje je glavna oblika disimilacije pri ljudeh, živalih, rastlinah in številnih mikroorganizmih. Pri dihanju se energijsko bogate snovi, ki pripadajo telesu, popolnoma razgradijo na energijsko revne anorganske končne produkte (ogljikov dioksid in vodo), pri čemer za to porabijo molekularni kisik.

Zunanje dihanje razumemo kot izmenjavo plinov med telesom in okoljem, vključno z absorpcijo kisika in sproščanjem ogljikovega dioksida ter transportom teh plinov po telesu.

Notranje (celično) dihanje vključuje biokemične procese v citoplazmi celic in mitohondrijev, ki vodijo do sproščanja energije.

V organizmih, ki imajo velike površine v stiku z zunanjim okoljem, lahko pride do dihanja zaradi difuzije plinov neposredno v celice (na primer v listih rastlin, v kavitnih živalih). Z majhno relativno površino se plini prenašajo s krvnim obtokom (pri vretenčarjih itd.) Ali v sapniku (pri žuželkah).

Kemosinteza je metoda avtotrofnega prehranjevanja, pri kateri je vir energije za sintezo organskih snovi iz CO2 oksidacija anorganskih spojin. Podobno možnost za pridobivanje energije uporabljajo samo bakterije. Pojav kemosinteze je leta 1887 odkril ruski znanstvenik S. N. Vinogradski.

Treba je opozoriti, da energije, ki se sprosti v oksidacijskih reakcijah anorganskih spojin, ni mogoče neposredno uporabiti v procesih asimilacije. Najprej se ta energija pretvori v energijo makroergičnih vezi ATP in šele nato se porabi za sintezo organskih spojin.

13. Energija vekosistemi

Spomnimo se, da je ekosistem skupek živih organizmov, ki med seboj in z okoljem nenehno izmenjujejo energijo, snov in informacije. Najprej razmislite o procesu izmenjave energije. Energija je opredeljena kot sposobnost opravljanja dela. Lastnosti energije opisujejo zakoni termodinamike.

Prvi zakon (začetek) termodinamike oziroma zakon o ohranitvi energije pravi, da lahko energija prehaja iz ene oblike v drugo, vendar ne izgine in se ne ustvarja na novo. Drugi zakon (začetek) termodinamike oziroma zakon entropije pravi, da lahko entropija narašča samo v zaprtem sistemu. V zvezi z energijo v ekosistemih je primerna naslednja formulacija: procesi, povezani z energetskimi transformacijami, se lahko pojavijo spontano le, če energija prehaja iz koncentrirane oblike v difuzno, to je, da se razgradi. Entropija je merilo količine energije, ki postane nedosegljiva za uporabo, ali drugače merilo spremembe vrstnega reda, do katere pride, ko se energija razgradi. Višji kot je sistem, manjša je njegova entropija. Tako vsak živi sistem, vključno z ekosistemom, ohranja svojo življenjsko aktivnost zaradi, prvič, prisotnosti v okolju presežka proste energije (energije Sonca); drugič, zmožnost, da zaradi razporeditve svojih sestavnih delov zajame in koncentrira to energijo ter jo uporabi za razpršitev v okolju. Tako najprej zajemanje in nato koncentriranje energije s prehodom iz ene trofične ravni v drugo zagotavlja povečanje urejenosti, organiziranosti živega sistema, to je zmanjšanje njegove entropije.

14. Vrste odnosov med živimi organizmi. Intraspecifični in medvrstni.

Odnose med organizmi lahko razdelimo na medvrstne in znotrajvrstne. Medvrstne odnose običajno razvrščamo glede na »interese«, na podlagi katerih organizmi gradijo svoje odnose:

Medvrstne interakcije so veliko bolj raznolike:

-nevtralizem (obe vrsti nimata nobenega vpliva druga na drugo);

-konkurenca (obe vrsti negativno vplivata druga na drugo);

Mutualizem (obe vrsti ne moreta obstajati ena brez druge);

- plenjenje ( grabežljiv videz hrani se s svojim plenom)

-amenzalizem (en organizem zavira razvoj drugega);

-komenzalizem (komenzal ima koristi od druge vrste, ki ni brezbrižna do te zveze).

Intraspecifična konkurenca:

- neposredna konkurenca - živali se borijo med seboj do smrti. Pri rastlinah - alopatija - sproščanje toksinov.

- posredna konkurenca - posredna, t.j. ne neposredno.

Intraspecifični odnosi:

- tekmovanje;

-rivalstvo;

- medsebojna pomoč;

- kooperacija (čreda).

15. Populacije. Struktura prebivalstva. Umrljivost, rodnost, preživetje. krivulje preživetja. Dinamika prebivalstva.

Prebivalstvo je izraz, ki se uporablja v različnih vejah biologije, pa tudi v genetiki, demografiji in medicini. Najbolj splošen pomen je v dobesednem prevodu. Populacija je populacija ljudi, živali ali rastlin na območju. V evropskih jezikih se ta koncept v prvi vrsti nanaša na človeka in drugič na druge žive organizme. V ruščini ima populacija bolj tehnični pomen kot izraz, ki se pretežno uporablja v bioloških in medicinskih raziskavah. V biologiji: populacija je določen niz posameznikov vrste, ki je del določene biogeocenoze in se v njej manifestira s svojim specifičnim funkcionalnim in energetskim vplivom. Sodobna genetika skrbno preučuje zgodovino sodobnih etničnih skupin po etnogenetskih podatkih v globino več deset tisočletij - od eksodusa prvih skupnosti "homo sapiens" iz Afrike. Genetske transformacije populacij so spremljale etnokulturne, ki so populacije v zadnjih tisočletjih spremenile v znana zgodovinska ljudstva.

Struktura prebivalstva Pod demografsko strukturo prebivalstva razumemo predvsem njegovo spolno in starostno sestavo. Poleg tega je običajno govoriti o prostorski strukturi prebivalstva - torej o značilnostih porazdelitve posameznikov v populaciji v prostoru. Poznavanje strukture populacije omogoča raziskovalcu, da sklepa o njeni blaginji ali prikrajšanosti. Na primer, če v populaciji ni generativnih (tj. sposobnih za ustvarjanje potomcev) posameznikov in je hkrati veliko starih (senilnih) posameznikov, potem je mogoče narediti neugodno napoved. Takšna populacija morda nima prihodnosti. Zaželeno je preučevati strukturo prebivalstva v dinamiki: če poznamo njeno spremembo v več letih, lahko veliko bolj zanesljivo govorimo o določenih trendih. Starostna struktura prebivalstva. Ta vrsta strukture je povezana z razmerjem posameznikov različnih starosti v populaciji.

Umrljivost je statistika, ki ocenjuje število smrti.

Rodnost je demografski pojem, opredeljen kot razmerje med številom rojstev v nekem obdobju na 1000 prebivalcev.

Preživetje - število osebkov (v odstotkih), ki so preživeli v populaciji v določenem časovnem obdobju. Običajno se preživetje določi za različne starosti in spolne skupine za različne sezone, leta, obdobja povečane umrljivosti.

PREŽIVETJE – delež osebkov v populaciji, ki so preživeli do razmnoževanja. KRIVULJA PREŽIVETJA:

V diferencialni obliki je odvisnost definirana kot dN / dt = rN ((k-N) / k), N je število. V mat. izraz vključuje odpornost medija. r - sovražno

hitrost pop.k – maks. število posameznikov.

r-vrste - pionirji, k-vrste - s težnjo po ravnovesju

17. Produktivnost skupnosti. ekološke piramide.

PRODUKTIVNOST ZDRUŽBE - pomemben funkcionalni pokazatelj združbe, pa tudi njenih posameznih elementov (avtotrofnih in heterotrofnih komponent, posameznih trofičnih nivojev, populacij katere koli vrste) je njihova sposobnost ustvarjanja (proizvodnje) nove biomase.

Ekološka piramida je grafični prikaz razmerja med proizvajalci, porabniki in razkrojevalci v ekosistemu.

Te piramide nastanejo v ekosistemih (biogeocenozah) v prehranjevalnih verigah. Prehranjevalne verige nastajajo v ekosistemih kot posledica življenja različne vrste. Tako so producenti (avtotrofne rastline) edini ustvarjalci organske snovi. V biogeocenozi so nujno rastlinojede in mesojede živali (potrošniki 1., 2. itd. Redov) in končno uničevalci organskih ostankov (razkrojevalci). V ekosistemu so vrste, ki pripadajo tem trem glavnim skupinam, v kompleksnih odnosih in obliki močnostna vezja,

Pravilo ekološke piramide

Vzorec, po katerem je količina rastlinske snovi, ki služi kot osnova prehranjevalne verige, približno 10-krat večja od mase rastlinojedih živali, vsak naslednji prehranski nivo pa ima tudi 10-krat manjšo maso.

Napajalni krog

Veriga med seboj povezanih vrst, ki zaporedoma črpajo organsko snov in energijo iz prvotne živilske snovi. Vsak prejšnji člen v prehranjevalni verigi je hrana za naslednji člen.

19. Ekologija združb in ekološke sukcesije.

Skupnost je niz medsebojno delujočih populacij, ki zasedajo določeno ozemlje, živa komponenta ekosistema. Skupnost deluje kot dinamična enota z različnimi trofičnimi nivoji, pretokom energije in kroženjem hranil skozi njo.

Struktura skupnosti se gradi postopoma skozi čas. Primer, ki se lahko uporabi kot model za razvoj skupnosti, je kolonizacija kamnitih izdankov z organizmi na nedavno oblikovanem vulkanskem otoku. Drevesa in grmi ne morejo rasti na golih skalah, saj zanje ni potrebna prst. Vendar pa alge in lišaji različne poti padejo na taka ozemlja in jih poselijo ter oblikujejo pionirske skupnosti. Postopno kopičenje odmrlih in razpadajočih organizmov ter erozija kamnin kot posledica vremenskih vplivov povzročita nastanek zadostne plasti prsti, da se tu naselijo večje rastline, kot so mahovi in ​​praproti. Sčasoma bodo tem rastlinam sledile še večje in po hranilih zahtevnejše oblike semen, vključno s travami, grmičevjem in drevesi.

Takšno menjavo ene vrste z drugo v določenem časovnem obdobju imenujemo ekološka sukcesija. Končno skupnosti - stabilna, samoobnavljajoča se in v ravnovesju z okoljem - se imenuje klimaksna skupnost. V živalskem svetu teh združb prihaja tudi do zamenjave nekaterih vrst z drugimi, predvsem zaradi spremembe vegetacije, vendar je ta proces odvisen tudi od tega, katere živali se lahko selijo iz sosednjih združb.

Zgoraj opisana vrsta sukcesije, ki se začne s kolonizacijo izpostavljene skale ali druge površine brez prsti (kot je pesek ali nekdanja ledeniška postelja), se imenuje primarna sukcesija. V nasprotju s tem se sekundarna imenuje sukcesija, ki se začne tam, kjer je površje popolnoma ali v veliki meri brez vegetacije, vendar je bilo prej pod vplivom živih organizmov in ima organsko komponento. To so na primer gozdne poseke, pogorela območja ali zapuščena kmetijska zemljišča. Tu se lahko v tleh ohranijo semena, trosi in vegetativni razmnoževalni organi, kot so korenike, kar bo vplivalo na sukcesijo. Tako v primarnih kot v sekundarnih nasledstvih sta flora in favna okoliških območij glavni dejavnik, ki določa vrste rastlin in živali, vključenih v nasledstvo zaradi naključnega širjenja in selitev.

20. Biotska raznovrstnost je osnova trajnosti ekosistema.

Biotska raznovrstnost (biološka raznovrstnost) je raznolikost življenja v vseh njegovih pojavnih oblikah. V ožjem smislu se biotska raznovrstnost nanaša na raznovrstnost na treh ravneh organizacije: genetska raznolikost(raznolikost genov in njihovih variant – alelov), raznolikost vrst v ekosistemih in nenazadnje tudi raznolikost samih ekosistemov.

Biotska raznovrstnost je ključni koncept v diskurzu o ohranjanju.Biotska raznovrstnost je bila opredeljena kot "variabilnost živih organizmov iz vseh virov, vključno s kopenskimi, morskimi in drugimi vodnimi ekosistemi ter ekološkimi kompleksi, katerih del so: to vključuje raznovrstnost znotraj vrst, raznovrstnost vrste in raznolikost ekosistemov«.

Obstajajo tri glavne vrste biotske raznovrstnosti:

- genetska raznovrstnost, ki odraža znotrajvrstno raznovrstnost in je posledica variabilnosti osebkov;

- vrstna pestrost, ki odraža pestrost živih organizmov (rastlin, živali, gliv in mikroorganizmov). Trenutno je opisanih približno 1,7 milijona vrst, čeprav je njihovo skupno število po nekaterih ocenah do 50 milijonov;

- Ekosistemska pestrost zajema razlike med tipi ekosistemov, pestrostjo habitatov in ekološkimi procesi. Opažajo raznolikost ekosistemov ne le v smislu strukturnih in funkcionalnih komponent, temveč tudi v smislu obsega - od mikrobiogeocenoze do biosfere;

Včasih se različne krajine izločijo kot ločena kategorija, ki odraža posebnosti teritorialne strukture in vpliv lokalnih, regionalnih in nacionalnih kultur družbe.

Razlogov za potrebo po ohranjanju biotske raznovrstnosti je veliko: potreba po bioloških virih za zadovoljevanje potreb človeštva (hrana, materiali, zdravila itd.), etični in estetski vidiki (življenje je dragoceno samo po sebi) itd. Glavni razlog za ohranjanje biotske raznovrstnosti pa je ta, da ima vodilno vlogo pri zagotavljanju trajnosti ekosistemov in biosfere kot celote (absorpcija onesnaževanja, stabilizacija podnebja, zagotavljanje pogojev, primernih za življenje). Biotska raznovrstnost opravlja regulativno funkcijo (glej Koncept biotske regulacije, Gorshkov V.G.) pri izvajanju vseh biogeokemičnih, podnebnih in drugih procesov na Zemlji. Vsaka vrsta, ne glede na to, kako nepomembna se morda zdi, prispeva k zagotavljanju trajnosti ne le »domačega« lokalnega ekosistema, temveč biosfere kot celote.

21. Homeostaza sistemov.

Homeostaza je sposobnost odprtega sistema, da ohranja konstantnost svojega notranjega stanja z usklajenimi reakcijami, katerih cilj je ohranjanje dinamičnega ravnovesja.

Homeostaza je sposobnost ekosistema, da se samoregulira, tj. sposobnost ohranjanja ravnotežja.

Homeostaza temelji na principu povratne zveze.

– Negativno (odstopanje od norme se zmanjša)

– Pozitivno (povečuje se odstopanje od norme)

Homeostazo je mogoče vzdrževati v mejah negativne povratne informacije. V vsakem ekosistemu, kjer obstajajo prehranjevalne verige, obstajajo določeni kanali za prenos informacij: kemični, genetski, energetski itd. Stabilnost skupnosti določa število povezav v trofični piramidi. Ravnovesje ekološkega cikla in ravnovesje ekosistemov je zagotovljeno s povratnim mehanizmom: krmilna komponenta sprejema informacije od nadzorovane in temu primerno prilagaja nadaljnji proces upravljanja. Primer jelenov-volkov. Pojav motenj je kršitev povratne informacije. Močno vmešavanje - smrt ekosistemov. Motnje: delne (toksične kemikalije, streljanje živali, ribolov); omejevanje - uničenje ekosistema (uničenje glavne trofične ravni). Homeostatski plato je območje, znotraj katerega je ekosistem sposoben ohraniti svojo stabilnost kljub stresnim vplivom.

22. Kroženje snovi. Veliki (geološki) in mali (biogeokemični) Menjalni in rezervni skladi.

Kroženje v biosferi razumemo kot ponavljajoče se procese transformacij in prostorskih premikov snovi, ki imajo določeno gibanje naprej, izraženo v kvalitativnih in kvantitativnih razlikah v posameznih ciklih. Obstajata 2 cikla - veliki (geološki) in mali (biotski). Velik (geološki) cikel snovi poteka od nekaj tisoč do nekaj milijonov let, vključno s procesi, kot sta vodni cikel in denudacija kopnega. DUNUDACIJA zemljišč je sestavljena iz skupnega odvzema kopenskih snovi (52990 milijonov ton/leto), skupne dobave snovi v tla (4043 milijonov ton/leto) in znaša 48947 milijonov ton/leto. Antropogeni poseg vodi v pospešitev denudacije, kar vodi na primer do potresov v območjih rezervoarjev, zgrajenih na potresno aktivnih območjih. MAJHNO (biotsko) kroženje snovi se pojavi na ravni biogeocinoze ali biogeokemičnega cikla.

Energijska bilanca biosfere je razmerje med absorbirano in sevano energijo. Določen je s prihodom energije Sonca in kozmičnih žarkov, ki jo rastline med fotosintezo absorbirajo, del pretvorijo v druge vrste energije, del pa razpršijo v vesolje.

Kroženje v biosferi - ponavljajoči se procesi transformacij in prostorskih gibanj snovi, ki imajo določeno gibanje naprej, izraženo v kvalitativnih in kvantitativnih razlikah v posameznih ciklih.

23. Hidrološki cikel.

Kroženje vode na Zemlji, imenovano tudi hidrološki cikel, vključuje vstop vode v ozračje z izhlapevanjem in njeno vračanje nazaj kot posledica kondenzacije in padavin.

Na splošno je vodni krog vedno sestavljen iz izhlapevanja, kondenzacije in padavin. Vendar vključuje tri glavne "zanke":

površinski odtok: voda postane del površinske vode;

izhlapevanje - transpiracija: vodo vsrkajo tla, zadržijo kot kapilarno vodo in se nato vrnejo v ozračje, pri čemer izhlapevajo z zemeljskega površja, ali pa jo absorbirajo rastline in se med transpiracijo sprostijo kot hlapi;

podtalnica: voda vstopa in se premika po tleh, napaja vodnjake in izvire ter tako ponovno vstopa v površinski vodni sistem.

Po shemi vodnega kroga je fond vode v ozračju majhen; stopnja kroženja je višja in čas zadrževanja je krajši kot pri ogljikovem dioksidu. Globalni vpliv človekovih dejavnosti začenja vplivati ​​na vodni krog. Obračunavanje padavin in rečnih tokov po vsem svetu je zdaj dobro uveljavljeno; potrebno pa je čim prej vzpostaviti popolnejši nadzor vseh glavnih poti gibanja vode v kroženju. Poudariti je treba še dva vidika vodnega kroga.

1. Upoštevajte, da morje izgublja zaradi izhlapevanja več vode kot prejme s padavinami; na kopnem pa je situacija obratna. Z drugimi besedami, tisti del padavin, ki podpira kopenske ekosisteme, vključno s tistimi, ki oskrbujejo ljudi s hrano, izvira iz izhlapevanja iz morja. Ugotovljeno je, da na mnogih območjih kar 90 % padavin prinese z morja.

2. Po ocenah je teža vode svežih jezer in rek 0,25 geograma (1 geogram = 1020 g), letni odtok pa 0,2 geograma; zato je čas izvedbe približno eno leto. Razlika med količino padavin na leto (1,0 geograma) in odtokom (0,2 geograma) je 0,8; to je vrednost letnega dotoka vode v podtalne vodonosnike. Kot smo že omenili, lahko povečanje odtoka kot posledica človekovih dejavnosti zmanjša fond podzemne vode, ki je zelo pomemben za cikel. Več vode bi morali vračati v vodonosnike, namesto da bi poskušali vso shraniti v jezerih, kjer hitreje izhlapeva

24. Kroženje ogljika, dušika, fosforja in žvepla.

OGLJIKOV CIKLUS.

Ogljik se v naravi nahaja tako v prostem stanju kot v obliki

številne povezave. Prosti ogljik se pojavlja kot diamant in

grafit.

Ogljikove spojine so zelo pogoste. Poleg fosilnega premoga v črevesju

Zemlja vsebuje velike akumulacije nafte, ki je kompleksna mešanica

različne spojine, ki vsebujejo ogljik, predvsem ogljikovodike.

Poleg tega so rastlinski in živalski organizmi sestavljeni iz snovi v

pri nastanku katerih ima glavno vlogo ogljik.

Ogljikov dioksid absorbirajo proizvodne rastline in med procesom

fotosinteze pretvori v ogljikove hidrate, beljakovine, lipide in druge organske

povezave. Te snovi s hrano uporabljajo konzumne živali.

Hkrati se v naravi odvija obraten proces. Vsi živi

Organizmi dihajo tako, da v ozračje sproščajo ogljikov dioksid.

Odmrli rastlinski in živalski ostanki ter živalski iztrebki razpadejo

(mineraliziran) z mikroorganizmi razkrojilci. Končni izdelek

mineralizacija - ogljikov dioksid - se sprošča iz tal ali vodnih teles v

vzdušje. Del ogljika je v zemlji shranjen v organski obliki

povezave.

Ogljik vstopa v ozračje iz

izpušni plini avtomobilov, z emisijami dima iz obratov in tovarn.

V procesu kroženja ogljika v biosferi energija

virov – nafte, premoga, gorljivih plinov, šote, lesa, ki

široko uporablja človek. Vse te snovi se proizvajajo

fotosintetske rastline skozi čas. Starost gozdov - desetine in

stotine let; šotna barja - tisočletja; premog, nafta, plini - na stotine milijonov

leta. Upoštevati je treba, da sta les in šota obnovljiva vira;

reproducirati v razmeroma kratkem času in olje,

gorljivi plin in premog sta nenadomestljiva vira.

DUŠIKOV CIKLUS.

Večina Dušik se v naravi nahaja v prostem stanju. Anorganske dušikove spojine se v naravi ne pojavljajo v velikih količinah.

šivi na pacifiški obali v Čilu. Tla vsebujejo malo

količine dušika, prednostno v obliki soli dušikove kisline. Ampak v obliki

kompleksne organske spojine – beljakovine – dušik je del vsega živega

organizmi.

Dušik je bistveni element. Najdemo ga v beljakovinah in nukleinih

kisline. Dušikov cikel je tesno povezan s ciklom ogljika. Delno

dušik prihaja iz ozračja zaradi tvorbe dušikovega oksida (IV) iz

dušik in kisik pod vplivom električnih razelektritev med nevihtami.

Vendar glavnina dušika zaradi fiksacije preide v vodo in tla.

zračnega dušika z živimi organizmi.

Najučinkovitejši fiksatorji dušika so gomoljne bakterije, ki živijo v koreninah stročnic. Dušik iz različnih virov vstopa v korenine rastlin, te ga absorbirajo in transportirajo do stebla in listov, kjer se v procesu biosinteze gradijo beljakovine.

Rastlinske beljakovine so osnova za prehrano živali z dušikom. Po smrti

organizmov, beljakovine pod delovanjem bakterij in gliv razpadejo s sproščanjem

amoniak. Amoniak rastline delno porabijo in delno uporabijo

razkrojne bakterije. Kot posledica življenjskih procesov nekaterih

bakterije pretvorijo amoniak v nitrat. Nitrati, kot so amonijevi ioni,

zaužijejo rastline in mikroorganizmi. Del nitratov v akciji

posebna skupina bakterij reducira na elementarni dušik, ki

sproščajo v ozračje. S tem se sklene krog dušika v naravi.

CIKLUS FOSFORJA

Zaradi

lahka oksidabilnost fosforja v prostem stanju v naravi ni

sreča. Od naravnih spojin fosforja je najpomembnejša

kalcijev ortofosfat, ki v obliki minerala fosforita včasih nastane

velika nahajališča. Najbogatejša nahajališča fosforitov se nahajajo na jugu

Kazahstan v gorovju Karatau. Fosfor je tako kot dušik nujen za vsa živa bitja.

bitja, saj je del nekaterih beljakovin, kot so rastlinske,

pa tudi živalskega izvora. Rastline vsebujejo fosfor kot glavno

način v beljakovinah semen, v živalskih organizmih - v beljakovinah mleka, krvi,

možganov in živčnega tkiva. Kot kislinski ostanek fosforne kisline

fosfor je del nukleinskih kislin - kompleksnih organskih

polimerne spojine, ki neposredno sodelujejo v procesih

prenos dednih lastnosti žive celice. Surovina za sprejem

fosfor in njegove spojine so fosforiti in apatiti. naravni fosforit

ali apatit zdrobimo, zmešamo s peskom in premogom ter segrejemo v pečeh z

uporaba električnega toka brez dostopa do zraka v vseh živih organizmih.

Njegov glavni vir so kamnine (večinoma magmatske

nye). Predstavljata ga predvsem apatit in fluorapatit. V sedimentnih kamninah je to običajno vivianit, wavelit, fosforit. Z nastankom biosfere se je povečalo sproščanje fosforja iz kamnin, kar je povzročilo njegovo znatno prerazporeditev. Pri pretvorbi fosforja

igra veliko vlogo živa snov. Organizmi absorbirajo fosfor iz tal

vodne raztopine. Fosfor se nahaja v beljakovinah, nukleinskih kislinah in

druge organske spojine.

Še posebej veliko fosforja v kosteh živali. S pogubo

organizmov se fosfor vrne v tla, se koncentrira v obliki

morskih fosfatnih nodulov, usedlin ribjih kosti, kar ustvarja pogoje za

nastanek s fosforjem bogatih kamnin, ki pa služijo

vir fosforja v biogenem ciklu.

ŽVEPLOV CIKLUS.

Žveplo se v naravi pojavlja v prostem stanju (samorodno žveplo) in

in v različnih spojinah. Žveplove spojine so zelo pogoste

različne kovine. Žveplove spojine so v naravi tudi pogoste

sulfati, predvsem kalcij in magnezij. Končno žveplove spojine

Žveplo se pogosto uporablja v nacionalnem gospodarstvu. Žveplo v obliki žvepla

uporablja za uničenje nekaterih rastlinskih škodljivcev. Velja

tudi za izdelavo vžigalic, ultramarin (modro barvilo), ogljikov disulfid in

številne druge snovi.

Kroženje žvepla poteka v ozračju in litosferi. Vstop žvepla v

atmosfera se pojavlja v obliki sulfatov, žveplovega anhidrida in žvepla iz

litosferi med vulkanskimi izbruhi, v obliki vodikovega sulfida zaradi

razgradnja pirita (FeS2) in organskih spojin. antropogeni vir

emisije žvepla v ozračje so termoelektrarne in drugo

objekti, kjer sežigajo premog, olje in drugi ogljikovodiki, in

vstop žvepla v litosfero, zlasti v tla, se pojavi z gnojili

in organske spojine. Prenos žveplovih spojin v ozračju

izvajajo zračni tokovi, padavine pa na zemeljsko površje oz

v obliki prahu ali z atmosferskimi padavinami v obliki dežja (kisli dež) in

sneg. Na površini Zemlje v tleh in vodnih telesih pride do vezave

sulfatne in sulfitne žveplove spojine s kalcijem, da tvorijo sadro

(CaSO4). Poleg tega je žveplo zakopano v sedimentnih kamninah

organski ostanki rastlinskega živalskega izvora, katerih

nadalje nastajata premog in nafta. Pri spremembi tal

žveplove spojine se pojavljajo s sodelovanjem sulfobakterij z uporabo

sulfatne spojine in oddaja vodikov sulfid, ki vstopa v

atmosferi in se ponovno oksidira v sulfate. Poleg tega vodikov sulfid

tla se lahko reducirajo v žveplo, kar denitrifikuje

bakterije oksidirajo v sulfate.

25. Načela delovanja ekosistemov.

Prejemanje virov in odstranjevanje odpadkov poteka v ciklu vseh elementov.

To načelo je v skladu z zakonom o ohranitvi mase. Ker atomi ne nastanejo, izginejo ali se spremenijo drug v drugega, jih je mogoče neomejeno uporabljati v najrazličnejših spojinah in njihova ponudba je praktično neomejena. Točno to se dogaja v naravnih ekosistemih.

Zelo pomembno pa je poudariti, da biološki cikel ne poteka zgolj na račun snovi, saj je rezultat delovanja organizmov, ki za zagotavljanje svoje življenjske aktivnosti zahtevajo stalne stroške energije, ki jih dobavlja Sonce. Energije sončnih žarkov, ki jo vsrkajo zelene rastline, za razliko od kemičnih elementov organizmi ne morejo uporabljati v nedogled. Ta ugotovitev izhaja iz drugega zakona termodinamike: pri pretvarjanju energije iz ene oblike v drugo, to je pri delu, le-ta delno preide v toplotno obliko in se razprši v okolju.

Posledično vsak cikel cikla, ki je odvisen od aktivnosti organizmov in ga spremljajo izgube energije iz njih, zahteva vedno več novih zalog energije.

Torej je obstoj ekosistemov vseh stopenj in življenja na Zemlji nasploh posledica nenehnega kroženja snovi, ki je posledično podprto s stalnim dotokom sončne energije. To je drugo osnovno načelo delovanja ekosistemov:

Ekosistemi obstajajo zaradi neonesnažujoče in praktično večne sončne energije, katere količina je razmeroma stalna in v izobilju.

26. Kakovost okolja. MPC. Učinek seštevanja MPC z velikim številom onesnaževal. MPC delovnih območij. MPC povprečje dnevno.

Kakovost okolja je stanje naravnih in s človekom spremenjenih ekoloških sistemov, ki ohranjajo svojo sposobnost nenehnega metabolizma in energije, razmnoževanja življenja.

Najvišja dovoljena koncentracija (MPC) - sanitarni in higienski standard za vsebnost škodljive snovi v okolju (ali proizvodnem) okolju, odobren z zakonom, ki praktično ne vpliva na zdravje ljudi in ne povzroča škodljivih učinkov.

Številne strupene snovi imajo sumacijski učinek, to pomeni, da njihove mešanice delujejo bolj toksično na žive organizme kot posamezne sestavine, pri čemer je treba upoštevati skupni učinek nečistoč na človeka in okolje.

Najvišja dovoljena koncentracija škodljive snovi v zraku delovnega območja Ta koncentracija ne sme povzročiti, da delavci, ki jih dnevno vdihavajo 8 ur, v celotnem obdobju delovne izkušnje povzročijo kakršne koli bolezni ali odstopanja od norme v zdravstvenem stanju, bi lahko odkrili sodobne metode raziskovanje neposredno med delom ali dolgoročno.

MDK.s je povprečna dnevna najvišja dovoljena koncentracija škodljive snovi v zraku naseljenih območij, ki ne bi smela neposredno ali posredno škodljivo vplivati ​​na človeško telo v pogojih neomejeno dolgega 24-urnega delovanja. vdihavanje.

27. Okoljski monitoring. Razvrstitev nadzornih sistemov.

Spremljanje je sistematično zbiranje in obdelava informacij, ki se lahko uporabijo za izboljšanje procesa odločanja, pa tudi posredno za obveščanje javnosti ali neposredno kot povratno orodje za izvajanje projektov, vrednotenje programov ali razvoj politik. Ima eno ali več od treh organizacijskih funkcij:

Opredeljuje status kritičnih ali spreminjajočih se okoljskih pojavov, za katere bo razvit potek ukrepov za prihodnost;

lahko pomaga graditi odnose s svojim okoljem z zagotavljanjem povratnih informacij o prejšnjih uspehih in neuspehih določene politike ali programa;

lahko koristno za ugotavljanje skladnosti s pravili in pogodbenimi obveznostmi.

razvrstitev

(monitoring virov vpliva) Viri vpliva->

(Spremljanje dejavnikov vpliva) Faktorji vpliva: fizikalni, biološki, kemijski->

(Spremljanje stanja biosfere): Naravna okolja: Atmosfera, Ocean, Kopenska površina z rekami in jezeri, Biota

28. Hidrosfera Onesnaženost hidrosfere Pojmi KPK, BPK.

Hidrosfera je celota vseh vodnih zalog na Zemlji.

Večina vode je koncentrirana v oceanu, veliko manj - v celinski rečni mreži in podzemni vodi. Velike zaloge vode so tudi v ozračju, v obliki oblakov in vodne pare. Več kot 96 % prostornine hidrosfere predstavljajo morja in oceani, približno 2 % je podzemna voda, približno 2 % led in sneg, približno 0,02 % pa površinska voda. Del vode je v trdnem stanju v obliki ledenikov, snežne odeje in permafrosta, ki predstavlja kriosfero.

Površinske vode, ki zavzemajo razmeroma majhen delež v skupni masi hidrosfere, kljub temu igrajo pomembno vlogo v življenju našega planeta, saj so glavni vir oskrbe z vodo, namakanja in namakanja. Ta geosfera je v stalni interakciji z atmosfero, zemeljsko skorjo in biosfero.

Medsebojno delovanje teh voda in medsebojni prehodi iz ene vrste vode v drugo tvorijo kompleksen vodni krog na zemeljski obli. Hidrosfera je bila prvo mesto, kjer je nastalo življenje na Zemlji. Šele na začetku paleozoika se je začela postopna selitev živalskih in rastlinskih organizmov na kopno.

Glavne vrste onesnaženja hidrosfere.

1. Onesnaženje z nafto in naftnimi derivati ​​povzroči nastanek oljnih madežev, ki ovirajo procese fotosinteze v vodi zaradi prenehanja dostopa sončne svetlobe in povzročajo tudi smrt rastlin in živali. Vsaka tona olja ustvari oljni film na površini do 12 kvadratnih metrov. km. Obnova prizadetih ekosistemov traja 10-15 let.

2. Onesnaženje z odpadnimi vodami zaradi industrijske proizvodnje, mineralnimi in organskimi gnojili kot posledica kmetijske proizvodnje ter s komunalnimi odpadnimi vodami povzroča evtrofikacijo vodnih teles in njihovo obogatitev. hranila, kar vodi do prekomernega razvoja alg in odmiranja drugih vodnih ekosistemov s stoječo vodo (jezera, ribniki), včasih pa tudi do zalivanja območja.

3. Onesnaženje z ioni težkih kovin moti vitalno aktivnost vodnih organizmov in ljudi.

4. Kisli dež povzroča zakisljevanje vodnih teles in smrt ekosistemov.

5. Radioaktivna kontaminacija je povezana z izpuščanjem radioaktivnih odpadkov v vodna telesa.

6. Toplotno onesnaženje povzroča izpust segrete vode iz termoelektrarn in jedrskih elektrarn v vodna telesa, kar vodi do množičnega razvoja modrozelenih alg, tako imenovanega vodnega cvetenja, zmanjšanja količine kisika in negativnega vpliva na floro in favno vodnih teles.

7. Mehansko onesnaženje poveča vsebnost mehanskih nečistoč.

8. Bakterijsko in biološko onesnaženje je povezano z različnimi patogenimi organizmi, glivami in algami.

COD je količina kisika v miligramih na 1 liter vode, ki je potrebna za oksidacijo ogljikovih snovi vCO2 inH2O, ki vsebujejo dušik v nitrate, ki vsebujejo žveplo v sulfate, ki vsebujejo fosfor v fosfate.

BPK je indikator, s katerim označujemo stopnjo onesnaženosti odpadne vode z organskimi nečistočami, ki jih lahko razgradijo mikroorganizmi s porabo kisika.

29. Onesnaževanje morij in rek. Samočiščenje hidrosfere.

Proces samočiščenja v hidrosferi je povezan s kroženjem vode v naravi. V rezervoarjih je ta proces zagotovljen s skupno aktivnostjo organizmov, ki jih naseljujejo. V idealnih pogojih proces samočiščenja poteka dovolj hitro in voda se povrne v prvotno stanje. Dejavnike, ki določajo samočiščenje vodnih teles, lahko razdelimo v tri skupine: fizikalne, kemične in biološke.

Med fizikalnimi dejavniki so glavni redčenje, raztapljanje in mešanje vhodnih kontaminantov. Na primer, močan rečni tok zagotavlja dobro mešanje, kar ima za posledico zmanjšanje koncentracije suspendiranih delcev. Usedanje netopnih delcev v vodi med sedimentacijo onesnaženih voda prispeva k samočiščenju vodnih teles. Pod vplivom gravitacije se mikroorganizmi nalagajo na organske in anorganske delce in postopoma potonejo na dno, medtem ko so izpostavljeni drugim dejavnikom. Povečanje intenzivnosti delovanja fizičnih dejavnikov prispeva k hitri smrti onesnažujoče mikroflore. Ko je izpostavljena ultravijoličnemu sevanju, se voda razkuži na podlagi neposrednega destruktivnega učinka teh žarkov na beljakovinske koloide in encime protoplazme mikrobnih celic. Ultravijolično sevanje lahko vpliva ne le na navadne bakterije, ampak tudi na spore organizme in viruse.

Nafta in naftni derivati ​​so glavni onesnaževalci vodnega bazena. Na tankerjih, ki prevažajo nafto in njene derivate, se pred vsakim naslednjim natovarjanjem praviloma posode (cisterne) operejo, da se odstranijo ostanki predhodno prepeljanega tovora. Voda za pranje in z njo preostali tovor se običajno odvrže čez krov. Poleg tega se po dostavi naftnega tovora v namembna pristanišča tankerji najpogosteje pošljejo na mesto novega nakladanja prazni. V tem primeru se zaradi zagotavljanja ustreznega ugreza in varnosti plovbe ladijski rezervoarji napolnijo z balastno vodo. Ta voda je onesnažena z ostanki nafte, pred nakladanjem nafte in naftnih derivatov pa jo zlijejo v morje. Od celotnega tovora svetovne pomorske flote trenutno 49% odpade na nafto in njene derivate. Vsako leto približno 6000 tankerjev mednarodne flote prepelje 3 milijarde ton nafte. Ko se je prevoz naftnega tovora povečal, je vse več nafte med nesrečami začelo padati v ocean.

Čiščenje vode v oceanu je posledica filtracijske sposobnosti planktona. Skozi napravo za filtracijo planktona 40 dni prehaja več sto metrov debela površinska plast vode.

30. Odpadne vode. Evtrofikacija vodnih teles.

Odpadna voda - vsaka voda in padavine, ki se odvajajo v vodna telesa z ozemlja industrijskih podjetij in naseljenih območij prek kanalizacijskega sistema ali gravitacije, katerih lastnosti so bile poslabšane zaradi človekove dejavnosti.

Odpadno vodo lahko razvrstimo po naslednjih merilih:

po izvoru:

industrijske (industrijske) odpadne vode (nastale v tehnološki procesi pri proizvodnji ali pridobivanju mineralov), se odvajajo v industrijsko ali kombinirano kanalizacijo

gospodinjska (gospodinjsko-fekalna) odpadna voda (nastala v stanovanjskih prostorih, pa tudi v gospodinjskih prostorih na delovnem mestu, npr. tuši, stranišča), se odvaja v hišno ali kombinirano kanalizacijo.

atmosferska odpadna voda (razdeljena na deževnico in talino, to je nastala med taljenjem snega, ledu, toče) se praviloma odvaja skozi sistem meteorna kanalizacija

Evtrofikacija je obogatitev rek, jezer in morij s hranili, ki jo spremlja povečanje produktivnosti vegetacije v vodnih telesih. Evtrofikacija je lahko posledica naravnega staranja rezervoarja in antropogenih vplivov. Glavna kemična elementa, ki prispevata k evtrofikaciji, sta fosfor in dušik.

Za evtrofna vodna telesa je značilna bogata litoralna in sublitoralna vegetacija ter obilo planktona. Umetno neuravnotežena evtrofikacija lahko povzroči hiter razvoj alg (»cvetenje« voda), pomanjkanje kisika ter pogin rib in drugih živali. Ta proces je mogoče razložiti z nizkim prodorom sončne svetlobe v globino rezervoarja (zaradi fitoplanktona na površini rezervoarja) in posledično odsotnostjo fotosinteze v spodnjih rastlinah in s tem pomanjkanjem kisika.

31.litosfera. Vrste onesnaženja litosfere.

Litosfera je trda lupina Zemlje. Sestavljen je iz zemeljske skorje in zgornjega dela plašča, do astenosfere, kjer se hitrosti potresnih valov zmanjšajo, kar kaže na spremembo plastičnosti kamnin.

Litosfera je razdeljena na bloke - litosferske plošče, ki se premikajo po razmeroma plastični astenosferi. Oddelek geologije o tektoniki plošč je posvečen preučevanju in opisovanju teh gibanj.

Litosfera pod oceani in celinami se zelo razlikuje. Litosfera pod oceani je prestala številne stopnje delnega taljenja zaradi nastanka oceanske skorje, je zelo osiromašena z redkimi elementi z nizkim tališčem in je v glavnem sestavljena iz dunitov in harzburgitov.

Litosfero onesnažujejo tekoča in trdna onesnaževala ter odpadki.

Vire onesnaženja tal lahko razvrstimo na naslednji način

Stanovanjske stavbe in komunalne storitve. V sestavi onesnaževal v tej kategoriji vira prevladujejo gospodinjski odpadki, odpadna hrana, gradbeni odpadki, odpadki ogrevalni sistemi, odsluženi gospodinjski predmeti itd. Vse to se zbere in odpelje na deponije. Za velika mesta je zbiranje in uničenje gospodinjskih odpadkov na odlagališčih postalo nerešljiv problem. Preprosto sežiganje smeti na mestnih odlagališčih spremlja sproščanje strupenih snovi. Pri gorenju takih predmetov, na primer polimerov, ki vsebujejo klor, nastajajo zelo strupene snovi - dioksidi. Kljub temu v Zadnja leta Razvijajo se metode za uničenje gospodinjskih odpadkov s sežiganjem. Obetavna metoda je sežiganje takšnih smeti preko vročih talin.

Industrijska podjetja. Trdni in tekoči industrijski odpadki nenehno vsebujejo snovi, ki lahko toksično vplivajo na žive organizme in rastline. Na primer, soli barvnih težkih kovin so običajno prisotne v odpadkih iz metalurške industrije. Strojna industrija sprošča v okolje cianide, arzenove in berilijeve spojine; pri proizvodnji plastike in umetnih vlaken nastajajo odpadki, ki vsebujejo fenol, benzen, stiren; pri proizvodnji sintetičnega kavčuka, odpadki katalizatorjev, podstandardni polimerni strdki pridejo v tla; pri proizvodnji izdelkov iz gume v okolje vstopajo prašne sestavine, saje, ki se usedajo na tla in rastline, odpadni gumotekstilni in gumijasti deli ter pri obratovanju gum - dotrajane in odpovedane gume, zračnice. in trakovi za platišča. Skladiščenje in odlaganje izrabljenih gum je trenutno nerešen problem, saj pogosto povzroča velike požare, ki jih je zelo težko pogasiti.

Iskanje po spletnem mestu:

2015-2020 lektsii.org -