Фотосинтез як і процес дихання. Фотосинтез та дихання процеси дихання та фотосинтезу. І етап – підготовчий

Кожна жива істота на планеті потребує їжі або енергії, щоб вижити. Деякі організми харчуються іншими істотами, тоді як інші можуть виготовляти власні поживні елементи. самі виробляють продукти харчування, глюкозу, у процесі, що називається фотосинтезом.

Фотосинтез та дихання взаємопов'язані. Результатом фотосинтезу є глюкоза, яка зберігається як хімічна енергія в . Ця накопичена хімічна енергія утворюється внаслідок перетворення неорганічного вуглецю (вуглекислого газу) в органічний вуглець. Процес дихання звільняє накопичену хімічну енергію.

Крім продуктів, які вони виробляють, рослинам також потрібні вуглець, водень і кисень, щоб вижити. Вода, поглинена з ґрунту, забезпечує водень та кисень. Під час фотосинтезу, вуглець та вода використовуються для синтезу їжі. Рослини також потребують нітратів, щоб виробляти амінокислоти (амінокислота - інгредієнт для вироблення білка). Крім цього, вони потребують магнію для виробництва хлорофілу.

Нотатка:Живі істоти, які залежать від інших продуктів, називаються . Травоїдні, такі як корови, а також рослини, що харчуються комахами, є прикладами гетеротрофів. Живі істоти, які виробляють власну їжу, називаються . Зелені рослини та водорості – приклади автотрофів.

У цій статті ви дізнаєтеся більше про те, як відбувається фотосинтез у рослин і про необхідні для цього процесу умови.

Визначення фотосинтезу

Фотосинтез - це хімічний процес, за допомогою якого рослини, деякі водорості виробляють глюкозу і кисень з вуглекислого газу і води, використовуючи тільки світло як джерело енергії.

Цей процес є надзвичайно важливим для життя на Землі, оскільки завдяки йому виділяється кисень, від якого залежить все життя.

Навіщо рослинам потрібна глюкоза (їжа)?

Подібно до людей та інших живих істот, рослини також потребують харчування для підтримки життєдіяльності. Значення глюкози для рослин полягає в наступному:

• Глюкоза, отримана в результаті фотосинтезу, використовується під час дихання для вивільнення енергії, яка потрібна рослині для інших життєво важливих процесів.
• Рослинні клітини також перетворюють частину глюкози на крохмаль, який використовують при необхідності. З цієї причини мертві рослини використовуються як біомаса, адже в них зберігається хімічна енергія.
• Глюкоза також необхідна, щоб виробляти інші хімічні речовини, такі як білки, жири та рослинні цукри, необхідні для забезпечення росту та інших важливих процесів.

Фази фотосинтезу

Процес фотосинтезу поділено на дві фази: світлову та темнову.

Світлова фаза фотосинтезу

Як випливає з назви, світлові фази потребують сонячного світла. У світлозалежних реакціях енергія сонячного світла поглинається хлорофілом і перетворюється на запасену хімічну енергію у вигляді молекули електронного носія НАДФН (нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат) та молекули енергії АТФ (аденозинтрифосфат). Світлові фази протікають у тилакоїдних мембранах у межах хлоропласту.

Темнова фаза фотосинтезу чи цикл Кальвіна

У темновій фазі або циклі Кальвіна збуджені електрони із світлової фази забезпечують енергію для утворення вуглеводів із молекул вуглекислого газу. Не залежні від світла фази іноді називають циклом Кальвіна через циклічність процесу.

Хоча темнові фази не використовують світло як реагент (і, як результат, можуть відбуватися вдень або вночі), їм необхідно, щоб продукти світлозалежних реакцій функціонували. Незалежні від світла молекули залежить від молекул енергоносіїв - АТФ і НАДФН - до створення нових молекул вуглеводів. Після передачі енергії молекули енергоносії повертаються до світлових фаз для отримання енергійніших електронів. З іншого боку, кілька ферментів темнової фази активуються з допомогою світла.

Схема фаз фотосинтезу

Нотатка:Це означає, що темнові фази не будуть продовжуватися, якщо рослини будуть позбавлені світла занадто довго, оскільки вони використовують продукти світлових фаз.

Будова листя рослин

Ми не можемо повністю вивчити фотосинтез, не знаючи більше про будову листа. Аркуш адаптований для того, щоб відігравати життєво важливу роль у процесі фотосинтезу.

Зовнішня будова листя

• Площа

Однією з найголовніших особливостей рослин є велика площа поверхні листя. Більшість зелених рослин мають широкі, плоскі та відкрите листя, які здатні захоплювати стільки сонячної енергії(Сонячного світла), скільки необхідно для фотосинтезу.

• Центральна жилка та черешок

Центральна жилка та черешок з'єднуються разом і є основою листа. Черешок має лист таким чином, щоб він отримував якомога більше світла.

• Листова платівка

Просте листя має одну листову пластину, а складне - кілька. Листова платівка - одна з найголовніших складових аркуша, яка бере участь безпосередньо в процесі фотосинтезу.

• Жили

Мережа жилок у листі переносить воду від стебел до листя. Глюкоза, що виділяється, також направляється в інші частини рослини з листя через жилки. Крім того, ці частини листа підтримують та утримують листову пластину плоскою для більшого захоплення сонячного світла. Розташування жилок (жилкування) залежить від виду рослини.

• Основа листа

Підставою листа виступає найнижча його частина, яка зчленована зі стеблом. Найчастіше, біля основи листа розташовується парна кількість прилистків.

• Край листа

Залежно від виду рослини, край листа може мати різну форму, включаючи: цілокраї, зубчасті, пильчасті, виїмчасті, городчасті і т.п.

• Верхівка листа

Як і край листа, верхівка буває різної форми, включаючи: гостру, округлу, тупу, витягнуту, відтягнуту і т.д.

Внутрішня будова листя

Нижче представлена ​​близька схема внутрішньої будови тканин листя:

• Кутикула

Кутикула є головним, захисним шаром на поверхні рослини. Як правило, вона товща на верхній частині листа. Кутикула покрита речовиною, подібною до віску, завдяки якому захищає рослину від води.

• Епідерміс

Епідерміс – шар клітин, який є покривною тканиною листка. Його головна функція – захист внутрішніх тканин листа від зневоднення, механічних пошкоджень та інфекцій. Він також регулює процес газообміну та транспірації.

• Мезофіл

Мезофіл - це основна тканина рослини. Тут відбувається процес фотосинтезу. У більшості рослин мезофіл розділений на два шари: верхній - палісадний і нижній - губчастий.

• Захисні клітини

Захисні клітини - спеціалізовані клітини в епідермісі листя, що використовується для контролю газообміну. Вони виконують захисну функціюдля продихів. Устьичні пори стають більшими, коли вода є у вільному доступі, інакше, захисні клітини стають млявими.

• Устьиці

Фотосинтез залежить від проникнення вуглекислого газу (CO2) з повітря через продихи в тканини мезофілу. Кисень (O2), отриманий як побічний продукт фотосинтезу, виходить із рослини через продихи. Коли продихи відкриті, вода втрачається в результаті випаровування і повинна бути заповнена через потік транспірації, водою, поглиненою корінням. Рослини змушені врівноважувати кількість поглиненого СО2 з повітря та втрату води через устьичні пори.

Умови, необхідні для фотосинтезу

Нижче наведено умови, які необхідні рослинам для здійснення процесу фотосинтезу:

• Вуглекислий газ.Безбарвний природний газ без запаху, виявлений у повітрі та має наукове позначення CO2. Він утворюється при горінні вуглецю та органічних сполук, а також виникає у процесі дихання.
• Вода. Прозора рідка хімічна речовина без запаху та смаку (в нормальних умовах).
• Світло.Хоча штучне світло також підходить для рослин, природне сонячне світло, як правило, створює кращі умови для фотосинтезу, тому що в ньому є природне ультрафіолетове випромінювання, яке позитивно впливає на рослини.
• Хлорофіл.Це зелений пігмент, знайдений у листі рослин.
• Поживні речовини та мінерали.Хімічні речовини та органічні сполуки, які корені рослин поглинають із ґрунту.

Що утворюється внаслідок фотосинтезу?

• Глюкоза;
• Кисень.

(Світлова енергія показана у дужках, оскільки вона не є речовиною)

Нотатка:Рослини отримують CO2 з повітря через їх листя, і воду з ґрунту через коріння. Світлова енергія походить від Сонця. Отриманий кисень виділяється у повітря з листя. Отримувану глюкозу можна перетворити на інші речовини, такі як крохмаль, який використовується як запас енергії.

Якщо фактори, що сприяють фотосинтезу, відсутні або відсутні в недостатній кількості, це може негативно вплинути на рослину. Наприклад, менша кількість світла створює сприятливі умови для комах, які їдять листя рослини, а нестача води уповільнює.

Де відбувається фотосинтез?

Фотосинтез відбувається усередині рослинних клітин, у дрібних пластидах, званих хлоропластами. Хлоропласти (переважно які у шарі мезофілу) містять зелене речовина, зване хлорофілом. Нижче наведені інші частини клітини, які працюють із хлоропластом, щоб здійснити фотосинтез.

Будова рослинної клітини

Функції частин рослинної клітини

• : забезпечує структурну та механічну підтримку, захищає клітини від , фіксує та визначає форму клітини, контролює швидкість та напрямок росту, а також надає форму рослинам.
• : забезпечує платформу більшість хімічних процесів, контрольованих ферментами.
• : діє як бар'єр, контролюючи рух речовин у клітину та з неї.
• : як було описано вище, вони містять хлорофіл, зелену речовину, яка поглинає світлову енергію у процесі фотосинтезу.
• : порожнина всередині клітинної цитоплазми, що накопичує воду.
• : містить генетичну марку (ДНК), що контролює діяльність клітини.

Хлорофіл поглинає світлову енергію, необхідну для фотосинтезу. Важливо, що поглинаються в повному обсязі колірні довжини хвилі світла. Рослини в основному поглинають червону та синю хвилі – вони не поглинають світло у зеленому діапазоні.

Вуглекислий газ у процесі фотосинтезу

Рослини отримують вуглекислий газ з повітря через їх листя. Вуглекислий газ просочується через маленький отвір у нижній частині листа - продиху.

Нижня частина листа має вільно розташовані клітини, щоб вуглекислий газ досяг інших клітин у листі. Це також дозволяє кисню, що утворюється під час фотосинтезу, легко залишати лист.

Вуглекислий газ присутній у повітрі, яким ми дихаємо, у дуже низьких концентраціях і є необхідним фактором темнової фази фотосинтезу.

Світло в процесі фотосинтезу

Лист зазвичай має велику площу поверхні, тому він може поглинати багато світла. Його верхня поверхня захищена від втрати води, хвороб та впливу погоди восковим шаром (кутикулою). Верх аркуша знаходиться там, де падає світло. Цей шар мезофілу називається палісадним. Він пристосований для поглинання великої кількостісвітла, адже в ньому є багато хлоропластів.

У світлових фазах процес фотосинтезу збільшується з великою кількістю світла. Більше молекул хлорофілу іонізується і більше генерується АТФ та НАДФН, якщо світлові фотони зосереджені на зеленому листі. Хоча світло надзвичайно важливе у світлових фазах, слід зазначити, що надмірна його кількість може пошкодити хлорофіл, і зменшити процес фотосинтезу.

Світлові фази не дуже залежать від температури, води або вуглекислого газу, хоча всі вони потрібні для завершення процесу фотосинтезу.

Вода у процесі фотосинтезу

Рослини отримують воду, необхідну для фотосинтезу через своє коріння. Вони мають кореневі волоски, які розростаються у ґрунті. Коріння характеризується великою площею поверхні та тонкими стінками, що дозволяє воді легко проходити крізь них.

На зображенні представлені рослини та їх клітини з достатньою кількістю води (ліворуч) та її нестачею (праворуч).

Нотатка:Кореневі клітини не містять хлоропластів, оскільки вони зазвичай знаходяться в темряві і не можуть фотосинтезувати.

Якщо рослина не вбирає достатню кількість води, вона в'яне. Без води рослина буде не здатна фотосинтезувати досить швидко, і може навіть загинути.

Яке значення має вода для рослин?

• Забезпечує розчиненими мінералами, що підтримують здоров'я рослин;
• Є середовищем для транспортування;
• Підтримує стійкість та прямостояння;
• Охолоджує та насичує вологою;
• Дає можливість проводити різні хімічні реакції у рослинних клітинах.

Значення фотосинтезу у природі

Біохімічний процес фотосинтезу використовує енергію сонячного світла для перетворення води та вуглекислого газу на кисень та глюкозу. Глюкоза використовується як будівельні блоки в рослинах для росту тканин. Таким чином, фотосинтез - це спосіб, завдяки якому формуються коріння, стебла, листя, квіти та плоди. Без процесу фотосинтезу рослини не зможуть рости чи розмножуватися.

• Продуценти

Через фотосинтетичну здатність, рослини відомі як продуценти і служать основою майже кожного харчового ланцюга на Землі. (Ворості є еквівалентом рослин у ). Вся їжа, яку ми їмо, походить від організмів, які є фотосинтетиками. Ми харчуємося цими рослинами безпосередньо або їмо тварин, таких як корови чи свині, які споживають рослинну їжу.

• Основа харчового ланцюга

Усередині водних систем, рослини та водорості також становлять основу харчового ланцюга. Водорості служать їжею для , які, у свою чергу, виступають джерелом харчування для більших організмів. Без фотосинтезу у водному середовищі життя було б неможливим.

• Видалення вуглекислого газу

Фотосинтез перетворює вуглекислий газ на кисень. Під час фотосинтезу вуглекислий газ з атмосфери надходить у рослину, а потім виділяється у вигляді кисню. У сьогоднішньому світі, де рівні двоокису вуглецю ростуть жахливими темпами, будь-який процес, який усуває вуглекислий газ з атмосфери, є екологічно важливим.

• Кругообіг поживних речовин

Рослини та інші фотосинтезують організми відіграють життєво важливу роль у кругообігу поживних речовин. Азот у повітрі фіксується у рослинних тканинах і стає доступним для створення білків. Мікроелементи, що знаходяться в грунті, також можуть бути включені до рослинної тканини і стати доступними для травоїдних тварин, далі по харчовому ланцюгу.

• Фотосинтетична залежність

Фотосинтез залежить від інтенсивності та якості світла. На екваторі, де сонячне світло рясніє весь рік і вода не є обмежуючим фактором, рослини мають високі темпи зростання і можуть стати досить великими. І навпаки, фотосинтез у глибших частинах океану зустрічається рідше, оскільки світло не проникає в ці верстви, і в результаті ця екосистема виявляється безплідною.

Кандидат сільськогосподарських наук О. ТАРАБРІН

ВЕЛИКА НАУКА У МАЛЕНЬКОМУ ГОРОДУ

Відомо, що будь-яка рослина "добуває" їжу не тільки з ґрунту, а й з повітря. 95% врожаю визначають органічні речовини, отримані в зеленому листі за рахунок повітряного живлення рослин - фотосинтезу, і лише решта 5% залежить від ґрунтового або мінерального харчування.

Проте більшість садівників основну увагу приділяють насамперед мінеральному харчуванню. Вони регулярно вносять добрива, розпушують ґрунт, поливають, забуваючи про повітряне харчування рослин. Навіть приблизно не можна сказати, що ми "не добираємо" врожаю лише через те, що як би "не помічаємо" фотосинтезу.

Про масштаби фотосинтезу та його значення в природі можна судити вже за однією кількістю сонячної енергії, що перехоплюється зеленим листям і "законсервованою" в рослинах. Щороку тільки рослини суші запасають у вигляді вуглеводів стільки енергії, скільки могли б витратити сто тисяч великих міст протягом 100 років!

Про значення та сутність фотосинтезу говорив ще К. А. Тімірязєв ​​у 1878 році у своїй знаменитій книзі "Життя рослин". "Колись, десь на Землю впав промінь сонця, але впав він не на безплідний ґрунт, він упав на зелену билинку пшеничного паростка, або краще сказати на хлорофілове зерно. Вдаряючись про нього, він згас, перестав бути світлом, але не зник, він тільки витратився на внутрішню роботу. У тій чи іншій формі він увійшов до складу хліба, що послужив нам їжею. Він перетворився на наші м'язи, на наші нерви. Цей промінь зігріває нас. Він приводить нас у рух. Мабуть, у цю хвилину він грає в нашому мозку..." Слова ці не застаріли досі. За минулі роки вони лише уточнились і доповнилися новими даними про дихання.

У рослин дихання в основі своєї – процес, протилежний фотосинтезу. Молекула цукру глюкози окислюється киснем повітря до вуглекислого газу та води з виділенням укладеної у вуглеводах енергії. Ця енергія йде на здійснення та підтримку всіх життєвих процесів: поглинання та випаровування води та мінеральних солей, зростання та розвиток рослин.

Саме у звільненні енергії та направленні її на потреби рослин і полягає головний сенс дихання, що відбувається у всіх живих клітинах рослин.

По суті, дихання підтримує саме життя Землі! Але як це відбувається? За рахунок якоїсь форми енергії? Не вдаючись у подробиці, скажімо лише, що весь сенс дихання полягає в утворенні аденозинтрифосфорної кислоти або скорочено АТФ - органічної речовини, до складу якої входять азотисту основу аденін, п'ятивуглецевий цукор рибозу (разом вони складають аденозин) і три залишки фосфорної кислоти, з'єднані між собою фосфатним зв'язком, при розпаді якої і звільняється енергія, необхідна для живого Землі.

Образно це можна порівняти з роботою акумуляторної батареї, яка віддає енергію за потребою і знову заряджається у рослин завдяки сонячній енергії при фотосинтезі.

Наука та життя // Ілюстрації

Зрізання листа під мікроскопом. У міру надходження води тонкі зовнішні стінки клітин розтягуються і тягнуть у себе товстіші внутрішні. У цей час продихи (отвори) відкриваються: з листа виділяється кисень, а надходить до нього вуглекислий газ.

Сонце протягом дня змінює своє положення, описуючи траєкторію дуги приблизно 60 ° взимку і 120 ° і більше влітку. Це треба враховувати під час вибору місця для теплиці.

Жива огорожазаввишки не більше 1,8 метра, що росте на південь та захід від теплиці, знизить силу переважаючих вітрів, не викликаючи затінення. Паркан із північного боку, поставлений близько до теплиці, не відкидає тінь.

Встановлені на даху та бічних стінках теплиці кватирки вловлюють потік холодного повітря та направляють його вниз до підлоги. Коли потік нагрівається, він піднімається нагору і виходить назовні через кватирки, розташовані з підвітряного боку.

Практично виходить, що врожай рослин - це різниця між фотосинтезом і диханням: чим вищий фотосинтез і нижчий подих, тим вищий урожай, і навпаки. У природі фотосинтез змінюється порівняно мало. Проте дихання може зростати в сто і навіть тисячу разів. До того ж співвідношення між виробляючими та споживаючими частинами рослин будується за принципом: один із сошкою (фотосинтез) – семеро з ложкою (дихання). Справді, адже фотосинтез йде лише у листі і лише вдень на світлі, тоді як дихають рослини цілодобово, а накопичення органічних речовин (основи врожаю) можливе лише за умови, що фотосинтез набагато перевищує подих. На превеликий жаль, це буває значно рідше, ніж хотілося б.

До того ж, все це ми розглядаємо зараз у дещо спрощеному вигляді. Насправді рослина - єдиний цілісний організм, в якому всі процеси тісно взаємопов'язані, з одного боку, один з одним, з іншого - з навколишнім середовищем: світлом, теплом, вологою. Вплив зовнішніх умовна будь-яку рослину складно, адже у природі всі умови діють на рослину одночасно. І поки ми не знаємо, де ж закінчується дія одного з них і починається дія іншого і яка саме умова виявляється вирішальним у період зростання та розвитку рослини.

Щоб відповісти на це питання і було споруджено величезні оранжереї з повністю керованим кліматом – кліматорони. Один з них - кліматрон Міссурійського ботанічного саду в місті Сент-Луїсі (США), побудований видатним американським вченим Ф. Вентом. Він встановив, що із усіх зовнішніх умов вирішальним фактором зростання томатів є нічна температура. Якщо вночі вона піднімалася вище 24 чи опускалася нижче 16 градусів, плоди взагалі не зав'язувалися. Нічна температура виявилася вирішальною для врожаю картоплі. Бульби найкраще утворювалися при температурі вночі близько 12 градусів. Саме тому у спекотне літо 1999 року у багатьох зонах нашої країни, зокрема у Підмосков'ї, урожай картоплі знизився вдвічі порівняно з минулими роками.

Температура часто виявляється чи не "головним ворогом" майбутнього врожаю, причому не тільки тоді, коли буває надто низькою, а й у тих випадках, коли набагато перевищує оптимальну. Німецькі вчені X. Лір, Г. Польстер встановили, що в ясні сонячні дні для отримання врожаю найбільш продуктивні ранкові ранкові години, коли температура повітря не перевищує 20-25°С. Приріст органічної маси в цей час у 30 разів більший, ніж за більш високих температур.

І це цілком зрозуміло і зрозуміло. Саме вранці фотосинтез досягає свого максимуму, тоді як дихання, що сильно залежить від температури, стає мінімальним. Ось чому рослини особливо чуйні на ранкові поливи. Води, особливо огіркам, помідорам, кабачкам, потрібно багато і бажано не дуже холодної.

У зовсім незвичайне та незвичне середовище потрапляють рослини при вирощуванні їх у закритому ґрунті. В умовах теплиць всі зовнішні фактори нерідко починають працювати проти рослин. Намагаючись за допомогою звичайної плівки захистити рослини від холоду, ми ніяк не можемо позбавити їх перегріву, що зробити набагато важче. Адже навіть навесні температура у теплицях іноді перевищує оптимальну (близько 20 градусів). Що ж говорити про період квітень – серпень?

У похмурі дні теплиця мимоволі перетворюється для рослин на в'язницю, скупі промені сонця ледве проникають крізь плівку. Через нестачу світла фотосинтез різко падає, тоді як дихання йде своєю чергою, нерідко перекриває фотосинтез і помітно знижує майбутній урожай.

Інша біда чатує на рослини в теплиці в ясні теплі сонячні дні. Теплиця перетворюється на такі дні на розпечену пустелю. "Перегрів" листя та нестача вуглекислого газу - основної "сировини" для створення вуглеводів - призводять до різкого падіння фотосинтезу. Нагадаємо, що в повітрі міститься лише 0,03% вуглекислого газу, або 3 частини на 10 тисяч частин повітря, і нестача цього газу в теплицях в денні години - цілком звичайна справа. Зате сто і навіть тисячу разів (залежно від температури) зростає дихання. Природно, що в ці години про накопичення вуглеводів не може бути й мови. Навпаки, рослина втрачає навіть те, що було накопичено у сприятливіший час.

А що потрібно робити садівникові? Насамперед, регулярно стежити за температурою за допомогою розміщених усередині та зовні теплиці термометрів або, що краще, психрометрів (приладів із двома термометрами, у одного з яких резервуар обтягнутий вологою матерією), що дозволяють одночасно спостерігати за температурою та відносною вологістю повітря, що дуже важливо . Для захисту від перегріву добре мати з обох торцевих стінок теплиці широкі двері. Разом зі свіжим холодним повітрям через прочинені двері спрямовується в теплицю потік вуглекислого газу, що помітно підвищує фотосинтез, особливо при нестачі світла.

Якщо цього недостатньо, потрібні бічні вікна, найпростіше - прибити плівку внизу з боків до дерев'яним рейкамі скочувати її, піднімаючи на потрібну висоту.

Декілька слів про ґрунтове харчування рослин. До цих пір багато садівників вважають, що рясний урожай овочів можна виростити лише за допомогою органічних добрив. Мінеральні добрива, на їхню думку, - суцільні отруйні нітрати.

Що стосується нітратів, то є дуже мудра заповідь: "Не перегодуй!" Вносити добрив треба стільки, скільки потрібно рослинам, і не відразу, а дрібно, у міру їх споживання. Про все це журнал "Наука і життя" писав уже багато разів (див. № 4, 1992; № 6, 1993; № № 3, 4, 5, 1999).

На закінчення кілька слів про вирощування овочів на балконах та лоджіях. Живемо ми в однокімнатній квартиріна другому поверсі цегляного будинкуу Красногірському районі Підмосков'я. Поблизу немає будівель та дерев, що затіняють. Розмір балкона 3 метри на 70 см. Овочі ми вирощуємо за методом американського овочівника доктора Дж. Міттлайдера на суміші тирси з піском. Беремо шість літрових кухлів тирси (без стружки), три кружки піску (без глини), дві столові ложки (з верхом) поживної суміші № 1 і одну столову ложку (з верхом) суміші № 2. Суміш № 1 готуємо наступним чином: 5 кг меленого вапняку або доломітового борошна змішуємо з 40 г борної кислоти; суміш № 2-3 кг комплексного добрива "Азофоска" змішуємо з 450 г (дві з половиною склянки) сірчанокислого магнію та 3 чайними ложками (без верху) борної та молібденової кислоти.

Приготованою сумішшю набиваємо пластмасові коритця для квітів та тази з отворами 0,5 см у дні та з боків. Для підживлення рослин у 1 літрі гарячої водирозчиняємо чотири чайні ложки (з верхом) суміші № 2. Щоразу перед підживленням беремо з приготовленої ємності 100 г розчину і розбавляємо його в 10 разів водою. Цієї кількості вистачає на підживлення приблизно 10 рослин. Частота підживлення: у ясну теплу сонячну погоду – один раз на 7-10 днів, у холодну та похмуру – двічі на місяць.

У коритцях вирощуємо огірки, в тазах – помідори, по 1-3 штуки у кожному, залежно від розміру посуду. Збираємо по кілограм помідорів з кожного куща. Вирощуємо їх переважно з купленої розсади. Щоправда, в 1999 році самі виростили розсаду, але дещо запізнилися з посівом насіння, і з неї виросли "іграшкові" помідори заввишки 40 см, суцільно посипані яскраво-червоними плодами, кожен розміром зі сливу. Але вони були такі красиві, що багато перехожих мимоволі зупинялися, щоб помилуватися цим дивом.

На кожному балконі – свої умови для вирощування рослин, і не можна заздалегідь сказати, що з північного боку всі овочі зростатимуть погано, а з південного – навпаки, добре. Необхідна умова на всі випадки: засклені лицьова і торцева сторони балкона повинні відкриватися на всю їх ширину. Якщо цього немає, краще залишити балкон або лоджію незаскленою, а в холодну погоду вносити рослини в кімнату.

САДОВОДУ - НА ЗАМІТКУ

Багато нових сортів овочевих культурдозволяють уникнути невідповідності своїх вимог до реальних умов вирощування. Так, стійкі: до нестачі освітленості - гібриди томату F 1 Оля, баклажан F 1 Плутон, сорти салату Балет, Келтик; до знижених температур – сорти гарбуза Посмішка, петрушки Берлінська, буряка Детройт, редьки Чернівка, огірка Сіріус, гібриди томатів F 1 Леля, F 1 Оля; до посухи – гібриди огірка F 1 Мазай, сорти редиски Злата, баклажана Квартет.

Цікавий факт з біології, що процес фотосинтезуздійснюється лише вдень із використанням енергії Сонця. Звідки рослини одержують енергію вночі, коли фотосинтез неможливий? Що відбувається взимку, коли дерева скидають своє зелене листя? Невже життя рослини зовсім завмирає? У статті ми дізнаємося про дихання рослин.

Перше, що ми зазвичай дізнаємося про рослини під час уроків біології - те, що вони забезпечують нас киснем і очищають повітря від вуглекислого газу. Так, дійсно, рослини в процесі фотосинтезу використовують СО2 для синтезу цукрів та виділяють кисень. А як же дихання? Чи дихають рослини?

Рослини так само, як і ми з вами, відносяться до аеробним організмам, а це означає, що для їхньої життєдіяльності потрібен кисень. У рослинних клітинах, як і в клітинах інших ядерних організмів, є "енергетичні станції" - мітохондрії. Для чого?

Процес дихання рослин

У процесі дихання органічні речовини (як правило, вуглеводи) "згоряють" у мітохондріях з використанням кисню. Синтезується енергетична валюта клітин - АТФ, утворюються вода та вуглекислий газ, а частина енергії виділяється у формі тепла.

Отже, фотосинтез у рослинвідбувається на світі, а дихання – 24 години на добу! Фотосинтез здійснюють лише зелені частини рослин, а дихають усі його частини!

Днем, коли фотосинтезі дихання здійснюються одночасно, кількість кисню, що утворюється зазвичай, перевищує кількість виділеного вуглекислого газу. Вночі у повітря виділяється лише вуглекислий газ.

Саме з цим пов'язане існування хибних уявлень про рослини-вампіри, які відбирають енергію (це пояснюють надмірним споживанням кисню та виділенням вуглекислого газу). Але чи доводилося вам ночувати колись у лісі в наметі?

Напевно, дихало легко і ніхто не відчув нестачі кисню. Треба розуміти, що кількість виділеного рослиною вуглекислого газу або поглиненого кисню вночі незначна порівняно з кількістю кисню, яку вона виділяє в день.

Насправді люди, дихаючи, виділяють значно більше вуглекислого газу, аніж рослини. Для того, щоб утворилося стільки вуглекислого газу, скільки його виділяє звичайна людина, треба було б майже 10000 кг рослин! Якщо у вашій спальні їх саме стільки – відчиняйте двері та вікна. Стільки ні? Спіть спокійно!

Отже, кімнатні рослини - чудові постачальники кисню, особливо в зимовий період. Багато з них мають бактерицидні властивості, а один з кращих способівочищення повітря - правильне озеленення кімнати, у тому числі використання рослин, що виділяють фітонциди (природні антибіотики). Встановлено, що люди, у яких вдома багато рослин, набагато рідше хворіють, зокрема на грип.

Від чого залежить дихання рослин?

листя, стебла, коріння та навіть квіти. Цікаво, що коріння дихає слабше, ніж фотосинтезуюче листя. А пелюстки квітів (видозмінене листя) дихають у 18-20 разів активніше, ніж листя. Листяні дерева дихають активніше, ніж хвойні, а у рослин посушливих земель - сукулентів - швидкість дихання дуже низька.

Інтенсивність диханнязалежить від багатьох факторів: пори року, часу доби, температури, інтенсивності освітлення та ін.

Усього в процесі розвитку клітин, тканин, органів рослин інтенсивність дихання спочатку зростає, досягає максимуму на час максимальної швидкості росту, а потім поступово знижується. Людина також більше енергії потребує період активного зростання.

Молоді дерева витрачають третину добових продуктів фотосинтезу на дихання. Частини рослин, що завершили зростання (старе листя, стебла, деревина або дозріле насіння) мають невисоку інтенсивність дихання, але вона ніколи не падає до нуля.

У рослин також бувають періоди короткочасного та посиленого дихання. У соковитих плодахперед повним дозріванням відбувається тимчасова (2-3 дні) активація дихання – клімактеричний підйом дихання. Приклад прояву активного дихання рослин є високий вміст вуглекислого газу (до 13%, в нормі - 0,03%) в атмосфері елеваторів, де зберігають зерно.

Внаслідок дихання утворюється водаяка зволожує насіння, і виділяється тепло. Дихати у таких приміщеннях дуже важко. Температура насіння на елеваторах може досягати +60-90°С, і тоді насіння "горить" і втрачає здатність проростати.

Дихання залежить і від атмосферного тиску. Американський біолог Френк Браунвиявив, що дихання в клітинах осередків бульб картоплі посилюється через зростання атмосферного тискуі навпаки. Очі картоплі на дві доби раніше, ніж барометр "передбачають" зміну погоди. Перед дощем, тобто через зниження тиску, вони затримують дихання.

від -25 ° С до + 50-60 ° С. Для більшості рослин мінімальна температурадихання складає 0 ° С. У проміжку температур від 0 ° C до 30 ° C з підвищенням температури на кожні 10 ° C інтенсивність дихання зростає тільки в 2 рази. При температурах понад 40-50°C дихання уповільнюється.

Високі температури- Одна з причин посиленого дихання тропічних рослин, які "спалюють" 70-80% добових продуктів фотосинтезу. Найсприятливіша температура для дихання 35-40°С, для фотосинтезу вона нижча на 5-10°С. Тому за високих температур рослина інтенсивно витрачає органічні речовини, а їх синтез майже припиняється, що призводить до зниження врожаю багатьом видам рослин.

Що відбувається із рослинами взимку?

Так, рослинипродовжують дихати взимку! Літніх запасів вуглеводів цілком достатньо для того, щоб пережити зиму та відновити зростання навесні. Нирки плодових дерев дихають з -14°С, а хвоя сосни – навіть за -25°С!

Посилюються процеси дихання у рослин, уражених хворобою. Професор Каліфорнійського університету С. Є. Ярвуд вимірював температуру листя рослин, інфікованих вірусом чи грибком, та порівнював її з температурою здорової рослини. Температура хворих частин рослини підвищувалася аж на 2°С.

Хіба не нагадують рослини хворих дітей? Згадайте себе з температурою 38,6 °С. Підвищена температура у стійких до захворювання рослин триває довше, ніж у нестійких. Виявляється, що за таких умов у клітинах синтезуються захисні фенольні сполуки, отруйні для збудників хвороби. Посилено дихають і поранені рослини, що також призводить до помітного підвищення температури в ділянках ушкодження.

Дихання - це не тільки процес постачання енергії для зростання та розвитку рослинного організму. Від дихання залежить поглинання води та поживних мінеральних елементів. На проміжних етапах дихання утворюються сполуки (органічні кислоти, цукор), які у різних реакціях обміну речовин. У посушливих умовах вода виділяється при диханні, що може вберегти рослину від зневоднення! Подібно до механізмів забезпечення водою верблюда, правда?

Як дихають рослини?

Рослини не мають спеціальних органів дихання, схожих на наші легені. Кисень надходить до них через природні отвори. Крім цього, рослини використовують кисень, який утворюється в процесі фотосинтезу. Надземні частини рослин отримують кисень з повітря безпосередньо через пори.

Пори в листі - це продих, Пори на гілках дерев - чечевички. Як правило, продихи знаходяться з нижнього боку листочка. Вони утворені особливими клітинами замикають, що містять зелений пігмент хлорофіл. Через щілину в листочок надходить повітря і випаровується волога.

На листочках водних рослин, листя яких плаває на поверхні води (наприклад, латаття), продихи розташовані тільки на верхній поверхні листа. Кількість продихів на 1 мм 2 листа в середньому становить 300! Найменше продихів виявлено в листі традесканції - 14 на мм 2 , а найбільше - в листі дуба болотного - 1200 на мм 2 . Коріння рослин має пори.

На берегах Південно-Східної Азії, Океанії, Австралії, Мадагаскару, Екваторіальної Африки на межі моря та суші ростуть мангрові рослини. До них відносяться близько 40 видів дерев та чагарників, що пристосувалися до припливів, під час яких вони до верхівки крони занурюються у воду.

Мангриназивають рослинами-амфібіями. Під час відливу оголюється мулистий ґрунт, пронизаний корінням і майже без кисню. Як же мангрові рослини виживають у таких умовах?

Мангриотримують кисень за допомогою особливих дихальних коренів-пневматофор, які, на відміну від звичайних, ростуть вгору, мають пористу будову та великі міжклітини, заповнені повітрям. До умов нестачі кисню пристосовано і листя таких рослин.

Так, авіценнія- рослина, названа на честь древнього перського вченого-енциклопедиста лікаря та філософа Авіценна, - під час припливу майже вся покривається
водою, а нижня поверхня її листя густо опушена. Під водою між волосками затримуються бульбашки повітря, кисень якого рослина використовує під час затоплення. А коріння авіценніі – це прямостоячі вирости, що піднімаються на 20-25 см над поверхнею ґрунту. Завдяки добре розвиненій системі міжклітинників повітря легко надходить у корінь.

Пневматофори є не тільки у мангрів, а й у рослин, що ростуть на прісноводних болотах тропічних та помірних широт. У Новій Гвінеї вони мають ротангову пальму, яку використовують для виготовлення меблів. Стебла цієї ліани досягають іноді 200-300 м-коду.

У Північній Америці пневматофори у болотного кипарису - дерева, що росте в 35-45 м з діаметром стовбура до 2 м. Циліндричні пневматофори цього дерева виступають над поверхнею ґрунту, особливо у рослин, що ростуть неподалік води. На болоті люди можуть ходити пневматофором, як бруківкою. Мексиканці влаштовують у них вулики.

Чи можуть рослини жити без кисню?

У повітрі міститься приблизно 21% кисню.
Цього цілком достатньо для нормальної життєдіяльності рослин. Правильний доглядза рослинами сприяє нормальному диханню. Регулярно мийте або протирайте листя від пилу. Але пам'ятайте, що з опушеними листочками робити це потрібно дуже обережно, бажано використовувати спеціальний пензлик.

Є випадки, коли рослини опиняються в умовах нестачі кисню. Найчастіше ця проблема стосується коріння. У добре аерованому грунті кисню не менше, ніж у повітрі – 7-12%, у погано обробленому його вміст знижується до 2%. Саме тому не варто рясно поливати кімнатні рослини.

Блокування доступу повітря до коренів призводить до того, що рослина буквально тоне у воді, загнивають коріння, листочки опускаються і жовтіють.

Як допомогти такій ситуації?

Вийміть рослину з горщика, очистіть від ґрунту, промийте та огляньте коріння. Якщо вони міцні та неушкоджені, пересадіть рослину в горщик зі свіжою, трохи зволоженою землею. На дно горщика насипте керамзит або дрібні глиняні черепки (дренаж), що сприятиме кращому газообміну коренів.

Помістіть горщик у затінене місце подалі від прямих сонячних променів і поливайте тільки тоді, коли верхній шарґрунти підсохне вглиб на кілька сантиметрів. Ще менше кисню у дуже заболочених ґрунтах. У них коріння ушкоджується, відмирає, і зростання рослин сповільнюється або зовсім припиняється.

Мімоза, яка здатна моментально складати свої листочки у відповідь на дотик, в анаеробних умовах ціпеніє і не реагує на жодне роздратування.

Видатний французький вчений Луї Пастерпоказав, що у середовищі без кисню утворюють як СО2, а й спирт. У природних умовах це можливо при вимоканні.

Спирт виявляють навіть у воді рослин. Внаслідок частих розливів у басейні річки Амазонки утворюються непроточні дрібні водоймища, які дуже добре прогріваються та висвітлюються. Затоплені рослини таких водойм перетворюють цукор на спирт - відбувається процес бродіння.

Місцеві жителі навчилися використовувати таку "воду" для приготування напоїв. Деякі види амазонських риб переходять до нересту лише тоді, коли у водоймах є певна кількість спирту. Незначні кількості спирту у плодах яблук, мандаринів та ін. Однак деякі рослини, які живуть в умовах постійного затоплення, пристосувалися до нестачі кисню.

Так виникло дихальне коріння або пневматофори у рослин мангрових чагарників. Знайомий вам ситник має особливу тканину - аеренхіму, для якої властиві великі міжклітини, заповнені повітрям.

Аеренхімаутворюється і в коренях інших рослин у відповідь на нестачу кисню, формується додаткове коріння, яке значно товще, має добре розвинену аренхіму і забезпечує процеси дихання. Вчені встановили, що рогоз, верба, інші болотні рослини в умовах нормального забезпечення киснем дихають у 2-3 рази слабше, ніж рослини, не пристосовані до кисневого дефіциту (горох, квасоля, пшениця чи тополя).

Фотосинтез - це процес утворення органічної речовини з вуглекислого газу та води на світлі за участю фотосинтетичних пігментів (хлорофіл у рослин, бактеріохлорофіл та бактеріородопсин у бактерій). У сучасній фізіології рослин під фотосинтезом найчастіше розуміється фотоавтотрофна функція - сукупність процесів поглинання, перетворення та використання енергії квантів світла у різних ендергонічних реакціях, у тому числі перетворення вуглекислого газу на органічні речовини.

Розрізняють оксигенний та аноксигенний типи фотосинтезу. Оксигенний набагато ширше поширений, його здійснюють рослини, ціанобактерії та прохлорофіти. У цій статті описано лише він, аноксигенному фотосинтезу пурпурових та зелених бактерій, а також гелікобактерій присвячена окрема стаття.

Виділяють три етапи фотосинтезу: фотофізичний, фотохімічний та хімічний. На першому етапі відбувається поглинання квантів світла пігментами, їх перехід у збуджений стан та передача енергії до інших молекул фотосистеми. На другому етапі відбувається поділ зарядів у реакційному центрі, перенесення електронів по фотосинтетичному електронотранспортному ланцюзі, що закінчується синтезом АТФ та НАДФН. Перші два етапи разом називають світлозалежною стадією фотосинтезу. Третій етап відбувається вже без обов'язкової участі світла і включає біохімічні реакції синтезу органічних речовин з використанням енергії, накопиченої на світлозалежній стадії. Найчастіше як такі реакції розглядається цикл Кальвіна і глюконеогенез, утворення цукрів і крохмалю з вуглекислого газу повітря.

Дихання - основна форма дисиміляції у людини, тварин, рослин та багатьох мікроорганізмів. При диханні багаті на енергію речовини, що належать організму, повністю розкладаються до бідних на енергію неорганічних кінцевих продуктів (діоксиду вуглецю та води), використовуючи для цього молекулярний кисень.

Під зовнішнім диханням розуміють газообмін між організмом та навколишнім середовищем, що включає поглинання кисню та виділення вуглекислого газу, а також транспорт цих газів усередині організму.

Внутрішнє (клітинне) дихання включає біохімічні процеси в цитоплазмі клітин та мітохондріях, що призводить до вивільнення енергії.

У організмів, що мають великі площі поверхні, що контактують із зовнішнім середовищем, дихання може відбуватися за рахунок дифузії газів безпосередньо до клітин (наприклад, у листі рослин, у порожнинних тварин). При невеликий відносної площі поверхні транспорт газів здійснюється рахунок циркуляції крові (у хребетних та інших.) чи трахеях (у комах).

Хемосинтез - спосіб автотрофного харчування, у якому джерелом енергії синтезу органічних речовин з CO2 служать реакції окислення неорганічних сполук. Подібний варіант отримання енергії використовується лише бактеріями. Явище хемосинтезу було відкрито 1887 року російським вченим З. М. Виноградським.

Необхідно відзначити, що енергія, що виділяється в реакціях окислення неогранічних сполук, не може бути безпосередньо використана в процесах асиміляції. Спочатку ця енергія перетворюється на енергію макроергічних зв'язків АТФ і потім витрачається на синтез органічних сполук.

13. Енергія векосистемах

Нагадаємо, що екосистема - це сукупність живих організмів, які безперервно обмінюються енергією, речовиною та інформацією один з одним і з навколишнім середовищем. Розглянемо спочатку процес обміну енергією. Енергію визначають як здатність виконувати роботу. Властивості енергії описуються законами термодинаміки.

Перший закон (початок) термодинаміки або закон збереження енергії стверджує, що енергія може переходити з однієї форми до іншої, але вона не зникає і не створюється заново. Другий закон (початок) термодинаміки чи закон ентропії стверджує, що у замкнутої системі ентропія може лише зростати. Стосовно енергії в екосистемах зручне наступне формулювання: процеси, пов'язані з перетвореннями енергії, можуть відбуватися мимовільно лише за умови, що енергія переходить із концентрованої форми на розсіяну, тобто деградує. Міра кількості енергії, яка стає недоступною для використання, або інакше міра зміни упорядкованості, що відбувається при деградації енергії, є ентропією. Чим вища упорядкованість системи, тим менша її ентропія. Таким чином, будь-яка жива система, у тому числі й екосистема, підтримує свою життєдіяльність завдяки, по-перше, наявності в навколишньому середовищі надміру дарової енергії (енергія Сонця); по-друге, здатності за рахунок пристрою складових її компонентів цю енергію вловлювати і концентрувати, а використавши - розсіювати в навколишнє середовище. Таким чином, спочатку уловлювання, а потім концентрування енергії з переходом від одного трофічного рівня до іншого забезпечує підвищення впорядкованості організації живої системи, тобто зменшення її ентропії.

14. Види взаємин між живими організмами. Внутрішньовидові та міжвидові.

Взаємозв'язки між організмами можна поділити на міжвидові та внутрішньовидові. Міжвидові відносини зазвичай класифікуються по “інтересам”, з урахуванням яких організми будують свої відносини:

Міжвидові взаємодії значно різноманітніші:

-нейтралізм (обидва види не мають жодного впливу один на одного);

-Конкуренція (обидва види надають один на одного несприятливий вплив);

- Мутуалізм (обидва види не можуть існувати один без одного);

-хижацтво ( хижий виглядхарчується своєю жертвою);

-аменсалізм (один організм пригнічує розвиток іншого);

-комменсалізм (комменсал отримує користь від іншого виду, якому це об'єднання не байдуже).

Внутрішньовидова конкуренція:

- Пряма конкуренція - тварини б'ються між собою до смерті. У рослин – алопатія – виділення токсинів.

- Непряма конкуренція - опосередкована, тобто. не безпосередньо.

Внутрішньовидові взаємини:

- Змагання;

-Суперництво;

-Взаємодопомога;

-Співпраця (стадо).

15. Населення. Структура населення. Смертність, народжуваність, виживання. Криві виживання. Динаміка чисельності популяції.

Популяція-термін, що використовується в різних розділах біології, а також у генетиці, демографії та медицині. Найзагальніший зміст полягає у дослівному перекладі. Населення - це людське, тварина або рослинне населення деякої місцевості. У європейських мовах це поняття насамперед відноситься до людини і вже в другу чергу – до інших живих організмів. У російській популяція має спеціальне значення як термін, переважно використовуваний у біологічних і медичних дослідженнях. У біології: населення - певна сукупність особин виду, що входить до складу конкретного біогеоценозу і проявляється в ньому своїм певним функціонально-енергетичним впливом. Сучасна генетика ретельно вивчає історію сучасних етносів за етногенетичними даними на глибину в десятки тисячоліть - з часів перших громад "homo sapiens" з Африки. Генетичні трансформації популяцій супроводжувалися етнокультурними, як і перетворювало популяції останні тисячоліття на відомі історичні народи.

Структура популяції Під демографічною структурою популяції розуміють насамперед її статевої та вікової склад. Крім того, прийнято говорити про просторову структуру популяції - тобто про особливості розміщення особин популяції у просторі. Знання структури популяції дозволяє досліднику зробити висновки про її добробут чи неблагополуччя. Наприклад, якщо у популяції відсутні генеративні (тобто здатні дати потомство) особини і при цьому багато старих (сенільних) особин, то можна зробити несприятливий прогноз. Така популяція може бути майбутнього. Структуру популяції бажано вивчати в динаміці: знаючи її зміну протягом кількох років, можна набагато впевненіше говорити про ті чи інші тенденції. Вікова структура популяції. Цей тип структури пов'язаний із співвідношенням особин різних віків у популяції

Смертність – статистичний показник, що оцінює кількість смертей.

Народжуваність - демографічний термін, що визначається як відношення кількості народжень за період на 1000 жителів.

Виживання - число особин (у відсотках), що збереглися в популяції за певний проміжок часу. Зазвичай виживання визначається для різних вікових груп і статевих груп за різні сезони, роки, періоди підвищеної смертності.

ВИЖИВАНІСТЬ - частка особин популяції дожив до розмноження. КРИВІ ВИЖИВАННЯ:

У диференціальному вигляді залежність визначається як dN/dt=rN((k-N)/k), N – чисельність.В мат. вираз входить опір середовища. r - ворожий-

ная швидкість поп.k - макс. число особин.

r-види – піонери, k-види – з тенденцією до рівноваги

17. Продуктивність співтовариств. Екологічні піраміди.

ПРОДУКТИВНІСТЬ СУСПІЛЬСТВА - важливий функціональний показник співтовариства, а також його окремих елементів (автотрофного та гетеротрофного компонентів, окремих трофічних рівнів, популяцій будь-яких видів) є їх здатність до створення (продукування) нової біомаси.

Екологічна піраміда - графічне зображення співвідношення між продуцентами, консументами та редуцентами в екосистемі.

Ці піраміди виникають в екосистемах (біогеоценозах) у ланцюгах живлення. Ланцюги живлення утворюються в екосистемах внаслідок життєдіяльності різних видів. Так, продуценти (автотрофні рослини) є єдиними творцями органічної речовини. У біогеоценозі обов'язково присутні рослиноїдні та м'ясоїдні тварини (консументи 1, 2 і т.д. порядків), і, нарешті, руйнівники органічних залишків (редуценти). В екосистемі види, що належать до цих трьох головних груп, перебувають у складних взаєминах і утворюють ланцюги живлення,

Правило екологічної піраміди

Закономірність, згідно з якою кількість рослинної речовини, що служить основою ланцюга живлення, приблизно в 10 разів більша, ніж маса рослиноїдних тварин, і кожен наступний харчовий рівень також має масу, в 10 разів меншу.

Ланцюг живлення

Ланцюг взаємопов'язаних видів, що послідовно витягують органічну речовину та енергію з вихідної харчової речовини. Кожна попередня ланка ланцюга живлення є їжею для наступної ланки.

19. Екологія спільнот та екологічні сукцесії.

Спільнота-це сукупність взаємодіючих популяцій, які займають певну територію, живий компонент екосистеми. Спільнота функціонує як динамічна одиниця з різними трофічними рівнями, через нього проходить потік енергії та відбувається кругообіг поживних речовин.

Структура спільноти створюється поступово протягом певного часу. Прикладом, який можна використовувати як модель розвитку співтовариства, служить заселення організмами оголеної гірської породи на вулканічному острові, що нещодавно утворився. Дерева та чагарники не можуть рости на голій скельній породі, тому що тут немає необхідного для них ґрунту. Однак водорості та лишайники різними способамипотрапляють на такі території та заселяють їх, утворюючи піонерні спільноти. Поступове накопичення відмерлих організмів, що розкладаються, і ерозія гірської породи в результаті вивітрювання призводять до формування шару грунту, достатнього для того, щоб тут змогли оселитися більші рослини, такі, як мохи і папороті. Зрештою за цими рослинами підуть ще більші і вимогливі до поживних речовин форми-насіннєві рослини, включаючи трави, чагарники та дерева.

Така зміна одних видів іншими за деякий час називається екологічної сукцесією. Завершальнеспільнота - стійке, самовідновлювальне і що знаходиться в рівновазі з середовищем-називається клімаксним співтовариством. У тваринному світі цих угруповань теж відбувається зміна одних видів іншими, значною мірою обумовлена ​​зміною рослинності, але цей процес залежить ще й від того, які тварини можуть мігрувати із сусідніх угруповань.

Описаний вище тип сукцесії, що починається із заселення оголеної гірської породи або іншої поверхні, позбавленого ґрунту (наприклад, піщаного або колишнього ложа льодовика), називається первинною сукцесією. На відміну від цього вторинної називають сукцесію, що починається там, де поверхня повністю або значною мірою позбавлена ​​рослинності, але раніше знаходилася під впливом живих організмів і має органічний компонент. Такі, наприклад, лісові вирубки, ділянки, що вигоріли, або занедбані сільськогосподарські угіддя. Тут у грунті можуть зберігатися насіння, суперечки та органи вегетативного розмноження, наприклад кореневища, які впливатимуть на сукцесію. Як при первинній, так і при вторинній сукцесії флора і фауна навколишніх територій є головним фактором, що визначає типи рослин і тварин, що включаються в сукцесію внаслідок випадкового розселення та міграцій.

20.Біорізнообрання-основа усоїчності екосистем.

Біорізноманіття (біологічна різноманітність) - різноманітність життя у всіх його проявах. У вужчому сенсі, під біорізноманіттям розуміють різноманітність на трьох рівнях організації: генетична різноманітність(Розмаїття генів та їх варіантів - алелів), різноманітність видів в екосистемах і, нарешті, різноманітність самих екосистем.

Біорізноманіття - ключове поняття в природоохоронному дискурсі. Біорізноманіття було визначено як «варіабельність живих організмів з усіх джерел, що включають, наземні, морські та інші водні екосистеми та екологічні комплекси, частиною яких вони є: це включає різноманітність в межах виду, різноманітність видів та різноманітність ».

Існує три основні типи біорізноманіття:

- генетичне розмаїття, що відображає внутрішньовидове розмаїття та обумовлене мінливістю особин;

- видове розмаїття, що відбиває різноманітність живих організмів (рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів). В даний час описано близько 1,7 млн. видів, хоча їх загальна кількість, за деякими оцінками, становить до 50 млн.;

- Різноманітність екосистем охоплює відмінності між типами екосистем, різноманітністю довкілля та екологічних процесів. Наголошують на різноманітності екосистем не лише за структурними та функціональними складовими, а й за масштабом - від мікробіогеоценозу до біосфери;

Іноді в окрему категорію виділяють різноманітність ландшафтів, що відображає особливості територіального устрою та вплив місцевих, регіональних та національних культур суспільства.

Причин необхідності збереження біорізноманіття багато: потреба у біологічних ресурсах задоволення потреб людства (їжа, матеріали, ліки та інших.), етичний і естетичний аспекти (життя самоцінна) тощо. Однак головна причина збереження біорізноманіття полягає в тому, що воно виконує провідну роль у забезпеченні стійкості екосистем та біосфери в цілому (поглинання забруднень, стабілізація клімату, забезпечення придатних для життя умов). Біорізноманітність виконує регулюючу функцію (див. Концепція біотичної регуляції, Горшков В.Г.) у здійсненні всіх біогеохімічних, кліматичних та інших процесів Землі. Кожен вид, яким би незначним він не здавався, робить свій внесок у забезпечення стійкості не тільки “рідної” локальної екосистеми, а й біосфери в цілому.

21. Гомеостаз систем.

Гомеостаз- здатність відкритої системи зберігати сталість свого внутрішнього стану у вигляді скоординованих реакцій, вкладених у підтримку динамічного рівноваги.

Гомеостаз – здатність екосистеми до саморегуляції, тобто. здатність зберігати рівновагу.

В основі гомеостазу лежить принцип зворотного зв'язку.

– Негативний (зменшується відхилення від норми)

– Позитивний (збільшується відхилення від норми)

Підтримувати гомеостаз можна в межах негативного зворотного зв'язку. У будь-якій екосистемі, де існують харчові ланцюги, є певні канали передачі інформації: хімічні, генетичні, енергетичні та ін. Стабільність спільноти визначається кількістю зв'язків у трофічній піраміді. Збалансованість екологічного кругообігу та врівноваженість екосистем забезпечується механізмом зворотного зв'язку: керуючий компонент отримує інформацію від керованого та відповідним чином вносить корективи у подальший процес управління. Приклад олені-вовки. Виникнення перешкод – порушення зворотних зв'язків. Сильні перешкоди – загибель екосистем. Перешкоди: часткові (отрути хімікати, відстріл тварин, вилов риби); граничні – руйнують екосистему (знищення основного рівня). Гомеостатичне плато – область у межі якої екосистема здатна зберігати свою стійкість попри стресові впливи

22.Кругообіг речовин. Великий (геологічний) та малий (біогеохімічний). Обмінний та резервний фонди.

Під кругообігом в біосфері розуміють повторювані процеси перетворень і просторових переміщень речовин, що мають певний поступальний рух, що виражається в якісних і кількісних відмінностях окремих циклів. Виділяють 2 круговороти - великий (геологічний) і малий (біотичний). Великий (геологічний) кругообіг речовин протікає від декількох тисяч до декількох мільйонів років, включаючи такі процеси, як кругообіг води і денудація суші. ДУНУДАЦІЯ суші складається із загального вилучення речовини суші (52990 млн.т/рік), загального привнесення речовини на сушу (4043 млн.т/рік) і становить 48947 млн.т/рік. Антропогенне втручання веде до прискорення денудації, призводячи, наприклад, до землетрусів у зонах водосховищ, збудованих у сейсмоактивних районах. МАЛИЙ (біотичний) кругообіг речовин відбувається на рівні біогеоцинозу або біогеохімічного циклу.

Енергетичний баланс біосфери - співвідношення між енергією, що поглинається і випромінюється. Визначається приходом енергії Сонця та космічних променів, що засвоюється рослинами в ході фотосинтезу, частина перетворюється на інші види енергії та ще частина розсіюється у космічному просторі.

Кругообіг в біосфері - процеси перетворень і просторових переміщень речовин, що повторюються, мають певний поступальний рух, що виражається в якісних і кількісних відмінностях окремих циклів.

23. Гідрологічний кругообіг.

Кругообіг води на Землі, званий також гідрологічним циклом, включає надходження води в атмосферу при випаровуванні та повернення її назад в результаті конденсації та випадання опадів.

Загалом кругообіг води завжди складається з випаровування, конденсації та опадів. Але він включає три основні "петлі":

поверхневого стоку: вода стає частиною поверхневих вод;

випаровування - транспірації: вода вбирається ґрунтом, утримується як капілярна вода, а потім повертається в атмосферу, випаровуючись з поверхні землі, або ж поглинається рослинами і виділяється у вигляді парів при транспірації;

ґрунтових вод: вода потрапляє під землю і рухається крізь неї, живлячи колодязі та джерела і таким чином знову потрапляючи до системи поверхневих вод.

Згідно зі схемою кругообігу води, фонд води в атмосфері невеликий; швидкість обороту вища, а час перебування менше, ніж для вуглекислого газу. На кругообігу води починають позначатися глобальні наслідки діяльності людини. Облік опадів та річкового стоку в усьому світі зараз добре поставлено; необхідно, однак, якнайшвидше налагодити повніший контроль усіх основних шляхів руху води в кругообігу. Слід підкреслити два інші аспекти кругообігу води.

1. Зазначимо, що море втрачає через випаровування більше водичим отримує з опадами; на суші положення зворотне. Іншими словами, та частина опадів, яка підтримує наземні екосистеми, включаючи і постачають людину, приходить завдяки випаровуванню з моря. Встановлено, що у багатьох областях 90% опадів приноситься з моря.

2. Згідно з оцінками, вага води прісних озер та річок - 0,25 геограма (1геограм=1020 г), а річний стік - 0,2 геограма; отже, час обороту становить близько року. Різниця між кількістю опадів протягом року (1,0 геограм) і стоком (0,2 геограма) становить 0,8; це і є величина річного надходження води в підґрунтові водоносні горизонти. Як зазначалося, збільшення стоку внаслідок діяльності може зменшити дуже важливий для кругообігу фонд ґрунтових вод. Нам слід було б повертати більше води у водоносні шари, не намагаючись зберігати її всю в озерах, звідки вона швидше випаровується.

24. Кругообіги вуглецю, азоту, фосфору та сірки.

Кругообіг вуглецю.

Вуглець знаходиться в природі як у вільному стані, так і у вигляді

численних з'єднань. Вільний вуглець зустрічається у вигляді алмазу та

графіту.

Сполуки вуглецю дуже поширені. Крім викопного вугілля, у надрах

Землі знаходяться великі скупчення нафти, що становить складну суміш

різних вуглецевмісних сполук, переважно вуглеводнів.

Крім того рослинні та тваринні організми складаються з речовин,

освіту яких головну участь бере вуглець.

Вуглекислий газ поглинається рослинами-продуцентами та в процесі

фотосинтезу перетворюється на вуглеводи, білки, ліпіди та інші органічні

з'єднання. Ці речовини з їжею використовують тварини-консументи.

Поруч із цим у природі відбувається зворотний процес. Усі живі

організми дихають, виділяючи вуглекислий газ, що надходить в атмосферу.

Мертві рослинні та тваринні залишки та екскременти тварин розкладаються

(Мінералізуються) мікроорганізмами-редуцентами. Кінцевий продукт

мінералізації - вуглекислий газ - виділяється з ґрунту або водойм

атмосферу. Частина вуглецю накопичується у ґрунті у вигляді органічних

з'єднань.

Вуглець надходить в атмосферу також з

вихлопними газами автомашин, з димовими викидами заводів та фабрик.

У процесі кругообігу вуглецю в біосфері утворюються енергетичні

ресурси - нафта, кам'яне вугілля, горючі гази, торф, деревина, які

широко використовуються людиною. Всі ці речовини виготовлені

фотосинтезуючими рослинами за різний час. Вік лісів - десятки та

сотні років; торфовищ - тисячі років; вугілля, нафти, газів - сотні мільйонів

років. Слід враховувати, що деревина і торф - доповнювальні ресурси, тобто.

що відтворюються за відносно короткі проміжки часу, а нафта,

горючий газ та вугілля - ресурси непоправні.

КРУГОВОРОТ АЗОТУ.

Більша частинаазоту знаходиться у природі у вільному стані. Неорганічні сполуки азоту не зустрічаються у природі у великих

пласти на узбережжі Тихого океану в Чилі. Ґрунт містить незначні

кількості азоту, переважно у вигляді солей азотної кислоти. Але у вигляді

складних органічних сполук - білків - азот входить до складу всіх живих

організмів.

Азот – незамінний елемент. Він входить до складу білків, і нуклеїнових

кислот. Кругообіг азоту тісно пов'язаний з кругообігом вуглецю. Частково

азот надходить з атмосфери завдяки утворенню оксиду азоту (IV) з

азоту та кисню під дією електричних розрядів під час гроз.

Однак основна маса азоту надходить у воду та ґрунт завдяки фіксації

азоту повітря живими організмами

Найефективніші фіксатори азоту - бульбочкові бактерії, що живуть у корінні бобових рослин. Азот із різноманітних джерел надходить до коренів рослин, поглинається ними та транспортується в стебла та листя, де в процесі біосинтезу будуються білки.

Білки рослин є основою азотного харчування тварин. Після відмирання

організмів білки під дією бактерій та грибів розкладаються з виділенням

аміаку. Аміак частково споживається рослинами, а частково використовується

бактеріями-редуцентами. Внаслідок процесів життєдіяльності деяких

бактерій аміак перетворюється на нітрати. Нітрати, як і амонійні іони,

споживаються рослинами та мікроорганізмами. Частина нітратів під дією

особливої ​​групи бактерій відновлюється до елементарного азоту, який

виділяється у повітря. Так замикається кругообіг азоту в природі.

КРУГОВОРОТ ФОСФОРУ

Внаслідок

легкої окислюваності фосфор у вільному стані в природі не

трапляється. З природних сполук фосфору найважливішим є

ортофосфат кальцію, який у вигляді мінералу фосфориту іноді утворює

великі поклади. Найбагатші родовища фосфоритів перебувають у Южному

Казахстан в горах Каратау. Фосфор, як і азот, необхідний всім живих

істот, так як він входить до складу деяких білків як рослинного,

і тваринного походження. У рослинах фосфор міститься головним

чином у білках насіння, у тварин організмах - у білках молока, крові,

мозковий та нервової тканин. У вигляді кислотного залишку фосфорної кислоти

фосфор входить до складу нуклеїнових кислот - складних органічних

полімерних сполук, що беруть безпосередню участь у процесах

передачі спадкових властивостей живої клітини Сировиною для отримання

фосфору та його сполук служать фосфорити та апатити. Природний фосфорит

або апатит подрібнюють, змішують з піском і вугіллям і розжарюють у печах з

допомогою електричного струму без доступу повітря до всіх живих організмів.

Основне джерело його - гірські породи (головним чином виверже-

ні). Представлений він переважно апатитом і фторапатитом. В осадових породах це зазвичай вівіаніт, вавеліт, фосфорит. З утворенням біосфери вивільнення фосфору з гірських порід посилилося, у результаті стався значний його перерозподіл. У перетвореннях фосфору

велику роль відіграє жива речовина. Організми засвоюють фосфор із ґрунтів,

водяних розчинів. Фосфор входить до складу білків, нуклеїнових кислот, та

інших органічних сполук.

Особливо багато фосфору у кістках тварин. Із загибеллю

організмів фосфор повертається в ґрунт він концентрується у вигляді

морських фосфатних конкрецій, відкладень кісток риб, що створює умови для

утворення багатих фосфором порід, які у свою чергу служать

джерелом фосфору у біогенному циклі.

КРУГОВОРОТ СІРИ.

Сірка зустрічається в природі як у вільному стані (самородна сірка), так

та у різних з'єднаннях. Дуже поширені сполуки сірки з

різними металами. Зі сполук сірки в природі поширені також

сульфати, головним чином, кальцію та магнію. Нарешті, з'єднання сірки

Сірка широко використовується у народному господарстві. У вигляді сірчаного кольору сірку

використовують для знищення деяких шкідників рослин. Вона застосовується

також для приготування сірників, ультрамарину (синя фарба), сірковуглецю та

інших речовин.

Кругообіг сірки відбувається в атмосфері та літосфері. Надходження сірки в

атмосферу відбувається у вигляді сульфатів, сірчаного ангідриду та сірки з

літосфери при вулканічних виверженнях, у вигляді сірководню за рахунок

розпаду піриту (FeS2) та органічних сполук. Антропогенним джерелом

надходження сірки в атмосферу є теплові електростанції та інші

об'єкти, де відбувається спалювання вугілля, нафти та інших вуглеводнів, а

надходження сірки до літосфери, зокрема до ґрунту, відбувається з добривами

та органічними сполуками. Перенесення з'єднань сірки в атмосфері

здійснюється повітряними потоками, а випадання на земну поверхню чи

у вигляді пилу, або з атмосферними опадами у вигляді дощу (кислотні дощі) та

снігу. На поверхні Землі у ґрунті та водоймах відбувається зв'язування

сульфатних та сульфітних сполук сірки кальцієм з утворенням гіпсу

(CaSO4). Крім цього відбувається поховання сірки в осадових породах.

органічними залишками рослинного та тваринного походження, з яких

надалі відбувається утворення вугілля та нафти. У ґрунті зміна

сполук сірки відбувається за участю сульфобактерій, що використовують

сульфатні сполуки та виділяють сірководень, який надходить у

атмосферу і окислюючись знову перетворюється на сульфати. Крім цього сірководень у

грунті може відновлюватися до сірки, яка денітрифікує

бактеріями окислюється до сульфатів.

25. Принципи функціонування екосистем.

Отримання ресурсів та позбавлення від відходів відбуваються у межах кругообігу всіх елементів.

Цей принцип гармонує із законом збереження маси. Оскільки атоми не виникають, не зникають і не перетворюються один на інший, вони можуть використовуватися нескінченно в різних сполуках і запас їх практично необмежений. Саме це відбувається в природних екосистемах.

Дуже важливо підкреслити, однак, що біологічний кругообіг не відбувається виключно за рахунок речовини, оскільки він - результат діяльності організмів, для забезпечення життєдіяльності яких потрібні постійні енергетичні витрати, що поставляються Сонцем. Енергія сонячних променів, поглинається зеленими рослинами, на відміну хімічних елементів, неспроможна використовуватися організмами нескінченно. Даний висновок випливає з другого закону термодинаміки: енергія при перетворенні з однієї форми на іншу, тобто при виконанні роботи, частково переходить у теплову форму і розсіюється в навколишньому середовищі.

Отже, кожен цикл круговороту, що залежить від активності організмів і супроводжується втратами енергії з них, вимагає нових надходжень енергії.

Отже, існування екосистем будь-якого рангу і життя на Землі обумовлено постійним кругообігом речовин, який, своєю чергою, підтримується постійним припливом сонячної енергії. У цьому полягає другий основний принцип функціонування екосистем:

Екосистеми існують за рахунок не забруднюючої середовище та практично вічної сонячної енергії, кількість якої відносно постійно та надмірно.

26. Якість довкілля. ГДК. Ефект сумації ГДК при великій кількості забруднювачів. ГДК робочих зон. ГДК середньодобова.

Якість довкілля-стан природних і перетворених людиною екологічних систем, що зберігає їх здатність до постійного обміну речовин та енергії, відтворення життя.

Гранично допустима концентрація (ГДК)- затверджений у законодавчому порядку санітарно-гігієнічний норматив вмісту шкідливої ​​речовини в навколишньому (або виробничому) середовищі, що практично не впливає на здоров'я людини і не викликає несприятливих наслідків.

Багато токсичні речовини мають ефект сумування тобто їх суміші надають більш токсичний вплив на живі організми, ніж окремі компоненти. У цьому випадку необхідно враховувати спільний вплив домішок на людину і навколишнє середовище.

ПДКр.з. - гранично допустима концентрація шкідливої ​​речовини в повітрі робочої зони. би бути виявлені сучасними методамидослідження безпосередньо під час роботи або у віддалені терміни.

Це концентрація шкідливої ​​речовини не повинна надавати прямого або непрямого, шкідливого впливу на організм людини в умовах невизначено тривалого цілодобового вдихання.

27.Моніторинг навколишнього середовища. Класифікація систем моніторингу.

Моніторинг - систематичний збір та обробка інформації, яка може бути використана для покращення процесу ухвалення рішення, а також побічно для інформування громадськості або прямо як інструмент зворотного зв'язку з метою здійснення проектів, оцінки програм чи вироблення політики. Він несе одну або більше трьох організаційних функцій:

виявляє стан критичних чи перебувають у стані зміни явищ довкілля, щодо яких буде вироблено курс дій у майбутнє;

може допомогти встановити відносини зі своїм оточенням, забезпечуючи зворотний зв'язок, щодо попередніх удач та невдач певної політики чи програм;

може бути корисним для встановлення відповідності правилам та контрактним зобов'язанням.

класифікація

(Моніторинг джерел впливу) Джерела впливу->

(Монітринг факторів впливу)Фактори впливу: Фізичні, Біологічні, Хімічні->

(Моніторинг стану біосфери):Природні середовища:Атмосфера,Океан,Поверхня суші з річками та озерами,Біота

28. Гідросфера. Забруднення гідросфери. Поняття ГПК, БПК.

Гідросфера – сукупність усіх водних запасів Землі.

Більшість води зосереджена в океані, значно менше - в континентальній річковій мережі та підземних водах. Також великі запаси води є в атмосфері, у вигляді хмар та водяної пари. Понад 96% обсягу гідросфери становлять моря та океани, близько 2% – підземні води, близько 2% – льоди та снігу, близько 0,02% – поверхневі води суші. Частина води знаходиться у твердому стані у вигляді льодовиків, снігового покриву та у вічній мерзлоті, являючи собою кріосферу.

Поверхневі води, займаючи порівняно малу частку у загальній масі гідросфери, проте грають найважливішу роль життя нашої планети, будучи основним джерелом водопостачання, зрошення і обводнения. Ця геосфера перебуває у постійній взаємодії з атмосферою, земною корою та біосферою.

Взаємодія цих вод та взаємні переходи з одних видів вод до інших становлять складний кругообіг води на земній кулі. У гідросфері вперше зародилося життя Землі. Лише на початку палеозойської ери почалося поступове переселення тварин та рослинних організмів на сушу.

Основні види забруднення гідросфери.

1.Забруднення нафтою та нафтопродуктами призводить до появи нафтових плям, що ускладнює процеси фотосинтезу у воді через припинення доступу сонячних променів, а також викликає загибель рослин та тварин. Кожна тонна нафти створює нафтову плівку площею до 12 кв. км. Відновлення уражених екосистем займає 10-15 років.

2.Забруднення стічними водами внаслідок промислового виробництва, мінеральними та органічними добривами внаслідок сільськогосподарського виробництва, а також комунально-побутовими стоками веде до евтрофікації водойм збагаченню їх поживними речовинами, що призводить до надмірного розвитку водоростей, і до загибелі інших водних екосистем з непроточною водою (озер, ставків), інколи ж до заболочування місцевості.

3.Забруднення іонами важких металів порушує життєдіяльність водних організмів та людини.

4.Кислотні дощі призводять до закислення водойм та загибелі екосистем.

5. Радіоактивне забруднення пов'язане зі скиданням у водойми радіоактивних відходів.

6.Теплове забруднення викликає скидання у водойми підігрітих вод ТЕС та АЕС, що призводить до масового розвитку синьо-зелених водоростей, так званого цвітіння води, зменшення кількості кисню та негативно впливає на флору та фауну водойм.

7. Механічне забруднення підвищує вміст механічних домішок.

8.Бактеріальне та біологічне забруднення пов'язане з різними патогенними організмами, грибами та водоростями.

ХПК-це кількість кисню в міліграмах на 1л води, необхідне для окислення вуглецевих речовин доCO2 таH2O, азотовмісних до нітратів, серусодержащих до сульфатів, фосфоровмісних до фосфатів.

БПК-показник використовується для характеристики ступеня забруднення стічних вод органічними домішками, здатними розкладатися мікроорганізмами із споживанням кисню.

29. Забруднення морів та річок. Самоочищення гідросфери.

Процес самоочищення в гідросфері пов'язаний з кругообігом води в природі. У водоймах цей процес забезпечується сукупною діяльністю організмів, що їх населяють. В ідеальних умовах процес самоочищення протікає досить швидко і вода відновлює свій початковий стан. Чинники, що зумовлюють самоочищення водойм, можна розділити втричі групи: фізичні, хімічні, біологічні.

Серед фізичних факторів основними є розведення, розчинення і перемішування забруднень, що надходять. Наприклад, інтенсивний перебіг річки забезпечує хороше перемішування, внаслідок чого знижується концентрація завислих частинок. Осідання у воді нерозчинних частинок у процесі відстоювання забруднених вод сприяє самоочищенню водойм. Під впливом сили тяжкості мікроорганізми осідають на органічних і неорганічних частинках і поступово опускаються на дно, піддаючись у своїй дії інших чинників. Збільшення інтенсивності дії фізичних факторів сприяє швидкому відмиранню мікрофлори, що забруднює. При дії ультрафіолетового випромінювання відбувається знезараження води, засноване на прямому згубному впливі цих променів на білкові колоїди та ферменти протоплазми мікробних клітин. Ультрафіолетове випромінювання може впливати не тільки на звичайні бактерії, а й на спорові організми та віруси.

Нафта та нафтопродукти є головними забруднювачами водного басейну. На танкерах, що перевозять нафту та її похідні, перед кожним черговим завантаженням, як правило, промиваються ємності (танки) для видалення залишків раніше перевезеного вантажу. Промивна вода, а з нею і залишки вантажу зазвичай скидаються за борт. Крім того, після доставки нафтовантажів до портів призначення танкери найчастіше прямують до пункту нового навантаження порожніми. У цьому випадку для забезпечення належного осаду та безпеки плавання танки судна наповнюються баластною водою. Ця вода забруднюється нафтовими залишками, а перед навантаженням нафти та нафтопродуктів виливається у море. Із загального вантажообігу світового морського флоту нині 49% падає нафту та її похідні. Щорічно близько 6000 танкерів міжнародних флотилій транспортують 3 млрд т нафти. У міру зростання перевезень нафтовантажів дедалі більша кількість нафти почала потрапляти в океан при аваріях.

Очищення води в океані відбувається за рахунок фільтраційних здібностей планктону. За 40 днів поверхневий шар води завтовшки сотні метрів проходить через фільтраційний апарат планктону.

30. Стічні води. Евтрофікація водойм.

Стічні води - будь-які води та атмосферні опади, що відводяться у водойми з територій промислових підприємств та населених місць через систему каналізації або самопливом, властивості яких виявилися погіршеними внаслідок діяльності людини.

Стічні води можуть бути класифіковані за такими ознаками:

за джерелом походження:

виробничі (промислові) стічні води (що утворюються в технологічних процесахпри виробництві або видобутку корисних копалин), відводяться через систему промислової або загальносплавної каналізації

побутові (господарсько-фекальні) стічні води (що утворюються в житлових приміщеннях, а також у побутових приміщеннях на виробництві, наприклад, душові кабіни, туалети), відводяться через систему господарсько-побутової чи загальносплавної каналізації

атмосферні стічні води (діляться на дощові та талі, тобто що утворюються при таненні снігу, льоду, граду), відводяться зазвичай через систему зливової каналізації

Евтрофікація - збагачення річок, озер та морів біогенами, що супроводжується підвищенням продуктивності рослинності у водоймах. Евтрофікація може бути результатом як природного старіння водоймища, так і внаслідок антропогенних впливів. Основні хімічні елементи, що сприяють евтрофікації - фосфор та азот.

Для евтрофних водойм характерні багата літоральна та субліторальна рослинність, рясний планктон. Штучно незбалансована евтрофікація може призводити до бурхливого розвитку водоростей («цвітіння» вод), дефіциту кисню та замору риб та інших тварин. Цей процес можна пояснити малим проникненням сонячних променів углиб водоймища (за рахунок фітопланктону на поверхні водоймища), і як наслідок відсутність фотосинтезу у наддоних рослин, а значить і кисню.

31. літосфера. Види забруднень літосфери.

Літосфера-тверда оболонка Землі. Складається із земної кори та верхньої частини мантії, до астеносфери, де швидкості сейсмічних хвиль знижуються, свідчаючи про зміну пластичності порід.

Літосфера розбита на блоки літосферні плити, які рухаються відносно пластичною астеносферою. Вивченню та опису цих рухів присвячений розділ геології про тектоніку плит.

Літосфера під океанами та континентами істотно відрізняється. Літосфера під океанами зазнала безліч етапів часткового плавлення в результаті утворення океанічної кори, вона дуже збіднена рідкими легкоплавкими елементами і в основному складається з дунітів і гарцбургітів.

Літосфера забруднюється рідкими та твердими забруднюючими речовинами та відходами.

Джерела забруднення ґрунту можуть бути класифіковані наступним

Житлові будинки та комунально-побутові підприємства. У складі забруднюючих речовин цієї категорії джерел переважають побутове сміття, харчові відходи, будівельне сміття, відходи опалювальних систем, що стали непридатними предмети домашнього побуту тощо. Все це збирається та вивозиться на звалища. Для великих міст збирання та знищення побутового сміття на звалищах перетворили на складну проблему. Просте спалювання сміття на міських звалищах супроводжується виділенням отруйних речовин. При спалюванні таких предметів, наприклад, хлорсодержащих полімерів, утворюються сильно токсичні речовини - діоксиди. Незважаючи на це, в Останніми рокамирозробляються способи знищення побутового сміття спалювання. Перспективним способом вважається спалювання такого сміття над гарячими розплавами

Промислове підприємство. У твердих і рідких промислових відходах постійно присутні речовини, здатні токсично впливати на живі організми та рослини. Наприклад, у відходах металургійної промисловості зазвичай є солі кольорових важких металів. Машинобудівна промисловість викидає в навколишнє природне середовище ціаніди, сполуки миш'яку, берилію; при виробництві пластмас та штучних волокон утворюються відходи, що містять фенол, бензол, стирол; при виробництві синтетичних каучуків у ґрунт потрапляють відходи каталізаторів, некондиційні полімерні згустки; при виробництві гумових виробів в навколишнє середовище надходять пилоподібні інгредієнти, сажа, які осідають на ґрунт і рослини, відходи гумотекстильних та гумових деталей, а при експлуатації шин - зношені та вийшли з ладу покришки, автокамери та обідні стрічки. Зберігання та утилізація зношених шин в даний час є ще невирішеними проблемами, тому що при цьому часто трапляються сильні пожежі, які дуже важко гасити.

Пошук на сайті:

2015-2020 lektsii.org -