Практическая работа №18 Прогнозирование и моделирование изменений в экосистеме под действием антропогенных факторов

Тетрадь для лабораторных и практических работа по биологии 11 класс Повышенный уровень Хруцкая

1) В дубраве вырубили кустарники. Каким образом изменится жизнь в этой экосистеме и почему?
2) Вблизи одного города построили медеплавильный завод. Как это может сказаться на населении города и живых организмах, если принять во внимание, что в качестве руды для получения меди используется медный колчедан с высоким содержанием серы? Что нужно предпринять, чтобы снизить негативные последствия от работы данного предприятия?
3) Предложите гипотезу развития событий в органическом мире Земли в случае значительного снижения содержания углекислого газа в атмосфере и понижения температуры. Предположите, при каких изменениях в биосфере такая ситуация возможна.
4) Смоделируйте ситуацию изменений в жизни живых организмов разных видов в случае значительного увеличения содержания углекислого газа в атмосфере Земли.
5) Предположите возможные последствия для живой природы Земли при значительном повышении температуры в приземных слоях атмосферы вследствие парникового эффекта.
6) Сделайте вывод о возможности прогнозирования и моделирования сохранения экосистем под влиянием деятельности человека.
7) Попробуйте спрогнозировать основные результаты, описанные в статье.
8) На берегу одного сравнительно небольшого водоема построили крупный животноводческий комплекс. Сделайте прогноз, изменится ли видовой состав водоема, если в него будут попадать сточные воды из комплекса. Как скоро эти изменения произойдут? Объясните ваши соображения.

Тема: Прогнозирование и моделирование изменений в экосистеме под действием антропогенных факторов.
Цель: научиться анализировать экологическую ситуацию той или иной экосистемы, прогнозировать и моделировать изменения, которые могут быть вызваны результатами деятельности человека.

Ход работы
1) Дубрава является типичным широколиственным лесом ярусной структуры, в котором совместно существуют многие сотни видов растений и несколько тысяч видов животных, микроорганизмов и грибов. В дубраве кустарники представляют собой третий – кустарниковый уровень. Если вырубить кустарник - нарушится ярусность экосистемы. Вся фауна населяющая данный ярус будет уничтожена, произойдёт резкое снижение количества всех животных, в пищевые цепи которых входили кустарники. Будут уничтожены гнезда птиц, находящиеся в данном ярусе, таким образом может увеличиться количество насекомых, в том числе поедающих дубы. Кроме того, произойдёт увеличение общего количества солнечной энергии, которая попадает на травяной ярус данного биогеоценоза, что увеличит общее количество зелёной биомассы продуцируемое на данном ярусе. В любом случае экосистеме придется приспособиться к изменившимся условиям, перестроив биотические связи, в противном случае экосистема может погибнуть.

2) На медеплавильном заводе производится сброс сточных вод в реку, что может пагубно влиять на речную экосистему. Также производятся выбросы пылегазовых частиц в атмосферу, так как медный колчедан содержит высокий процент серы, в воздух будет поступать диоксид серы и сероводород, который ядовит для человека и других живых организмов. Для предотвращения данных последствий необходимо строить очистные сооружения: водоочистные, газоочистные и пылеулавливающие установки. Также необходимо вести непрерывный мониторинг воды и атмосферного воздуха, для своевременного обнаружения утечек и загрязнений.

3) При уменьшении содержания углекислого газа в атмосфере и понижении температуры возможно возникновение оледенения, замедление процессов фотосинтеза, и как следствие вымирание растений. В это же время начнется снижение численности животных консументов 1-го порядка, а за ними 2-го, вплоть до полного вымирания. Появится большое количество мутантов, которые по большей части будут нежизнеспособны. Однако благодаря естественному отбору, проявятся особи, для которых новые условия будут благоприятными. Эти новые представители займут освободившиеся экологические ниши и окончательно вытеснят старых представителей экосистем, до полного их исчезновения. Жизнь на Земле в конечном счете изменится до неузнаваемости.

4) Увеличение температуры и концентрации углекислого газа приводит к парниковому эффекту, в результате которого в тропиках станет выпадать больше осадков и повысится содержание водяного пара в воздухе, а в засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни, в результате чего людям и животным придется покинуть опустыненые территории. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря из-за таяния ледников. В результате чего сократятся жилые земельные территории, нарушится водосолевой баланс океанов. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим условиям. Многие растения погибнут от недостатка влаги и животные будут кочевать в поисках пищи и воды. За гибелью многих растений, последует гибель многих видов животных.

5) Глобальное потепление — процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин (увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли, изменение солнечной или вулканической активности и т.д.
Парниковый эффект – это увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана вследствие роста в атмосфере Земли концентраций парниковых газов (углекислый газ, метан, водяной пар и т.д.). Эти газы выполняют роль плёнки или стекла теплицы (парника), они свободно пропускают солнечные лучи к поверхности Земли и задерживают тепло, покидающее атмосферу планеты.
Глобальное потепление будет сопровождаться подъёмом уровня мирового океана. Кроме повышения уровня Мирового океана глобальное потепление влияет на силу ветров и распределение осадков на планете. В результате на планете вырастет частота и масштабы различных природных катаклизмов (штормы, ураганы, засухи, наводнения). Произойдет смещение природных зон, в следствие чего произойдет смена ареалов обитания животных. Повышение температуры создаёт благоприятные условия для развития болезней, чему способствуют не только высокая температура и влажность, но и расширение ареала обитания ряда животных — переносчиков болезней. Усиленное развитие микрофлоры и нехватка чистой питьевой воды будет способствовать росту инфекционных заболеваний.

6) Вывод: Высокая скорость климатических изменений, происходящих в последние десятилетия, действительно может быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной деятельности, которая оказывает заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в сторону увеличения содержания в ней парниковых газов. Действительно повышение средней температуры воздуха нижних слоёв атмосферы Земли на 0,8°С за последние 100 лет – слишком высокая скорость для естественных процессов, ранее в истории Земли такие изменения происходили в течение тысячелетий. Последние десятилетия добавили ещё большей весомости этому аргументу, так как изменения средней температуры воздуха происходили еще большими темпами — 0,3-0,4°С за последние 15 лет! Приверженцы этой гипотезы, отводят ключевую роль в глобальном потеплении человеку, который кардинальным образом меняет состав атмосферы, способствуя росту парникового эффекта атмосферы Земли. Глобальные климатические изменения очень сложны, поэтому современная наука не может дать однозначного ответа, что же нас ожидает в ближайшем будущем. Существует множество сценариев развития ситуации: от постепенного изменения климата до глобальной катастрофы.

7) Твердый корпус «Титаника» может служить домом для многих подводных животных, наподобие кораллового рифа. Вероятно эти остатки корпуса будут приманивать к себе большое количество морских обитателей, и за столько лет, что «Титаник» находится на дне, вокруг его корпуса сформировалась собственная экосистема.
Однако должны быть и негативные последствия, одним из которых может быть коррозия металла. Ржавчина, опадая на дно, может вредить придонным морским обитателям.

8) Животноводческие комплексы – это источник большого количества навоза, а навоз в свою очередь является источником азота, калия и фосфора. При попадании навоза в водоем вместе со сточными водами, азот, калий и фосфор могут вызывать сначала эвтрофикацию водоема (рост биологической продуктивности водных бассейнов), а при длительном загрязнении - гибель в нем рыбы и некоторых других организмов. Дело в том, что навозная органика становится пищей для водорослей и планктона («цветение водоема»). Рыба размножается, так как пищи стало больше. Однако дальнейшее разрастание водно-воздушной растительности на поверхности пруда (20-25%) приводит к дефициту кислорода и освещенности, что угнетает фотосинтез и приводит к гибели фитопланктона, а затем гибели (замору) рыб и других животных. Обычно цветение воды начинается в последних числах июля – первых числах августа и продолжается до осеннего периода.