Энергия в экологических системах

МИНЕСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВАРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО«Воронежский государственный аграрный университетим. К.Д. Глинки»

Кафедра агроэкологии

Методические указанияпо выполнению контрольных работ по дисциплине «Экология»для студентов заочного отделения землеустроительного факультета

ВОРОНЕЖ2010

Составитель: к.с.-х.н., доцент кафедры агроэкологии Волошина Е.В.

Общие методические указания по изучению дисциплины

Цели и задачи курса

Цель изучения дисциплины – приобретение студентами суммы теоретических знаний и практических навыков, необходимых для обоснования и осуществления регулирования процессов, протекающих в экологических системах.

Задачами дисциплины является изучение:

основных закономерностей функционирования биосферы;

экосистем и их устойчивости.

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

основные закономерности функционирования биосферы и биогеоценозов;

ключевые законы экологии и их практическое значение;

принципы общей теории систем и системного подхода при решении задач оптимизации взаимодействия общества и природы;

экологические принципы управления природными ресурсами;

особенности функционирования агроэкосистем и экологические основы рационального использования природно-ресурсного потенциала сельскохозяйственного производства;

целесообразные пути повышения продуктивности агроэкосистем;

основы агроэкотоксикологии;

сущность комплексного анализа окружающей природной среды;

экономические последствия загрязнения и деградации окружающей природной среды;

основы природоохранного законодательства и важнейшие нормативные документы.

Студент должен уметь:

оценить характер и направленность техногенных воздействий на агроэкосистемы, негативных воздействий сельскохозяйственного производства на природные комплексы и их компоненты в конкретных природно-хозяйственных условиях;

установить причинную обусловленность таких воздействий и разработать систему мероприятий по их ограничению и предотвращению;

организовать и вести экологический мониторинг;

определять наличие экотоксикантов в сельскохозяйственной продукции, различных объектах окружающей природной среды с помощью биологических, физико-химических и других методов;

организовать производство экологически чистой продукции;

проводить экологическую экспертизу;

оценить экономический ущерб;

сформировать систему агроэкологического сервиса с учетом видов хозяйственной деятельности (колхозы, кооперативы, фермы) и специализации производства;

снижать материало- и энергоемкость производства.

ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ

ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИИ

Предмет экологии и ее связь с другими науками (ботаникой, зоологией, почвоведением ...). История экологии. Роль русских и за­рубежных ученых в становлении науки. Подразделения экологии (по уровням биосистем–аутэкология, синэкология..., предмету изучения ­экология растений, животных..., отраслевому признаку –сельскохозяй­ственная, промышленная...).

Концепция уровней организа­ции. Причины повышенного внимания к экологии в современных услови­ях. Проблемы и задачи современной экологии (изучение биологичес­кого разнообразия и механизмов его поддержания, разработка теории устойчивости экологических систем и определение границ их ус­тойчивости ... ).

БИОСФЕРА

Учение о биосфере. Этапы развития биосферы. Компоненты биос­феры, как совокупности живых организмов и элементов неорганической природы. Характеристика современной биосферы, законы ее развития и саморегуляции. Уровни организации и иерархические зависимости.

Учение о ноосфере, как новом состоянии высшей стадии раз­вития биосферы, этапе разумного регулирования отношений человека и природы.

ЭКОСИСТЕМА

Понятие об экосистемах (биогеоценозах). Концепция экосистемы (условия необходимые для функционирования экосистем ). Структура экосистемы (биотическая часть: продуценты, консументы...; абиоти­ческие факторы: свет, температура...). Биологическая регуляция геохимической среды (гипотеза Геи: преобразование организмами среды к своим биологическим пот­ребностям). Воздействие абиотических факторов на организмы. Зако­ны: минимума, толерантности, совокупности действия природных факто­ров. Основные типы эко­систем, их характеристика и функции.

ЭНЕРГИЯ В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Энергетическая характеристика среды (поступление и распреде­ление солнечного излучения в биосфере). Законы термодинамики и экосистемы (на продуктивность экосистем накладываются определен­ные ограничения, не вся энергия, высвобождающаяся в процессе рас­щепления высокоэнергетических соединений , поступивших с пищей, может быть использована в других реакциях..., все системы имеют тенденцию стремиться к внутренней неупорядоченности). Продуктив­ность экосистемы: валовая первичная продуктивность, чистая первич­ная продуктивность, чистая продуктивность сообщества, вторичная продуктивность. Продуктивность природных и сельскохозяйственных экосистем. Перенос энергии в экосистеме: пищевые цепи (пастбищная и детритная), пищевые сети. Эффективность пищевой цепи. Трофические уровни и экологические пирамиды (численности, биомассы, энер­гии). Правило Линдемана. Время переноса энергии в экосистеме. Закон уменьшения отдачи и концепция поддерживающей емкости среды. Зако­ны: мак8симизации энергии, снижения энергетической эффективности

природопользования.