Лабораторная работа по экологии «Газовые балансы СО2 и О2 урбанизированных ландшафтов. Понятие о техноценозе»
Полная версия 46 (час) лабораторных работ с видеоматериалами
Тип урока – комплексное применение ЗУН учащихся
Метод обучения - основаны на самостоятельном проведении учащимися экспериментов, исследований и выдвижение гипотезы. Определение путей ее реализации, подбор необходимых приборов и материалов самими учащимися.
Формы организации деятельности учащихся
| Форма организации работы | Особенности, признаки | В каком случае выбираем ту или иную форму на теоретическом обучении | В каком случае выбираем ту или иную форму на практическому обучении |
| Парная | Когда преподаватель организует выполнение работы парами: сильный учащийся – слабый учащийся. Или два равных по успеваемости. | 1.В ходе актуализации опорных знаний, когда предстоящая работа требует серьезного предварительного осмысления. Пары учащихся обсуждают предстоящее задание. 2.В ходе лабораторно-практической работы возможна организация взаимоконтроля и взаимопомощи. Во время проведения итогов возможна организация взаимной оценки работ. | 1.В ходе вводного инструктажа, когда предстоящая практическая работа требует серьезного осмысления, пары учащихся обсуждают предстоящее задание. 2.В ходе практической работы возможна организация взаимоконтроля и взаимопомощи. 3.В ходе заключительного инструктажа возможна организация оценки работы |
Аутэкология — раздел экологии, изучающий влияние факторов окружающей среды на отдельные организмы (растения, животные, грибы, бактерии). Задача аутэкологии — выявление физиологических, морфологических и других приспособлений (адаптаций) видов к различным экологическим условиям: режиму увлажнения, высоким и низким температурам, засолению почвы и т.д. В последние годы у аутэкологии появилась новая задача — изучение механизмов реагирования организмов на различные антропогенные загрязнения: физические, химические и биологические.
Среда, условия существования организмов, экологические факторы.
Среда — это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, рост, выживаемость, размножение и многое другое.
Условия существования или условия жизни — это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.
Экологические факторы — компоненты среды, которые прямо или косвенно воздействуют на живые организмы. Экологические факторы — составляющая часть экосистемы, во многом определяющая ее характер (состав, структуру и функцию). Экологические факторы делятся на абиотические, т.е. факторы неорганической, или неживой, природы, и биотические — факторы, связанные с жизнедеятельностью организмов. Совокупность абиотических экологических факторов в пределах экосистемы называется экотопом, вся совокупность экологических факторов, включая биотические, — биотопом.
Абиотические экологические факторы в любой экосистеме определяют характер биотических экологических факторов и состав экосистемы. К абиотическим экологическим факторам относятся:
климатические — свет, тепло, воздух, вода (включая осадки в различных формах и влажность воздуха);
Биотические экологические факторы — следствие взаимоотношений организмов (взаимоотношения «хищник-жертва», «паразит-хозяин», конкуренция) или изменений биотопа вследствие накопления детрита (гумуса почвы, торфа, сапропеля, лесной подстилки, ветоши и т.д.).
Закономерности взаимодействия организмов и экологических факторов.
Любой организм в среде своего обитания подвергается воздействию самых разнообразных экологических факторов: климатических, эдафических и биотических.
Несмотря на очень большое разнообразие экологических факторов в природе можно выявить общие закономерности их воздействия на организм и ответных реакций организма на них.
Эффект воздействия экологических факторов среды зависит от их характера, дозы, воспринимаемой организмом (высокая или низкая температура, яркий свет или темнота, дефицит или избыток влаги), его физиологического состояния и возраста.
Для каждого организма существуют наиболее благоприятные конкретные значения факторов, при которых все процессы его жизнедеятельности осуществляются наиболее активно. Наиболее благоприятное значение факторов для жизнедеятельности получило название точки оптимума. При изменении экологического фактора как в сторону снижения от точки оптимума, так и увеличения жизнедеятельность организм будет угнетаться
Газовые балансы СО2 и О2 урбанизированных ландшафтов.
Понятие о техноценозе. Расчет компонент сбалансированного техноценоза
Техноценозом в дальнейшем будем называть совокупность функционирующих на одной территории всех без исключения объектов техники и естественных биогеоценозов, важнейшими из которых являются лесные. Воздействие хозяйственной деятельности и лесов на окружающую среду и, прежде всего, на атмосферу диаметрально противоположно. Объекты техники представляют собой как бы дополнительный гетеротрофный компонент в общей экосистеме, в результате их функционирования органическое вещество (прежде всего топливо органического происхождения) минерализуется — сжигается, при этом потребляет ся кислород и выделяется углекислый газ и другие вредные примеси. В лесных экосистемах потоки углекислого газа и кислорода имеют противоположное направление: кислород выделяется, а углекислый газ поглощается.
Цель работы: сделать расчет компонент сбалансированного техногенеза
В обобщенном виде потоки СО2 и О2 в техноценозе представлены на следующей схеме.
Техноценоз
—— —— СО2 —— ——
Техника Естественные экосистемы
—— —— О2 —— ——
Из схемы ясно, что если в техноценозе основные газовые потоки не сбалансированы, то такой техноценоз представляет опасность для биосферы Земли. В результате его функционирования будет происходить изменение газового состав атмосферы со всеми вытекающими отсюда глобальными последствиями, включая парниковый эффект. Наоборот, если основные потоки веществ сбалансированы, то такой техноценоз может существовать вечно, без разрушения окружающей среды или каких-либо других неблагоприятных последствий. Таким образом, мы видим, что в составе техноценоза две его составные части (объекты техники и естественные экосистемы) должны находиться в известном закономерном количественном соотношении друг с другом для того, чтобы обеспечивать его стабильное существование. Процессы синтеза органического вещества в техноценозах должны быть достаточны по мощности, чтобы поглотить весь выделившийся при сжигании топлива антропогенный углекислый газ и произвести необходимое количество кислорода.
Определение точного фракционного состава продукции растительности, входящей в состав урбанизированного ландшафта, представляет собой достаточно сложную задачу, которая может быть решена с помощью проведения специальных исследований. Однако, в первом приближении, учитывая тот факт, что лесные экосистемы являются самыми продуктивными, можно при расчетах размеров естественных компонент техноценозов взять за основу прирост древесины основных лесообразующих пород. В пользу такого выбора можно привести еще и следующий аргумент: в приросте древесных растений СО2а связывается надолго, в отличие от некоторых других фракций растительности, например, ассимиляционных органов. Для газового баланса экосистемы за определенный интервал времени представляют интерес только те фракции продукции органического вещества растительности, которые существуют дольше данного интервала времени. Иными словами, для наших целей важен чистый прирост массы органического вещества экосистемы. В условиях лесных экосистем его значительную часть составляет прирост древесины доминирующих пород.
Из двух величин массы вещества древесины, синтез которых обеспечивает балансы углекислоты и кислорода в техноценозе, для дальнейшего анализа нужно выбрать наибольшую, как обеспечивающую оба газовых баланса.
Для дальнейшего анализа необходимо пересчитать величины абсолютно сухой массы вещества древесины, обеспечивающей баланс в техноценозе, в ее объем:
V = М /Р орг. в-ва
где Р — базисная плотность вещества древесины соответствующей породы.
На основе величины V (м3/год) и среднего годового прироста древесины на 1 гектаре — В (м3/га в год) рассчитывается необходимая для баланса в техноценозе площадь лесов:
S = У/В.
Задания
1.Определите количество углекислого газа, образующегося при сжигании 3 млн. т природного газа с составом: метан — 93%, углекислый газ — 7%, определите площадь спелых сосняков в возрасте 80 лет, необходимую для поглощения такого количества углекислого газа за 1 год
2.Определите количество кислорода, расходуемого на сжигание 2 млн. т каменного угля с элементным составом: С — 80, Н — 6, О — 12, N — 1,5, 8 — 0,5%, определите площадь древо- стоев березы в возрасте 80 лет, необходимую для выделения такого количества кислорода.
1.Что такое техногенез?
2.Почему в результате техногенеза происходит изменение газового состава атмосферы?
3.Почему для стабильного существования техногенеза его составные части (объекты техники и естественные экосистемы) должны находиться в определенном равновесии друг с другом?
4.Проанализируйте воздействие лесных биоценозов на окружающую среду.
5.К каким компонентам относятся объекты техники (автотрофным или гетеротрофным)?
6.В чем состоит опасность техногенеза для биосферы Земли?
Загрязнение атмосферы
Последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды. Загрязнение воздуха
Загрязнение атмосферы Земли, за последние 15 лет
Ресурсы:
ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ Н.А. Иванова, Т. В. Сторчак, Э.Р. Юмагулова
(Учебно-методическое пособие)
Сайт YouTube: https://www.youtube.com/
Хостинг презентаций
-http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html
