Массовые вспышки численности вредителей в агроценозах
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 18.09.2024
Роль энтомофагов и акарифагов в динамике численности популяций вредителей определяется закономерностями биоценотических взаимоотношений с экосистемах. При оценке эффективности паразитов и хищников как врагов фитофагов необходимо учитывать, что их связи с хозяевами и жертвами сформировались в длительном эволюционном процессе и носят характер сбалансированной трофической системы, в которой обеспечивается выживание и сохранение всех взаимосвязанных видов. В естественных биоценозах численность энтомо- и акарифагов, а также растительноядных видов регулируется экологическими закономерностями.
При достижении определенного уровня количественного соотношения между хищниками и жертвой наблюдаются переселения хищников в другие места в поисках оптимальных условий питания. Так, например, когда соотношение численности хищного жука стеторуса (Stethorus punctillum Wg.) и паутинного клеща (Tetranychus urticae L.) достигает 1 : 7—8, жуки и даже личинки хищника оставляют первичные очаги. Это явление условно называется критическим порогом численности.
В системе связи хищного жука олиготы (Oligota pusillima Grav.) и паутинного клеща критическим порогом численности является соотношение 1 : 5, а для хищного клеща тифлодромуса (Thyphlodromus aberrans Oud.) оно составляет 1 : 50.
Критический порог численности для коровки Coccinella 14-pustulata L. в колониях тли Schizaphis gramina Rond, равен 1:11, а в колониях Aphis fabae Scop — 1:10.
При ухудшении условий выживания энтомофагов начинают действовать и другие регуляторные механизмы: снижение их плодовитости, устойчивость к энтомопатогенным микроорганизмам.
Эффективность естественных врагов вредителей проявляется неодинаково в разных типах экосистем. Гомеостаз долговременного лесного биоценоза обычно обеспечивает нормальное функционирование насаждений как продуцентов древесины. В садах и виноградниках, где целью хозяйственной деятельности является получение большого урожая высококачественных плодов, уровень биологического ограничения численности вредителей не всегда соответствует экономическим требованиям. Еще менее стабильной является биологическая регуляция популяций вредных видов в агроценозах — на посевах сельскохозяйственных культур, где взаимоотношения продуцентов, консументов первого и второго порядков ежегодно формируются на новом биотопе в связи с территориальным перемещением культур.
Значение естественных врагов в ограничении различных вредителей зависит во многом от применяемой агротехники. В некоторых случаях агроперемены способствуют сохранению и накоплению энтомофагов, а в других, наоборот, губят их, и это влечет за собой возрастание численности вредителей.
Опыты Н. А. Теленги, проведенные в Черкасской области, показали, что глубокая зяблевая вспашка коноплянищ способствует выживанию паразита конопляной блохи — перилитуса (Perilitus bicolor Westw.), личинки которого зимуют в теле жуков.
Жуки, зимующие в поверхностном слое почвы, появляются рано весной, и вскоре из них выходят личинки паразита, которые погибают от неблагоприятных погодных условий. Жуки, зимующие в более глубоких слоях почвы, куда они попадают в результате зяблевой вспашки, появляются весной на 2—3 недели позже, когда уже устанавливается более теплая погода, благоприятная для выживания личинок паразита.
В то же время глубокая зяблевая вспашка свеклянищ полностью губит паразита свекловичного долгоносика — ценокреписа (Caenocrepis bothynoderis Grom).
В осенний период личинок пшеничного трипса активно уничтожает хищный жук малашка (Malachius viridis F.), распространенный на Украине в степной и лесостепной зонах. Установлено, что ранняя лущевка создает условия, благоприятные для размножения этого хищника.
Междурядные рыхления почвы на пропашных культурах после выпадения осадков создают благоприятные условия для энтомофагов, уничтожающих проволочников (Elateridae), ложнопроволочников (Tenebrionidae), а также других почвообитающих личинок насекомых. Проволочники при выпадении осадков мигрируют из нижних слоев к поверхности, где в рыхлой почве уничтожаются хищными жужелицами, стафилинами, поражаются нематодами и паразитом паракодрусом (Paracodrus apteroqinus Hat.).
Без дополнительного питания почти все виды энтомофагов не реализуют свою потенциальную плодовитость, продолжительность их жизни существенно уменьшается.
Наездники, тахины, многие хищники являются постоянными посетителями цветов различных травянистых растений, на которых они проходят дополнительное питание. Так, высевая медоносы — фацелию и синеголовник, — можно привлечь сколий (Scolia dejani Lind.) в очагах размножения хрущей. Этот прием используется в некоторых лесных хозяйствах Украины.
В Полесье и Лесостепи к гороху, выращиваемому на зерно, целесообразно подсевать фацелию, что способствует привлечению усканы (Useana Senx Girese) — паразита-яйцееда гороховой зерновки. Кроме того, он заражает яйца бобовой, виковой, клеверной, лядвенцовой, чечевичной, эспарцетной и чиновой зерновок.
Положительное значение в накоплении энтомофагов в садах имеют садозащитные полосы. В них зимуют различные виды кокцинеллид, сирфид и другие энтомофаги. В защитных полосах, состоящих из хорошо развитых деревьев, с подлеском и большим слоем подстилки численность уходящих на зимовку энтомофагов бывает весьма значительной. В подстилке зимуют кокцинеллиды Pullus suturalis Thunb., P. subvilosus Goeze, Propylaea 14-punctata L., Coccinella sinuata marginata Fald, C. 7-punctata L., Adalia 10-punctata L., A. bipunctata L., Adonia variegata Goeze.
Весной жуки кокцинеллид концентрируются на деревьях, где появляются колонии тлей и уничтожают их.
Повысить эффективность природных популяций энтомофагов в некоторых случаях можно путем переселения их из затухающих во вновь возникающие очаги вредителей.
Положительные результаты при внутриареальном переселении паразитов получены только при использовании специализированных видов.
При образовании новых очагов вредителя естественный процесс заселения их энтомофагами значительно замедляется. Иногда требуется 3—5 и более лет для того, чтобы вновь возникшие вредители были подавлены паразитами. В связи с этим переселение энтомофагов из старых очагов во вновь формирующиеся целесообразно в тех биоценозах, которые существуют продолжительный период, например, плодово-ягодные насаждения, лес.
В опытах Украинской сельскохозяйственной академии показана эффективность переселения агениасписа (Ageniaspis fuscicollis Dahl.) — специализированного паразита яблонной, плодовой и других горностаевых молей.
Паразит откладывает яйца в кладки моли, не нарушая при этом развития хозяина. Из одного яйца в теле гусениц образуется 12—180 зародышей паразита (явление полиэмбрионии). Паразит встречается только в старых очагах вредителя.
С целью расселения агениасписа производится сбор гнезд моли после вылета бабочек, в которых имеются мумифицированные гусеницы. Гнезда моли с паразитами переносят в новые очаги вредителя и размещают на деревьях.
На Украине в лесах получены положительные результаты в опытах по переселению наездника апантелеса (Apanteles portetriae Mues) для борьбы с непарным шелкопрядом, яйцееда ивовой волнянки теленомуса (Telenomus nitidulus Thom.), паразитов и хищников короеда-типографа: томикобии (Tomicobiа seitneri Rusch.), роптоцеруса (Rhoptocerus xylophagorum Ratz.), целода (Coeloides bostrychorum Riz.), паразита сосновых пилильщиков — ахризохорелы (Achriscochorella rufosum Krausse).
Эффективным примером является расселение в лесах муравьев. Наибольшее значение в истреблении вредителей имеют: рыжий лесной муравей (Formica rufa L.), малый лесной (F. polyetena Forst) и красноголовый муравей (F. rufa truncorum F.). Обитатели среднего по размерам муравейника малого лесного муравья могут уничтожить за день до 30 000 гусениц дубовой листовертки и зимней пяденицы. Рыжие лесные муравьи в сосновых лесах охотятся за гусеницами сосновой совки, сосновой пяденицы, монашенки, соснового шелкопряда, различных пилильщиков.
Для защиты от вредителей хвойного леса достаточно четырех муравейников на гектар насаждений, а лиственичного — шести.
В природных экосистемах численность популяций растительноядных клещей эффективно контролируется хищными видами клещей и насекомых.
На сельскохозяйственных культурах практически невозможно избежать применения пестицидов, разрушающих и без того неполноценную систему агроценоза, а вследствие этого наблюдается ослабление влияния акарифагов, сдерживающих размножение вредителей. Условия для сохранения активной деятельности естественных врагов растительноядных клещей более благоприятны в садовых насаждениях.
Исследования, проведенные в УкрНИИ защиты растений, показывают, что состав комплекса клещей в плодовых садах Украины достаточно стабилен, В него входят виды, относящиеся к семействам паутинных клещей, бриобий, плоскотелок, четырехногих клещей, тидеид, стигмеид, фитосейид, тарзонемид и некоторые другие.
Клещи из первых пяти семейств растительноядны и могут существенно вредить растениям. Как правило, наибольший вред причиняет один, массово размножившийся вид, занимающий экологическую нишу.
К наиболее эффективным регуляторам размножения клещей-фитофагов относятся фитосейиды. Это наблюдается в агроценозах с ограниченным применением пестицидов.
Уменьшение количества вредных клещей коррелирует с общей численностью сопутствующих им хищных видов, в первую очередь стигмеид, затем тидеид и тарзанемид, а также хищных насекомых (стеторуса, хищных трипсов, златоглазки и др.).
Особо важное значение в сохранении природных популяций энтомо- и акарифагов имеет рациональное использование пестицидов. Целесообразно максимально ограничивать масштабы и кратность химических обработок посевов, насаждений. Там, где это возможно, следует применять предпосевную обработку семян и рядковое внесение в почву инсектицидов — приемы менее губительные для полезной фауны, чем опрыскивание, предварительно выявить площади, где численность вредителя превышает уровень экономического порога, и не обрабатывать посевы за пределами этих территорий.
В некоторых случаях можно изменить соотношение численности фитофагов и зоофагов, маневрируя нормами расхода и ассортиментом химических средств. Так, опрыскивания системными инсектицидами — фосфамидом, антио — против тлей более губительны для вредителя, чем для жуков и личинок кокцинеллид.
Хищные клещи (кроме фитосейид) характеризуются значительной устойчивостью к воздействию некоторых акарицидов. Исследования, проведенные в УкрНИИ защиты растений, показывают, что зетзелия и тидеус имеют природную невосприимчивость к дикофолу. Таким образом, применение этого препарата против паутинных клещей позволяет сохранить сопутствующие им виды акарифагов.
Экспериментально установлено, что личиночная стадия паутинных клещей более чувствительна к пестицидам, чем взрослые особи (табл. 2). Поэтому можно применять сниженные нормы расхода акарицидов в период массового появления личинок в популяции растительноядных клещей и этим уменьшить их губительное действие на полезную фауну.
2) В результате наследственной изменчивости (мутация) и естественного отбора вредители приобрели устойчивость к ядохимикатам и не умирали от них.
3) Благодаря высокой скорости размножения насекомые передают данные признаки следующим поколениям.
2) Увеличится численность плотвы, питающейся водорослями;
2) Они распадаются или отмирают без участия человека , т.к не выдерживают конкуренцию с дикими растениями, начинается сукцессия;
2) Карпов завезли искусственно, они не обитали долгое время на одной территории и не имеют общего генофонда, следовательно, они не являются популяцией.
3) Биоценоз -- исторически сложившаяся совокупность особей, населяющих пространство и взаимодействующих между собой.
2) Перевыпас скота (или использование тяжёлой техники) — к уплотнению, вытаптыванию гумуса и деградации почвы.
3) Загрязнение почвы ядохимикатами, используемыми для борьбы с сорняками, насекомыми-вредителями и грибковыми заболеваниями.
2) При перевыпасе скота растения не успевают возобновляться и, оголяется почва. Эти территории расширяются, усиливаются водная и ветровая эрозии.
2) Из-за кислородного голодания страдают все обитатели водоема, особенно обитающие на поверхности ;
3) Покрывая перья водоплавающих птиц, пленка препятствует полету, птицы погибают.
4) Оседание нефтепродуктов на дно водоёма, приводит к гибели бентосных организмов.
2) Стабильность температурного режима -- нет сильных температурных колебаний, так как вода обладает большой теплоемкостью. Это важно для холоднокровных организмов, температура тела которых зависит от температуры окружающей среды.
3) Соленость воды -- водоемы стабильно пресные, либо стабильно соленые. Морские организмы, обитающие в соленой воде, не приспособлены к жизни в пресной воде и наоборот.
2) Недостатки: не могут удовлетворить все энергетические потребности;
2) Получение воды из пищи растительного и животного происхождения, из воздуха в результате конденсации; экономия воды за счет выделения сильно концентрированной мочи;
3) Отражение солнечных лучей покровами тела (членистоногие);
4) Впадение в спячку, ночной образ жизни;
2) За пределами выносливости погибают все организмы: жизнь невозможна.
4) Диапазон выносливости у разных видов отличается: причиной этому служат физиологические особенности.
1) Воздействие одного вида на другой может быть положительным, отрицательным и нейтральным.
4) И к положительным, и к отрицательным взаимодействиям можно отнести растительноядность, хищничество и паразитизм (нейтрализм сюда не относится).
2) Примерами анабиотических состояний в жизни растений служат зимний покой растений, сбрасывание листвы в условиях засухи, сохранение семян и спор в почве.
2) Избыток ресурса;
3) Ограничивается численность более сильного конкурента третьим видом;
2) Под пологом подроста светолюбивых деревьев будут хорошо развиваться всходы ели. Подрост защищает их от избытка солнечных лучей и весенних заморозков.
2) Произойдёт до распускания почек в случае холодной весны — численность бабочек будет снижена, т.к. гусеницам нечем будет питаться, и значительная часть гусениц погибнет до окукливания.
1) Экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида (не только зоны оптимума, но и зоны пессимума) вида, называется лимитирующим (ограничивающим) фактором.
2) Такой фактор будет ограничивать существование (распространение) вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными (бочка Либиха).
2) Уменьшится масса органических веществ (первичной продукции), так как снизится число продуцентов, осуществляющих синтез органических веществ (в ходе фотосинтеза).
3) Снизится численность консументов и редуцентов, которые питаются органическими веществами, в результате чего цепи питания нарушатся.
4) Произойдет разрушение почвы (эрозия), что может привести к гибели экосистемы.
5) Концентрация углекислого газа в атмосфере возрастет, так как снизится численность фотосинтезирующих организмов, что может привести к усилению парникового эффекта.
2) Плотность водной среды оказывает влияние на обтекаемую форму тела и сильную мускулатуру быстро передвигающихся животных.
3) Плотность среды облегчает вес организмов и создает возможность постоянно находиться в толще воды — планктон.
2) При дыхании и брожении регулируется концентрация кислорода и углекислого газа: поглощается кислород и выделяется углекислый газ;
А.С. Степановских
Экология. Учебник для вузов
М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. — 703 с.
18.6. Роль отдельных компонентов в агроэкосистемах
Известно, что естественные экосистемы проявляют значительное однообразие в общей реакции на случайные природные стрессы (действие низких температур, затопление, пожары, эпифитотии вредителей, болезней и т. д.), сохраняя относительную стабильность. В условиях же длительных интенсивных или хронических стрессов изменения экосистем становятся необратимыми. Отбор человеком из дикой природы полезных для себя растений и животных Ч. Дарвин (1859) назвал искусственным отбором. Выступая в роли одомашливателя, организатора и инициатора искусственного отбора и изменяя таким образом дикие виды, человек тоже претерпевает изменения в социальном и экологическом отношениях. Ю. Одум (1975) по этому поводу сделал следующее высказывание, что человек в той же мере зависит от кукурузы, как кукуруза зависит от человека. Общество, хозяйство которого построено на возделывании кукурузы, в культурном отношении развивается совершенно иначе, чем общество, занятое пастбищным скотоводством. Следовательно, одомашнивание животных, создание культурных растений — это особая форма мутуализма.
Культивируемое растение является главным компонентом агроэкосистемы. Посевы сельскохозяйственных культур, кормовых и лекарственных трав, обеспечивая потребности людей в продукции растительного происхождения (пища, корма, сырье для промышленности и т. д.), являются не только продуктом природы, но и объектом человеческого труда. Отсюда их рост и развитие определяются антропогенными факторами. Из общего количества видов растений на Земле человек интенсивно использует не многим больше 20, при этом 85% их площади занимают злаковые (рис, пшеница, кукуруза, ячмень, овес, сорго, просо, сахарный тростник, рожь) и бобовые (соя, арахис, кормовые бобы, горох,вика).
Культурные растения, занимая центральное место в агроценозе, оказывают наиболее сильное, зачастую господствующее влияние на агрофитоценоз.
Культурные растения в агроценозе являются доминантами-эдификаторами, чаще всего это пшеница, рожь или кукуруза.
Реже встречаются смешанные посевы двух или более видов (кондоминантов), например вика или горох с овсом, многокомпонентная травяная смесь. Эдификаторные воздействия растений-доминантов, а также кондоминантов разнообразны. Эдифакторы изменяют микроклимат агроэкосистемы, оказывают влияние на физико-химические свойства почвы и почвенной влаги. Выделяя биологически активные вещества, эдификаторы оказывают существенное влияние на флору и фауну агроэкосистемы. Культурные растения воздействуют на среду при помощи выделения метаболитов. Важную эдификаторную роль в фитоценозе среды метаболитов играют колины (агенты влияния высших растений на высшие) и фитонциды (агенты влияния высших растений на низшие).
В. В. Туганаевым культурные растения по способности влиять на среду подразделены на три группы.
— Первая группа — силъноэдификаторные растения. Сюда относятся растения сплошного посева, со 100% покрытием занимаемой площади. В эту группу отнесены высокорослые (до 3 м) и среднерослые растения, быстро развивающиеся с весны, такие, как озимая рожь, рапс, подсолнечник на силос.
— Вторая группа — среднеэдификаторные растения. Это растения сплошного и рядкового весеннего посева, сравнительно высокорослые, с 70—80% покрытием занимаемой площади, как правило, быстро развивающиеся после появления всходов (яровые зерновые, включая рис), пропашные (кукуруза, гречиха и др.).
— Третья группа — слабоэдификаторные растения. К данной группе относят растения с медленным развитием после появления всходов и покрытием не выше 50% занимаемой площади: овощные, бахчевые культуры, горох и др. Возделываемые культурные растения, выполняя роль доминантов-эдификаторов, определяют структуру и функцию агроэкосистем, их компонентный состав, на вредных и полезных насекомых, возбудителей болезней и сорные растения.
Насекомые. К классу насекомых на нашей планете относится самое большое число форм жизни и самое большое число видов живых организмов (в России и странах СНГ 80—100 тыс. видов), участвующих в круговороте веществ. Например, в среднем даа каждый гектар естественного биоценоза приходится 500 г птиц, 3—4 кг грызунов, до 15 кг крупных млекопитающих и до 300кг насекомых. В отдельные годы масса некоторых бабочек и их гусениц возрастает до 600 кг на 1 га, а саранчи — до нескольких тонн. Эти фитофаги поглощают огромное количество фитомассы. В переработанном виде они вместе с погибшими насекомыми попадают в почву, превращаясь в плодородный гумус.
Важнейшей функцией многих видов насекомых в биоценозе является опыление цветковых растений. Без насекомых человечество было бы лишено значительной части урожая полей, садов и лесов. Вредными насекомыми является лишь 1% общей их численности в агроценозах и сопутствующих им естественных биоценозах. Зачастую насекомые, опыляя растения, ими же и питаются. В естественных условиях насекомые-фитофаги, как правило, не наносят растениям невосполнимый урон, не вызывают их гибель. Например, гусеницы некоторых чешуекрылых, весной объедая листья и хвою лесных деревьев, способствуют более равномерному отложению опада, а поступление испражнений (капролитов) насекомых способствует подкормке растений.
Вместе с тем любое насекомое-фитофаг в агроценозе становится потенциальным вредителем. Назовем главнейшие причины.
Первая — это разрушение исторически сложившихся экосистем, свойственных им межвидовых отношений и механизмов регуляции численности живых организмов. Там, где природа еще не тронута человеком, существует уравновешенность взаимоотношений между растениями: питающимися ими животными и хищниками, паразитами этих животных. Выжить способны только те формы, которые не могут полностью истребить свою кормовую базу. Чтобы этого не случилось, выработались сложные механизмы отношений между живыми организмами. Более того, как теперь установлено, животные, питающиеся растениями, даже оказывают содействие процветанию видов животных, являющихся их пищей. В целом же взаимоотношения видов-компонентов гарантирует устойчивое существование этого природного комплекса.
При освоении же территории под земледелие создаются новые условия: меняется кормовая база, возможности существования многих видов. Те из них, которые способны существовать за счет культурных растений, становятся более многочисленными. Из их среды и образуется вредная фауна. Это можно показать сопоставлением состава насекомых, обитающих в ковыльной степи и на расположенном рядом посеве пшеницы. На посевах пшеницы численность хлебной полосатой блохи была в 20,6 раза, серой зерновой совки в 25 раз больше, чем в степи. Так, в условиях степей южного Зауралья, Западной Сибири до 50-х гг. XX в. серая зерновая совка не считалась опасным вредителем, хотя массовые вспышки происходили каждые 11 лет. После освоения целинных и залежных земель в этих регионах в середине 50-х гг. произошло значительное нарастание численности серой зерновой совки, и она стала главным и постоянным вредителем пшеницы.
Вторая причина — генетическая и селекционная работа, проведенная человеком, в значительной степени изменила культурные растения, придав им новые качества, которых не было у их диких прародителей. Приобретая все более ценные качества для человека, культурные растения в неменьшей степени являются благоприятной кормовой базой и для вредителей. Обеспечение потребностей в пище вредными организмами способствует более быстрому их размножению.
Третья причина — изменение условий для выживания (резервации) и расселение вредных видов, связаны в первую очередь с перестройкой технологии сельскохозяйственного производства.
Четвертая причина — разрушая механизмы, уравновешивающие межведовые отношения в природе, человек тем самым создал условия для более быстрой микроэволюции отдельных видов. Они быстрее приспосабливаются к изменившейся среде, отбор закрепляет эту приспособленность. Установлено, что даже на тех территориях, где влияние человека на природу сказывается косвенным образом, микроэволюция идет ускоренно. У вредных видов этот процесс вызывает расширение зон их обитания, так называемых зон вредности. В 80—90-х гг. XX в. в России появились и широко распространились такие опасные вредители, как колорадский жук, американская белая бабочка и т. д.
Мировое сельское хозяйство в конце XX в.платит насекомым—вредителям сельскохозяйственных культур дань, достигающую 1/5 части выращенного урожая и более (рис. 18.14).
Рис. 18.14. Потери урожая до его сбора для основных
культур во всех странах мира, % (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)
Вредители приобрели свое значение не вследствие того, что ослабло влияние на их численность хищников и паразитов, а в результате исключительной благоприятности для них всего комплекса условий, созданных человеком на полях, и их приспособительной изменчивости к этим условиям.
В снижении потерь урожая от вредителей важная роль должна отводиться полезным насекомым-энтомофагам (рис. 18.15).
Рис. 18.15. Полезные насекомые-энтомофаги (по В. Н. Корчагину, 1987):
1 — златоглазка: а — взрослое насекомое, б — яйца, в — личинка, уничтожающая тлей. 2 — семиточечная божья коровка: а — взрослое насекомое, б — кладка яиц, в — личинка, уничтожающая тлей. 3 — муха-журчалка: а — взрослое насекомое, б — личинки, уничтожающие тлей. 4 — трихограмма: а — взрослое насекомое, б — самка, откладывающая яйцо в яйцо бабочки. 5 — жужелица, поедающая гусеницу
В агроэкосистемах структура ценозов вредных и полезных членистоногих в значительной мере определяется наличием севооборотов, лесных полос и в целом методами ведения сельского хозяйства. Должна способствовать сохранению комплекса хищник — жертва.
Фитопатогенные грибы. Паразитирует на культурных растениях не менее 10 тыс. видов грибов. В агроценозах основой вызываемых ими эпифитотий являются несколько причин, которые обусловлены особенностями размножения, распространения и сохранения этих организмов.
Современное сельское хозяйство связано с возделыванием на больших площадях однородных в генетическом отношении культурных растений-хозяев. Здесь, как правило, доминируют возбудители болезней, которые лучше приспособлены к распространению в пространстве, выживанию во времени. Распространяются грибы — возбудители болезней в пространстве быстрее при воздушно-капельной инфекции, медленнее — при почвенной. Промежуточное положение занимают возбудители семенных и трансмиссионных инфекций. Отсюда огромная опасность, что при расширении площадей под генетически однородными культурами преимущество будут иметь воздушно-капельные инфекции, особенно ржавчинных грибов, с возможностями заражения растений на значительных расстояниях от первичного очага инфекции. При повторном же возделывании культур на огромных площадях, в первую очередь при монокультуре, будет возрастать вредоносность почвенных патогенов, лучше адаптированных для выживания во времени.
При бессменных посевах сельскохозяйственных культур и несоблюдении севооборотов не случайно на первое место по вредоносности во всем мире выходят корневые и прикорневые инфекции.
По В. А. Чулкиной (1991), различают основные (+) и дополнительные [(+)] экологические ниши возбудителей болезней сельскохозяйственных культур (табл. 18.2).
Экологические ниши различных возбудителей эпифитотиологических групп инфекций на уровне агроэкосистем (по В. А. Чулкиной, 1991)
Данные материалы будут интересны как специалистам в области преподавания биологии и экологии, так и учащимся при подготовке к олимпиадам.
Ситуативные задачи по экологии
На берегу реки планируется стройка, подрядчиком предложен план размещения базы отдыха и свиноводческой фермы. Как по отношению к реке необходимо разместить данные объекты и почему?
Ответ: Базу отдыха необходимо разместить выше по течению, а свиноводческую ферму ниже и как можно дальше от реки, чтобы животноводческие стоки с фермы (жидкий навоз) не загрязнил водоем.
В последнее время возросло количество пожаров в лесах, причины их возникновения различны от засухи и жары, до человеческого фактора. Какие меры необходимо принять, чтобы снизить их количество.
Ответ: Необходимо очищать лес от сухостоя, не разжигать костров, не бросать окурки, опахивать лес или лесополосу от дорог и степной зоны, т.к. сухая трава быстро загорается и огонь со степи может легко перебросится на лес.
В последнее время при проведении субботника принято собирать листву в мешки или закапывать ее. Почему при проведении субботника рекомендуют закапывать листву?
Ответ: если листву сжигать, то тяжелые металлы, содержащиеся в листьях с дымом попадут в атмосферу, а если листву не убирать, то в ней будут размножаться вредные беспозвоночные, споры грибов-паразитов. Закапывая листву, она разлагаясь способствует почвообразованию и развитию семян-растений.
Какие научные направления в экологии вам известны?
Ответ: географическая экология, популяционная экология, химическая экология, промышленная экология, экология растений, животных, человека.
Какие ресурсы используют для жизни зеленые растения?
Ответ: Тело зеленого растения создается из молекул неорганических веществ и ионов. Для построения своего тела растению требуется энергия, которая черпается от солнечного излучения при фотосинтезе.
Один фермер решил избавится от паразитов на своем поле и обработал его средствами химической защиты – пестицидами. После применения, через какое-то время численность этих вредителей, которые так досаждали фермеру, резко возросла. Почему, объясните ситуацию.
Ответ: пестициды подавляют не только виды, против которых их применяют, но и их паразитов и хищников. Сохранившиеся после обработки часть вредителей, освобожденная от своих врагов – регуляторов численности, через короткое время дает новую, еще более высокую вспышку численности.
К чему в первую очередь может привести орошение проводимое без надлежащего контроля?
Ответ: к вторичному засолению почв.
Какому закону соответствует данная формулировка: с одного трофического уровня биоценоза организмам, находящимся на более высоком трофическом уровне, передается не более 10% энергии?
Ответ: закону Линдемана.
Ответ: саранчовые выбрасывают вместе с выделениями микроорганизмы, переводящие в азот из воздуха и почвы в усваиваемую растениями форму.
В ХХ веке в Баренцевом море увеличилась численность мойвы, минтая, хека и других рыб меньшего размера. С чем это связано?
Ответ: в связи с проводимым в это время интенсивным ловом трески, которая является хищной рыбой.
Снег, собранный уборочной техникой с проезжей части городских улиц целесообразно вывозить на биологические пруды очистки, а потом на поля для орошения. Для чего это нужно?
Ответ: снег, собранный с дорог, содержит большое количество химических веществ (нефтепродукты, кислоты, соли, резину, сажу). Попадание этих веществ в водоемы, на поля, в леса без природной или искусственной очистки опасно. Поля орошения используют для круглосуточного и круглогодичного обеззараживания сточных вод, предназначенных для орошения и удобрения сельскохозяйственных структур. В биологических прудах можно очищать как бытовые, так и промышленные сточные воды, если они не содержат веществ, оказывающих непосредственное токсическое действие на живущие в воде организмы, а также сырые (неочищенные) сточные воды после предварительного удаления из них жира и взвешенных частиц.
Почему в северных районах хозяйственную рубку леса нужно проводить только зимой и вывозить древесину по глубокому снегу?
Ответ: так как значительно меньше нарушается почвенный покров; не уничтожается подстилка и травянистый ярус растений, не формируются рытвины, колеи, изменяющие гидрорежим и способствующие эрозии почвы; значительно меньше уничтожается подрост и подлесок.
До недавнего времени существовали проекты по осушению болот для оптимизации природных ландшафтов, но в настоящее время эти проекты закрыты, в связи с очевидной огромной ролью болот в биосфере для поддержания стабильности климата Земли. С чем это связано?
Ответ: береза первой осваивает открытые пространства, вырубки, гари; ее сеянцы не бояться яркого солнца и заморозков. Под кроной берез поселяются ели, которые со временем вытесняют ее, которой среди елей не хватает снега.
Как в середине ХIХ в. нефть спасла некоторые виды китов от полного уничтожения?
Ответ: до 1857 года, когда в продаже появилась первая керосиновая лампа, и начались первые промышленные разработки нефти, для освещения и смазки разных механизмов (в основном паровых машин) люди пользовались китовым жиром и спермацетом.
На конкретной территории в течение 20 лет произошла смена видового состава птиц, характерных для определения экосистем. Вначале на территории гнездились одни виды птиц (серая славка, зяблик, иволга), затем другие (коростель, чибис, трясогузка желтая). С чем это связано?
Ответ: это связано с дигрессией первичной экосистемы (антропогенным воздействием на первичную экосистему). Например, в результате вырубки мелколиственного леса (антропогенного воздействия), где гнездились одни виды птиц, за достаточно короткий срок происходит образование вторичной сукцессии, т.е. новой на месте разрушенной человеком существовавшей экосистемы. Избыток света, достаточное увлажнение способствует активному развитию луговых видов, которые и формируют новую экосистему.
В обширных лесных массивах Севера часто проводятся так называемые концентрированные рубки с использованием тяжелой техники, которые приводят к смене лесных экосистем болотными. Почему?
Ответ: при проведении рубки с использованием тяжелой техники, идет сильное разрушение и уплотнение почвенного покрова. Это, в свою очередь, ведет, как правило, к цепным реакциям природных процессов, в частности, сложившиеся круговороты воды сменяются накоплением застойных вод на поверхности почв с последующей сменой лесных экосистем болотными.
Почему в искусственных экосистемах, особенно в агроценозах, численность вредителей сельскохозяйственных культур при массовых вспышках их размножения многократно превосходит их таковые в естественных сообществах?
Ответ: это связано с огромным пространством, занятого одной культурой (монокультуры), что является идеальным условием для быстрого распространения на значительных пространствах насекомых и других вредителей сельскохозяйственных культур.
Создание крупных животноводческих комплексов (птицефабрики и свинофермы с поголовьем животных более 5000) с незарегулированными стоками повлияет на химический состав поверхностных и грунтовых вод. С чем это связано?
Ответ: животноводческие стоки с ферм (жидкий навоз), попадая в реки и озера, ведут к эвтофикации этих водоемов, так как увеличивается содержание в воде азотосодержащих соединений. Растворенные в поверхностных водах соединения азота могут попадать и в грунтовые воды (верховодка), делая не пригодными для питья воду из колодцев.
К каким последствиям для природного сообщества может привести уничтожение хищников и увеличение поголовья травоядных животных?
Ответ: хищники являются естественными санитарами, регулирующими поголовье травоядных животных, убивая слабых и больных. Если сократится число хищников, то некому будет регулировать численность травоядных, поголовье будет увеличиваться, будет увеличиваться количество больных и слабых травоядных, что приведет к распространению заразы.
Почему к ДСП (древесно-стружечным плитам), используемым в быту экологи относятся с осторожностью?
Ответ: т.к. они увеличивают концентрацию формальдегида в квартирах.
При стабильном повышении температуры более чем 2° С произойдет глобальное потепление климата. К каким последствиям это может привести?
Ответ: повышение температуры приведет к таянию ледников в зоне сплошной многолетней мерзлоты, увеличится площадь мирового океана, что приведет к затоплению окраины материков. Площадь суши значительно уменьшиться.
Как сказывается на растениях применение в осенне-зимний период большого количества соли, которой посыпают тротуары для предотвращения людского травматизма?
Ответ: растения испытывают водное голодание, из-за гипертонического растворения солей в почве.
Почему многоэтажные дома экологически более опасны, чем одноэтажные?
Ответ: в многоэтажных домах нестабильный воздухообмен, вентиляция, неравномерный нагрев этажей.
После разрешения охотится в лесу, рядом в поле резко увеличилось число грызунов. С чем это связано?
Ответ: так как раньше хищники леса сдерживали рост грызунов, являясь их естественным регулятором. Соответственно после разрешения охоты число хищников сократилось, поэтому наблюдается рост грызунов.
Почему заселение миногой озера Эри нанесло огромный вред рыбному хозяйству?
Ответ: минога-хищник, увидев рыбу, она нападает на жертву, присасываясь к ее телу. Рыба, которая не погибает от нападения миноги, становится вялой, чаще подвергается нападениям паразитов и гибнет от грибковых заболеваний.
Ответ: данная формулировка соответствует правилу 10% (закону Линдемана).
Как называются участки территории, на которых сохраняются в возможно более полном естественном состоянии все природные компоненты и их сочетания – природные комплексы и не разрешена хозяйственная деятельность?
Ответ: они называются заповедником.
Чем характеризуются биоэкологические особенности произрастания и влияния ели на условия жизни в растительном сообществе?
Ответ: в настоящее время главным фактором служащим ограничителем роста численности организмов, приводящий к угрозе их исчезновения, является антропогенная деятельность человека.
В природе широко распространены взаимовыгодные отношения видов – мутуализм. Пример – отношения между сибирской кедровой сосной и гнездящимися в кедровниках птицами – кедровкой и кукшей. В чем заключается польза таких отношений?
Известно, что инфузория-туфелька размножается делением. Она питается некоторыми бактериями, которые хорошо размножаются в растворах, используемых обычно для выращивания культуры инфузории (например, в сенном настое). Если в этот раствор добавить некоторые соли (безвредные для инфузорий), то размножение инфузорий прекратится. С чем это связано?
Ответ: размножение инфузорий происходит благодаря питанию бактериями, если добавить соли (безвредные для инфузорий) в раствор, где выращивают и кормят инфузорию, то размножение бактерий прекратится, и размножение инфузории тоже, т.к. нечем будет питаться.
Вы знаете, что большинство физических факторов внешней среды имеют электромагнитную природу. Так, возле быстро текущей воды воздух освежает и бодрит, по этой же причине нам представляется чистым и и освежающим воздух после грозы. С чем это связано?
Ответ: с нахождением в воздухе отрицательных ионов, которые положительно влияют на здоровье.
Человек всегда жил в мире звуков и шума. Для всех живых организмов, звук всегда является одним из воздействий окружающей среды. Почему в последнее время врачи все чаще говорят о шумовой болезни?
Ответ: длительный шум (особенно в настоящее время, в связи с техническим прогрессом) неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая чувствительность к звуку. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Ослабленные клетки нервной системы не могут достаточно четко координировать работу различных систем организма.
Почему природные многовидовые ассоциации растений значительно реже страдают от вспышек развития насекомых-вредителей, чем популяции монокультур в агроценозах?
Ответ: это объясняется высокой концентрацией сельскохозяйственных культур, что делает их удобным объектом для многочисленных хищников, паразитов и прочих вредителей, освобождающихся от конкуренции, присущей им в естественных сообществах.
Какой эффект в борьбе с сельскохозяйственными вредителями могут дать агротехнические приемы?
Ответ: густые посевы создают свой микроклимат: на поверхности почвы резко падают освещенность и температура, увеличивается влажность, что препятствует размножению вредителя и создает условия для развития некоторых видов грибов и бактерий, способных уничтожить вредителей за несколько дней.
Гидроэлектростанции на первый взгляд являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вред природе. В нашей стране построили много крупнейших ГЭС на великих реках. Теперь стало ясно, что этим строительством нанесен большой урон и природе, и людям. Почему, ответ обоснуйте?
Ответ: строительство плотин на больших равнинных реках под ГЭС приводит к затоплению огромных территорий под водохранилища, идет переселение людей и потеря пастбищных угодий. Во-вторых, плотина создает непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек. В-третьих, вода в хранилищах застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ обитающих в реке. В-четвертых, местное повышение воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, к эрозии берегов и оползням.
В Ю. Либих обнаружил, что урожай растений может ограничиваться любым из основных элементов питания, если только этот элемент находится в недостатке. После чего сформулировал это простое правило. Сформулируйте его.
Ответ: это закон минимума – успешное функционирование популяций или сообществ живых организмов зависит от комплекса условий; ограничивающим или лимитирующим, фактором является любое состояние среды, приближающееся или выходящее за границу устойчивости для организмов интересующей нас группы.
Почему моллюски, не представляющие собой большой пищевой ценности для человека и других животных из-за их низкой продуктивности, имеют первостепенное значение как фактор, позволяющий сохранить плодородие той зоны, где обитают?
Ответ: по типу питания моллюски относятся к фильтраторам. Они засасывают и фильтруют воду, извлекая оттуда мелкие организмы и детрит. В результате тока воды, создаваемого этой фильтрацией, большое количество детритных частиц, богатых фосфором и другими элементами, удерживается в мелководной зоне прилива.
В последние годы ученые все с большей тревогой отмечают истощение озонового слоя атмосферы, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. В чем основная причина истощения озонового слоя?
Ответ: основной причиной истощение озонового слоя является применение людьми фреонов, широко используемых в производстве и быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, аэрозолей.
17*. Продуктивность кораллового рифа выше продуктивности большинства районов открытого океана вблизи экватора, потому что эта экосистема получает больше:
а) солнечного света;
б) элементов питания;
в) воды;
г) тепла.
18*. Если в лесу на площади в 1 га взвесить отдельно всех насекомых, все растения и всех хищных позвоночных (земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих вместе взятых), то представители какой группы суммарно будут весить больше всего; меньше всего? Ответ объясните.
(Ответ: наибольшая биомасса будет у растений, наименьшая – у представителей последнего звена – хищников.)
19. Вес самки одного из видов летучих мышей, питающихся насекомыми, не превышает 5 г. Вес каждого из двух ее новорожденных детенышей – 1 г. За месяц выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г. На основании правила экологической пирамиды определите, какую массу насекомых должна потребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющаяся за счет истребления самкой растительноядных насекомых?
(Ответ: составляем пищевую цепь: растения – растительноядные насекомые – летучая мышь. Вычисляем массу, набранную детенышами летучей мыши после рождения: 4,5 г – 1 г = 3,5 г; 3,5 х 2 = 7 (г). Подставляем значение 7 г в схему пищевой цепи и получаем ответы: растительноядные насекомые – 70 г, растения – 700 г.)
20.* Чем можно объяснить большое различие суточной потребности в энергии (на единицу массы тела) у человека и у мелких птиц или мелких млекопитающих?
(Ответ: у мелких птиц и млекопитающих отношение поверхности тела к его объему больше, чем у человека, поэтому они быстрее теряют тепло. Соответственно, для поддержания постоянной температуры тела они должны потреблять больше энергии.)
Агроценозы и агроэкосистемы
1. Вставьте пропущенные слова.
Агроценоз представляет собой искусственный . , возникший в результате . . Агроценозы могут существовать только при постоянных затратах . со стороны человека.
(Ответ: биоценоз, деятельности человека, энергии.)
2. Замечено, что в агроценозах численность видов – потребителей растений при массовых вспышках размножения многократно превосходит их численность в естественных биоценозах. Это связано с:
а) повышенной продуктивностью агроценозов;
б) произрастанием на огромных территориях монокультур;
в) чередованием разных агроценозов из года в год на одной территории;
г)высоким биологическим разнообразием агроценозов.
3. Нередко использование химических препаратов (пестицидов) против сельскохозяйственных вредителей вызывает на следующий год еще большую вспышку их численности. Это связано с тем, что современные пестициды:
а) не очень ядовиты для вредителей;
б) подавляют вредителей и одновременно их естественных регуляторов (хищников и паразитов);
в) усиливают репродуктивные способности вредителей;
г) ослабляют репродуктивные способности вредителей.
4. Приведите примеры агроценозов. Назовите агроценозы, которые можно встретить в вашей местности.
(Ответ: это могут быть поля с различными культурами, сенокосные луга, выпасные луга (пастбища), искусственные рыборазводные пруды, сады, плантации овощей, ягод, лекарственных растений, плантации морских животных, фермы и др.)
5.* Вещества, используемые в сельском хозяйстве для уничтожения насекомых, называются:
а) гербициды;
б) фитонциды;
в) фунгициды;
г) инсектициды.
6.* Как изменяется мощность (толщина) почвы в природных зонах от тундры через лесную зону к степям и далее к пустыням?
(Ответ: от тундры к степям мощность почвы в среднем увеличивается, от степи к пустыне резко падает.)
7.* Летом в прудах и небольших озерах, расположенных рядом с полями, которые интенсивно обрабатывались азотными удобрениями, погибла практически вся рыба. Было установлено, что гибель наступила из-за нехватки кислорода. Объясните это явление.
(Ответ: азотистые удобрения во время дождя смывало с полей в близлежащие водоемы. Повышенная концентрация растворимых в воде соединений азота вызвала бурное размножение водорослей и цианобактерий. Погибая, эти организмы разлагались. Процесс разложения связан с потреблением большого количества кислорода. Таким образом, нехватка кислорода в водоемах со стоячей водой вызвала гибель рыбы.)
8.* Для того чтобы выжить, серой жабе необходимо съедать в день 5 г слизней – вредителей сельскохозяйственных культур. На площади в 1 га обитает около 10 жаб. Рассчитайте массу вредителей, которых уничтожат жабы, на небольшом поле площадью 10 га за теплое время года (с мая по конец сентября – 150 дней).
(Ответ: 75 кг.)
9.* Экологи убеждены, что использование более продуктивных сортов сельскохозяйственных растений и пород животных решает не только экономические, но и природоохранные проблемы. Почему?
(Ответ: в этом случае с одной и той же площади сельхозугодий человек получит больше продукции, следовательно, увеличится емкость среды. Соответственно, для увеличения количества получаемой продукции нет надобности в освоении новых территорий, поэтому часть уже имеющихся сельскохозяйственных территорий может быть освобождена и вновь занята природными сообществами.)
Саморазвитие экосистем – сукцессии
1. Среди перечисленных изменений экосистем выберите циклические (А) и поступательные (Б): 1) листопад; 2) зарастание озера; 3) цветение растений; 4) зарастание болота кустарником; 5) сезонные миграции птиц.
(Ответ: А – 1, 3, 5; Б – 2, 4.)
2. Опишите, какие изменения будут происходить с непроточным озером, которое год от года мелеет. Можно ли назвать изменения в озере сукцессией? Изменится ли при этом состав организмов и продуктивность экосистемы? Будет ли наблюдаться этот процесс в полной мере в проточном озере и почему?
(Ответ: непроточное озеро постепенно будет зарастать. Через десятки лет на месте озера возникнет наземная экосистема. Этот процесс является сукцессией. Состав организмов и продуктивность экосистем в ходе сукцессии изменяется. В проточном озере в полной мере этот процесс наблюдаться не будет, т.к. большая часть органических веществ из него вымывается.)
3. Что произойдет с распаханным полем в лесной зоне через несколько лет, если человек перестанет возделывать на нем культурные растения?
(Ответ: оно зарастет сначала луговыми растениями, а затем лесом.)
4. Для восстановления на равнине елового леса после рубки потребуется около 100–150 лет. Тот же процесс на крутых склонах гор занимает 500–1000 лет. Это связано с:
а) отсутствием в горах видов растений промежуточных стадий восстановления елового леса;
б) особыми погодными условиями гор;
в) смывом почвы после рубок леса.
5. Как нужно рубить лес в горах, чтобы сократить время естественного восстановления ельника?
(Ответ: нельзя рубить лес на крутых склонах. На менее крутых рубить необходимо небольшими делянками, оставляя на них семенные деревья. Сразу после рубок проводить посадку деревьев, желательно вручную, без использования техники.)
6. Какие полезные ископаемые биогенного происхождения появились из-за несбалансированности круговорота веществ в экосистемах?
(Ответ: торф, каменный уголь, нефть, известняк, природный газ. Все полезные ископаемые биогенного происхождения являются результатом накопления веществ, выпавших по тем или иным причинам из естественного круговорота.)
7. Правильно ли утверждение:
а) основной причиной саморазвития экосистем (сукцессии) является несбалансированность круговорота веществ;
б) в ходе саморазвития экосистем видовой состав не меняется;
в) зарастание непроточного озера называется саморазвитием экосистемы (сукцессией);
г) виды, слагающие экосистемы, не способны изменять окружающую среду в ходе своей жизнедеятельности;
д) зрелые сообщества внутренне устойчивы;
е) неустойчивые стадии при смене экосистем называют незрелыми сообществами;
ж) в зрелых сообществах все, что производят продуценты, потребляют консументы, а в незрелых часть органических веществ выводится из круговорота;
з) внешние по отношению к экосистемам факторы не способны вывести зрелые сообщества из устойчивого состояния?
(Ответ: да – а, в, д, е, ж; нет – б, г, з.)
8.* Объясните, почему чуждые для местных экосистем виды растений произрастают, как правило, по нарушенным местам: обочинам дорог, свалкам, берегам рек, заброшенным стройкам, отвалам грунта, пороям животных, на выпасных и сенокосных лугах, в агроценозах и т.д. Почему их не встретишь в ненарушенных сообществах?
9.* Ответьте на вопрос и обоснуйте, какая сукцессия более продолжительная (во всех случаях она заканчивается лесной стадией):
а) зарастание заброшенной пашни;
б) зарастание лесного пожарища;
в) зарастание вырубки;
г) зарастание отвалов грунта при добыче полезных ископаемых;
д) зарастание заброшенной лесной дороги.
(Ответ: г. На отвалах, в отличие от других вариантов, отсутствует почва, на формирование которой должно уйти много времени.)
10.* В еловом лесу, расположенном выше течения равнинной реки, которую перегородили плотиной гидроэлектростанции, начались смены травянистого покрова. Вначале под пологом елей росли кислица, майник и седмичник. Постепенно они были заменены черникой и зеленым мхом, позже появился влаголюбивый злак молиния и мох кукушкин лен. Ели стали погибать и вываливаться. Проростки ели погибали на ранних стадиях развития. Постепенно кукушкин лен был вытеснен сфагнумом. Почему произошли эти изменения? Можно ли их назвать сукцессией еловой экосистемы? Что произойдет в дальнейшем с еловым лесом?
(Ответ: эти изменения произошли благодаря повышению уровня грунтовых вод, что привело к изменениям в видовом составе растений, животных, грибов и бактерий – стали преобладать те виды, для которых новые условия более благоприятны. При усилении процесса подтапливания еловый лес со временем превратится в болото. Так как причина, вызывающая эти изменения, обусловлена внешней по отношению к исходной экосистеме силой, то назвать этот процесс сукцессией нельзя.)
Биологическое разнообразие как основное условие устойчивости популяций, биоценозов и экосистем
1. В природное сообщество (например, в сосняк брусничный) входят:
а) тысячи видов организмов;
б) несколько видов;
в) миллионы видов;
г) миллиарды видов.
2. Правильны ли утверждения (да или нет):
а) полночленный видовой состав сообщества – основа устойчивости экосистемы;
б) взаимная дополнительность видов растений в экосистемах способствует более полному использованию солнечной энергии;
в) в сообществе виды не могут функционально замещать друг друга;
г) экосистемы не способны к саморегуляции;
д) чем разнообразнее и сложнее структура экосистемы, тем хуже ее регуляторные способности;
е) разнообразие видов в экосистемах обеспечивает надежность их функционирования?
(Ответ: да – а, б, е; нет – в, г, д.)
Биосфера
1. Учение о биосфере создал:
а) Жан Батист Ламарк;
б) Луи Пастер;
в) Василий Васильевич Докучаев;
г) Алексей Николаевич Северцов;
д) Владимир Николаевич Сукачев;
е) Владимир Иванович Вернадский;
ж) Николай Иванович Вавилов.
2. Биосфера – это:
а) оболочка Земли, в которой существуют и взаимодействуют с окружающей средой (или когда-либо существовали и взаимодействовали) живые существа;
б) оболочка Земли, включающая часть литосферы, атмосферы и гидросферы;
в) оболочка Земли, в которой существует человечество.
3. Слоями атмосферы являются:
а) стратосфера;
б) тропосфера;
в) гидросфера;
г) ионосфера;
д) литосфера.
(Ответ: а, б, г.)
4. Верхняя граница биосферы находится на высоте:
а) 100–120 м;
б) 1–2 км;
в) 10–12 км;
г) 16–20 км;
д) 100–120 км;
е) 160–200 км.
5. Граница биосферы в океане находится на глубине:
а) 100–120 м;
б) 1–2 км;
в) 5–6 км;
г) 10–11 км;
д) 20 км;
е) 100 км.
6. Граница биосферы в литосфере находится на глубине:
а) 1–2 м;
б) 10–12 м;
в) 100–120 м;
г) 1 км;
д) 3 км.
7. Правильны ли утверждения (да или нет):
а) 4 млрд лет тому назад, на заре зарождения жизни, существовали атмосфера, гидросфера и почва;
б) атмосферный азот появился в основном в результате вулканической деятельности;
в) энергия, заключенная в нефти, угле, торфе, – это связанная растениями энергия солнца;
г) ядерная энергия – это энергия солнца, связанная растениями и другими организмами;
д) почва представляет собой биокосное вещество, потому что состоит из минеральных компонентов, органических соединений и организмов;
е) биологический круговорот веществ в биосфере – основа для поддержания стабильных условий существования жизни и человечества;
ж) роль живых существ в разрушении и выветривании горных пород незначительна;
з) живые существа не способны менять климат планеты;
и) озоновый экран возник на Земле благодаря жизнедеятельности растений;
к) почва появилась при выходе организмов на сушу?
(Ответ: да – в, д, е, и, к; нет – а, б, г, ж, з.)
8. В состав биосферы входят:
а) организмы и абиотическая среда;
б) только организмы.
9. Энергия Солнца на Земле тем или иным способом не расходуется на:
а) аккумуляцию в виде энергии химических связей в органических веществах;
б) нагревание и испарение водных масс;
в) движение камней с гор вниз;
г) перемещение воздушных масс;
д) передвижение автомобилей;
е) преодоление силы тяжести при взлете современного космического корабля.
10. В каких природных процессах в биосфере, происходящих при участии организмов, происходит связывание, а в каких – освобождение углекислоты?
(Ответ: связывание – в процессе фотосинтеза, а освобождение – при дыхании, брожении и гниении.)
11. Определите, к какому типу круговорота элементов (осадочному или газовому) относятся круговороты серы, азота, кислорода, углерода, фосфора.
(Ответ: к осадочному круговороту элементов относится круговорот серы и фосфора, к газовому – азота, кислорода, углерода).
12. Зная законы миграции элементов в биосфере, расположите места сбора лекарственных трав по возрастанию опасности для здоровья, которая может возникнуть при использовании этих растений: в городе, рядом с автомобильными дорогами, рядом с железнодорожным полотном, в лесу далеко от населенного пункта, рядом с деревней.
(Ответ: в городе, рядом с автомобильными дорогами, рядом с железнодорожным полотном, рядом с деревней, в лесу далеко от населенного пункта.)
13.* Выберите из перечисленных организмов те группы, которые участвуют в формировании карбонатных осадочных пород:
а) диатомовые водоросли;
б) рыбы;
в) фораминиферы;
г) птицы;
д) звери;
е) моллюски;
ж) растения.
14. Выберите из перечисленных организмов те группы, которые участвуют в формировании кремнистых осадочных пород:
а) диатомовые водоросли;
б) рыбы;
в) фораминиферы;
г) птицы;
д) звери;
е) моллюски;
ж) растения.
(Ответ: а.)
15.* Общее содержание углекислого газа в атмосфере Земли составляет около 1100 млрд т. Установлено, что за один год растительность ассимилирует почти 1 млрд т углерода. Примерно столько же его выделяется в атмосферу. Определите, за сколько лет весь углерод атмосферы пройдет через организмы (атомный вес углерода – 12, кислорода – 16).
(Ответ: сначала необходимо установить, сколько тонн углерода содержится в атмосфере Земли – в 44 т углекислого газа содержится 12 т углерода, в 1100 млрд т. CO2 – 300 млрд т. При потреблении растениями 1 млрд т углерода в год весь углерод атмосферы побывает их составной частью и вновь попадет в атмосферу Земли за 300 лет.)
ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ИХ РЕШЕНИЯ
Современные проблемы охраны природы
1. Выберите из предложенного списка исчерпаемые невозобновимые природные ресурсы: рыбы, растения, энергия морских приливов, энергия ветра, уголь, атмосферный воздух, птицы, нефть, воды океанов, пресные воды, железосодержащие руды, почва, солнечная энергия, медный колчедан, полиметаллические руды, природный газ, поваренная соль, леса, солнечный свет, млекопитающие, торф, жемчуг.
(Ответ: уголь, нефть, железосодержащие руды, медный колчедан, полиметаллические руды, природный газ, торф.)
2. Расположите перечисленные источники получения энергии в порядке убывания их экологической безопасности: гидроэлектростанции (ГЭС) на равнинных реках; ГЭС на горных реках; атомные электростанции; солнечные станции; теплоэлектростанции (ТЭЦ) на угле; ТЭЦ на природном газе; ТЭЦ на торфе; ТЭЦ на мазуте; приливно-отливные электростанции; ветряные электростанции.
(Ответ: солнечные станции; ветряные электростанции; приливно-отливные электростанции; ГЭС на горных реках; ГЭС на равнинных реках; атомные электростанции; ТЭЦ на природном газе; ТЭЦ на мазуте; ТЭЦ на угле; ТЭЦ на торфе.)
3. Урбанизация – это процесс:
а) роста численности населения;
б) роста доли городского населения;
в) загрязнения среды отходами;
г) усиления давления человека на среду обитания.
4.* Почему ученые-экологи считают, что люди, экономно расходующие воду, электроэнергию, газ, пищу, предметы обихода, реально охраняют природу?
(Ответ: при этом они сохраняют ресурсы и меньше загрязняют окружающую среду.)
5.* Почему в большинстве стран сокращаются площади лесов?
(Ответ: леса вырубаются для получения древесины, расчистки под поля, пастбища, города, промышленные строения, при добыче полезных ископаемых.)
Современное состояние и охрана атмосферы
1. В атмосфере Земли содержится 20,95%:
а) азота;
б) кислорода;
в) углекислого газа;
г) углеводородов;
д) аргона.
2. Парниковый эффект, вызванный увеличением в атмосфере углекислого газа, приводит к:
а) понижению температуры нижних слоев атмосферы;
б) повышению температуры нижних слоев атмосферы;
в) таянию вечных снегов и затоплению низменных участков земли;
г) отравлению организмов;
д) увеличению радиационного фона на Земле.
3. Доля какого газа в атмосфере Земли увеличивается вследствие деятельности человека?
Читайте также: