Материал: Bilet_1_-28

2. Енергетика та термодинаміка агроекосистем.

Найважливішим аспектом екології є енергетичні взаємини в екологічних системах. Але перш ніж перейти до вивчення енергетики екосистем, необхідно розглянути деякі основи термодинаміки. Енергію визначають як здатність виконувати роботу. Властивість енергії описується такими законами:

Перший закон термодинаміки — енергія не зникає й не виникає. Вона переходить з однієї форми в іншу. Загальна сума енергії залишається постійною.

Наприклад, світло переходить у тепло, сонячна енергія переходить в енергії хімічних сполук тощо. Вимірюється енергія в ергах, джоулях, калоріях.

Другий закон термодинаміки — ефективність переходу енергії з однієї форми в іншу ніколи не буває 100%. Усі форми енергії спонтанно намагаються перейти в менш організовану, більш хаотичну форму (ентропію). Цей закон інколи ще називають законом ентропії.

Наприклад, система «паливо — мотор — автомобіль — навколишнє середовище». Під час спалювання палива більша частина енергії розсіюється, переходить у хаос. Ентропія — це міра хаосу, міра невпорядкованості. Організми здатні підтримувати складну струкуру, впорядкованість. Для цього необхідно, щоб до них увесь час надходила енергія.

3. Загальні особливості біологічного та біогеохімічного колообігів біогенних елементів в агроценозах.

З виникненням живої речовини сформувався біологічний (біотичний) колообіг, який називають також великим біосферним колом біотичного обміну. Це безупинний планетарний процес закономірного циклічного, нерівномірного в часі і в просторі перерозподілу речовини, енергії, інформації, що багаторазово входять у безперервно оновлювані екологічні системи біосфери. Виділяють і малий (біогеоценотичний) колообіг, який різниться тим, що відбувається в межах елементарної екологічної системи - біогеоценозі. Вперше найповніше сформулював основні принципи біогенної міграції стоків на земній поверхні і в біосфері загалом В.І. Вернадський.

Біологічний (біотичний) колообіг полягає в циклічній циркуляції речовини між ґрунтом, рослинами, тваринами, мікроорганізмами і грибами. Суть її - поглинання мінеральних речовин, включення їх складу рослинних організмів, далі через ланцюги живлення - в організми тварин і через ланку редуцентів - повернення назад в атмосферу або ґрунт. Біологічний колообіг включає в свої численні цикли неорганічні речовини, безперервно й активно впливає на вигляд і стан біосфери. Від інтенсивності (швидкості) цього колообігу залежать кількість і різнорідність живих організмів на Землі і відповідно об'єм накопичуваної органічної продукції.

Білет №25

1. Основні чинники ґрунтоутворення. Буферність грунту.

Утворення грунтів - складний процес, основою якого є біологічний круговорот речовин. На розвиток грунтоутворювального процесу величезний вплив мають такі чинники, виділені В. В. Докучаєвим, як: клімат, рослинність і тваринний світ, материнські породи, рельєф, вік грунтів. Згодом В. Р. Вільямс виділив ще два фактори: відносний вік грунтів і господарську діяльність людини.

Кліматичні фактори - тепло, світло, опади чинять істотний вплив на зростання і поширення рослин. Клімат в різних частинах земної кулі різний. Виділяють арктичний, субарктичний, помірний, субтропічний і тропічний клімат. Відповідно до кліматичних умов виникли тундрова, лісова, лісостепова, лучно-степова, сухостепова, пустельна і тропічна рослинні зони. Кількість органічної речовини, що утворюється різними рослинними угрупуваннями, неоднакова, і залежить від умов клімату і зростає з півночі на південь; одночасно змінюється характер, швидкість і тривалість біологічного кругообігу і тип процесу грунтоутворення.

Найважливішим фактором грунтоутворення є рослинність. В залежності від кліматичних умов формуються різні рослинні формації. В. Р. Вільямс виділив кілька рослинних формацій: дерев'янисту, лугову, степову і пустельну; в даний час виділяють ще лишайниково-мохову. Зелені рослини, використовуючи енергію сонячних променів, вуглекислоту, воду і мінеральні солі, здатні утворювати органічну речовину, залучаючи в біологічний круговорот величезну кількість елементів живлення. Щорічно в процесі життєдіяльності рослин на землі створюється 232,5 млрд. т органічної речовини. При цьому вони використовують 90,1 млрд. т вуглецю, 5,3 млрд. т азоту, близько 20 млрд. т. мінеральних речовин (К, Са, Р тощо).

Рельєф має суттєвий вплив на кліматичні умови, життя рослин, тварин, мікроорганізмів, характер освіти і розкладання органічних речовин, на грунтоутворюючий процес в цілому. Гірський рельєф обумовлює формування вертикальних кліматичних і рослинних зон. Мезорельеф впливає на перерозподіл вологи, перетворення поверхневого стоку в грунтовий, формування водного режиму та пов'язаного з ним рослинного покриву. В залежності від експозиції схилів змінюється кількість тепла, що надходить у грунт. Північні схили отримують його менше, південні більше. Перерозподіл тепла і вологи впливає на склад і кількісні характеристики рослинного покриву. Мікрорельєф змінює кількість вологи, помітно впливаючи на глибину промочування грунтів, сольовий режим і видовий склад трав'янистої рослинності.

2. Режими кліматичних чинників в агросфері.

Екологічні чинники – це елементи (компоненти), процеси (явища) зовнішнього середовища, які впливають на біологічну систему (організм, популяцію, біоценоз). Вони діють на організм не ізольовано, а сумісно, поєднані один з одним. Проте розгляд кожного з них зокрема не тільки правомірний, а й потрібний, оскільки дає змогу краще зрозуміти роль кожного окремого компонента в житті видів чи сільськогосподарських культур, що є необхідною передумовою вивчення впливу всього комплексу кліматичних чинників загалом.

Екологічні чинники численні і різноманітні. Вони різняться за характером впливу на біологічні системи (організми, популяції, біоценоз), іншими ознаками. Потенціальна необмеженість численності і різноманітності потребує упорядкування цих чинників.

До екологічних чинників, які не залежать від щільності популяції, належать сила гравітації, атмосферний тиск, інші компоненти середовища.

За об'єктом впливу екологічні чинники поділяють на індивідуальні, групові, отологічні, соціально-психологічні, соціально-економічні, видові (в тім числі життя людини та суспільства). Індивідуальні чинники діють на індивідуум (особину), групові – на групу рослин або тварин (популяцію, біоценоз),отологічні – відбивають характер дії на організм певних рекреацій тварин, наприклад самок на самців, самок на дітей; соціальні – вплив суспільства на людину і лише частково – на свійських тварин, комах, наприклад бджіл; соціально-психологічні, соціально-економічні чинники – екологічні взаємовідносини в людському суспільстві.

За ступенем впливу на біосистеми екологічні чинники поділяють на екстремальні, непокійливі, мутагенні, тератогенні, летальні, лімітуючі. Під екстремальними розуміють чинники середовища, що створюють несприятливі умови для росту, розвитку і розмноження рослин і тварин. Непокійливі чинники безпосереднього фізико-хімічного впливу на організм не здійснюють, проте вони не є індиферентними, оскільки під їх дією стан організму змінюється. Наприклад, сильний шум на фермі непокоїть тварин, знижується продуктивність лактуючих тварин, кури можуть захворіти (шумова істерика).

3. Основні групи та видовий склад тваринних організмів.

Особливостями будь-якого біоценозу є видовий склад та структура.

   Кожен біоценоз має чітко визначений видовий склад. Загальна кількість видів рослин і тварин, властивих певному біоценозу, більш менш постійна, але між біоценозами різних типів досить відрізняється. Найбільш багаті за видовим складом біоценози вологих тропіків, а найбідніші – біоценози аридних і холодних реґіонів. Загальна кількість видів, що складає біоценоз характеризує його видове багатство. Загальна кількість видів, що входить до складу біоценозу, їх різноманітність залежить від місцезнаходження, кліматичних та едафічних умов біоценозу, а також від його історії розвитку. Видова насиченість біоценозу – загальна кількість видів, що припадає на одиницю площі. Залежно від видової насиченості розрізняють біоценози прості і складні.

   У складних біоценозах велика кількість видів і взаємозв’язки між ним складні. Причому, у найбагатших у видовому відношенні біоценозах практично всі види малочисельні. Так, у тропічних лісах, які мають значну флористичну насиченість, рідко можна зустріти поряд кілька дерев одного виду. Усе це зумовлює формування досить складних біотичних зв’язків. У таких умовах не буває масового розмноження окремих видів, біоценози характеризуються високою стабільністю.

   Видова насиченість залежить від кліматичних та едафічних умов. Так, біоценози тундри і пустелі охоплюють значно меншу кількість ви дів, ніж біоценози вологих тропічних лісів. Велику флористичну насиче ність мають вологі тропічні ліси. У лісах Шрі-Ланки налічується 1500 видів деревних рослин, а в лісах басейну р. Амазонки – до 2500 видів.

   На формування видової насиченості значний вплив мають історичні фактори. В процесі розвитку біоценозів спостерігається тенденція до поступового збільшення видового багатства. Сформовані біоценози, як правило, багаті за кількістю видів, ніж молодші за віком. Сюди відносять біоценози тропічної зони. У помірній зоні в зв’язку із зледеніннями, які відбувалися в минулому, біоценози порівняно молоді і тому бідніші за видовим складом.

   Від віку біоценозів залежить також і взаємозв’язки між організмами і навколишнім середовищем. Важливою ознакою біоценозів є кількісне співвідношення між видами, які входять до його складу. Види, які чисельно переважають в біоценозі над іншими називаютьдомінантами. За кількістю домінантів біоценози можуть бути моно- і полідомінантними.

Між організмами в біоценозі існують постійні трофічні (харчові) зв’язки, на основі яких формуються так звані ланцюги живлення. Завдяки їм організми, що об’єднуються у великі групи, утворюють єдиний комплекс, цикл живлення. Цикли живлення визначають трофічну структуру біоценозу та її функціонування.   Ланцюги живлення поділяють на:   ·     пасовищні – охоплюють зелені рослини, рослиноїдних тварин і хижаків, що поїдають травоїдних;   ·     детритні – охоплюють мертву органічну речовину, детритофагів та їх хижаків.   Здебільшого в біоценозі наявні і пасовищні і детритні ланцюги живлення.