Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока»





НазваниеУчебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока»
страница7/9
Дата публикации07.07.2015
Размер0.86 Mb.
ТипУчебно-методический комплекс
100-bal.ru > География > Учебно-методический комплекс
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Планктон – пассивно плавающие в водной толще бактерии, водоросли, мелкие животные. Эти организмы переносятся течениями воды, которым они не могут сопротивляться. В составе планктона выделяют фитопланктон – это водоросли, зоопланктон – мелкие животные (инфузории, амебы и другие одноклеточные, циклопы, дафнии и так далее), а бактерий, живущих в толще воды, называют бактериопланктоном.

Нектон – активные пловцы (рыбы, земноводные, крупные плавающие насекомые, личинки крупных насекомых).

Нейстон – мелкие растения и животные, обитающие на границе воды и воздуха (около 5 см над и под пленкой воды) – это клопы водомерки, жуки-вертячки, водоросли.

Плейстон – плавающие организмы, у которых часть тела находится в воде, а часть над ее поверхностью, например, ряска.

Бентос – организмы, прикрепленные ко дну, лежащие на нем и живущие в его толще. В состав бентоса входят животные, прикрепленные к грунту или лежащие на нем за счет своего веса, и активно передвигающие животные, ведущие роющий образ жизни.

Перифитон – животные и растения (обычно водоросли), которые прикрепляются и удерживаются на стеблях крупных растений, камнях, упавших в воду ветках и других погруженных в воду предметах (не путайте с животными, которые активно передвигаются по камням, дну и стеблям растений).

Порядок выполнения работы

  1. Отобрать пробы планктона, перифитона, бентоса.

  2. Рассмотреть животных и водоросли, используя лупу, микроскоп. По возможности определить водных обитателей с помощью определителя.

  3. Записать в дневнике, каких представителей планктона, перифитона, бентоса Вы нашли.

  4. Организмы, которые Вам трудно определить, зарисуйте и подпишите, где их нашли.

  5. Описать крупных, активно плавающих животных (нектон), увиденных в водоеме, отловить животных, передвигающихся по поверхности воды и определить с помощью определителя.

Вопросы для обсуждения

  1. Что такое планктон?

  2. Как называются животные, способные активно плавать и противостоять течениям?

  3. К какой группе водных животных относится водомерка, и каковы особенности ее строения в связи с этим?

  4. Что такое перифитон?

Список рекомендуемой литературы

  1. Христофорова Н.К. Основы экологии. – Владивосток: Дальнаука, 1999.

  2. Энциклопедия Биология. – М.: Советская энциклопедия,1986.

  3. Колесников С.И. Биология с основами экологии. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2004.

  4. Константинов А.С. Общая гидробиология. – М.: Высшая школа, 1979

Занятие 5. ТРОФИЧЕСКИЕ СВЯЗИ В ВОДОЕМЕ (2 часа)

Составление пищевых связей для обитателей исследуемого водоема

Теоретические сведения

В природе все живые организмы являются пищей для других, такие связи называют трофическими. Благодаря пищевым связям в экосистеме происходит передача энергии от автотрофов, то есть организмов, образующих органические вещества из неорганических, используя солнечный свет (некоторые бактерии, водоросли, растения) к гетеротрофам, которые используют уже готовые органические вещества (животные, бактерии).

Так как один организм может служить пищей для многих других, то пищевые связи обычно переплетаются в сложные сети. Несмотря на сложность трофических сетей, путь каждой порции солнечной энергии, полученной растениями или водорослями, передается всего через 4-6 последовательных звеньев единого ряда, который образуют питающиеся друг другом организмы. Такой ряд называют трофической цепью.

В трофической цепи при поедании одного организма другим происходит передача энергии. Каждое звено в этой цепи называют трофическим уровнем.

Первый трофический уровень – продуценты – организмы, создающие органическое вещество (растения). Следующие уровни составляют организмы, потребляющие готовое органическое вещество - консументы. Второй уровень – это консументы первого порядка – растительноядные; третий уровень – консументы второго порядка – плотоядные, поедающие растительноядных; четвертый уровень – консументы третьего порядка – плотоядные поедающие других плотоядных и так далее.

Некоторые животные-консументы питаются не живыми организмами, а мертвыми остатками, например грифы, стервятники. Их еще называют детритофагами. Разложение отмерших остатков растений и животных осуществляют не только животные, поедающие крупные остатки, но и бактерии и грибы. В отличие от животных, они способны потреблять органические вещества в очень низких концентрациях, их называют редуцентами. Но на редуцентах пищевые цепи не заканчиваются, так как они служат пищей более крупным животным. В водоемах бактерии являются пищей для одноклеточных животных (амеб, инфузорий) и моллюсков.

Таким образом, благодаря пищевым связям все живые организмы связаны друг с другом, а энергия и органическое вещество, заключенное в мертвых остатках, не теряется, а преобразуется, снова вовлекается в круговорот веществ.

Порядок выполнения работы

1. Выберите 4-5 обитателей изучаемого водоема и составьте для каждого пищевую цепь.

2. Для каждого звена в цепи укажите трофический уровень.

Вопросы для обсуждения

  1. Что такое трофические связи? 

  2. Какие группы организмов осуществляют разложение мертвых остатков?

  3. Определите трофический уровень щуки в цепи водоросли – карась – щука

Список рекомендуемой литературы

  1. Колесников С.И. Биология с основами экологии. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2004.- 224с.

  2. Чернова Н.М., Галушин В.М., Константинов В.М. Основы экологии. – М.: Дрофа, 2004.

  3. Небел Б. Наука об окружающей среде. Том 1. – М.: Мир, 1993.

  4. Христофорова Н.К. Основы экологии. – Владивосток: Дальнаука, 1999.

  5. Соснин Н.И. Биология. Организм. 6 класс. – М.: Дрофа, 2003.

  6. Константинов А.С. Общая гидробиология. – М.: Высшая школа, 1979

Вторая ступень обучения

Занятие 6. МОРСКИЕ ЭКОСИСТЕМЫ (2 часа)

Составление схемы зон океана по вертикали. Составление сравнительной таблицы с характеристикой особенностей течений, температуры и концентрации солей в морской и пресной воде.

Теоретические сведения

Морская среда обитания отличается значительным изменением условий обитания живых организмов от поверхности в глубину и от прибрежной зоны в открытую часть океана. Дно морей и океанов называют бенталь. В бентали выделяют следующие зоны:

  • супралитораль - зона заплеска и штормовых выбросов

  • литораль - приливно-отливная зона

  • сублитораль- зона шельфа или материковой отмели (глубиной до 150-200 м)

  • батиаль - зона континентального склона (от 200 до 3000 м)

  • абиссаль – зона океанического ложа (3000-6000 м)

  • ультраабиссаль - зона наибольших океанических глубин (до 11000 м) - дно морей и океанов.

Толщу воды называют пелагиаль, в ней выделяют:

  • эпипелагиаль - верхний слой толщи воды глубиной 0-200 м

  • мезопелагиаль - слой толщи воды глубиной 200-1000 м

  • глубоководную зону - толща воды на глубине более 1000 м.

Солнечный свет, необходимый для фотосинтеза, проникает только в верхнюю часть океана. Эту зону называют эфотической. Остальную толщу воды называют афотической зоной.

Порядок выполнения работы

1. Используя литературные данные, составьте схему вертикального разреза океана, выделив на ней следующие зоны и подзоны: бенталь (литораль,сублитораль, батиаль, абиссаль, ультраабиссаль), пелагиаль(эпипелагиаль, мезопелагиаль, глубоководная зона).

2. Укажите, какие подзоны, по-вашему мнению, наиболее богато заселены живыми организмами

3. Составить сравнительные таблицы, указать роль течений в пресных и соленых водоемах (перемешивание воды; влияние на температуру водных масс и, как следствие влияние, на распространение живых обитателей; привести примеры из литературных и других источников), отметить, в каких водоемах может отмечаться значительное промерзание толщи воды.

Вопросы для обсуждения

  1. Что такое эфотическая зона океана?

  2. Какова роль течений в морях и океанах? Назовите известные крупные течения?

  3. Какая средняя соленость морской воды?

Список рекомендуемой литературы

  1. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2005.

  2. Христофорова Н.К. Основы экологии. – Владивосток: Дальнаука, 1999.

  3. Колесников С.И. Биология с основами экологии. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2004.

  4. Internet-ресурсы: www.apus.ru (раздел «Архив новостей» - статья «Жизнь океана зависит от течения»)

Осмотическое давление

Теоретические сведения

В организме животных для обеспечения нормальной жизнедеятельности поддерживается определенная концентрация ионов в жидкостях тела и величина осмотического давления, что обеспечивается механизмами водно-солевого обмена. Водные животные делятся на две группы:

  • пойкилосмичные организмы – организмы, осмотическое давление в теле которых, зависит от концентрации солей в окружающей среде;

  • гомойосмотичные животные – животные, сохраняющие в своем теле постоянное осмотическое давление, независимо от солености среды.

В пресной воде концентрация солей ниже, чем в клетках и жидкостях живых организмов, и, согласно законам осмоса, наружная вода поступает в организм. Поэтому пресноводные животные приспособились выводить лишнюю воду и задерживать соли. В морской воде, напротив, концентрация солей близка к концентрации солей в жидкостях организма, и морские животные, поглощающие морскую воду, напротив, приспособились задерживать воду и удалять лишние соли.

Вопросы для обсуждения

  1. Каких животных называют пойкилоосмотичными?

  2. Почему пресноводные животные приспособились выводить из организма воду?

Список рекомендуемой литературы

  1. Колесников С.И. Биология с основами экологии. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2004.

  2. Христофорова Н.К. Основы экологии. – Владивосток: Дальнаука, 1999.

  3. Константинов А.С. Общая гидробиология. – М.: Высшая школа, 1979.

Занятие 7. Приспособление растений к жизни в воде(2 часа)

Описание особенностей внешнего и внутреннего строения водных растений

Теоретические сведения

В отличие от наземных растений водные поглощают влагу и минеральные соли из окружающей среды и поэтому имеют свои особенности в строении корневой системы, которая служит в основном для прикрепления к субстрату и имеет в этом случае слабое развитие. В отдельных случаях корневая система может быть развита достаточно сильно и выполняет также функцию запасания некоторых веществ и вегетативного размножения. Плавучесть органов обеспечивается за счет развития аэренхимы – воздушной ткани, создающейся за счет крупных межклетников и полостей.

Для обеспечения растений кислородом, концентрация которого в водной среде значительно ниже чем в наземно-воздушной, служат тонкие покровы, легко проницаемые для кислорода, а также сильная расчлененность листьев, что увеличивает площадь газообмена. Так как вода лучше поддерживает тело, чем воздух, механическая ткань у водных растений теряет свое значение по сравнению с наземными растениями.

Порядок выполнения работы

1. Собрать различные водные растения (4-5 штук, включая водоросли).

2. Зарисовать и описать для каждого особенности строения листьев (форма листьев, наблюдается ли явление гетерофиллии, если да, то зарисовать, есть ли устьица на листьях высших водных растений), корневой системы (слабое или сильное развитие).

3. Сделать срезы и зарисовать особенности строения механической, проводящей тканей (слабое или сильной развитие), аэренхимы (имеется или отсутствует).

4. Указать, для чего служат описанные особенности строения.

Вопросы для обсуждения

  1. Почему у многих водных растений корневая система развита слабее чем у наземных?

  2. Что такое аэренхима?

  3. Какие приспособления имеются у водных растений для обеспечения их кислородом?

Список рекомендуемой литературы

  1. Христофорова Н.К. Основы экологии. – Владивосток: Дальнаука, 1999

  2. Ботаника с основами экологии: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов /Л.В. Кудряшов и др. – М.: Просвещение, 1979

  3. Горышина Т.К. Экология растений. – М.: Высшая школа,1979

  4. Крафтс А. Вода и ее значение в жизни растений. – М.: Иност. лит., 1951

  5. Культиасов И.М. Экология растений. – М.: Изд-во московского ун-та, 1982

Занятие 8. Приспособление животных к жизни в воде (2 часа).

Описание особенностей водных животных

Теоретические сведения

Особенности водных животных в качестве приспособления к водной среде проявляются на различных уровнях: анатомо-морфологическом, физиологическом и поведенческом. Например, на анатомо-морфологическом уровне приспособление к водной среде проявляется в строении органов дыхания (жабры у рыб), наличии плавательных пузырей и воздухоносных полостей, увеличивающих плавучесть тела, строении конечностей, наличии покровов и частом выделении слизи, уменьшающих трение воды, и других.

У донных животных выработаны приспособления, позволяющие удерживаться на дне. Например, тяжелые раковины некоторых моллюсков. У животных, передвигающихся по поверхности воды (жуки-вертячки, водомерки), конечности имеют особое строение.

На физиологическом уровне, например, в особенностях размножения (размножение икринками, внешнее оплодотворение у ряда животных), питания (например, процеживание воды и задерживание планктонных организмов усатыми китами).

Поведенческие приспособления характерны для каждого вида водных животных в связи с конкретными условиями обитания и образом жизни (одиночным, стайным). Поведенческие особенности проявляются в половом поведении, в заботе о потомстве (например, колюшка строит гнезда из травы, некоторые рыбы вынашивают икру во рту, чтобы защитить от хищников), защите от хищников (стайное поведение у некоторых рыб служит именно для этого, так как в стае легче ускользать от хищников).

Порядок выполнения работы

1. Собрать водных животных (3-4 особи).

2. Определить видовую принадлежность животных с помощью определителя.

3. Проанализировать с помощью лупы или микроскопа, если потребуется, и описать особенности строения как способа приспособления к обитанию в воде: форму тела, характер наружных покровов, форму конечностей, тип дыхания и особенности строения органов дыхания, приспособления к передвижению в водной толще или по поверхности воды; для донных обитателей - наличие приспособлений, позволяющих удерживаться на дне.

4. Если есть возможность провести наблюдения за обитателями аквариума, связать особенности строения и поведения.

Вопросы для обсуждения

  1. Опишите приспособления на анатомо-морфологическом, физиологическом и поведенческом уровне у следующих животных: лягушка, тритон, колюшка, сазан, дельфин, личинка стрекозы.

Список рекомендуемой литературы

  1. Захаров В.Б., Соснин Н.И. Биология. Многообразие живых организмов. 7 кл. – М.: Дрофа, 2004

  2. Махлин М. Амурский аквариум. – Хабаровск, 1990

  3. Константинов А.С. Общая гидробиология. – М.: Высшая школа, 1979

  4. Христофорова Н.К. Основы экологии. – Владивосток: Дальнаука, 1999

  5. Internet-ресурсы: www.floranimal.ru

Занятие 9. Первично- и вторичноводные животные(2 часа).

Описание вторичноводных животных (змеи, черепахи)

Теоретические сведения

Жизнь на Земле получила своё начало и развитие в водной среде. Однако эволюция и появление новых типов животных в водной среде не пошло дальше класса рыб. Затем жизнь вышла на сушу, где более высокая концентрация кислорода в воздухе позволила появиться другим классам животного мира, с более высокой потребностью организма в кислороде при повышении обмена веществ, характерном для животных высших классов.  Некоторые представители высших наземных классов животных, произошедших от водных предков, в процессе эволюции вторично перешли к водному образу жизни.

Таким образом, водные животные делятся на:

  • первичноводных – предки данных животных всегда обитали в воде;

  • вторичноводных – происходят от наземных предков и имеют особенности в дыхании и размножении.

Среди вторичноводных животных есть как беспозвоночные (некоторые жуки, паукообразные, клопы, некоторые легочные моллюски) так и представители хордовых. К наиболее крупным представителям вторичноводных относятся ластоногие, которые дышат атмосферным воздухом, имеют удлинённое, обтекаемое тело покрыто редкими волосами, конечности – ласты и китообразные, которые в отличие от ластоногих никогда не выходят на сушу. Несмотря на высокую приспособленность этих форм как в морфологическом, так и физиологическом отношениях к жизни в воде, они сохранили воздушное дыхание.

Порядок выполнения работы

1. Используя литературные источники, проанализировать и описать какие, приспособления по сравнению с сухопутными животными позволили морским змеям, черепахам, ластоногим и китам вновь завоевать водную толщу (указать тип дыхания и особенности поведения в связи с этим, форма тела, строение конечностей, особенности размножения и вскармливания детенышей).

2. Собрать крупных водных жуков 1-2 видов и описать особенности внешнего строения (форма тела, характер покровов, строение конечностей), указать органы дыхания.

3. Сделать вывод о том, что характерно для водных и для наземных жуков, что позволило водным жукам вновь приспособиться к жизни в воде.

Вопросы для обсуждения

  1. Каких животных называют вторичноводными?

  2. К какой группе животных (первично- или вторичноводных) относится моллюск прудовик и почему?

Список рекомендуемой литературы

  1. Энциклопедия Биология. –М.: Советская энциклопедия,1986.

  2. Internet-ресурсы: www.apus.ru (раздел «Удивительный мир» - статья «Эти удивительные киты и дельфины»)

Занятие 10. Животные, ведущие наземно-водный

образ жизни(2 часа).

Описание животного, связанного с водной и наземно-воздушной средами жизни

Теоретические сведения

Развитие и жизнедеятельность некоторых животных связаны не с одной, а с несколькими средами обитания. Некоторые организмы проводят одну фазу жизни в воде, а другую – в наземно-воздушной или почвенной средах. Такие организмы называют амфибийными – это ряд насекомых и земноводные.

Другие животные в течение жизни связаны с водной средой как с источником питания, например, целый ряд рыбоядных птиц, ластоногие. Птицы и млекопитающие, питающиеся рыбой и обитающие на прибрежных территориях, играют огромную роль в круговороте биогенных элементов в прибрежных водах, так как с их экскрементами происходит возврат в окружающую среду минеральных форм азота и фосфора.

Порядок выполнения работы

1. Используя литературные данные и собственные наблюдения, описать один из видов птиц или млекопитающих, связанных как с водной, так и с наземной средой обитания, уделив особое внимание образу жизни и типу связи с водной средой (место добычи пищи, среда для размножения и так далее).

Вопросы для обсуждения

  1. Назовите 5-6 видов амфибийных животных.

  2. Опишите 2-3 вида животных, связанных с водной средой как с местом добычи пищи.

Список рекомендуемой литературы

  1. Энциклопедия Биология. – М.: Советская энциклопедия, 1986.

  2. Internet-ресурсы: www.apus.ru (статьи раздела «Удивительный мир»)

  3. Internet-ресурсы: www.floranimal.ru

Занятие 11. Роль трофических связей в функционировании

водных экосистем (2 часа).

Составление трофической цепи и анализ роли трофических отношений в функционировании водных экосистем

Теоретические сведения

Трофические связи не только связывают все компоненты биоценоза. По трофическим цепям передается органическое вещество и энергия, но и загрязняющие вещества, устойчивые к биоразрушению, в том числе тяжелые металлы и радиоактивные изотопы.

Так в Арктике были проанализированы пробы экскрементов морских птиц, взятые в двух обширных колониях. Оказалось, что эти образцы в 10 раз более радиоактивны, чем все остальные пробы грунта. В Арктике птичий помет является основным источником питательных веществ для растений, которые затем поедаются животными, в том числе и северными оленями. Птицы поедают загрязненную рыбу и ракообразных, а изотопы концентрируются в фекалиях. Избыток питательных веществ в них поощряет рост растений, и последние, таким образом, концентрируют радиоактивные вещества. Кроме того, часть экскрементов возвращается в морскую воду, вызывая вторичное загрязнение радиоактивными изотопами, а питательные вещества приводят к развитию фитопланктона, также концентрирующего в себе изотопы.

Порядок выполнения работы

1. Составить трофическую цепочку для одного из видов морских птиц, морского котика, выдры.

2. Проанализировать и описать роль морских птиц в экосистеме, особенно в круговороте биогенных элементов (с учетом трофических связей птиц и прижизненного выделения ими экскрементов во внешнюю среду). Указать, чем опасно исчезновение птичьих базаров на морских побережьях.

3. Проанализировать роль одного из промысловых видов морских рыб (треска, навага, минтай) в трофических цепочках и указать, к каким последствиям может привести чрезмерный лов данного вида рыб.

Список рекомендуемой литературы

  1. Чернова Н.М., Галушин В.М., Константинов В.М. Основы экологии. – М.: Дрофа, 2004.

  2. Небел Б. Наука об окружающей среде. Том 1. – М.: Мир, 1993.

  3. Христофорова Н.К. Основы экологии. – Владивосток: Дальнаука, 1999.

Занятие 12. Трофический статус водоемов, эвтрофирование(2 часа).

Описание признаков эвтрофирования водоемов

Теоретические сведения

Эвтрофирование  - повышение биологической продуктивности (т.е. интенсивности образования органического вещества) водоемов под воздействием антропогенных или природных факторов.

Основную роль в процессах образования (синтеза) органического вещества в водоеме играют водоросли и высшие водные растения. Интенсивность образования ими органических веществ зависит в ходе фотосинтеза от концентрации в воде биогенных элементов.

Эвтрофирование водоемов является природным процессом, приводящим к медленному изменению трофического статуса водоема и изменению всего биоценоза. Но деятельность человека привела к усиленному поступлению в водоемы биогенных веществ (за счет стоков с сельскохозяйственных полей, ферм, ливневых стоков с городских территорий, канализационных стоков и так далее), что приводит к значительному увеличению темпов образования органического вещества в водоеме. Во многих водоемах в течение нескольких последних десятилетий наблюдается увеличение трофности, сопровождающееся резким увеличением обилия фитопланктона, зарастания водной растительностью прибрежных мелководий и изменением качества воды. Этот процесс называется антропогенным эвтрофированием.

Антропогенное эвтрофирование водоемов в настоящее время рассматривается как самостоятельный процесс, принципиально отличающийся от естественного эвтрофирования водоемов. Антропогенному эвтрофированию может подвергаться не весь водоем, а только часть крупного водоема.

Естественное эвтрофирование - процесс очень медленный во времени (тысячи, десятки тысяч лет), развивается главным образом вследствие накопления донных отложений и обмеления водоемов.

Антропогенное эвтрофирование - процесс очень быстрый (годы, десятки лет), отрицательные последствия его для водоемов проявляются зачастую в очень резкой и уродливой форме.

Порядок выполнения работы

1. На примере местного водоема указать, есть ли причины для антропогенного эвтрофирования. На схеме водоема указать источники, влияющие на эвтрофирование водоемов.

2. Указать, в каком состоянии находится водоем, есть ли признаки эвтрофирования (цветение воды и его тип - в виде отдельных пятен или по всей поверхности, зарастание отмелей высшими растениями, повышенная мутность воды, не связанная с временным смывом с берегов во время дождя или паводка) и какие изменения могут произойти в дальнейшем.

Вопросы для обсуждения

  1. Что такое эвтрофирование?

  2. Чем отличается антропогенное эвтрофирование от природного?

Список рекомендуемой литературы

  1. Алекин А.А. Эвтрофирование озер // Водные ресурсы.-1979.-N4.-С.8-14.

  2. Одум Ю. Экология. Т.2. – М., 1986.

  3. Сиренко Л.А. Основные факторы естественного и антропогенного эвтрофирования водохранилищ и его последствия // Водные ресурсы.-1979.-N4.-С.15-30.

  4. Небел Б. Наука об окружающей среде. Т. 1. – М.: Мир.

  5. Каретникова Е.А. Эвтрофирование природных вод: причины и последствия. Часть I// Научно-методический  журнал «ЭГБО: Экологическое, географическое и биологическое образование в школах Хабаровского края».-2006.-.№1.-С.4-7.

  6. Каретникова Е.А. Эвтрофирование природных вод: причины и последствия. Часть I// Научно-методический  журнал «ЭГБО: Экологическое, географическое и биологическое образование в школах Хабаровского края».-2006.-.№2.-С.4-8.

Занятие 13. Сапробность водоемов (2 часа).

Определение сапробности воды

Теоретические сведения

Сапробность (от греч.sapros – гнилой) водоемов – это характеристика степени загрязненности водоемов органическими веществами.

Все водные обитатели приспособлены к обитанию в воде с определенным содержанием органических веществ. Способность гидробионтов обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ, благодаря физиологическим и биохимическим свойствам организма, называют сапробностью гидробионта. Благодаря такому свойству водных обитателей сапробность водоема может быть определена по видовому составу обитающих в нем организмов-индикаторов.

Полисапробы - организмы, обитающие в сильно загрязнённой органическими веществами воде, например, зелёная водоросль Polytoma uvella; червь Tubifex tubifex; из насекомых - крыска (личинка мухи-пчеловидки — Eristalis tenax).

Мезосапробы- организмы, обитающие в воде умеренно загрязненной органическими веществами (многие коловратки, некоторые малощетинковые черви, личинки двукрылых насекомых, например, личинки мошек (мокрецов), водяные ослики, бокоплавы, , двустворчатые моллюски-шаровки, битинии, лужанки, личинки стрекоз и пиявки).

Олигосапробы - организмы, обитающие в чистых или слабо загрязнённых органическими веществами водах (некоторые коловратки, губки, моллюск дрейссена, ветвистоусые ракообразные (дафнии), личинки веснянок, поденок, вислокрылок и ручейников, из рыб — стерлядь, форель, гольян, из земноводных — тритоны).

Различают олигосапробные, мезосапробные и полисапробные водоемы.

Полисапробные - сильно загрязненные водоемы, в воде присутствуют разлагающиеся белки, мало кислророда и часто наблюдается образование сероводорода в воде, много сероводорода.

Мезосапробные – среднезагрязненные водоемы, в воде есть кислород, но присутствует сероводород, продукты окисления — нитраты и нитриты (наряду с аммиаком и слабо окисленными азотистыми соединениями — аминокислотами и аминами), но отсутствуют неразложившиеся белки. Среди водоемов данного типа можно выделить α -мезосапробные– с более загрязненной водой и значительным дефицитом кислорода, часто с присутствием сероводорода, присутствуют амино- и амидо- кислоты. ß -мезосапробные- менее загрязненные, соединения азота в форме солей аммония, нитритов и нитратов, кислорода обычно много, но возможны заморы у дна и ночью из-за прекращения фотосинтеза сероводород иногда в небольшом количестве.

Олигосапробная зона - чистые водоемы, соединения азота в форме нитратов, вода насыщена кислородом; СО2 мало, сероводорода нет.

Система Вудивисса и ее модификации.

Система Ф. Вудивисса дает возможность оценить степень загрязнения по видовому разнообразию и показательному значению таксонов в биотических индексах, которая определяется по специальной таблице.

Классификация биологических проб по Ф. Вудивиссу (1977)




Общее число “групп”

Группы” присутствующие в пробе

0-1

2-5

6-10

11-15

>16




биотический индекс

Присутствуют веснянки больше одного вида

-

7

8

9

10

только один вид

-

6

7

8

9

Присутствуют поденки больше одного вида1

-

6

7

8

9

только один вид1

-

5

6

7

8

Присутствуют ручейники больше одного вида2

-

5

6

7

8

только один вид2

4

4

5

6

7

Присутствует гаммарус (бокоплав)

3

4

5

6

7

Присутствует азеллюс (водяной ослик)

2

3

4

5

6

Присутствуют тубифициды и/или красные личинки хирономид

1

2

3

4

-

Все вышеназванные “группы” отсутствуют, могут быть некоторые нетребовательные к кислороду виды, например, Eristalis tenax

0

1

2

-

-

Примечания: 1 – исключая Baetis rodani (поденка); 2 – включая Baetis rodani.

Под термином «группа» подразумеваются организмы макрозообентоса, легко определяемые чаще всего до рода или более крупной систематической категории. Группы эти следующие: ракообразные (гаммарус, водяной ослик), личинки веснянок, поденок, хирономид (мотыль), ручейников, олигохеты (тубифициды).

Величина биотического индекса зависит от числа присутствующих «групп» и их видового разнообразия. Например, если на станции обнаружено от двух до пяти групп, среди них есть только один вид веснянок, биотический индекс будет равен 6. Если при таком же числе «групп» население составлено исключительно тубифицидами и красными личинками хирономид, то он будет равен 2. Количество особей разных «групп» здесь не принимается во внимание. По системе Вудивисса биотический индекс принимает значение от 0 до 10. Он тем меньше, чем выше степень загрязнения. Индекс, равный 5 и ниже, указывает на выраженное загрязнение

Порядок выполнения работы

1. Определить сапробность воды местного водоема по животным и растениям.

Использовать для проведения определения виды - олиго-, мезо- и полисапробы.

2. Наблюдения провести в различное время (весна, начало и конец лета, осень). Составить дневник данных наблюдений.

Вопросы для обсуждения

  1. Что такое сапробность водоема и сапробность гидробионта?

  2. Как называются сильно загрязненные органическими веществами водоемы?

  3. Назовите гидробионтов-олигосапробов

Список рекомендуемой литературы

  1. Вудивисс Ф. Биотический индекс реки Трент. Макробеспозвоночные и биологическое обследование // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям: Тр. совет.-англ. семинара. – Л.: Гидрометеоиздат, 1977.

  2. Макрушин А.В. Биологический анализ качества вод / Под ред. Г.Г. Винберга. – Л.: АН СССР, 1974.

  3. Макрушин А.В. Возможности и роль биологического анализа в оценке степени загрязнения водоемов // Гидробиол. журн. – 1974. – Т. 10, № 2. – С. 98-104.

  4. Абакумов В.А. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. – СП.: ГМИ, 1992.

  5. Константинов А.С. Общая гидробиология. – М.: Высшая школа, 1979

  6. Internet-ресурсы: www.bezmater.narod.ru (Объекты и методы исследования. Раздел «Использование структурных и функциональных характеристик зообентоса для индикации качества поверхностных вод).

Занятие 14. Изменение гидрохимических свойств воды при эвтрофировании и загрязнении (2 часа).

Изучение гидрохимических свойств воды в различные сезоны

Теоретические сведения

В результате процессов эвтрофирования и загрязнения водных экосистем происходит изменение не только биоценозов (исчезновение или сокращение численности одних видов и массовое развитие других), но и изменение физических и химических характеристик воды (изменяется цвет, уменьшается прозрачность, снижается содержание кислорода, особенно в придонных слоях, появляются различные запахи, увеличивается содержание взвешенных веществ). Изменение свойств воды при поступлении каких-либо загрязняющих веществ может происходить как очень быстро (например, вода приобретает запах характерных для поступивших веществ), так и по происшествии некоторого времени (например, вещество, попавшее в водоем, не обладает сильным запахом, но продукты его разложения придают воде резкие запахи).

Порядок выполнения работы

1. Определить цвет, наличие взвешенных частиц, мутность, запах воды местного водоема в различное время (весна, начало и конец лета, осень). В периоды отбора проб отмечать, были ли какие-либо случаи загрязнения воды (попадание нефти, удобрений и т.д.), также отмечать, были ли перед отбором проб воды дожди.

2. В точках отбора проб отмечать наличие или отсутствие других признаков эвтрофирования –биотических ("цветение" воды и интенсивность(отдельные пятна с указанием примерных размеров или по всей поверхности), зарастание прибрежных мелководий и его интенсивность, массовое развитие нитчатых водорослей, засорение берегов остатками водной растительности).

*Желательно проводить определение сапробности и гидрохимических свойств воды в один и тот же период

Занятие 15. Влияние изменения состава и гидрохимических свойств воды на растительный и животный мир водных экосистем (2 часа).

Анализ последствий антропогенного загрязнения.

Теоретические сведения

Загрязнение водоема - привнесение в водную среду или возникновение в ней новых (нехарактерных для нее) физических, химических или биологических агентов, приводящее к нарушениям в функционировании экосистемы и ухудшению экономического значения водоемов.

Виды загрязнений:

  1. Загрязнение твердыми частицами, вымываемыми при эрозии почв
    Загрязнение бытовым мусором

  2. Тепловое загрязнение (поступление теплых вод с предприятий, использующих воду в качестве охладителя)

  3. Загрязнение болезнетворными микроорганизмами

  4. Загрязнение органическими соединениями

  • Промышленного происхождения

  • Биологического происхрождения (стоки с ферм)

  • Нефть и нефтепродукты

  • Повышение концентрации биогенных элементов (канализационный сток, смывы с полей)

  1. Загрязнение тяжелыми металлами (ртуть, свинец, кадмий, цинк и др.)

  2. Загрязнение радиоактивными отходами

Действие загрязняющих веществ проявляется на организменном, популяционном, биоценотическом и экосистемном уровнях.

На организменном уровне наблюдаются нарушение отдельных физиологических функций, изменение поведения, снижение темпа роста, увеличение смертности вследствие прямого отравления или уменьшения устойчивости к стрессовым состояниям внешней среды. Большое значение имеет повреждение генетического аппарата и трансформация исходного генофонда особей, что приводит к появлению уродливых и ослабленных форм.

На уровне популяций загрязнение может вызвать изменение их численности и биомассы, рождаемости и смертности, половой и размерной структуры (например, повышенное вымирание головастиков и сеголеток в популяции лягушек).

На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же загрязняющие вещества неодинаково влияют на разные компоненты биоценоза.

В конечном итоге происходит деградация экосистем - ухудшение их как элементов среды человека и снижение положительной роли в формировании биосферы.

Многие загрязняющие вещества, устойчивые к биологическому разложению, поступая в организм гидробионтов в небольших количествах, не вызывающих сразу отравления и гибель, постепенно накапливаются, вызывая различные заболевания. Кроме того, другие животные, питаясь такими организмами, получают загрязняющие вещества в еще более высоких дозах, то есть, происходит миграция загрязняющих веществ по трофической цепи. Следовательно, у гидробионтов высших трофических уровней концентрация таких веществ в организме выше, чем у организмов, стоящих в начале трофической цепи. Такой процесс называют биоконцентрированием.

Кроме прямого воздействия загрязняющих веществ на гидробионты, приводящего к вышеуказанным последствиям, необходимо учитывать и опосредованное воздействие. Так при поступлении в водоем большого количества органических веществ в процессе их биологического разрушения интенсивно расходуется кислород. Это может приводить к возникновению дефицита кислорода, что в свою очередь отражается на жизнедеятельности водных обитателей.

Порядок выполнения работы

На примере изучаемого водоема проанализировать и описать последствия загрязнения нефтью для биоценоза водоема как связанные с непосредственным воздействием загрязняющего вещества на живые организмы, так и с изменением свойств воды, проанализировать (с использованием литературных данных) возможность миграции загрязняющих веществ по трофическим цепям.

Вопросы для обсуждения

  1. Что такое загрязнение водоема?

  2. Что такое биоконцентрирование и в чем основная опасность данного явления?

  3. Почему при поступлении загрязняющих веществ в водоемах может наблюдаться дефицит кислорода?

  4. Почему загрязнение водоемов вызывает изменение структуры популяций водных животных?

Список рекомендуемой литературы

  1. Коробкин В.И., Переделкин Л.В. Экология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2005.

  2. Небел Б. Наука об окружающей среде. – М.: Мир, 1993.

  3. Рамад Ф. Основы прикладной экологии. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981.

  4. Константинов А.С. Общая гидробиология. – М.: Высшая школа, 1979.

  5. Internet-ресурсы: www.edu.greensail.ru

Занятие 16. Связь человека с водной средой и влияние различных типов загрязнения водных экосистем на его здоровье(2 часа)

Связь качества водной среды и здоровья человека

Теоретические сведения

Здоровье человека тесно связано с качеством воды и состоянием водных экосистем. Если питьевая вода проходит систему водоподготовки и ее качество контролируется специальными нормами, то качество воды в водоемах, используемых в качестве зон отдыха, часто не соответствует нормам. Многие химические вещества, поступающие в водные экосистемы, вызывают при попадании в организм человека тяжелые отравления и нарушения нормального функционирования органов.

Например, высокие дозы марганца вызывают повреждение центральной нервной системы, синдром Паркинсона; мышьяка - утомляемость, исхудание, боли в конечностях, онемение пальцев рук и ног, затруднённое дыхание, отёк лица, сухость во рту, рак лёгких и кожи, нарушения в работе желудочно-кишечного тракта; нитратов - при поступлении внутрь в значительных количествах могут вызвать отёк лёгких, одышку, рвоту, боли в области сердца, резкое уменьшение мочеотделения, токсический нефрит и гепатит. При длительном употреблении питьевой воды ухудшаются функции крови, особенно у детей; ртути, являющейся ядом общего действия, - развитие параличей, психической неполноценности детей; свинца - поражения центральной нервной системы, печени, почек, мозга и половых органов.

Кроме того, целый ряд химических веществ, загрязняющих воду, относятся к канцерогенам – соединениям, способным вызывать образование опухолей. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид и особенно полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

Вода, кроме тяжёлых металлов и органических веществ, может содержать вредные для здоровья микроорганизмы, вызывающие заболевания: гастроэнтерит, гепатит, тиф, холера, злокачественные новообразования.

Канализационные стоки в совокупности с разнообразными отходами химической, металлургической и других отраслей промышленности вызывают появление и быстрое размножение болезнетворных микробов, которые вызывают гастроэнтерит (заболевание желудка), гепатит, миокардит, менингит, полиомиелит, а также более 80% форм кишечных расстройств.

Во многих случаях болезни вызывают воды, заражённые мочой, фекалиями человека и животных.

Порядок выполнения работы

1. Используя литературные данные, описать, какие химические вещества вызывают болезнь Миномата, болезнь Бери-Бери и источники поступления этих веществ в водную среду.

2. Какие болезнетворные микроорганизмы могут попадать в организм человека с водой (указать возникающие заболевания), описать, какие факторы способствуют активному развитию в воде возбудителей заболеваний.

3. Предложить меры, направленные на предотвращение возникновения различных заболеваний.

Вопросы для обсуждения

  1. Какие вещества называют канцерогенами? 

  2. Известно, что многие древние города были построены на берегах рек, объясните, почему в них случались вспышки таких заболеваний как тиф, холера, чума?

Список рекомендуемой литературы

  1. Небел Б. Наука об окружающей среде. Том 1. – М.: Мир, 1993.

  2. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.

  3. Internet-ресурсы:

    • www.mirvod.ru (раздел «энциклопедия воды»)

    • www.ecolife.org.ua (раздел «группы стран и Земля в целом»статьи «болезни, которые передаются через воду», «Влияние на здоровье токсичных водных загрязнений»)



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)




ФИЛИАЛ ДВФУ В Г.УССУРИЙСКЕ

1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «культура народов дальнего востока»
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Региональные экологические проблемы»
Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconПрограмма VII международной научно-практической конференции «Реки...
Книжников Алексей Юрьевич (wwf россии), Симонов Евгений Алексеевич (Международная коалиция «Реки без Границ») – Проблемы сохранения...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины трудовые ресурсы Дальнего...
Управление персоналом (квалификация «менеджер»), утверждённого приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры...
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Основные процессы химических...
Направление подготовки – 240802. 65,Основные процессы химических производств и химическая кибернетика
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУрок географии в 8 классе «Природные комплексы Дальнего Востока. Природные уникумы»
Продолжить формирование представлений и знаний об особенностях и главных чертах природы Дальнего Востока
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Экологические аспекты международной безопасности»
Учебно-методический комплекс составлен на основании требований федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс современная экология и глобальные экологические...
Цель дисциплины: ознакомление студентов с концептуальными основами современной экологии как современной комплексной фундаментальной...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины научно-исследовательский...
Учебно-методический комплекс составлен на основании требований федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Теоретические проблемы квалификации преступлений»
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины “Современные проблемы экологического...
Учебно-методический комплекс дисциплины “Современные проблемы экологического образования
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «современные проблемы менеджмента»
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного стандарта высшего профессионального...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconРабочая учебная программа дисциплины (рупд) Учебно-методическое обеспечение...
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconН. П. Мелешко, В. В. Полянский проблемы защиты прав потерпевших учебно–методический...
Учебно–методический комплекс по курсу «Проблемы защита прав потерпевших» подготовлены в соответствии с требованиями Государственного...
Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические проблемы Дальнего Востока» iconУчебно-методический комплекс дисциплины редкие виды животных Приморского...
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск