Біологічна продуктивність як основа функціонування різних екосистем та біотопів
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
Міністерство освіти і науки України
Чернігівський державний педагогічний університет імені Т.Г. Шевченка
Кафедра ботаніки, зоології та охорони природи
КУРСОВА РОБОТА
Біологічна продуктивність як основа функціонування різних екосистем та біотопів
Виконала:
студентка 45 групи Ольховик Т.Г.
Науковий керівник:
к.б.н., доц. кафедри ботаніки, зоології та
охорони природи Карпенко Ю.О.
Чернігів - 2007
ЗМІСТ
ВСТУП3
РОЗДІЛ 1. Способи живлення організмів та їх особливості4
1.1 Автотрофне та гетеротрофне живлення4
1.2 Особливості живлення організмів6
1.3 Продукційний процес: продуценти, консументи і редуценти13
РОЗДІЛ 2. Фактори продуктивності та її контроль17
2.1 Генетичні фактори продуктивності17
2.2 Екологічний контроль продуктивності19
2.3 Ценотичний контроль продуктивності, біопродукція в різних біомах27
ВИСНОВКИ32
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ34
ВСТУП
Усе живе виникає в результаті біопродукційного процесу та є наслідком життєдіяльності організмів: живлення та розмноження рослин, тварин або мікроорганізмів. Завдяки біопродукційному процесу існують екосистеми та біосфера Землі. При багатьох рисах подібності живі організми несхожі за способами створення органічної речовини та джерел отримання сировини та енергії, що необхідні для цього процесу.
Швидкість, з яким продуценти екосистеми фіксують сонячну енергію в хімічних звязках синтезованої органічної речовини, визначає продуктивність співтовариств. Органічну масу, створювану рослинами за одиницю часу, називають первинною продукцією співтовариства. Продукцію виражають кількісно в сирій чи сухій масі рослин або в енергетичних одиницях - еквівалентному числі джоулів.
Недостатня утилізація продуктів життєдіяльності в ланцюгах розкладання має як наслідок нагромадження органічної речовини, що відбувається, наприклад, при заростанні мілководних водойм. Біомаса співтовариства з урівноваженим кругообігом речовин залишається щодо постійної, тому що практично вся первинна продукція витрачається з метою харчування і розмноження.
Мета роботи полягає в тому, щоб проаналізувати місце біологічної продуктивності в системі функціонування різних екосистем та біономів.
Поставлена мета вимагає вирішення певних завдань, а саме:
1)проаналізувати способи живлення організмів, їх особливості;
2)охарактеризувати фактори продуктивності;
3)дати характеристику видів контролю біопродуктивності.
РОЗДІЛ 1. Способи живлення організмів та їх особливості
1.1 Автотрофне та гетеротрофне живлення
У світі живих істот (за всього їх різноманіття) реалізується два основні докорінно різні типи живлення - автотрофне та гетеротрофне.
У суто хімічному плані автотрофне живлення полягає в утворенні великих молекул органічних сполук з окремих атомів хімічних елементів або простих молекул неорганічних сполук. Так, наприклад, зелені рослини в ході процесу живлення з ізольованих атомів вуглекислого газу СО2 та іонів мінеральних речовин (NO3-, NH4+, K+, РО43- та ін.) утворюють макромолекули органічних речовин. Таким чином, автотрофне живлення - це немов процес агрегування атомів у макромолекули, з яких складається жива речовина. Він вимагає обовязкового притоку енергії. Без нього автотрофне живлення неможливе.
У живих організмів з автотрофним живленням у процесі еволюції виробилися два біохімічні механізми, які здатні забезпечувати їх енергією, - фотосинтез та хемосинтез.
Фотосинтез - це процес утворення органічних речовин за рахунок використання енергії сонячної радіації. У фотосинтезуючих організмів для поглинання сонячної радіації сформувався комплекс пігментів, головним серед яких є хлорофіл. Хлорофіл має здатність поглинати кванти сонячної енергії та направляти їх на синтез органічної речовини. Хлорофіл має зелений колір, і тому вся група живих організмів, що мають хлорофіл, складають світ зелених рослин. Усі зелені рослини є автотрофами, і всі вони використовують енергію сонячного світла для забезпечення свого живлення.
Принципова схема фотосинтезу наведена на рис.1. Цей процес може бути виражений сумарним хімічним рівнянням
СО2 + Н2О + 962 ккал = С6Н12О6 + О2.
Процес фотосинтезу веде до накопичення вільної енергії ?G у кількості 470 кДж/моль.
При фотосинтезі не тільки утворюються органічні речовини, а й відбувається виділення кисню. Спеціалісти з геохімії встановили, що первинна атмосфера нашої планети мала відновлювальний характер. До її складу входили азот, окис вуглецю, водень та інші гази. Вільний кисень у ній був зовсім відсутній. Надходження кисню до атмосфери Землі почалося тільки з моменту виникнення (це відбулося приблизно 3 млрд. років тому) зелених автотрофних рослин, які проводили фотосинтез. За час існування зелених рослин в атмосфері накопичилося 20,95% кисню.
Рис. 1. Схема процесу фотосинтезу у зелених автотрофних рослин [8]
Хемосинтез - це також процес утворення органічних речовин, але в цьому .випадку як джерело енергії використовуються деякі типи хімічних реакцій, при яких виділяється енергія. Хемосинтез здійснюють лише мікроорганізми. Він був відкритий в 1887-1890-х роках CM. Виноградськ