1. В круговороте азота в биосфере роль клубеньковых бактерий заключается в
1. Усвоении атмосферного азота
2. Расщеплении белковых соединений
3. Накоплении незаменимых аминокислот
4. Образовании полисахаридов
Объяснение: клубеньковые бактерии, находящиеся в симбиозе с бобовыми растениями, являются азотфиксаторами, то есть усваивают атмосферный азот.Правильный ответ - 1.
2. Первичным источником энергии для круговорота веществ в биосфере служит
1. Деятельность живых организмов
2. Химическая энергия
3. Тепловая энергия
4. Энергия Солнца
Объяснение: первичный источником энергии служит энергия Солнца. Приведем два доказательства:
1. Первыми организмами были фототрофы, которые перерабатывали энергию Солнца в энергию химических связей
2. Первым звеном любой пищевой цепи являются автотрофы (часто именно фототрофы), которые создают органические вещества из минеральных при помощи солнечной энергии. Правильный ответ - 4.
3. Чтобы предотвратить нарушение равновесия в биосфере, необходимо
1. Увеличивать разнообразие агроэкосистем на Земле
2. Создавать новые сорта растений и породы животных
3. Поддерживать биологическое разнообразие в экосистемах
4. Повышать продуктивность сельскохозяйственных растений животных
Объяснение: основа устойчивости любой экосистемы - ее разнообразие, именно поэтому самые устойчивые экосистемы - тропики или смешанный лес. Правильный ответ - 3.
4. Благодаря живому веществу в биосфере круговорот веществ
1. Незамкнутый
2. Вовлекает много химических элементов
3. Увеличивает разнообразие агроценозов на Земле
4. Обеспечивает накопление в атмосфере инертных газов
Объяснение: благодаря живым организмов (а особенно микроорганизмам) в природе существуют круговороты очень многих элементов (и сложных веществ - углекислый газ, вода), таких как: углерод, водород, кислород, сера и мн. другие и даже железо. Правильный ответ - 2.
5. Озоновый слой необходим для сохранения жизни на Земле, так как он
1. Предотвращает метеоритные дожди
2. Поглощает инфракрасное излучение
3. Поглощает ультрафиолетовое излучение
4. Замедляет испарение воды из атмосферы
Объяснение: озон поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает все живые организмы от опасного ультрафиолетового излучения. Правильный ответ - 3.
6. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается
1. В верхних слоях атмосферы
2. В глубинах океанов
3. В верхних слоях литосферы
4. На границах трех сред обитания
Объяснение: в верхних слоях атмосферы, литосферы и в глубинах океанов очень мало живых организмов, а на границе трех сред наблюдается из наибольшая концентрация. Правильный ответ - 4.
7. Какую функцию в биосфере выполняют микроорганизмы, участвующие в образовании мела, известняка?
1. Газовую
2. Транспортную
3. Концентрационную
4. Окислительно-восстановительную
Объяснение: микроорганизмы, образующие карбонат кальция (мел, известняк), выполняю концентрационную функцию, так как именно благодаря им образовались известняковые отложения (скалы, горные цепи и т.д.). Правильный ответ - 3.
8. Космическая роль растений в биосфере состоит в
1. Участии в круговороте веществ
2. Аккумуляции солнечной энергии
3. Выделении углекислого газа в атмосферу
4. Поглощении воды и минеральных веществ
Объяснение: растения и космос соединяет солнечный свет, поглощаемый растениями и перерабатываемый в энергию химических связей (основа процесса фотосинтеза). Правильный ответ - 2.
9. Циркуляция кислорода между различными объектами живой и неживой природы происходит в процессе
1. Круговорота веществ
2. Преобразования энергии
3. Смены биоценозов
4. Саморегуляции экосистем
Объяснение: циркуляция кислорода происходит при помощи глобального круговорота кислорода. Правильный ответ - 1.
4. Однородные условия существования для организмов
Объяснение: открытая система - такая система, которая обменивается с окружающей средой энергией. В биосфере фототрофами используется энергия Солнца. Правильный ответ - 1.
11. Какая деятельность человека относится к глобальным антропогенным изменениям в биосфере?
1. Вытаптывание растений в лесу
2. Массовая вырубка лесов
3. Выведение новых сортов растений
4. Искусственное выведение рыб
Объяснение: селекционная деятельность не влияет на биосферу (выведение новых сортов растений, пород животных и т.д.), вытаптывание растений в лесу происходит не в глобальных масштабах. А вот массовая вырубка лесов очень сильно сокращает количество автотрофов, следовательно, будет вырабатываться меньшее количество кислорода и меньше углекислого газа фиксируется. Правильный ответ - 2.
12. Образование залежей каменного угля в недрах Земли связано преимущественно с развитием древних
1. Водорослей
2. Покрытосеменных
3. Моховидных
4. Папоротникообразных
Объяснение: залежи каменного угля образовались из остатков разложения различных древних растений, в основном, папоротникообразных. Правильный ответ - 4.
13. «Цветение» пресного водоема вызывается
1. Появлением цветков кувшинки белой и кубышки желтой
2. Разрастанием вдоль берегов тростника
3. Бурным размножением бурых водорослей
4. Развитием большого количества цианобактерий
Объяснение: как правило, цветение водоема вызывается активным делением цианобактерий. Правильный ответ - 4.
14. Самые существенные преобразования в биосфере вызываются
2. Погодными условиями
4. Сменой времен года
Объяснение: биосфера - живая оболочка, самые большие преобразования вызываются биотическими факторами, то есть факторами живых существ - жизнедеятельностью организмов. Правильный ответ - 3.
15. Отсутствие какого газа в первичной атмосфере Земли ограничивало развитие жизни?
1. Водорода
2. Кислорода
3. Азота
4. Метана
Объяснение: до широкого распространения зеленых растений в первичной атмосфере Земли не было большого количества кислорода, что сильно ограничивало развитие аэробных (дышащих кислородом) организмов. Правильный ответ - 2.
16. В соответствии с представлениями В.И. Вернадского к биокосным телам природы относят
1. Почву
2. Полезные ископаемые
3. Газы атмосферы
4. Животных
Объяснение: по теории В.И. Вернадского биокосными телами являются телами, созданные одновременно живыми и неживыми телами. Например, почва. Она имеет как живой компонент (бактерии, грибы, простейшие) и неживой (земля, песок и т.д.). Правильный ответ - 1.
Задания для самостоятельного решения
1. Какой способ борьбы с мышевидными грызунами в сельском хозяйстве принадлежит к биологическим методам?
1. Использование ядохимикатов
2. Заполнение нор водой
3. Привлечение хищных птиц
4. Рыхление почвы
Правильный ответ - 3.
2. В биогеоценозе океана наибольшей продуктивностью обладают
1. Организмы, образующие фитопланктон
2. Рыбы, питающиеся зоопланктоном
3. Хищные рыбы
4. Ракообразные зоопланктона
Правильный ответ - 1.
3. Круговорот веществ и превращение энергии в экосистеме осуществляются
1. В результате сезонного изменения в природе
2. При наличии трех функциональных групп организмов
3. При накоплении гумуса в почве
4. В результате смены биоценозов
Правильный ответ - 2.
4. Появление озоновых дыр приводит к
1. Усилению парникового эффекта
2. Повышению температуры воздуха
3. Уменьшению прозрачности атмосферы
4. Повышению ультрафиолетового излучения
Правильный ответ - 4.
5. Все биогеоценозы в биосфере связаны между собой благодаря
1. Круговороту веществ
2. Наличию в них консументов
3. Деятельности продуцентов
4. Действию антропогенного фактора
Правильный ответ - 1.
6. Роль растений в биосфере состоит в
1. Освобождении энергии
2. Поглощении и использовании солнечной энергии
3. Разрушении первичной продукции
4. Превращении органических веществ в неорганические
Правильный ответ - 2.
7. В образовании органических веществ из неорганических с использованием энергии света состоит роль растений в круговороте
1. Азота
2. Фосфора
3. Магния
4. Углерода
Правильный ответ - 4.
8. Заповедники - это
1. Экосистемы, изъятые из хозяйственной деятельности
2. Территории, которые используются в селекции
3. Территории, отведенные для отдыха людей
4. Ландшафты, временно изъятые из хозяйственного использования
Правильный ответ - 1.
9. Усилению парникового эффекта в атмосфере способствует
1. Повышение уровня радиации
2. Увеличение содержания углекислого газа
3. Осушение болот
4. Опустынивание земель
Правильный ответ - 2.
10. Биосфера - открытая система, так как в ней
1. Используется энергия Солнца
2. Организмы объединены биотическими связями
3. Биогеоценозы связаны между собой
4. Участвуют в круговороте вещества
Правильный ответ - 1.
11. Наиболее существенные и постоянные преобразования в биосфере вызывают
1. Климатические условия
2. Природные катаклизмы
3. Сезонные изменения в природе
4. Живые организмы
Правильный ответ - 4.
12. Накопление йода в клетках водоросли ламинарии - пример функции живого вещества
1. Газовой
2. Биохимической
3. Окислительно-восстановителньой
4. Концентрационной
Правильный ответ - 4.
13. Самые существенные преобразования в биосфере вызываются
1. Морскими приливами и отливами
2. Погодными условиями
3. Жизнедеятельностью организмов
4. Сменой времен года
Правильный ответ - 3.
14. В заповедниках человек ограничивает рост численности популяций хищников, так как их увеличение может привести к
1. Сокращению численности растительноядных животных
2. Сокращению численности растений
3. Увеличению численности растительноядных животных
Правильный ответ - 1.
15. Появление у организмов многочисленных отрицательных мутаций вызывается
1. Парниковым эффектом
2. Таянием ледников
3. Вырубкой лесов
4. Расширением озоновых дыр
Правильный ответ - 4.
16. Непрерывный поток химических элементов из неживой природы в живую природу и обратно, осуществляемый в результате жизнедеятельности организмов, называют
1. Цепями питания
2. Пищевыми связями
3. Биогенной миграцией атомов
4. Правилом экологической пирамиды
Правильный ответ - 3.
17. Ботанические сады способствуют сохранению биологического разнообразия биосферы, так как в них ведется работа по
1. Размножению и расселению редких растений
2. Созданию новых сортов сельскохозяйственных растений
3. Созданию искусственных биоценозов
4. Изменению условий существования редких видов
Правильный ответ - 1.
18. Клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений обладают способностью поглощать молекулярный азот атмосферы, выполняя в биосфере функцию
1. Газовую
2. Концентрационную
3. Окислительно-восстановительную
4. Биогеохимическую
Правильный ответ - 1.
19. В соответствии с представлениями В. И. Вернадского к биокосным телам природы относят
1. Почву
2. Полезные ископаемые
3. Газы атмосферы
4. Животных
Правильный ответ - 1.
20. Ведущую роль в сокращении рыбных запасов Мирового океана сыграли факторы
1. Антропогенные
2. Абиотические
3. Биотические
4. Климатические
Правильный ответ - 1.
21. Циркуляцию азота между неживыми телами и живыми организмами в сообществе называют
1. Правилом экологической пирамиды
2. Круговоротом веществ
3. Саморегуляцией
4. Обменом веществ и энергии
Правильный ответ - 2.
22. Причина сокращения видового разнообразия растений в современную эпоху -
1. Небольшая продолжительность их жизни
2. Сезонные изменения в жизни растений
3. Их гибель от насекомых-вредителей
4. Изменение человеком их среды обитания
Правильный ответ - 4.
23. Ускорению биогенной миграции атомов в биосфере способствует
1. Расширение хозяйственной деятельности человека
2. Развитие селекции растений и животных
3. Использование различных методов генетики
4. Применение искусственного отбора
Правильный ответ - 1.
24. Накопление кремния в клетках хвощей относят к функции
1. Окислительно-восстановителньой
2. Биохимической
3. Концентрационной
4. Газовой
Правильный ответ - 3.
25. Показателем биоразнообразия экосистемы служит
1. Небольшое число видов, имеющих высокую численность
2. Большое число видов растений и животных
3. Небольшое число доминирующих видов
4. Большое число доминирующего вида
Правильный ответ - 2.
26. Выделение в атмосферу оксидов серы, азота приводит к
1. Уменьшению озонового слоя
2. Выпадению кислотных дождей
3. Засолению мирового океана
4. Увеличению концентрации углекислого газа
Правильный ответ - 2.
27. К глубоким изменениям экосистемы степи приводит
1. Отмирание надземных частей растений летом
2. Изменение активности животных в течение суток
3. Распашка степей
4. Бурное развитие растительности зимой
Правильный ответ - 3.
28. Биомасса растений в океане уменьшается на глубине вследствие
1. Понижения температуры воды
2. Уменьшения освещенности
3. Увеличения засоленности воды
4. Уменьшения питательных веществ в воде
Правильный ответ - 2.
29. Биосфера представляет собой
1. Комплекс видов, обитающих на определенной территории
2. Оболочку Земли, заселенную живыми организмами
3. Гидросферу, заселенную живыми организмами
4. Совокупность наземных биогеоценозов
Правильный ответ - 2.
30. Наибольшую роль в увеличении концентрации углекислого газа в атмосфере играет
1. Дыхание растений
2. Жизнедеятельность микроорганизмов
3. Работа предприятий промышленности
4. Дыхание животных
Правильный ответ - 3.
31. Укажите экологическую проблему, которую считают глобальной для современного человечества.
1. Строительство гидроэлектростанций
2. Непрерывный рост численности населения Земли
3. Акклиматизация растений и животных
4. Высыхание мелких водоемов
Правильный ответ - 2.
32. Каким способом осуществляется биологическая очистка сточных вод?
1. Расщеплением органических веществ микроорганизмами
2. Осаждением органических веществ на дно водоемов
3. Использование химических средств
4. Длительным отстаиванием
Правильный ответ - 1.
33. Верхняя граница биосферы находится в атмосфере на высоте озонового слоя, так как выше жизнь ограничивается
1. Низкой влажностью воздуха
2. Высокой температурой
3. Ультрафиолетовым излучением
4. Низким давлением
Правильный ответ - 3.
34. Возникновение на Земле фотосинтеза способствовало
1. Обогащению атмосферы кислородом
2. Появлению покрытосеменных растений
3. Накоплению в атмосфере углекислого газа
4. Появлению полового процесса
Правильный ответ - 1.
35. Основу стабильного существования биосферы обеспечивает
1. Биологический круговорот веществ
2. Наследственность организмов
3. Изменение газового состава атмосферы
4. Создание человеком очистных сооружений
Правильный ответ - 1.
36. Общее количество вещества всей совокупности организмов в биоценозе и биосфере - это
1. Экологическая пирамида
2. Экологическая ниша
3. Первичная биологическая продукция
4. Биомасса живого вещества
Правильный ответ - 4.
37. Основу стабильного существования биосферы обеспечивает
1. Изменение газового состава атмосферы
2. Создание человеком очистных сооружений
3. Увеличение площади агроценозов
4. Биологический круговорот веществ
Правильный ответ - 4.
38. Организмы играют ведущую роль в превращениях веществ на Земле, так как обеспечивают
1. Круговорот веществ в природе
2. Процесс саморегуляции
3. Накопление химических элементов
4. Передачу наследственной информации
Правильный ответ - 1.
39. Какое влияние оказала интенсивная охота древних людей на биоразнообразие планеты?
1. Природные ландшафты подверглись эрозии
2. Увеличилась численность хищников
3. Расширились ареала растительноядных животных
4. Сократилось видовое разнообразие и численность копытных
Правильный ответ - 4.
40. Накопление в атмосфере оксидов серы приводит к
1. Расширению озоновых дыр
2. Парниковому эффекту
3. Увеличению ионизации атмосферы
4. Выпадению кислотных дождей
Правильный ответ - 4.
Еще совсем недавно надежды человечества в плане решения продовольственной проблемы в связи с ростом народонаселения связывались с океаном, занимающим около 70 % поверхности Земли. Считалось, что море где-то раза в два плодороднее, чем суша. Там больше питательных веществ, растениям не нужны твердые ткани, чтобы тянуться к солнцу, и разветвленные корни, чтобы тянуться к влаге, более стабилен температурный режим и т.д. В океане очень велика скорость обновления живого вещества, так что растительность может давать до пятидесяти поколений в течение года. Поэтому, например, киты вырастают и становятся зрелыми не за 30…40 лет, как слоны, а всего за два года.
Казалось бы все логично. Однако более детальное исследование морских просторов, проводившееся 1964…1974 годах в рамках Международной биологической программы, показало, что море существенно уступает суше по средней продуктивности. Несмотря на свои масштабы, за год море дает всего 55 млрд. тонн чистой первичной продукции, в то время как суша дает 115 млрд. тонн в год.
Действительно некоторые зоны океана, особенно тропические прибрежные (шельфовые) зоны, особенно в местах впадения крупных рек (эстуарии), а также коралловые рифы и заросли водорослей отличаются наиболее высокой продуктивностью. Чистая первичная продуктивность эстуарий составляет 200…3500 в среднем 1500 в год, продуктивность коралловых рифов и зарослей водорослей 500…4000 в среднем 2500 в год. Такой же продуктивностью на суше обладают только влажные тропические и субтропические вечнозеленые леса (1000…3500 в среднем 2200 в год). Это сравнимо с продуктивностью хорошо субсидируемых агроценозов, которая может достигать 3500 в год (продуктивность несубсидируемых и малосубсидируемых агроценозров может опускаться до 100 в год, в среднем эта величина составляет 650 в год). Однако суммарная площадь эстуарий, рифов и зарослей водорослей очень мала и общая чистая продуктивность их составляет около 3,7 млрд. т в год, в то время, как тропические и субтропические леса дают порядка 37,4 млрд. т в год чистой продукции. Все остальные прибрежные воды характеризуются более низкими показателями первичной чистой продуктивности (200…600 в среднем 360 в год). Однако в районах апвеллинга (плодородные районы океана с естественным притоком питательных веществ вследствие восходящего движения водных масс от дна к поверхности, вызванного, например, океаническими течениями) этот показатель возрастает (400…1000 в среднем 500 в год).
Что же касается просторов открытого океана, то эти экосистемы характеризуются крайне низкой продуктивностью порядка 2…400 в среднем 125 в год. Это почти в 2 раза ниже средней валовой первичной продуктивности по всей биосфере, которая составляет 333 в год. Более низкий показатель 10…250 в среднем 90 в год характерен только для пустынь и полупустынь. Даже тундре продуктивность несколько выше (10…400 в среднем 140 в год). Для сравнения продуктивность лесов умеренной зоны составляет 600…2500 в среднем 1200 в год, тайги – 400…2000 в среднем 800 в год.
Столь низкая продуктивность океана объясняется тем, что основная масса воды океана очень бедна жизнью. Все продуценты обитают в верхнем слое воды. В прибрежных более плодородных зонах этот слой не превышает 30 м, в более бедных водах открытого океана зона продуцентов может простираться вниз на 100 м. Это связано с тем, что пик фотосинтеза приходится на самые верхние слои воды и его интенсивность быстро убывает с увеличением глубины. Основным продуцентом в море является фитопланктон, то есть мелкие водоросли, плавающие в толще воды, придающие ей зеленоватый цвет. Здесь же в богатых фитопланктоном поверхностных областях обитает и основная масса животных, для которых фитопланктон является основным поставщиком первичной продукции. Все эти организмы образуют так называемую поверхностную или планктонную пленку жизни.
Помимо поверхностной, в океане принято выделять также донную или бентосную пленку жизни, существующую в основном за счет оседания на дно отмершего вещества из поверхностной пленки. Ввиду невозможности фотосинтеза на больших глубинах эта пленка населена бентосом, то есть донными формами жизни, являющимися в основном гетеротрофами. Возможны также и другие типы глубоководных придонных экосистем, существующие за счет продукции хемосинтеза, связывающего энергию земных недр. Здесь помимо гетеротрофов имеются и автотрофы. Но эти экосистемы пока еще очень мало изучены.
Аналогичные пленки или сгущения жизни можно выделить и на суше. Это в первую очередь приземная пленка жизни, заключенная между поверхностью почвы и верхней границей растительного покрова. Это, собственно, та жизнь, с которой мы сталкиваемся ежедневно. Более скрыта от нас вторая, почвенная пленка жизни, населенная корнями растений, а также кротами, дождевыми червями, личинками насекомых и т.п., но основное население этой пленки составляют микроорганизмы. Несмотря на небольшую толщину, которая определяется в основном толщиной почвенного слоя, эта пленка характеризуется большим разнообразием жизни, чем приземная пленка. Достаточно сказать, что на 1 почвы можно насчитать миллионы насекомых, сотни дождевых червей, сотни миллионов микроорганизмов.
Впервые эти пленки, как наиболее важные очаги концентрации жизни, выделил В.И.Вернадский. Подобная пленочная организации жизни вовсе не случайна. Для биосферы вообще концентрация жизни подчиняется так называемому «краевому эффекту»: наибольшая концентрация жизни приурочена обычно к границам сред жизни. Это может быть поверхность океана или почвы, дно моря, а также и другие границы самого разного рода, например, опушка леса, пойма реки, берег моря и т.п. Общее название подобного рода границ - экотоны. Чем резче изменяется внешняя среда, тем более отчетливы границы сообществ по обе стороны экотона. Сообщества экотона содержат помимо организмов контактирующих сообществ еще и организмы, характерные только для экотона, которые за пределами экотона не встречаются. Дело в том, что многим видам организмов на разных стадиях жизненного цикла требуются сильно различающиеся условия, что наиболее удачно реализуется именно в экотонах. Например, многие личинки насекомых развиваются в воде, в то время как взрослые особи живут на суше; некоторым птицам нужны деревья для гнездовий и луга для питания и т.п. Поэтому зачастую число видов и плотность популяций в экотоне выше, чем в контактирующих сообществах. Особенно ярко краевой эффект проявляется на границах трех и более сред, например, дельта реки (река - море - суша - воздух).
Человек всегда стремился селиться по берегам рек и морей. Если рядом был лес, то он стремился сохранить вокруг себя сообщество опушек, сокращая лес до небольших участков, перемежающихся с лугами и сельскохозяйственными угодьями. Это давало ему возможность пользоваться благами всех этих сообществ. Правда, всему есть предел. Например, чрезмерное увеличение периметра леса за счет увеличения количества опушек может привести к снижению продуктивности леса.
Среди наиболее типичных природных локальных сгущений жизни в океане, вызванных краевым эффектом, можно выделить следующие:
1. Прибрежные зоны океана.
Основная масса живого вещества в море сосредоточена около берега, где благоприятны условия питания. Именно в области континентального шельфа сосредоточено все крупное рыболовство мира. В прибрежной зоне можно выделить области литорали, то есть узкую зону прилива с периодически меняющейся средой. Особенно продуктивными областями прибрежной зоны являются эстуарии - системы, образуемые в местах впадения рек, протяженность которых тем значительней, чем больше вынос питательных веществ с суши.
2. Апвеллинговые зоны.
Процесс апвеллинга состоит в поднятии на поверхность холодной глубинной воды, богатой накопленными хорошо перемешанными питательными веществами. Обычно это происходит там, где ветры постоянно отгоняют поверхностную воду от крутого берегового склона. При этом в океане формируются особого рода циклонические течения, омывающие берега континентов. Эти зоны наиболее интенсивно используются для промысла рыбы. Интересно, что прибрежные районы суши из-за преобладания ветров, дующих в сторону моря и уносящих влагу с суши, представляют собой зачастую пустыни.
3. Коралловые рифы.
Система кораллового рифа формируется на основе некоторых водорослей и кишечнополостных животных, эволюционировавших совместно друг с другом. В результате возникает эффективный механизм круговорота элементов питания, позволяющий всей системе поддерживать очень высокую продуктивность в водах со сравнительно низким содержанием этих элементов. Обычно они формируются в районах с благоприятным температурным режимом. Они характеризуются огромным видовым разнообразием и богатством разного рода симбиозов, благодаря чему в них очень высок коэффициент эмерджентности, что и способствует одному из самых высоких показателей продуктивности.
4. Саргассовые сгущения.
Создаются большими массами плавающих водорослей, чаще всего саргассовых (в Саргассовом море) или филлофорных (в Черном море).
5. Рифтовые глубоководные сгущения.
Эти сгущения открыты только в 70-х годах. Они существуют в полной темноте в местах выхода горячей воды из разломов дна (рифтов), богатой минеральными солями и серой. Основным поставщиком первичной продукции для этих экосистем являются хемосинтезирующие серобактерии, высвобождающие энергию из соединений серы. Крупные многоклеточные организмы либо питаются этими бактериями, либо эти бактерии обитают у них в кишечнике, образуя уникальный симбиоз, характерный, по-видимому, для древнейшей жизни, развивавшейся за счет собственной энергии Земли. Об этой жизни мы знаем пока еще очень мало. Однако накопилось уже достаточно разного рода сенсационных сообщений, которые требуют тщательной проверки, о возможном наличии в этих экосистемах высоорганизованных форм жизни.
На суше также можно выделить ряд локальных сгущений жизни, связанных с краевым эффектом:
1. Экосистемы тропических и субтропических берегов морей.
Их высокая продуктивность связана с оптимальным достаточно стабильным температурным режимом и высокой влажностью. Особенно богаты эти экосистемы в случае, если от континентальной области их отделяют горы, не выпускающие тучи за пределы этих зон.
2. Экосистемы пойм рек, периодически заливаемые во время разливов.
Эти поймы хорошо удобряются илом, а вместе с ним органическими и биогенными веществами. Особенно продуктивны дельты рек, в которых из-за приносимого со всего водосборного бассейна вещества, в том числе и питательного, образуются целые острова.
3. Экосистемы небольших прудов и озер.
Особенно продуктивен пруд, расположенный, например, на краю лесной поляны. Наличие водоема способствует стабилизации баланса грунтовых вод в окрестности водоема, смягчает микроклимат, благотворно влияя на окружающую растительность. В то же время лес снабжает пруд питательными веществами (опавшие листья, сучья и т.п.). Поляна же обеспечивает наиболее благоприятные условия для существования животных, главным образом птиц и насекомых, личинки которых развиваются в пруду. Приходящие на водопой крупные животные удобряют поляну своими экскрементами.
Особо следует отметить экосистемы влажных тропических и субтропических лесов, расположенных в континентальной зоне. Хотя краевой эффект здесь проследить труднее, тем не менее они обладают продуктивностью, практически не уступающей продуктивности кораллового рифа. Секрет здесь тот же, что и в системах коралловых рифов, а именно: высокий коэффициент эмерджентности ввиду большого количества симбиотических связей. Другими словами, тропический лес представляет собой отлаженный организм, способный существовать даже в условиях бедности свежих поступлений питательных веществ, жизнь которого мало зависит от «превратностей» внешней среды. Как в любом живом организме, в нем организованы внутренние круговороты веществ, уникальные цепи преобразования и передачи энергии. Если однажды разрушить все эти взаимосвязи, то такая система не сможет заново воссоздать себя, даже если мы предоставим для этого все необходимые компоненты. Так же как невозможно создать живую клетку, собрав воедино все то, из чего она должна состоять, так же как невозможно осуществить опыт доктора Франкенштейнга (создать живого человека из фрагментов различных трупов).
Помогите пожалуйста с тестом «Биосфера». Вариант 1.1.Живое вещество биосферы планеты - это совокупность всех 1- всех растений и животных 2- многоклеточных организмов 3- микроорганизмов 4-живых организмов2.Границы биосферы определяются 1- условиями, непригодными для жизни 2- колебаниями положительных температур 3- количеством выпадающих осадков 4- облачностью атмосферы3. В соответствии с представлениями В.И. Вернадского к биокосным телам относят 1- почву 2- полезные ископаемые 3- газы атмосферы 4- животных4.Окислительно-восстановительная функция биосферы планеты связана 1- с эволюцией живых организмов 2- с климатическими условиями 3- с обменом веществ и энергии 4- с освоением организмами новых мест обитания5. В состав биосферы входят 1- живое вещество и биокосные тела 2- живое и косное вещество 3- биокосное и косное вещество 4- живое и косное вещество, биокосные тела 6. Клубеньковые бактерии, используя молекулярный азот атмосферы для синтеза органических веществ, выполняют в биосфере функцию 1- концентрационную 2- газовую 3- окислительную 4- восстановительную7. Основную часть биомассы океана составляют 1- растения 2- животные 3- грибы 4- бактерии8.Основное отличие биосферы от других оболочек Земли заключается в том, что 1- в биосфере не происходят геохимические процессы, а только идет биологическая эволюция 2- для биосферы характерна только геологическая эволюция 3- геологическая и биологическая эволюция идут одновременно 4- биологическая эволюция оказывает сильное влияние на геологическую эволюцию9. Вклад Л.Пастера в развитие представлений о развитии жизни на Земле заключается в том, что он 1- доказал существование самозарождения жизни 2- доказал невозможность самозарождения микроорганизмов 3- экспериментально доказал возможность биохимической эволюции 4- доказал невозможность возникновения жизни в воде 10. Какой процесс способствует неоднократному использованию растениями одних и тех же химических элементов, поглощаемых из почвы 1- корневое давление 2- фотосинтез 3- саморегуляция 4- круговорот веществ11. .В преобразовании биосферы главную роль играют 1- живые организмы 2- биоритмы 3- круговорот минеральных веществ 4- процессы саморегуляции12. Энергия, необходимая для круговорота веществ, вовлекается из космоса 1- растениями в процессе фотосинтеза 2- гнилостными бактериями 3- клубеньковыми бактериями 4- организмами гетеротрофами13. Производители органических веществ в биосфере - это 1- продуценты 2- редуценты 3- консументы 1 порядка 4- консументы 2 порядка 14. Наибольшей продуктивностью в биосфере 1- обладают участки, занятые сушей 2- обладают участки, занятые океаном 3- не обладают ни суша, ни океаны (равны по продуктивности) 4- обладают различные участки, в зависимости от их месторасположения15.Биосферу называют открытой системой, потому что она 1- значительно изменяется во времени 2- состоит из структурных элементов- биогеоценозов 3- связана с космическим пространством обменом веществ и энергии 4- способна к саморегуляции и обладает устойчивостью
Включая волны любой длины, составляет в среднем 700 ккал/см2 в сутки. Около 55 ккал/см2 в год энергии видимой части спектра достигает земной поверхности и частично используется организмами.
Способность накапливать энергию солнечного света в органическом веществе называется продуктивностью живых организмов. Проникая из космоса в , энергия накапливается при помощи растений не только в самих растениях, но и в животных, почвах, в минералах земной коры, приземном слое воздуха и водах. Следовательно, в биосфере благодаря деятельности организмов, в первую очередь хлоро-филлоносных растений, идет грандиозный процесс постепенного накопления запасов энергии, что замедляет процессы энтропии (от греч. entropia — поворот, превращение) - рассеивание энергии, излучение ее Землей в космическое пространство. Скорость процессов обмена веществ, происходящих на нашей планете, кажется не совместимой с незначительной массой живого вещества, которая составляет лишь около 0,01% массы земной коры в слое 16 км.
Когда говорят об изменении биомассы и биологической продукции, используют такие понятия, как «продуктивность» и «первичная валовая продукция». Биомасса - это масса всех организмов, присутствующих в экосистеме в момент наблюдения. Биомасса может быть выражена числом особей, а также в весовых и энергетических единицах (калориях).
Продуктивность по скорость продуцирования биомассы. Первичной продуктивностью называется скорость, с которой продуценты (зеленые растения) в процессе фотосинтеза связывают энергию и запасают ее в форме органических веществ; эти вещества могут быть использованы растительноядными организмами, т. е. консументами, в качестве пищи. Первичной валовой продукцией называют суммарную продукцию фотосинтеза (суммарную ассимиляцию), включающую, следовательно, и вещество, сжигаемое при дыхании за период наблюдения. Чистая первичная продуктивность, или фотосинтез, - это скорость накопления создаваемого органического вещества сверх того, которое затрачено на дыхание; чистая продукция (Пч) - это вещество, которое, например, можно взвесить после уборки урожая зерновых. Наконец, термин вторичная продуктивность предназначен для биомассы, продуцируемой консументами. Продуценты начинают собой трофические (пищевые) цепи, т. е. соподчиненные ряды организмов. В таком ряду одни организмы служат пищей другим, а их в свою очередь поедают третьи. Трофические цепи образуют последовательность иерархических уровней - от уровня создания продукции до нескольких уровней потребления.
Биомасса какого-либо трофического уровня характеризуется некоторым количеством энергии, накопленной на этом уровне.
В соответствии со вторым законом термодинамики при переходе потока энергии с одного уровня на другой значительная часть потенциальной энергии теряется. Так, всего лишь 1% общего количества солнечной энергии, попадающей на растение, идет на фотосинтез. Судьба органического вещества какого-либо трофического уровня, которое служит кормом для организмов вышестоящего уровня, неоднозначна: большая его часть выбрасывается в форме экскрементов, становящихся началом цепей питания сапрофагов (от греч. sapros - гнилой и phagos — пожиратель); значительная доля пищи сгорает в процессе дыхания, остальная служит материалом для образования новой протоплазмы. Таким образом, в потоке сохраняется лишь малая часть потенциальной энергии предыдущего уровня, тогда как большая рассеивается в форме тепла. Следовательно, с переходом от одного уровня к другому продуктивность весьма ощутимо снижается.
Один и тот же продуцент может служить кормом для различных растительноядных, а они в свою очередь - для разных хищников.
Вследствие этого в биоме создается сложное множество кормовых цепей, которые, переплетаясь между собой, образуют трофическую (кормовую) цепь.
Поток энергии, проходящий через трофический уровень, представляет собой сумму продуцируемой биомассы и веществ, затраченных в процессе продуцирования на дыхание.
Величины продуктивности экосистем земного шара весьма различны и меняются в зависимости от морских или континентальных условий, от географической широты и высоты над уровнем моря. В течение последнего миллиона лет экосистемы суши, сформировавшиеся в результате взаимодействия между постоянно эволюционирующими живыми организмами и абиотическими компонентами окружающей среды, все больше и больше испытывали влияние человека. Часто границы между антропогенными экосистемами и системами, еще сохраняющими в той или иной степени свой естественный обмен, оказываются очень четкими, что позволяет классифицировать все мозаичное многообразие экосистем, покрывающих поверхность материков, следующим образом: леса всех типов - 40,6 млн. км2, или 28% суши; степи, луга, естественные или искусственные постоянные пастбища - 26,0 млн. км2, или 17% суши; обрабатываемые земли, пустыни и полупустыни, естественные или искусственные — 14,5 млн. км2, или 10% суши; основные площади, занятые населенными пунктами и промышленными предприятиями; пространства, покрытые вечными снегами (главным образом на антарктическом материке), - 66,9 млн. км2, или 45% суши.
Солнечная энергия, достигающая поверхности Земли в течение года, исчисляется величиной порядка 5 1020 ккал. В средних широтах это обеспечивает приток тепла около 9 млрд. кал на 1 га в год. С какой же эффективностью используют эту энергию различные экосистемы? Так, 1 га леса в среднем дает 6 т древесины и 4 т листвы, что при сжигании дает 46 млн. ккал. Если сопоставить полученные 9 млрд. кал с удержанными 46 млн. ккал, то эффективность составит около 0,5%. Эти цифры определяют чистую продуктивность; валовая продуктивность существенно больше. Активность экосистемы меняется. Например, для букового леса она достигает максимума при возрасте деревьев 40 - 60 лет. В этот момент листья бука синтезируют 23,5 т вещества на 1 га в год. Однако большая часть этого вещества тратится на дыхание и уходит с опадающими листьями и другими частями дерева.
Сравнение поверхности листвы деревьев умеренных и тропических широт показывает, что тропическая растительность на плодородных почвах и при хорошем снабжении водой в 2 - 2,5 раза продуктивнее, чем растительность умеренных областей.
Биологическая продуктивность зависит и от географических условий местности, и в исключительно благоприятные годы она может значительно повыситься. Максимальные урожаи пшеницы составляют 11,9 т с 1 га, а сахарной свеклы - 28 т с 1 га. Огромное значение имеет водоснабжение в семиаридных (от лат. aridus - сухой) зонах. В южноафриканских степях, где количество осадков изменяется от 100 до 600 мм, продуктивность надземных органов растений колеблется от I до 6 т сухого вещества на 1 га. Следовательно, за счет каждых 100 мм осадков продуцируется 1 т сухого вещества.
Таким образом, смена климатических зон обусловливает значительные изменения продуктивности экосистем. Заметим, что продуктивность созданных человеком экосистем зачастую не только не уступает естественным, но может достигать и рекордных показателей, как, например, в случае с сахарным тростником.
А1. Явления круговорота веществ и энергии, происходящие при участии живых организмов, изучают на уровне
1) биосферном 3) популяционно-видовом
2) биогеоценотическом 4) организменном
А2. К антропогенным факторам относятся
1) осушение болот, вырубка лесов, строительство дорог
2) растения, бактерии, грибы, животные, вирусы
3) минералы, растения, соленость воды, распашка полей
4) температура воздуха и воды, атмосферное давление
А3. Одной из главных причин сокращения видового разнообразия животных в настоящее время является
1) межвидовая борьба
2) разрушение мест обитания животных
3) чрезмерное размножение хищников
4) возникновение глобальных эпидемий – пандемий
А4. Необходимое условие сохранения равновесия в биосфере
1) эволюция органического мира
2) замкнутый круговорот веществ и энергии
3) усиление промышленной и снижение сельскохозяйственной деятельности человека
4) усиление сельскохозяйственной и снижение промышленной деятельности человека
А5. В биосфере
1) биомасса растений равна биомассе животных
2) биомасса животных во много раз превышает биомассу растений
3) биомасса растений во много раз превышает биомассу животных
4) соотношения биомасс растений и животных постоянно изменяется
А6. Биосфера является открытой системой, так как она
А7. По В.И. Вернадскому кислород является веществом
1) живым 2) биокосным 3) биогенным 4) косным
А8. Верхняя граница биосферы находится на высоте 20 км от поверхности Земли, так как там
1) отсутствует кислород 3) очень низкая температура
2) отсутствует свет 4) размещается озоновый слой
А9. Оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими, называется
1) гидросфера 2) литосфера 3) ноосфера 4) биосфера
А10. По определению В.И. Вернадского ведущая роль в создании ноосферы принадлежит
1) бактериям 2) растениям 3) космосу 4) человеку
А11. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается
1) на стыке атмосферы, гидросферы и литосферы
2) в нижних слоях гидросферы
3) в верхних слоях атмосферы
4) в литосфере на глубине 200 м
А12. Поддержанию равновесия в биосфере, ее целостности способствует
1) сохранение биоразнообразия
2) вселение новых видов в экосистемы
3) создание агроэкосистем
4) расширение площади земель, занятых культурными растениями
А13. Развитие промышленности, транспорта, сельского хозяйства с учетом экологических закономерностей – необходимое условие
1) устойчивости биосферы
2) эволюции органического мира по пути ароморфоза
3) смены биогеоценозов
4) саморегуляции численности в популяциях
А14. Парниковый эффект в биосфере вызывает накопления в атмосфере
1) пыли 2) ядовитых веществ 3) углекислого газа 4) азота
А15. Устойчивость биосферы как глобальной экосистемы определяется
1) разнообразием ее видового состава
2) конкуренцией между организмами
3) популяционными волнами
4) закономерностями наследственности и изменчивости организмов
А16. Выделение в атмосферу оксидов серы, азота вызывает
1) уменьшение озонового слоя 3) выпадение кислотных дождей
2) засоление мирового океана 4) увеличение концентрации углекислого газа
А17. Необходимое условие устойчивого развития биосферы –
1) создание искусственных агроценозов
2) сокращение численности хищных животных
3) развитие промышленности с учетом экологических закономерностей
4) уничтожение насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур
А18. В преобразовании биосферы главную роль играют
1) живые организмы 3) круговорот минеральных веществ
2) биоритмы 4) процессы саморегуляции
С1. Для сохранения и увеличения рыбных запасов установлены определенные правила рыболовства. Объясните, почему при ловле рыбы нельзя использовать мелкоячеистые сети и такие приемы лова, как травление или глушение рыбы взрывчатыми веществами. Приведите не менее двух причин.
С2. Какие последствия может иметь глобальное потепление? Приведите не менее трех причин.
Тест по теме «Биосфера – глобальная экосистема. Биосфера и человек»
Вариант 2
А1. В настоящее время наибольшие изменения в биосфере вызывают факторы
1) биотические 3) антропогенные
2) абиотические 4) космические
А2. Биосферу считают динамической системой, так как она
1) способна к саморегуляции 3) состоит из экосистем
2) способна изменяться во времени 4) связана с космосом обменом веществ
А3. Жизнь на Земле невозможна без круговорота веществ, в котором растения выполняют роль
1) разрушителей органических веществ 3) производителей органических веществ
2) источника минеральных веществ 4) потребителей органических веществ
А4. Основателем учения о биосфере является
1) В. Докучаев 2) Э. Геккель 3) В. Вернадский 4) Ч. Дарвин
А5. Нефть по В.И. Вернадскому является веществом
1) биогенным 2) живым 3) биокосным 4) косным
А6. Биосфера представляет собой глобальную экосистему, структурными компонентами которой являются
1) типы животных 3) популяции
2) биогеоценозы 4) отделы растений
А7. В биосфере биомасса животных
1) во много раз превышает биомассу растений
2) равна биомассе растений
3) во много раз меньше биомассы растений
4) в отдельные периоды превышает биомассу растений, а в другие нет
А8. Устойчивость биосферы обеспечивается
1) геомагнитными явлениями 3) атмосферными явлениями
2) хозяйственной деятельностью человека 4) круговоротом веществ
А9. Нижняя граница биосферы располагается в литосфере на глубине
1) 1 км 2) 8 км 3) 5 км 4) 3,5 км
А10. Биологическим круговоротом называется непрерывное движение веществ между
1) микроорганизмами и грибами
2) растениями и почвой
3) животными, растениями и микроорганизмами
4) растениями, животными, микроорганизмами и почвой
А11. К глобальным изменениям в биосфере, снижению плодородия почвы, вызванным воздействием человека, относят
1) эрозию и засоление, опустынивание
2) осушение болот
3) создание искусственных водохранилищ
4) известкование полей
А12. Загрязнение атмосферы оксидами серы и азота способствует
1) разрушению озонового слоя
2) разрушению структуры пахотного слоя
3) выпадению кислотных дождей и уничтожению лесов
4) вымыванию из почвы питательных веществ
А13. Расширение озоновых дыр приводит к
1) повышению температуры воздуха, частому появлению туманов
2) усилению ультрафиолетового излучения, вредного для здоровья
3) понижению температуры и повышению влажности воздуха
4) уменьшению прозрачности атмосферы и снижению интенсивности фотосинтеза
А14. Сохранению равновесия в биосфере способствует
1) создание новых сортов растений и пород животных
2) вселение новых видов в экосистему
4) внедрение в производство малоотходных технологий
А15. К глобальным изменениям в биосфере, связанным с гибелью многих организмов вследствие появления у них ряда отрицательных мутаций, может привести
1) парниковый эффект 3) вырубка лесов
2) таяние ледников 4) расширение озоновых дыр
А16. Глобальное потепление на Земле может наступить в результате
1) урбанизации ландшафтов
2) циклических процессов на Солнце
3) таяния ледников
4) парникового эффекта
А17. Парниковый эффект на Земле является следствием повышения в атмосфере концентрации
1) кислорода 2) углекислого газа 3) сернистого газа 4) паров воды
А18. Как предотвратить нарушения человеком равновесия в биосфере?
1) повысить интенсивность хозяйственной деятельности
2) увеличить продуктивность биомассы экосистем
3) учитывать экологические закономерности в хозяйственной деятельности
4) изучить биологию редких и исчезающих видов растений и животных
С1. В чем проявляются особенности биосферы как оболочки Земли? Приведите не менее трех особенностей.
С2.
Ответы к тесту
«Биосфера – глобальная экосистема. Биосфера и человек»
Вариант 1
С1. Для сохранения и увеличения рыбных запасов установлены определенные правила рыболовства. Объясните, почему при ловле рыбы нельзя использовать мелкоячеистые сети и такие приемы лова, как травление или глушение рыбы взрывчатыми веществами. Приведите не менее двух причин.
При использовании мелкоячеистых сетей вылавливается много неподросшей рыбы, которая могла бы дать большое потомство.
Травление или глушение взрывчатыми веществами – хищнические способы лова, при которых много рыбы гибнет бесполезно.
С2. Какие последствия может иметь глобальное потепление? Приведите не менее трех причин.
Таяние льдов, подъем уровня мирового океана.
Затопление больших площадей побережий, плотно заселенных людьми.
Изменение климата и непредсказуемость погодных явлений.
Вариант 2
С1. В чем проявляются особенности биосферы как оболочки Земли? Приведите не менее трех особенностей.
В биосфере протекают биохимические процессы, проявляется геологическая деятельность всех организмов.
В биосфере происходит непрерывный биогенный круговорот веществ, регулируемый деятельностью организмов.
Биосфера преобразует энергию Солнца в энергию неорганических веществ.
С2. Объясните, какой вред растениям наносят кислотные дожди. Приведите не менее трех причин.
Непосредственно повреждают органы и ткани растений.
Загрязняют почву, уменьшают плодородие.
Понижают продуктивность растений.
