5597
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.А. Моралова
ЭКОЛОГИЯ
Учебно-методическое пособие
по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Общая экология» для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Прикладная экология и природопользование
Нижний Новгород
2022
2
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.А. Моралова
ЭКОЛОГИЯ
Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Общая экология» для
обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование,
профиль Прикладная экология и природопользование
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
3
УДК 574
Моралова Е. А. Экология [Электронный ресурс]: учеб. - метод. пос. / Е.А. Моралова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2022. – 35 с; ил. ; 1 электрон. опт. диск (CD-RW)
Приведены указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Общая экология», рассмотрены содержание и последовательность выполнения данных работ, описаны методики определения влияния абиотических, биотических и антропогенных факторов на живые организмы. Освещены методы оценки влияния загрязнения городской среды на природные компоненты.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения лабораторных работ по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Прикладная экология и природопользование
©Е. А. Моралова, 2022
©ННГАСУ, 2022.
4
СОДЕРЖАНИЕ
Физико-климатические факторы среды.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 Определение температуры и влажности помещения
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 Определение кислотности атмосферных осадков
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Определение скорости ветра
Закономерности взаимодействия организмов и экологических факторов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Влияние температуры на жизнеспособность листьев разных экологических групп
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Анатомические особенности строения растений в различных условиях жизни
Оценка влияния городской среды
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 Изучение влияния рекреационных нагрузок на лесные экосистемы в городе
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7 Расчётная оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8
Методы биоиндикации загрязнения наземных экосистем.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9 Изучение сукцессии простейших в водных культурах
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5стр
6стр
10стр
12 стр
15стр
16стр
19 стр
22стр
23стр
25 стр
29 стр
31 стр
34 стр
5
Физико-климатические факторы.
Климатические факторы. В эколого-климатическую характеристику местности входят: среднегодовые величины и сезонные (помесячные)
колебания температуры, ее суточный ход, абсолютные минимумы и максимумы; сроки перехода температуры через 0 ; количество осадков,
испаряемость влаги; сила и направление ветров; влажность воздуха; число дней солнечного сияния, суммарная солнечная радиация, радиационный баланс и другие показатели.
Температура. Из всех климатических факторов, связанных с энергетикой биосферы, наибольшее экологическое значение имеет температура.
Температура воздуха на Земле занимает диапазон от –88,3 С (станция "Восток",
Антарктида) до +58,7 С (Гарьян, Ливия). Среднегодовая температура приземного слоя воздуха над континентами и океаном +15,7 С. Большие колебания относятся к отдельным поясам и сезонам. Для повышения средней температуры атмосферы на 1 С достаточно было бы 0,2% годового бюджета солнечной радиации. Температурное равновесие атмосферы поддерживается с большой точностью. Еще более стабильна средняя температура гидросферы –
3,3 С.
Максимальный температурный диапазон активной жизни для большинства многоклеточных организмов от 0 до 50 С. Микроорганизмы – эбулиофилы, обитающие в горячих поверхностных и глубинных источниках,
могут сохранять способность к размножению при температуре до 85 С.
Диапазон температур, в котором клетки и многие организмы способны длительное время находиться неактивном состоянии, существенно больше: от 0
до 400 К.
Организмы, у которых температура тела мало отличается от температуры среды, обозначены как экзотермы; организмы, которые поддерживают
6
постоянную температуру тела при значительных изменениях температуры окружающей среды – это эндотермы.
Температура тела около 37 С выбрана в ходе эволюции высших животных выбрана потому, что она соответствует фундаментальному свойству химических соединений: при этой температуре вероятность существования среднестатистической химической связи максимальна.
Влажность. Содержание водяных паров в атмосферном воздухе, так называемая влажность, является одним из важнейших экологических факторов в наземных э/с. Наличие или отсутствие достаточного количества воды в атмосфере определяет условия испарения её животными и транспирации растениями. Чем выше влажность воздушной среды, тем меньше различия между внешней и внутренней средой у животных, тем ниже потребность в снижении потерь воды.
Лабораторная работа 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ПОМЕЩЕНИЯ
Цель работы: ознакомиться с приборами и методами измерения физико-
климатических факторов: температуры, влажности.
Оборудование: термометр, психрометр.
Теоретическая часть.
ТЕМПЕРАТУРА.
Температура окружающей среды оказывает огромное влияние на рост и жизнедеятельность живых организмов. Связано это с тем, что протекание различных биохимических реакций необходимых для поддерживания жизнедеятельности, зависит от температуры. Скорость химической реакции увеличивается в 2 - 4 раза при повышении температуры на 100. Но огромное разнообразие и удивительное совершенство механизмов приспособления к изменениям t окружающей среды, выработавшиеся у организмов в процессе эволюции, не позволяют сделать широкие обобщения относительно того, какую
7
роль играет температурный фактор в распространении организмов. (гомойотермные, пойкилотермные)
Температура окружающей среды измеряется с помощью термометров.
Существуют различные шкалы измерения температуры: Цельсия,
Кельвина, Фаренгейта. Температура различных сред меняется в разных интервалах, поэтому в разных термометрах разные шкалы и разные материалы
(спирт, ртуть).
Существуют различные виды измерения температуры:
1.Срочные термометры: в каждый данный момент показывает температуру среды.
2.Максимальные и минимальные термометры: они устроены таким образом, что температура только поднимается, достигая max или опускаются,
достигая min.
3.Самописцы или термографы.
4.Для измерения температуры на больших высотах запускают радиозонды; температуру разных поверхностей в глобальных масштабах измеряют с самолётов с помощью тепловизоров.
ВЛАЖНОСТЬ.
Определяют так называемую относительную влажность. Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности в г/м3 к максимальному содержанию водяных паров в воздухе при данной температуре, выражаемое в
%. Абсолютная влажность – это давление водяного пара в м3 воздуха.
Для определения влажности используют психрометр – прибор, состоящий из двух одинаковых ртутных термометров, закреплённых в держателе.
Термометры предохраняются от нагревания солнцем трубками защиты. Трубки защиты соединены аспирационной чашкой с воздухопроводной трубкой, на верхнем конце которой укреплена аспирационная головка. Перед работой резервуар правого термометра обернутого в один слой батистом смачивают дистиллированной водой. Сухой термометр показывает температуру
8
окружающего воздуха, показания смоченного термометра будут меньше, т.к. он будет охлаждаться за счёт испарения воды с поверхности мокрого батиста.
Влажность определяют по специальным психрометрическим таблицам, по разнице температур сухого и мокрого термометров. Температуру по показаниям сухого термометра.
Психрометром пользуются в безморозный период времени, а зимой используют волосной гигрометр при температуре ниже 10оС. Он состоит из рамки, обезжиренного человеческого волоса, шкалы с нанесёнными на неё делениями (каждое деление соответствует 1% относительной влажности) и
стрелки, которая указывает изменение влажности, при изменении длины волоса
(при увеличении относительной влажности – волос удлиняется, а при уменьшении – укорачивается).
Для автоматической записи относительной влажности используют гигрограф.
Задание 1.1
Измерение температуры воздуха в помещении
Ход работы:
1. Снять показания термометра на высоте 1,5 м от пола в трёх точках по диагонали: на расстоянии 0,2 м от наружной стены, в центре помещения и на расстоянии 0,25 м от внутреннего угла комнаты. Термометр устанавливается на
15 минут в каждой точке.
2.Вычислить среднюю температуру воздуха в помещении.
3.Определить перепад температур по вертикали, производя измерения на расстоянии 0,25 м от пола и потолка.
4.Вывод.
9
Задание 1.2
Измерение относительной влажности воздуха с помощью
аспирационного психрометра.
Ход работы:
1.Конец влажного термометра, обернутого материей, смочить дистиллированной водой.
2.Завести ключом вентилятор.
3.Через 3 - 4 минуты после начала работы вентилятора на высоте 1,5 м от пола снять показания сухого (t) и влажного (t1) термометров.
4.Расчёт абсолютной влажности по формуле:
k |
f |
0.5 (t t1 ) B |
|
|
755 |
|
(1) |
||
|
|
|
||
Где |
|
|
|
|
k – абсолютная влажность, г/м3; |
|
|||
f – максимальная влажность при температуре |
влажного термометра |
(определяется по таблице, прилагаемой к прибору); t – температура сухого термометра, 0С;
t1 – температура влажного термометра,0С;
B – барометрическое давление в момент исследования
5.Рассчитать относительную влажность воздуха по формуле:
R = k/F.100 |
(2) |
Где
R – относительная влажность, %; k – абсолютная влажность, г/м3;
F – максимальная влажность при температуре сухого термометра (по табл.прибора).
6. Вывод.
10
Лабораторная работа 2
АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ
АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ
Цель работы: изучение методов отбора атмосферных осадков и определение их кислотности.
Оборудование: мерный цилиндр, индикаторная бумага или pH-метр.
Теоретическая часть.
Содержание загрязняющих примесей в осадках, как правило, невелико и измеряется миллиграммами или даже долями миллиграммов на 1 кг осадков.
При наблюдениях за атмосферными осадками определяется вид осадков,
оценивается их интенсивность, отмечается время выпадения и измеряется количество осадков, выпавших из облаков.
Определение вида, интенсивности, времени появления и исчезновения осадков производится визуально и записывается в книжке наблюдений.
Измерение количества осадков, выпавших из облаков, делается с помощью осадкомеров системы Третьякова или дождемера с конусной защитой. На некоторых метеорологических станциях для автоматической регистрации жидких осадков применяется самопишущий дождемер-
плювиограф.
Осадкомер Третьякова представляет собой ведро (S=200 см2), с
защищёнными краями, препятствующими стеканию осадков по внешней стороне, а также защищающими от ветра (испарения). Осадкомер устанавливается на подставке, чтобы верхние края защиты были на высоте 2 м
от земли. Наблюдения по осадкомеру производятся 2 раза в сутки в 7 и 19
часов. Воду из ведра выливают в измерительный стакан и проводят оценку состава атмосферных осадков. Деление на измерительном стаканчике составляет 0,1 мм. Чтобы измерить слой твёрдых осадков внутренний цилиндр вносят в тёплое помещение, оттаивают и измеряют.
Толщину снегового покрова определяют с помощью снегомерной