X
Код презентации скопируйте его
Потоки энергии в биосфере. Устойчивость биосферы
Скачать эту презентацию
Презентация на тему Потоки энергии в биосфере. Устойчивость биосферы
Скачать эту презентациюCлайд 1
Лекция № 12 Тема: «Потоки энергии в биосфере. Устойчивость биосферы.» автор: Киселева О.Н. учитель биологии и экологии МАОУ «Лицей №37» г.Саратова
Cлайд 2
Cлайд 3
Продуценты Первичные зоофаги (консументы II порядка) Фитофаги (консументы I порядка) Вторичные зоофаги (консументы III порядка) вторичная продукция вторичная продукция вторичная продукция валовая первичная продукция чистая первичная продукция Детритоядные и редуценты минеральные вещества фотосинтез минерализация Биологический круговорот веществ (на примере пастбищной цепи)
Cлайд 4
Каковы сходства и отличия большого и малого круговоротов?
Cлайд 5
Солнце как источник энергии Второй принцип функционирования экосистем: Экосистема существует за счет практически вечной, не загрязняющей среду солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно Характеристики солнечной энергии: Избыток 2. Чистота 3. Постоянство 4. Вечность
Cлайд 6
Лекция № 12 Тема: «Потоки энергии в биосфере. Устойчивость биосферы.»
Cлайд 7
Как человек влияет на потоки энергии в биосфере ? Какие глобальные проблемы возникают в результате этого влияния ?
Cлайд 8
Продуценты Первичные зоофаги (консументы II порядка) Фитофаги (консументы I порядка) Вторичные зоофаги (консументы III порядка) вторичная продукция вторичная продукция вторичная продукция валовая первичная продукция чистая первичная продукция Детритоядные и редуценты минеральные вещества R R R R D E D E D E D E фотосинтез минерализация R – энергия, теряемая при дыхании D – естественная смерть E – энергия, выделяемая с продуктами метаболизма Биологический круговорот веществ (на примере пастбищной цепи) R 0,2%
Cлайд 9
Законы термодинамики Закон сохранения энергии. При любых процессах, происходящих в системе при неизменных внешних условиях, ее полная энергия остается постоянной. Формулировки первого закона (начала) термодинамики: Энергия не создается и не уничтожается. 2. В любой изолированной системе общее количество энергии постоянно. 3. Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение работы над внешними телами. 4. Это одна из форм закона сохранения энергии.
Cлайд 10
Продуценты Первичные зоофаги (консументы II порядка) Фитофаги (консументы I порядка) Вторичные зоофаги (консументы III порядка) вторичная продукция вторичная продукция вторичная продукция валовая первичная продукция чистая первичная продукция Детритоядные и редуценты минеральные вещества R R R R D E D E D E D E фотосинтез минерализация R – энергия, теряемая при дыхании D – естественная смерть E – энергия, выделяемая с продуктами метаболизма Биологический круговорот веществ (на примере пастбищной цепи) R 0,2%
Cлайд 11
Энергия в экосистеме не может создаваться заново и исчезать, а только переходит из одной формы в другую (Е света Е химических связей органических соединений; Е химических связей органических соединений тепловая Е). В применении к экологическим системам:
Cлайд 12
Формулировки второго закона (начала) термодинамики: Невозможен процесс, при котором тепло самопроизвольно переходит от тел менее нагретых к телам более нагретым. 2. Все самопроизвольные процессы в замкнутой неравновесной системе происходят в таком направлении, при котором энтропия системы возрастает; в состоянии теплового равновесия она максимальна и постоянна. 3. Процессы, связанные с превращением энергии могут протекать самопроизвольно лишь при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную. Энтропия системы – это мера рассеивания энергии, степень внутренней неупорядоченности системы. Ее величина связана со структурой самой системы. В равновесной системе энтропия высокая, в открытой сложноорганизованной – низкая.
Cлайд 13
Продуценты Первичные зоофаги (консументы II порядка) Фитофаги (консументы I порядка) Вторичные зоофаги (консументы III порядка) вторичная продукция вторичная продукция вторичная продукция валовая первичная продукция чистая первичная продукция Детритоядные и редуценты минеральные вещества R R R R D E D E D E D E фотосинтез минерализация R – энергия, теряемая при дыхании D – естественная смерть E – энергия, выделяемая с продуктами метаболизма Биологический круговорот веществ (на примере пастбищной цепи) R 0,2%
Cлайд 14
Правило Шредингера «о питании» организма отрицательной энтропией: упорядоченность организма выше окружающей среды и организм отдает в эту среду больше неупорядоченности, чем получает. Принцип сохранения упорядоченности Пригожина в открытых системах энтропия не возрастает, а уменьшается до тех пор, пока не достигается минимальная постоянная величина, всегда большая нуля. Принцип экономии энергии Л. Онсагера: при вероятности развития процесса в некотором множестве направлений, допустимых началами термодинамики, реализуется то, которое обеспечивает минимум рассеивания энергии.
Cлайд 15
Продуценты Первичные зоофаги (консументы II порядка) Фитофаги (консументы I порядка) Вторичные зоофаги (консументы III порядка) вторичная продукция вторичная продукция вторичная продукция валовая первичная продукция чистая первичная продукция Детритоядные и редуценты минеральные вещества R R R R D E D E D E D E фотосинтез минерализация R – энергия, теряемая при дыхании D – естественная смерть E – энергия, выделяемая с продуктами метаболизма Биологический круговорот веществ (на примере пастбищной цепи) R 0,2%
Cлайд 16
Второй закон термодинамики в применении к экосистемам: не может быть ни одного процесса связанного с превращением энергии без потери некоторой ее части (т.е. эффективность самопроизвольного превращения энергии всегда меньше 100 %). В экосистемах часть энергии превращается в недоступную тепловую и, следовательно, теряется. Поэтому жизнь на Земле не возможна без притока солнечной энергии.
Cлайд 17
R R R R R EDW EDW EDW EDW ED Редуценты Продуценты Консументы I порядка Консументы II порядка Консументы IV порядка Консументы III порядка Солнце Е – энергия, выделяемая с метаболитами D – естественная смерть W – фекалии R – дыхание R
Cлайд 18
Закон пирамиды энергии (закон Линдемана): с одного трофического уровня переходит на другой, более высокий уровень в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень энергии.
Cлайд 19
R R R R R EDW EDW EDW EDW ED Редуценты Продуценты Консументы I порядка Консументы II порядка Консументы IV порядка Консументы III порядка Солнце Е – энергия, выделяемая с метаболитами D – естественная смерть W – фекалии R – дыхание R
Cлайд 20
Экосистема (с точки зрения термодинамики) - это неравновесная система, постоянно поглощающая из окружающей среды энергию, вещество и информацию, уменьшая энтропию внутри себя, но увеличивая вовне в связи с рассеиванием тепловой энергии на каждом трофическом уровне.
Cлайд 21
Закон исторического саморазвития экосистем Бауэра: развитие биологических систем есть результат увеличения их внешней работы – воздействия этих систем на окружающую среду.
Cлайд 22
Показатель Растущая экосистема Зрелая экосистема Продуктивность высокая низкая Видовое разнообразие мало велико Структурное разнообразие слабо организовано хорошо организовано Жизненные циклы короткие и простые длинные и сложные Скорость обмена веществ между организмом и средой высокая низкая Давление отбора на быстрый рост популяций на регуляцию обратной связи Сохранение биогенных веществ с потерями полное Устойчивость низкая высокая Энтропия высокая низкая Информация мало много
Cлайд 23
Агроэкосистемы
Cлайд 24
Особенности агроэкосистем 2. Низкое биологическое разнообразие 1. Высокая продуктивность 4. Низкая устойчивость 3. Высокая энтропия 5. Внесение большого количества антропогенной энергии
Cлайд 25
Влияние антропогенной деятельности на потоки энергии и устойчивость биосферы Человек потребляет более 10% продукции биосферы, хотя по закону Линдемана это потребление не должно превышать 1%. Это приводит к снижению устойчивости и разрушению природных экосистем. 2. Человек изменяет термодинамические процессы в биосфере, привнося антропогенную энергию (ископаемого топлива, атомного ядра, ГЭС и др.), что увеличивает поток тепловой энергии с поверхности планеты. Эта энергия накапливается в атмосфере, что приводит к глобальному изменению климата планеты. 3. Замена естественных экосистем на агроэкосистемы приводит к росту энтропии, а значит снижению устойчивости биосферы. 4. Увеличение энтропии приводит к экстенсивному течению эволюции, что может привести к саморазрушению живой материи или глобальному изменению видового состава и всего облика биосферы.
Cлайд 26
Домашнее задание Выучить конспект лекции. Выучить законы, принципы и правила, вновь отмеченные в списке. Выбрать любую проблему, возникающую вследствие изменения потоков энергии и предложить пути её решения. По желанию: предложить формулировку темы экологического проекта в области энергетических проблем биосферы, собрать дополнительный материал, иллюстрирующий данные проблемы, для организации работы над экологическим проектом.
