Экологическая оценка биогеоценоза на примере СПК «Нива

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ  АКАЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДЕЦИНЫ

КАФЕДРА ГИСТОЛОГИИ С КУРСОМ БИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа на тему:

«Экологическая оценка биогеоценоза на примере СПК «Нива»»

 

 

 

Студентки 2 курса заочного отделения

Добрыниной Елены Сергеевны

Шифр 20580

 

 

 

 

 

                                                            Проверил:

                    Дата:

                                                       Оценка:

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2012г.

Содержание

Введение………………………………………………………………3

1. Географическая оценка биогеоценоза…………………………….4
2. Структурные и функциональные особенности БГЦ……………..6
3. Оценка биотических компонентов БГЦ………………………….10
4. Оценка абиотических компонентов БГЦ………………………...11
5. Оценка функционального состояния БГЦ……………………….15
6. Оценка межбиотических связей …………………………………18
7. Модель структуры БГЦ фермы крупного рогатого скота ……...27
8. Экологический прогноз существования БГЦ……………………36
9. Система оздоровления БГЦ……………………………………….39

Заключение……………………………………………………………40

Список использованных источников………………………………..42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

  Актуальность темы  состоит в том, что в настоящее  время  без изучения разнообразия  экологии и распространении лесообразующих  пород и лесных сообществ невозможно решить проблему организации многоцелевого и неистощительного использования лесных ресурсов. Особое значение приобретают исследования в этих направлениях Калужской области отличающегося биологическим разнообразием флоры и фауны.

  Лесная растительность Калужской области является естественной средой произрастания и обитания тысяч видов флоры и фауны. От ее состояния. Состава, размещения зависит в целом состояние популяций  видов биотипов.

  Необходимым условием  сохранения лесов Калужской области  является  разработка научных основ многоцелевого и неистощительного лесопользования. Обязательным требованием при решении указанной проблемы  является  составление видового списка  дендрофлоры, а так же выявление лесотипологического состава, изучение основных экологических показателей - толерантности и экологических оптимумов, составление картосхем распространения лесообразователей и типов леса, оценка состояния, естественной и антропогенной динамики лесов, нарушенности лесного покрова Калужской области.

 Цель исследования – провести экологическую оценку биогеоценоза фермы СПК «Нива» Ферзиковского района Калужской области.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Географическая оценка  биогеоценоза.

 Калужская область  расположена в центральной части  восточно-европейской равнины, в  бассейнах реки Оки и Десны, на юго-западе Центрального экономического района. На западе она граничит со Смоленской областью, на юге с Брянской и Орловской  областью, на востоке – с Тульской и на севере-  с Московской областями. Протекает 2045 рек общей протяженности 11 853 км. Из них 256 рек длиной от 10 км и более общей протяженностью 7638 км. Находится 17 водохранилищ полезным объемом 79 млн. /м (Людиновское, Кировское-Верхнее, Брянское, Яченское, Милятинское).

 Численность населения  -1001,6 тыс. человек, плотность населения- 33,5 чел/км . 25 городских поселений, 21из городов и 15 поселков городского типа. Наиболее крупные города: Калуга, Обнинск, Людиново, Брянск, Киров, Малоярославец, Кондрово, Боровск, Балабаново, Козельск, Сосенский, Таруса, Жиздра, Медынь, Юхнов, Мосальск, Мещовск, Спас-Деменск. Минеральные ресурсы области представлены  Желваковыми фосфоритами, бурыми углями, минеральными красками, гипсами, строительными камнями, мелом для строительных работ, карбонатными породами  для известкования почв, различными глинами, торфом.

 В сельском хозяйстве  области преобладает  молочное  животноводство, свиноводство, птицеводство  и растениеводство. Водоснабжение  в Калужской области происходит  за счет рек Оки и Десны  и более 2-х тыс. самостоятельных  рек и речушек, в которых водится  около 37 видов рыб.     Главное богатство калужской области – леса, большей частью хвойно-широколиственные. Они занимают почти половину территории области, их запасы оцениваются  в 190 млн. кубометров древесины. Общая площадь лесов составляет  около 1380тыс. га  (46% территории). В лесном фонде доминируют мягколиственные породы древесины (березовые и осиновые). Леса защищенные  занимают 585,3тыс. га (44%), леса эксплуатационные – 808,8 тыс. га (56%). Лесистость региона составляет 44%.

 Сельскохозяйственные угодья  на начало 2011г. занимали 1350 тыс. га (44% территории), под пашней 32%, под кормовыми угодьями 12% земель региона. Основные культуры: неистощительного кормовые, картофель, овощные, кормовое зерно (пшено, ячмень, рожь, овес, гречиха), лен долгунец.

  Заболоченность сравнительно  невелика - около 0,5% общей площади  и уменьшается с запада на  восток, преобладают низменные болота.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Структурные  и функциональные особенности  БГЦ

«Биогеоценоз это вся совокупность видов и вся совокупность факторов среды, определяющих существование данной экосистемы с учетом неизбежного антропогенного воздействия». Последнее добавление с учетом неизбежного антропогенного воздействия – дань современности. Во времена В.Н. Сукачева не было необходимости относить антропогенный фактор к основным средообразующим, каковым он является сейчас. Но и тогда было понятно, что компоненты биогеоценоза не просто существуют рядом, а активно взаимодействуют между собой. Биоценоз, или биологическое сообщество совокупность совместно обитающих трех компонентов: растительности (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микробиоценоз: совокупность микробов, бактерий, простейших). Каждый из компонентов представлен множеством особей разных видов популяцией.  Роль всех компонентов: растений, животных и микроорганизмов, в биоценозе различна. Так, растения образуют относительно постоянную структуру биоценоза благодаря своей неподвижности, в то время как животные не могут служить структурной основой сообщества.

Микроорганизмы, хотя в  большинстве и не прикреплены  к субстрату, передвигаются с  небольшой скоростью; вода и воздух переносят их пассивно на значительные расстояния. Животные зависят от растений, поскольку не могут строить органическое вещество из неорганического. Некоторые микроорганизмы (как все зеленые, так и ряд не зеленых) в этом отношении автономны, так как способны к построению органического вещества из неорганического за счет энергии солнечных лучей или энергии, выделяемой при химических реакциях окисления.  Микроорганизмы играют большую роль в разложении мертвых органических веществ до минеральных, т. е. в процессе, без которого нормальное существование биоценозов было бы невозможным. В структуре наземных биоценозов значительную роль могут играть почвенные микроорганизмы. Различия в биоморофологических. экологических и функциональных особенностях организмов, составляющих эти три группы, настолько велики, что и методы их исследования заметно различаются. Поэтому существование трех отраслей знания – фитоценологии, зооценологии и микробоценологии, изучающих соответственно фитоценозы, зооценозы и микробоценозы, вполне правомерно. Экотоп - некое "географическое" пространство место жизни биоценоза. Его образуют с одной стороны почва с характерной подпочвой, с лесной подстилкой, а также с тем или иным количеством перегноя (гумуса); с другой – атмосфера с определенной величиной солнечной радиации, с тем или иным количеством свободной влаги, с характерным содержанием в воздухе углекислоты, различных примесей, аэрозолей и т.п., в водных биогеоценозах вместо атмосферы – вода. Роль среды т. е. физических факторов, в эволюции и существовании организмов не вызывают сомнений. Составляющие ее отдельные части (воздух, вода и др.) и факторы (температура, солнечное излучение, высотные градиенты, и др.) называют абиотическими, т. е. неживыми, компонентами, в отличие от биотических, компонентов, представленных живым веществом.  Биотоп - это экотоп, преобразованный биоценозом для «себя». Биоценоз и биотоп функционируют в непрерывном единстве. Размеры биоценоза всегда совпадают с границами биотопа, следовательно, с границами биогеоценоза в целом. Из всех компонентов биотопа ближе всего к биогенной составляющей части биогеоценоза стоит почва, поскольку ее происхождение напрямую связано с живым веществом. Органическое вещество в почве является продуктом жизнедеятельности биоценоза на разных стадиях трансформации.  Сообщество организмов ограничено биотопом (в случае с устрицами – границами отмели) с самого начала существования.  Главными свойствами биоценозов, отличающих их от неживых компонентов является способность продуцировать живое вещество, обладать саморегуляцией и самовоспроизводимостью. В биоценозе отдельные виды, популяции и группы видов могут заменяться соответственно другими без особого ущерба для содружества, а сама система существует за счет уравновешивания сил антагонизма между видами. Для приобретения этих свойств биосистеме требуется время. Очень важным свойством биогеоценозов, как биологических систем, является их саморегуляция – способность выдерживать высокие нагрузки неблагоприятных внешних воздействий, способность возвращаться в условно исходное состояние после существенных нарушений их структуры (принцип Ле-Шателье). Но выше определенного порога воздействия механизмы самовосстановления не срабатывают и биогеоценоз необратимо разрушаются. Как всякие материальные системы, биогеоценозы, согласно принципу Ле-Шателье, способны поддерживать свое состояние при резких неблагоприятных для них воздействиях внешних факторов или возмущениях. При всяком возмущении биогеоценоз изменяется таким образом, что снижает эффект этого возмущения и, таким образом, сохраняет свой status quo. Поскольку его компоненты находятся друг с другом в постоянном взаимодействии – связаны друг с другом потоками вещества и энергии, то, говоря о равновесии биогеоценоза, следует иметь в виду не статическое, а динамическое равновесие - равновесие в первую очередь, потоков вещества и энергии. Если экосистему вывести из состояния динамического равновесия, то она стремится вернуться к нему, используя при этом часть своей внутренней энергии и упорядоченности (упорядоченность – структурная негэнтропия). Если резерва внутренней энергии и негэнтропии хватает, то система возвращается в состояние близкое к исходному, если нет, то она либо разрушается, либо переходит в новое состояние динамического равновесия, но на значительно более низком энергетическом уровне. При этом говорят, что экосистема деградировала. Для всякого БГЦ существуют пределы толерантности (устойчивости). Одни более толерантны, или устойчивы, к воздействию внешних возмущающих факторов, другие менее. Но пока мало известно о пределах толерантности естественных экосистем, имеются разногласия.  Проблема толерантности экологических систем должна быть решена в ближайшее время, иначе под мощным антропогенным воздействием окажутся как раз наиболее уязвимые экосистемы.  Проблема эта очень сложна тем, что разные экосистемы оказываются в разной степени устойчивыми по отношению к разрушающим факторам. Лес Калужской области представляет собой наиболее мощную «пленку жизни». Ему принадлежит доминирующая роль в сложении растительного покрова области. Леса покрывают почти третью всей области . Зная законы формирования и функционирования экосистем, можно предвидеть и предупредить их разрушение в результате воздействия на них негативных факторов, предусмотреть охранные мероприятия и в итоге сохранить среду обитания человека, как вида. Определение биогеоценоза по В.Н.Сукачеву (1964: 23) считается классическим – «... это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществ и энергией: между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство, находящееся в постоянном движении и развитии …". В этом определении подчеркивается: во-первых, что биогеоценозом может быть участок однородный по всем параметрам живого и неживого вещества, во-вторых, что биогеоценозу присуще наличие особого типа обмена веществ и энергии,  в-третьих, что всем его компонентам свойственно единство жизни и ее среды, т.е. биогеоценоз представляет собой географическое понятие. Кроме того, биогеоценоз должен быть однородным по своей истории. Это должно быть достаточно долговременное сложившееся образование. Растительность на участке должна ясно отличаться от растительности смежных площадей и эти отличия должны быть закономерно повторяющимися и экологически объяснимыми. 

 

3. Оценка биотических компонентов БГЦ

 Калужская область  расположена в центре Восточно-европейской  равнины, главное богатство области ее леса, большей частью хвойно-широколиственные, они занимают  почти половину территории области. Леса составляют 56%, луга 30%, заболоченность составляет около 0,5 %.

                      В растительном покрове представлено более тысячи видов растений.

    Богата и  разнообразна фауна Калужской области, имеет смешанный характер: включает  северные виды (бурый медведь, белая куропатка, клестеловик, полевой конек), западноевропейские виды (аист белый), степные виды (серая куропатка, заяц русак. На территории области встречаются 344 вида  позвоночных , 1 вид круглоротых и несколько тысяч видов беспозвоночных, простейших червей, моллюсков, паукообразных и насекомых. Повсеместно распространена лисица, встречаются на территории области и другие хищные млекопитающие — горностай, ласка, андатра , хорек, вдоль рек обитает норка европейская, изредка встречается выдра. Повсеместно распространена енотовидная собака, барсук. В Жуковском, Малояролавском, Барятинском районе выпущены маралы, олени пятнистые, косули сибирские, олени благородные. Распространены кабаны, бобры. В Водоемах области обитают 36 видов птиц, самой ценной считается стерлядь. В настоящее время добыча ее запрещена  Ценным объектам промысла являются  судак, лещ, щука, жерех, язь.

  В условиях социально-экономического  кризиса существенно возросло воздействие на охотничьих животных, многие из которых представляют ценность как источник мяса, пушнины, продукции, используемой в медицине и как объект туристического бизнеса.

  Всего в области насчитывается 230 видов птиц, из них оседлых -51 вид, перелетных 135 видов, зимующих 7 видов, пролетных 30 видов.

  Из пресмыкающихся области распространены 3 вида змей: гадюка обыкновенная, медянка, уж.

  Таким образом, животный мир области весьма разнообразен. Большинство из представителей полезны для человека  они нуждаются в охране и в заботе.

 Ряд видов животных, обитающих в области, занесен в Красную книгу (выхухоль, гигантская вечерница, черный аист, сапсан, беркут, змеед, орлан-белохвост, скопа.

 

 

4. Оценка абиотических  компонентов БГЦ 

                      Географическое положение области на стыке лесной и лесостепной зон

                     определило весьма значительную  пестроту почвенного покрова.  На состояние 

                     почвенного покрова области значительное  влияние оказывают такие факторы,

                     как зачисление и загрязнение тяжелыми металлами, а так же объем и характер

                     землеиспользования. Наблюдение за  химическим составом осадков,  выпадающих 

                     на территории области, выявляют устойчивую тенденцию в изменении

                     концентрации ионов водорода (рН). В частности за последние 5 лет среднестатистическое значение  изменилось  6,0 до 4, 8. Воздействие на состояние окружающей среды оказываемое тяжелыми металлами, может быть оценено прежде всего по состоянию таких веществ как свинец, кадмий, ртуть. И хоты в целом территория области может характеризоваться как благополучная, выявлены отельные районы, где концентрации указанных веществ превышают фоновые значения, а так же ПДК в несколько раз.

                      Во многих случаях накопления  тяжелых металлов, по-видимому связано с трансграничными переносами. Накопление кадмия и свинца в лесной подстилке западных районов Калужской области указывает на выраженный градиент возрастания и концентрации о мере продвижения с севера на юг. Анализ почв Калужской области показал, что содержание подвижного Mn в различных почвах колеблется от 1,6 -3,2 мг/кг до 188-155  мг/кг. Наиболее богаты Mn глинистые и суглинные почвы на ленточных глинах озерных отложений, а бедны песчаные и супесчаные В результате расчетов по содержанию Mn в растениях, отображающих связь пороговых концентраций с типом биохимического обмена по углеводно-протеииновым коэффициентам (У/П), установлено, что растения в среднем поглощают Mn больше, чем его содержание в почве.

БЭВ + КЛЕТЧАТКА

У/П= ПРОТЕИН =%

                     Мерой данного процесса является  коэффициент биологического поглощения (Кб.п.), который вычисляется о формуле:

                Содержание Mn в золе растений

                           Кб.п. = Mn в исходной породе земной  коре 

                     Многочисленные анализы свидетельствую, что особенно сеянные многолетние  травы обладают значительной  способностью усваивать Мn на  всех почвах  (табл.1).

                    

                                                                                                                   Табл. 1.

 Экологический анализ  структуры Калужской области

 

Экологический анализ структуры  почвы Калужской области

ПК растений         У/П		Пороговые концентрации в мг на 1 кг сухого вещества
		недостаток	норма	избыток
I Тип  углеводный У/П 23,2-8,5	Естественные луга и пастбища Сахарная свёкла Капуста,редис,картофель,томаты	4-30   10   5-7	70-170   78-148   40-348	1250-3020   760-2035   400-11000
II тип углеводно-протеиновый (8,4)  У/П 7,5-5,0	Луга и пастбища Злаки: овёс, пшеница, травосмеси	4-25	16-190	1000-2500
III тип белковый (4,9)  У/П 3,0-1,6	Бобово-злаковые Бобовые травосмеси	32-68	207-1340	10000-15000