Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Января 2016 в 16:36, практическая работа
Экосистема- это любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды. Экосистемами являются, например, муравейник, участок леса, географический ландшафт или даже весь земной шар.
Экосистемы состоят из живого и неживого компонентов, называемых соответственно биотическим и абиотическим.Биотический компонент по типу питания подразделяют на автотрофные и гетеротрофные организмы.
I
Рис.1.4. Универсальная модель потока энергии
Отношения Р /R и биомасса/Р широко варьируют. Они имеют важное экологическое значение. В целом часть энергии, идущая на дыхание, т.е. на поддержание структуры организма, велика в популяциях крупных организмов и в сообществах с большой биомассой на корню. При стрессовых воздействиях на биологическую систему расходы на дыхание возрастают. Величина продукции сравнительно велика в активных популяциях мелких организмов, например, бактерий или водорослей, в молодых быстро растущих сообществах, в системах, получающих энергетические дотации. Продукция может принимать различные формы. Три ее типа указаны на рисунке: G - рост и увеличение биомассы, Е - ассимилированное органическое вещество, выделяемое с секретами, S - запас, например жировые накопления, которые могут быть использованы позже (хищник использует энергию запасных веществ, чтобы найти новую жертву).
Задания.
1. Составить схему пищевой цепи из перечисленных организмов, обозначить трофические уровни и дать им определения, указать, к какому типу относится пищевая цепь:
а) личинки падальных мух, мертвое животное, лягушка, обыкновенный уж;
б) лиса, трава, кролик;
в) листовая подстилка, дождевой червь, ястреб-перепелятник, черный дрозд;
г) божья коровка, тля, сосна, насекомоядная птица, паук;
2. На рис. 1.5 показаны потоки энергии, проходящей через небольшую часть луговой экосистемы:
а) какова валовая первичная продукция злаков и разнотравья;
б) какова эффективность фотосинтеза, т.е. преобразования поступающей солнечной энергии в валовую продукцию;
г) чему равна продукция паукообразных;
д) чему равна продукция саранчовых;
е) сколько энергии теряется при дыхании и выделении фекалий у полевых мышей;
ж) какие организмы являются продуцентами;
з) какие организмы являются первичными консументами;
и) какие организмы являются вторичными консументами;
к) какие организмы относятся к автотрофам, гетеротрофам?
3. Для экосистем, указанных в табл. 1.1 рассчитать чистую первичную продукцию, продуктивность сообщества. Сравнить экосистемы. Пояснить какие сообщества являются стабильными и почему?
Рис. 1.5. Поток энергии через небольшую часть луговой экосистемы (кДж / м2 . год) [2] |
Таблица 1.1
Годовая продукция в экосистемах, ккал/ м2 в год [3]
Показатели потока |
Экосистемы | |
энергии в экосистемах |
Поле люцерны |
Прибрежный пролив |
Валовая первичная продукция |
24400 |
5700 |
Дыхание автотрофов |
9200 |
3200 |
Дыхание гетеротрофов |
800 |
2500 |
5. Пользуясь правилом экологической пирамиды, подсчитайте, какая площадь соответствующего биогеоциноза может выкормить одну особь последнего звена в цепи питания:
а) планктон - нехищная рыба - щука 10 кг;
Биологическая продуктивность планктона 600, донной растительности 1000 г/м2 в год (в пересчете на сухую биомассу).
7. По данным табл. 1.3 рассчитать количество усвоенной пищи и ту часть усвоенной пищи, которая идет на метаболизм и на прирост биомассы. На что расходуется большая часть энергии пищи?
Таблица 1.3
Показатели трофической деятельности сусликов
в полупустыне Прикаспия, кг/га сухой массы [8]
Год |
Урожай растений |
Изъято сусликами |
Кормовые остатки |
Экскре- менты |
Прирост биомассы популяции |
1972 |
590 |
180 |
101 |
16 |
3,0 |
8. Зная правило десяти процентов, рассчитайте:
9. Соотнесите понятия, обозначающие различные способы добывание пищи, с их определениями и распишите в отчете.
а) Паразит;
б) Фильтратор;
в) Хищник;
г) Собиратель;
д) Пасущийся организм.
Определения:
Б.Организм (имеющий, как правило, небольшие размеры), который использует живые ткани или клетки другого организма в качестве источника питания и среды обитания.
В. Организм, который поглощает многочисленные пищевые объекты, как правило, растительного происхождения, на которых он не тратит много сил.
Г. Водное животное, процеживающие через себя воду с многочисленными мелкими организмами, которые служат ему пищей.
Д. Организм, который разыскивает и поедает относительно мелкие, неспособные убегать и сопротивляться пищевые объекты.
а) заяц - клевер;
б) дятел - короеды;
в) лиса - заяц;
г) человек - аскарида;
д) медведь - лось;
е) медведь - личинки пчел;
ж) синий кит - планктон;
з) корова - тимофеевка;
и) гриб-трутовик - береза;
к) карп - мотыль;
л) стрекоза - муха;
м) моллюск беззубка - простейшие;
н) тля - щавель;
о) гусеница сибирского шелкопряда - пихта;
п) кузнечик - злак мятлик;
р) губка - простейшие;
с) вирус гриппа - человек;
т) коала - эвкалипт;
у) холерный вибрион - человек;
ф) божья коровка - тля;
х) муравьед - термиты.
Решение заданий.
1. Составить схему пищевой цепи из перечисленных организмов, обозначить трофические уровни и дать им определения, указать, к какому типу относится пищевая цепь:
а) личинки падальных мух, мертвое животное, лягушка, обыкновенный уж;
Мертвое животное (детрит) → личинки падальных мух (редуценты) → лягушка (первичный консумент) → обыкновенный уж (вторичный консумент). Тип пищевой цепи – детритная цепь.
б) лиса, трава, кролик;
Трава (продуцент) → кролик (первичный консумент) → лиса (вторичный консумент). Тип цепи – пастбищная пищевая цепь.
в) листовая подстилка, дождевой червь, ястреб-перепелятник, черный дрозд;
Листовая подстилка(детрид) → дождевой червь(редуценты) → черный дрозд(первичный консумент) → ястреб – перепелятник(вторичный консумент). Тип пищевой цепи – детритная цепь.
г) божья коровка, тля, сосна, насекомоядная птица, паук;
Сосна(детрид) → тля(продуцент) → божья коровка(первичный консумент) → паук() → Насекомоядная птица(хищный консумент). Тип цепи – пастбищная цепь.
2. На рисунке 1.5 показаны потоки энергии, проходящей через небольшую часть луговой экосистемы:
а) какова валовая первичная продукция злаков и разнотравья?
20,4·106 + 3,6·106 = 24·106 кДж/м2·год
б) какова эффективность фотосинтеза, т.е. преобразования поступающей солнечной энергии в валовую продукцию?
г) чему равна продукция паукообразных?
700 – 500 = 200 кДж/м2·год
д) чему равна продукция саранчовых?
444·103 – 374,3·103 = 69,7 ·103 кДж/м2·год
е) сколько энергии теряется при дыхании и выделении фекалий у полевых мышей;
116·103 – 2·103 = 114 ·103 кДж/м2·год
ж) какие организмы являются продуцентами;
Травянистые растения.
з) какие организмы являются первичными консументами;
Птица питающаяся семенами, обычные зеленые саранчовые, полевая мышь.
и) какие организмы являются вторичными консументами;
Пауки.
к) какие организмы относятся к автотрофам, гетеротрофам?
Травянистые – автотрофы.
Птицы, саранча, пауки, мыши – гетротрофы.
3. Для экосистем, указанных в таблице, рассчитать чистую первичную продукцию, продуктивность сообщества. Сравнить экосистемы. Какие сообщества являются стабильными?
Годовая продукция в экосистемах, ккал/ м2 в год
Показатели потока |
Экосистемы | |
энергии в экосистемах |
Поле люцерны |
Прибрежный пролив |
Валовая первичная продукция |
24400 |
5700 |
Дыхание автотрофов |
9200 |
3200 |
Дыхание гетеротрофов |
800 |
2500 |
а) Поле люцерны
– чистая первичная продукция: 24400 – 9200 = 15200 ккал/ м2 в год
– продуктивность сообщества: 15200 – (3200 + 800) = 14400 ккал/ м2 в год
б) Прибрежный прилив:
– чистая первичная продукция: 5700 – 3200 = 2500 ккал/ м2 в год
– продуктивность сообщества: 5700 – (3200 + 2500) = 0 ккал/ м2 в год
Вторую экосистему можно назвать стабильной, т.к. вся валовая первичная продукция расходуется на дыхание автотрофов и гетеротрофов. У первой экосистемы валовая первичная продукция с каждым годом будет расти.
5. Пользуясь правилом экологической пирамиды, подсчитайте, какая площадь соответствующего биогеоциноза может выкормить одну особь последнего звена в цепи питания:
а) планктон - нехищная рыба - щука 10 кг;
Щука 10кг; → нехищная рыба 100кг; → планктон 1000 кг;
1м2 = 0,6 кг планктона
1000кг планктона=1667 м2
7. По данным таблицы для 1972 года рассчитать количество усвоенной пищи и ту часть усвоенной пищи, которая идет на метаболизм и на прирост биомассы. На что расходуется большая часть энергии пищи?
Показатели трофической деятельности сусликов в полупустыне Прикаспия, кг/га сухой массы
Год |
Урожай растений |
Изъято сусликами |
Кормовые остатки |
Экскременты |
Прирост биомассы популяции |
1972 |
590 |
180 |
101 |
16 |
3,0 |
Усвоенная пища = Изъято – Корм. ост. – Экскр. = 180 – 101 – 16 = 63 кг/га
Прирост биомассы =
Метаболизм = 100% – 4,8% = 95,2%
8. Зная правило десяти процентов, рассчитайте:
а).Сколько нужно травы, чтобы вырос один орел весом 5 кг. Уровни пищевой цепи: орел, трава, заяц.
Сколько нужно травы, чтобы вырос один орел весом 5 кг. Уровни пищевой цепи: орел, трава, заяц.
Пищевая цепь: трава → заяц → орёл. Чтобы вырос орёл весом 5 кг, нужно 50 кг зайцев; чтобы вырастить 50 кг зайцев, нужно 500 кг травы. Ответ: 500 кг травы.
9. Соотнесите понятия, обозначающие различные способы добывание пищи, с их определениями и распишите в отчете.
а) Паразит – организм (имеющий, как правило, небольшие размеры), который использует живые ткани или клетки другого организма в качестве источника питания и среды обитания.
б) Фильтратор – водное животное, процеживающие через себя воду с многочисленными мелкими организмами, которые служат ему пищей.
в) Хищник – организм, который активно разыскивает и убивает относительно крупные жертвы, способные убегать, прятаться или сопротивляться.