Экосистема

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования 

"Владимирский государственный  университет имени Александра  Григорьевича и Николая Григорьевича  Столетовых".

 

Кафедра экологии

 

 

 

Лабораторная работа №3

 

 

        

 

 

     Выполнил:

Ст. гр. ТМД-310

Лушин А.Э.

                               Проверила:

Ст. преп.

Феоктистова И. Д.

 

 

 

 

 

Владимир 2012

 

Лабораторная работа №3

«Структура экосистем»

1. Экосистема  -  это  любая  совокупность  взаимодействующих  живых организмов  и  условий  среды. Экосистемы  состоят  из живого  и неживого  компонентов,  называемых соответственно  биотическим  и    абиотическим.  Биотический    компонент  по  типу питания подразделяют на автотрофные и гетеротрофные организмы.  Автотрофы  синтезируют необходимые им органические вещества из неорганических. По источнику энергии для синтеза они разделяются на два типа: фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.

Фотоавтотрофы    для синтеза органических  веществ используют солнечную энергию.

Хемоавтотрофы    для синтеза органических  веществ используют химическую  энергию. 

Гетеротрофы  используют  органические  вещества,  которые  синтезированы  автотрофами,  и  вместе  с  этими  веществами  получают энергию. Гетеротрофами  являются  хищники,  паразиты.  К  гетеротрофным  организмам относится  также  группа  сапрофитов, которые используют   для питания  органические  соединения    мертвых  тел  или  выделения  животных. Сапрофитами являются  грибы,  бактерии,  среди животных  -  некоторые  насекомые  (жуки-навозники),  дождевые  черви,  некоторые  млекопитающие  (гиены)  и  птицы (грифы). Неживой,  или абиотический,  компонент экосистемы  в основном включает, во-первых,  почву или воду, во-вторых,  климат.

2.Пищевые цепи и трофические  уровни

   Внутри  экосистемы  содержащие  энергию  органические  вещества создаются  автотрофными  организмами  и  служат  пищей   для гетеротрофов. Типичный пример: животное поедает растение.  Это   животное  в  свою  очередь  может  быть  съедено  другим животным,  и  таким  путем  может  происходить  перенос  энергии  через  ряд организмов  -  каждый  последующий  питается  предыдущим,  поставляя  ему сырье  и  энергию.  Такая  последовательность  называется  пищевой  цепью,  а каждое ее звено -  трофическим уровнем. 

Первый  трофический  уровень  занимают  продуценты,  являющиеся автотрофами, -  это в основном зеленые растения.

Организмы  второго  трофического  уровня  называются  первичными консументами,  третьего  -  вторичными  консументами.  Все консументы относятся к гетеротрофам. Первичные консументы  питаются  продуцентами,  т.е.  это травоядные животные.  Вторичные консументы  питаются  травоядными,  -  таким образом,  это уже плотоядные животные, так же как и третичные консументы, поедающие консументов второго порядка. Консументы второго и третьего порядка могут быть хищниками, могут питаться падалью или быть паразитами. 

Существует  два  главных  типа  пищевых  цепей  -  пастбищные  и детритные.  В пастбищных  пищевых цепях    первый  трофический уровень

занимают  зеленые  растения,  второй  -  пастбищные  животные  и  третий  - хищники.  Однако,  тела погибших животных  и  растений  еще  содержат  энергию, так  же  как  и  прижизненные  выделения,  например  моча  и фекалии.  Эти продукты являются первым трофическим уровнем детритной цепи и носят название  детрит. Эти органические материалы разлагаются редуцентами. Таким образом,  детритная  пищевая цепь  начинается  с отмерших органических  остатков  и идет  далее к организмам  ими питающимся.

3.Экологические пирамиды

Экологические  пирамиды  выражают  трофическую  структуру  экосистемы в  геометрической  форме.    Они  строятся  суперпозицией  прямоугольников  одинаковой  ширины,  но  длина  прямоугольников  должна быть  пропорциональна  значению  измеряемого  параметра.  Таким  образом можно получить пирамиды чисел, биомассы, и энергии. Пирамиды чисел представляют собой наиболее простое приближение к изучению  трофической структуры экосистемы.  Установлено основное правило,  согласно  которому  в любой среде при переходе  с одного трофического  уровня  на  другой  численность особей  уменьшается,  а их размер увеличивается.Однако в построении различных пирамид чисел наблюдается большое разнообразие:  иногда  они могут быть  перевернутыми.  Так,  в лесу насчитывается значительно меньше  деревьев  (первичные продуценты),  чем насекомых. Пирамида  чисел не  идеально отражает  трофические связи в сообществе,  так как она совершенно  не учитывает ни размеры, ни массу индивида. Пирамида биомассы более полно отражает пищевые взаимоотношения в экосистеме,  так как она показывает  биомассу  (сухая масса)  в данный момент на каждом уровне пищевой цепи.

Пирамиды  энергии  наиболее  фундаментальным  способом  отражают  связи между организмами на различных  трофических уровнях.   Каждая ступенька пирамиды  энергии  отражает  количество  энергии  (на  единицу  площади  или объема),  прошедшей  через  определенный  трофический  уровень  за определенный период.  

4. Продуктивность экосистемы

Любая  экосистема  характеризуется  определенной  биомассой.  Под  биомассой  подразумевают  общую  массу  всего  живого  вещества, растительного  и  животного,  имеющегося  в  данный  конкретный  момент  в

экосистеме  или  какой-либо  ее  части.  Биомасса, накопленная  за определенный промежуток времени  (обычно  за  год)  называется  биологической  продуктивностью. Другими  словами, продуктивность  - это скорость накопления органического вещества.

Продуктивность    экосистемы  разделяют  на  первичную и вторичную. Первичная продуктивность,  или первичная продукция,    -   это скорость

накопления органического  вещества автотрофными организмами.  Первичная продуктивность подразделяется в свою очередь на валовую и чистую. Валовая первичная продукция -  это общая масса органического вещества,  синтезированного  продуцентами    за  определенный  период времени.

Если  из  валовой  первичной  продукции вычесть  органическое  вещество,  израсходованное  на  дыхание  продуцентов, то  получим    чистую  первичную  продукцию.

Чистая  продуктивность  сообщества  подразумевает  скорость накопления  органического  вещества  в  экосистеме,  т.е.  если  из  чистой первичной  продукции  вычесть  затраты  на  дыхание  гетеротрофов,  мы получим  продуктивность  сообщества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая часть

1. а)мертвое животное (детрит)  - личинки падольных мух (редуценты) – лягушка (второй консумент) – уж (третий консумент).детритная пищивая цепь.

     в)листовая подстилка (детрит) – дождевой червь (редуцент) – черный дрозд (второй консумент ) – ястреб перепелятник (третий консумент).детритная пищевая цепь.

    д)фитоплактон (продуцент) – береговая улитка (второй консумент ) – сорока (третий консумент ).пастбищная пищевая цепь.

2. а) Валовая первичная продукция – ВПП, дыхание – Д, чистая продукция – ЧП.    ВПП=Д+ЧП ;     ВПП=36*105 +20,4*106=240*105  (кДж/м2*год)

   б) с.св-100%, ВПП – К, 1180*10^6 =100%, х=1.28%

   г)Плод 700-500=200

   д)Плод 444*10^3-374,3*10^3=69,7*10^3

   е)Дыхание и фихалии 116*10^3-2*10^3=114*10^3

   ж)Продуценты-траоядные растения

   з) Первичные консументы: птицы, саранчовые, мышь

   и)вторичные консументы-пауки

   к)автотрофы-растение-гетеротрофы-птицы,саранча,мышь,пауки.

  3. 1) Поле люцерны:

ЧПП= 24400-9200=15200 (ккал/м2 в год)                                                                      ПС= 15200-800=14400 (ккал/м2 в год)                                                                               2) Сосновый лес:                                                                                                                 ЧПП= 11500-6500=5000 (ккал/м² в год)                                                                                  ПС= 5000-3000=2000 (ккал/м² в год)                                                                                        

Сосновый лес более стабилен чем полелюцерны,так как продуктивность сообществ у него больше.

4.Пирамида А стабильна,она малосклонна к разрушению.Пирамида Б нестабильна,склонна к разрушению.

5.а)щука - хищная рыба – планктон

10 кг = 10000 гр. 10000 гр – 100%. Х-20%. Х = 2000 гр :6 г.м^2=333,3 м^2

7. 1971 год.Колличество усвоенной пищи = 240-(121+24)=95(кг.га).Биомассы х=4,2*100% : 95=4,42%.100%-4,42%= 95,58%.

8. а) трава (500) – заяц (50) – орел (15)

9. 

    в) Хищник - организм,  который активно разыскивает и убивает относительно крупные жертвы, способные убегать, прятаться или сопротивляться (А). 

10. а) заяц – клевер (собирательство)

      б) дятел – короеды (хищничество) 
      в) лиса – заяц (хищничество) 
      г) человек – аскарида (паразитизм) 
      д) медведь – лось (хищничество) 
     

11. б)зоофаги – животные ,питающиеся исключительно другими животными.

Волк,щука,рысь,росянка.

12.а)-в . б)-д .

14. а) 25°- температура, оптимальная для этого насекомого

      б)15°-35°-  диапазон температур зоны оптимума

      в) 5°-15°, 35°-45°- диапазон температур зоны пессимума (угнетения). 

 

      г) 5° и 45°- две критические точки

      д)5°- 45- пределы выносливости вида