Структура экосистем

                                      

                                                                    

 

                                                                                             S

                                                                                                             G    

I                                            A                     P                          

                                                                                                             E

                                                         R

 

 

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).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ход работы

 

1. Составить схему пищевой цепи из перечисленных организмов, обозначить трофические уровни и дать им определения, указать, к какому типу относится пищевая цепь:

в) листовая подстилка, дождевой червь, ястреб-перепелятник, черный дрозд;

Листовая  подстилка → дождевой червь →  черный дрозд → ястреб-перепелятник;

       Детрит                             Редуцент             Консумент                      Консумент

                                                                               1-ого порядка                 2-ого порядка

Детритная пищевая цепь.

 

г) божья коровка, тля, сосна, насекомоядная птица, паук;

Сосна      →       тля      →        божья коровка     →     паук     →       насекомоядная

птица

Продуцент      Консумент          Консумент              Консумент             Консумент

                         1-ого порядка      2-ого  порядка         3-ого  порядка         4-ого  порядка

Пастбищная  пищевая цепь.

 

 

 

2. На рис. 1.5 показаны потоки энергии, проходящей через небольшую часть луговой экосистемы:

а) какова валовая  первичная продукция злаков и  разнотравья;

Валовая первичная продукция = Чистая первичная  продукция + Дыхание

Валовая первичная продукция = 20,4·10⁶ + 3,6·10⁶ = 24·10⁶ кДж/м²·год

 

д) чему равна  продукция саранчовых;

Продукция = Энергия заглатывания – Дыхание  и фекалии

Заглатывание=444·10³;          

Дыхание и фекалии=374,3·10³;

Продукция=444·10³ – 374,3·10³ = 69,7·10³ кДж/м·год;

 

з) какие организмы  являются первичными консументами;

Обычные зеленые саранчовые

 

и) какие организмы  являются вторичными консументами;

Пауки

 

 

Рис. 1.5. Поток энергии  через небольшую часть луговой  экосистемы  (кДж / м2 . год)  [2]

 

 

 

3. Для экосистем, указанных в табл. 1.1 рассчитать чистую первичную продукцию, продуктивность сообщества. Сравнить экосистемы. Пояснить какие сообщества являются стабильными и почему?

Таблица 1.1

Годовая продукция в экосистемах, ккал/ м² в год [3]

 

Показатели потока энергии	Экосистемы
в экосистемах	Посадки сосны	Дождевой лес
Валовая первичная продукция	12200	45000
Дыхание автотрофов	4700	32000
Дыхание гетеротрофов	4600	13000
Чистая  первичная продукция	12200 – 4700=7500	4500 – 3200=1300
Продуктивность сообщества	7500 –  4600=2900	1300 – 1300=0
		Стабильная, т.к. вся валовая первичная продукция расходуется на дыхание автотрофов и гетеротрофов

 

 

4. С помощью рис. 1.6 выполнить следующие задания.

б) Жгутиковые простейшие Leptomonas паразитируют на мелких насекомых, тысячи их могут быть найдены в одной блохе. Постройте пирамиду численности на основе следующей пищевой цепи: трава - травоядное млекопитающее - блоха - Leptomonas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

Количество усвоенной пищи = 180 – 101 – 16 = 63 кг/га

Часть усвоенной пищи на прирост биомассы = 3·100/63 = 4,7%

Вывод: большая часть усвоенной пищи идет на метаболизм.

 

 

8.Зная правило десяти процентов, рассчитайте:

В. Сколько понадобится фитопланктона, чтобы вырос один медведь весом 300кг. Уровни пищевой цепи: лосось, мелкие рыбы, медведь, зоопланктон, фитопланктон.

фитопланктон  → зоопланктон → мелкие рыбы → лосось → медведь

3000 т                   300 т                  30 т                  3 т            300 кг

Таким образом, чтобы вырос один медведь весом 300 кг, необходимо 300 тонн фитопланктона.

 

Г. Сколько понадобится фитопланктона, чтобы вырос один синий кит весом 150т. Уровни пищевой цепи: синий кит, фитопланктон, зоопланктон.

фитопланктон  → зоопланктон → синий кит

15000 т                 1500 т                150 т    

Таким образом, чтобы вырос один синий кит  весом 150 тонн, необходимо 15000 тонн фитопланктона.

9. Соотнесите понятия, обозначающие различные способы добывание пищи, с их определениями и распишите в отчете.

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.

г) Собиратель – организм, который разыскивает и поедает относительно мелкие, неспособные убегать и сопротивляться пищевые объекты.

10. Назовите тип пищевых отношений (паразитизм, фильтрация, хищничество, собирательство, пастьба), который соответствует следующим парам взаимодействующих организмов и распишите в отчете:

к) карп - мотыль;                                  собирательство

л) стрекоза - муха;                                хищничество

м) моллюск беззубка - простейшие;   фильтрация

н) тля - щавель;                                     собирательство

о) гусеница сибирского шелкопряда - пихта; собирательство

п) кузнечик - злак мятлик;                   собирательство

р) губка - простейшие;                        собирательство

с) вирус гриппа - человек;                   паразитизм

т) коала - эвкалипт;                              собирательство

 

11. Прочитайте список организмов и укажите, к каким из перечисленных групп они относятся. Составьте таблицу.

 

Фитофаги	Зоофаги	Паразиты	Симбионты	Детритофаги
слон дафния кролик овца колорадский жук	волк росянка щука рысь	палочка Коха иксодовый клещ бычий цепень самка комара гриб-трутовик	клубеньковые бактерии карп подберезовик	дождевой червь личинка навозной мухи жук-скарабей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Рассмотрите график зависимости численности божьей коровки от температуры окружающей среды.

 

А. Температура, оптимальная для этого насекомого – 25⁰С

Б. Диапазон температур зоны оптимума – 15⁰-35⁰С

В. Диапазон температур зоны пессимума (угнетения) – 5⁰-15⁰С, 35⁰-45⁰С

Г. Две критические точки – 5⁰С, 45⁰С

Д. Пределы выносливости вида – 5⁰-45⁰С