Тема: Решение задач по экологии
Краткие теоретические сведения:
Организмы, которые входят всостав биогеоценоза, образуют сложную систему, в которой виды объединены пищевыми взаимоотношениями. Благодаря трофическим связям вбиогеоценозе осуществляется круговорот веществ, аккумулируется энергия и распределяется между видами.
Функционирующая группа вэкосистеме - биоценоза - представлена продуцентами, консументамии редуцентами. Продуцентами в экосистеме являются автотрофные организмы, синтезирующие из неорганических соединений органические вещества с использованием солнечной энергии или энергии, выделяющейся во время химических реакций (хемотрофы). Это высшее растений и микроорганизмы (бактерии). Бактерии (водные, серобактерии, железобактерии, нитрификаторы и др.) вследствие своей жизнедеятельности синтезируют органические вещества из углекислого газа, используя энергию, освобождающуюся при окислении аммиака, сероводорода, серы, азотной кислоты, соединений железа идр. Консументы - гетеротрофные организмы, которые питаются органическими веществами, трансформируя их в другие формы. Это все животные, часть микроорганизмов, паразитических и насекомоядных растений. Редуценты (сапрофиты)— организмы,которые питаются мертвым органическим веществом. К ним относятся в основном бактерии и грибы, которые превращают сложные органические соединения впростые неорганические.
|
|
|
Таким образом, осуществляется постоянный биологический кругооборот, благодаря которому организмы вместе с неорганической средой образуют экологическую систему, где потоки энергии и вещества замыкаются.
Организмы разных групп представляют разные трофические уровни:первый - продуценты, второй — фитофаги, третий — хищники первого порядка,четвертый— хищники второго порядка, питающиеся хищниками первогопорядка, ит.д. Последовательность групп организмов, каждая из которых служит пищей для последующей, называется пищевой цепью. Существуют два основных типа пищевых цепей - пастбищные (цепи выедания, или цепи потребления) и детритные(цепи разложения). Пастбищные цепи начинаются с продуцентов: клевер - кролик - волк; фитопланктон (автотрофные протисты) - зоопланктон (гетеротрофные протисты) - плотва - щука - скопа. Детритные цепи начинаются от растительных и животных остатков, экскрементов животных - детрита, идут к микроорганизмам, которые ими питаются, а затем кмелким животным (детритофагам)и к ихпотребителям(хищникам). Детритные цепи наиболее распространены в лесах, где большая часть (около 90% ежегодного прироста биомассы растений не потребляется непосредственно травояднымиживотными, а отмирает, подвергаясь затем разложению (сапрофитнымиорганизмами) и минерализации. Типичным примером детритнойпищевой связи наших лесов является следующий: листовая подстилка – дождевой червь - черный дрозд – ястреб – перепелятник. Кроме дождевых червей, детритофагами являются мокрицы, клещи.
|
|
|
Поэтому в реальной природе складываются не цепи, а пищевые сети. Общие закономерности перехода энергии от одного трофического уровня на другой не меняются.
Ряд взаимосвязанных видов, из которых каждый предыдущий служит пищей последующему, носит название цепи питания.Разные уровни питания в экологической системе называют трофическими уровнями. В основе цепи питания (1-й трофический уровень) находятся зеленые растения – продуценты. Второй трофический уровень - консументы 1-го порядка (растительноядные животные), третий- консументы 2-го порядка (плотоядные животные, поедающие растительноядных). Следующий трофический уровень – Редуценты, которые разрушают отмершие тела.
Пищевые цепи в природе обычно включают не более 3-4 звеньев. Это обусловлено тем, что большая часть получаемой энергии (80-90%) используется организмами на поддержание жизнедеятельности. Именно поэтому каждое последующеезвено в цепи питания меньше предыдущего в 10-12 раз. Эта закономерность носит название экологической пирамиды.
|
|
|
Экологическая пирамида отражает число особей на каждом этапе пищевой цепи, количество биомассы и заключенной в организмах энергии. В реальных условиях цепи питания перекрещиваются, образуя сети питания.
Примеры решения задач.
Задача 1. За год 1м2 площади агроценоза дает примерно 800 г сухой биомассы в год. Сколько гектаров окультуренных посевов необходимо, чтобы прокормить взрослого человека массой 70 кг (из них 63% составляет вода)?
Дано: Решение:
т = 70 кг (из них 63% Н20) 1.Определим процентное содержание (в %) сухого
биопродуктивность1 м2вещества в теле человека:
агроценоза - 800 г в год. 100% - 63% = 37%.
2.0пределим количество органического вещества в
теле человека:
70 кг – 100%
х кг – 37%
тогда х = 37% • 70%/100% = 25,9 кг ~ 26 кг. (сухой
биомассы в теле человека).
3.Определим количество сухой биомассы в первом
звене цепи питания:
зеленые растительноядные
|
|
|
растения ----- животные ---- человек
2600 кг260 кг 26 кг
4.Определим площадь биогеоценоза, необходимую для того, чтобы прокормить одного человека на протяжении года:
1м - 0,8кг биомассы,
х м 2 – 2600 кг,
S = 2600 кг/ 0,8 кг/ м 2 = 3250 м2 ~ 0,325 га.
Ответ: ~ 0,325 га посевных площадей необходимо, чтобы прокормить человека массой 70 кг на протяжении года.
Задача 2.Используя правило экологической пирамиды, определить, какая площадь (га) биоценоза может прокормить одну особь последнего звена в цепи питания:
А) планктон синий кит (100 т) ,
Б) планктон рыба тюлень (300 кг).
60% массы данных организмов составляет вода. Биопродуктивность планктона – 600 г на 1м2 .
Решение
А) планктон синий кит (100 т) :
1. процентное содержание в теле кита сухого вещества: 100% - 60% = 40%.
2. сухая масса органического вещества в теле кита:
100 т – 100%
х т - 40%,
х = 40% * 300кг / 100% = 120 кг.
Б) планктон рыба тюлень (300 кг):
1.процентное содержание в теле тюленя сухого вещества: 100% - 60% = 40%.
2.Сухая масса органического вещества в теле тюленя:
300 кг – 100%
х кг – 40 %,
х = 40% * 300 кг/100%=120 кг.
3. масса планктона, по правилу экологической пирамиды, составит: 120 кг * 10* 10 = 12 000 кг.
4. площадь биоценоза, необходимая для одного тюленя: S = 12 000 кг / 0,6 кг/м2=20 000 м2 = 2га.
Ответ: площадь биоценоза, необходимая, чтобы прокормился один синий кит ~66,6 га, один тюлень – 2 га.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 4596; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!