Практическое занятие №3 Экосистемы Биосфера

1. Практическое занятие №3 Экосистемы Биосфера

2. Выберите какая из предложенных последовательностей • правильно показывает передачу энергии в пищевой цепи: • Лисица –землеройка –дождевой червь– листовой опад • Листовой опад –дождевой червь–землеройка—лисица • Листовой опад—землеройка—дождевой червь—–лисица • Землеройка—дождевой червь—листовой опад—лисица • В выбранной последовательности укажите количество • трофических уровней, назовите организмы по типу • питания и укажите тип трофической цепи.

3. Трофическая цепь представлена схемой: водный планктон ― дафнии (водные беспозвоночные) ― омуль (хищник) ― нерпа (хищник). Определите минимальную площадь (м2) акватории, которая обеспечивает суточную жизнедеятельность 10 особей нерпы, когда суточный прирост нерпы составляет 54 ккал, чистая первичная продуктивность фитопланктона ― 270 ккал/м2 в сутки. Процесс перехода энергии с одного трофического уровня на другой происходит в соответствии с правилом Линдемана.

4. Зная правило перехода энергии с одного трофического уровня на другой (около 10%) и предполагая, что животные каждого трофического уровня питаются только организмами предыдущего уровня, постройте пирамиду годовой биологической продуктивности следующей пищевой цепи: растения – кузнечики – лягушки – ужи – ястребы. Постройте пирамиду чисел этой пищевой цепи, зная, что масса 1 побега травянистого растения – 5 г; 1 кузнечика – 1 г; 1 лягушки – 10 г; 1 ужа – около 100 г; 1 ястреба – около 1.8 кг. Количество особей подсчитайте суммарно за год с учетом общей годовой продуктивности 40 тонн.

5. Используя данные табл. 1, определите участие (в %) различных типов экосистем Земли в формировании биомассы и первичной продукции (ПП) биосферыконтинентов. Таблица 1. Первичная продукция и растительная биомасса некоторых экосистем Земли (Уиттекер, 1980) Сравните экосистемы по показателям биомассы и продуктивности.

6. Составить цепь питания и определить сколько процентов пшеницы сохраняет от уничтожения пара сов на площади 10000м2 (1м2 дает 500г пшеницы), если масса совы в среднем равна 0,5 кг. Сколько мышей-полевок при этом будет съедено, если одна мышь весит 45 г.

7. На пойменном лугу площадью 6 га валовая первичная продукция летом составляет 1100 кг/га в месяц. Траты на дыхание у продуцентов этого луга составляют 80%, а 320 кг чистой первичной продукции остается неиспользованной. Какое количество вторичной продукции в месяц смогут образовать фитофаги, обитающие на лугу, если эта продукция составляет 10% от потребленного корма.

8. Продуктивность экосистем • Продуктивность - биомасса, производимая на единице площади в единицу времени. Единицы измерения -Ккал/(м2×год), кДж/(м2 ×год). • Валовая первичная продукция (Pg)– скорость накопления органического вещества продуцентами. • Чистая первичная продукция(P1N)– скорость накопления органического вещества продуцентами, за вычетом энергии, пошедшей на дыхание. • Вторичная продукция (P2)– прирост массы консументов за единицу времени. • Чистая продуктивность сообщества (PN)- скорость накопления органического вещества, не потребляемого гетеротрофами (консументами и редуцентами)

9. Экологическая сукцессия Последовательная смена одного биоценоза другим называется экологической сукцессией. Сукцессия является процессом саморазвития системы. Первичная сукцессия – процесс развития и смены экосистем на незаселенных ранее участках, начинающихся с их колонизации. Вторичная сукцессия – это восстановление экосистемы, когда-то уже существовавшей на данной территории. Начинается в том случае, если уже в сложившемся биоценозе нарушены появившиеся взаимосвязи организмов. Различают также автотрофные сукцессии, в которых ведущую роль играют автотрофные организмы. Продуктивность в таких экосистемах превышает количество энергии, потребляемое гетеротрофами. Гетеротрофная сукцессия связанна с деятельностью только гетеротрофных организмов (энергия, потребляемое гетеротрофами превышает продуктивность).

10. Определить из списка тип сукцессии (первичная или вторичная). • Превращение заброшенных полей в дубравы • Появление лишайников на остывшей вулканической лаве • Постепенное обрастание голой скалы • Появление на сыпучих песках сосняка • Превращение гарей в еловые леса • Постепенная смена вырубок сосняком • Превращение деградированных пастбищ в дубравы

11. Климаксная экосистема Сукцессия завершается стадией, когда все виды экосистемы, размножаясь, сохраняют относительно постоянную численность и дальнейшей смены ее состава не происходит. Такое равновесное состояние называют климаксом, а экосистему климаксной. В климаксной экосистеме наблюдается тенденция к равновесию (равенству) между связанной энергией и энергией, затрачиваемой на поддержание жизнедеятельности системы (общее дыхание экосистемы).Вследствие этого значение чистой продуктивности сообщества стремится к нулю

12. Энергетические изменения в экосистемах во время сукцессии • Возрастает биомасса (В) и количество органического детрита, • Снижается чистая продуктивность сообщества (PN), • Увеличивается энергия, пошедшая на дыхание (R) • Увеличивается валовая первичная продукция (Pg), которая при приближении к климаксному состоянию уменьшается

13. Сукцессия Вторичная сукцессия сибирского темно-хвойного леса (тайга) после опустошительного лесного пожара

14. Сукцессия Изменение продуктивности и биомассы экосистемы в ходе сукцессии

15. В таблице приведены чистая продуктивность двух экосистем: • Расходы на дыхание растений в дубово-сосновом лесу составляют 1450 г/(м2·год), • а в широколиственном – 2110 г/(м2·год), энергия, потребляемая консументами • (дыхание) в дубово-сосновом лесу - 80 г/(м2·год), редуцентами – 580 г/(м2·год), в • широколиственном лесу – 1070 и 250 г/(м2·год), соответственно. • Рассчитать для двух экосистем: • Pg/R • PN • На основании рассчитанных данных сделать вывод о том, какая экосистема • является зрелой, а какая развивающейся

16. Расположите стадии в таком порядке, чтобы образовывался замкнутый круговоротуглерода: СО2 в составе атмосферы; Углеродсодержащие соединения в составе консументов океана; Молекула глюкозы в растении; Биологический вынос карбонатов в составе скелетного материала из морской воды; Углеродсодержащие соединения поглощены редуцентами; Окисление детрита; Процесс клеточного дыхания; Карбонат и бикарбонат ионы в составе морской воды; Аминокислоты в составе белков тканей животного; Горение органического вещества; Абиогенное (без участия живого организма) осаждение карбонатов в океане; Глюкоза в составе водорослей; Разложение органической материи в морской воде за счет дыхания бактерий; Сжигание полезных ископаемых (топлив); Осадочные карбонаты (отложения).