Законы биологической продуктивности
2. Составьте пять цепей питания. Все они должны начаться с растений (их частей) или мертвых органических остатков (детрита). Промежуточным звеном в первом случае должен быть дождевой червь; во втором – личинка комара в пресном водоеме; в третьем – комнатная муха; в четвертом – личинка майского жука; в пятом – инфузория туфелька. Все цепи питания должны заканчиваться человеком. Предложите наиболее длинные варианты цепей. Почему количество звеньев не превышает 6–7?
Варианты ответов:
1) одуванчик – детрит – дождевой червь – курица – человек;
2) детрит – личинка комара – мелкая плотва – окунь – щука – человек;
3) детрит – личинка комнатной мухи (взрослая муха) – стрекоза – голавль – человек;
4) сосна (корни) – личинка майского жука – кабан – человек;
5) детрит – инфузория туфелька – малек карася – водная личинка стрекозы – нырковая утка – человек.
На каждый последующий трофический уровень переходит приблизительно только 10% энергии предыдущего уровня. Поэтому суммарное количество энергии в пищевых цепях стремительно падает.)
3. Назовите животных, которые в цепях питания могут занимать место консументов (потребителей) как первого, так и второго или даже третьего порядка.
(Ответ: человек, бурый медведь, серая крыса, шимпанзе, серая ворона, кабан и др.)
4. Назовите растения, которые могут занимать место и продуцента, и консумента второго порядка.
(Ответ: росянка, жирянка, венерина мухоловка, пузырчатка обыкновенная и другие насекомоядные растения.)
5. Укажите пастбищные (1) и детритные (2) пищевые цепи:
а) диатомовые водоросли – личинка поденки – личинка ручейника;
б) бурая водоросль – береговая улитка – кулик-сорока;
в) мертвое животное – личинка падальной мухи – травяная лягушка – уж обыкновенный;
г) нектар – муха – паук – землеройка – сова;
д) коровий помет – личинка мухи – скворец – ястреб-перепелятник;
е) листовая подстилка – дождевой червь – землеройка – горностай.
6. Из общего количества энергии, передающегося в пищевой сети с одного трофического уровня на другой, примерно 10%:
а) изначально поступает от солнца;
б) расходуется в процессе дыхания;
в) идет на построение новых тканей;
г) превращается в бесполезное тепло;
д) выделяется в экскрементах.
7. В прудовых хозяйствах выгоднее выращивать толстолобиков, а не щук, потому что:
а) толстолобики быстрее растут;
б) щуки чаще гибнут от болезней и неблагоприятных условий;
в) толстолобики питаются энергетически дешевой растительной пищей, а щуки – дорогой, животной.
8. Многократно или однократно используется вещество в биогенном круговороте? Многократно или однократно используется энергия в биогенном круговороте?
(Ответ: вещество многократно; энергия однократно.)
9. На последующий трофический уровень переходит примерно 10% энергии, заключенной в организме. Объясните, куда расходуются остальные 90%.
(Ответ: 90% энергии тратятся на поддержание жизнедеятельности организмов, слагающих предыдущий уровень.)
10. На суше наименее продуктивные экосистемы расположены в:
11. Самый высокий прирост первичной продукции в водных экосистемах имеют (выберите правильные ответы):
б) воды океана умеренных широт;
в) воды океана субтропиков;
д) устья рек в жарких районах Земли;
е) океанское мелководье коралловых рифов.
12 *. Назовите организмы, которые должны или могли бы быть на месте пропусков в описании пищевых цепей:
а) нектар цветов – муха –? – синица –?;
(Варианты ответов: а) паук и ястреб, б) личинка усача, в) гусеница бабочки, г) мышь, лягушка, д) орел-змееяд.)
13. Известно, что многие химические вещества, созданные человеком (например, сельскохозяйственные яды), плохо выводятся из живого организма естественным путем. Объясните, почему от этих соединений больше всего будут страдать животные верхних трофических уровней (хищники, сам человек), а не нижних.
(Ответ: из-за накопления и увеличения концентрации слабо выводимых веществ при переходе от одного трофического уровня на другой.)
14. Зная правило десяти процентов, рассчитайте, сколько нужно травы, чтобы вырос один орел весом 5 кг (пищевая цепь: трава – заяц – орел). Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня.
15. Зная правило десяти процентов, рассчитайте, сколько понадобится фитопланктона, чтобы выросла одна щука весом 10 кг (пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – мелкие рыбы – окунь – щука). Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня.
(Ответ: 100 000 кг, или 100 т, фитопланктона.)
16. Зная правило десяти процентов, рассчитайте, сколько понадобится фитопланктона, чтобы вырос один медведь, весом в 300 кг (пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – мелкие рыбы – лосось – медведь). Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня.
(Ответ: 3 000 000 кг, или 3000 т, фитопланкитона.)
17. Продуктивность кораллового рифа выше продуктивности большинства районов открытого океана вблизи экватора, потому что эта экосистема получает больше (выберите правильный ответ):
31. Если в лесу на площади в 1 га, взвесить отдельно всех насекомых, все растения и всех хищных позвоночных (земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих вместе взятых), то представители какой группы суммарно будут весить больше всего? Меньше всего? Почему?
(Ответ: наибольшая биомасса будет у растений, наименьшая – у представителей последнего звена, – хищников.)
32. Вес самки одного из видов летучих мышей, питающихся насекомыми, не превышает 5 грамм. Вес каждого из двух ее новорожденных детенышей – 1 грамм. За месяц выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4.5 грамма. На основании правила экологической пирамиды определите, какую массу насекомых должна потребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющаяся за счет истребления самкой растительноядных насекомых?
(Ответ: составляем пищевую цепь: растения – растительноядные насекомые – летучая мышь. Вычисляем массу, набранную детенышами летучей мыши после рождения: 4.5 г – 1 г = 3.5 г; 3.5 х 2 = 7 (г) Подставляем значение 7 г в схему пищевой цепи и получаем ответы: растительноядные насекомые – 70 г, растения – 700 г.)
Чем можно объяснить большое различие суточной потребности в энергии (на единицу массы тела) у человека и у мелких птиц или мелких млекопитающих?
(Ответ: у мелких птиц и млекопитающих отношение поверхности тела к его объему больше, чем у человека, поэтому они быстрее теряют тепло. Соответственно, для поддержания постоянной температуры тела они должны потреблять больше энергии.)
17. Продуктивность кораллового рифа выше продуктивности большинства районов открытого океана вблизи экватора, потому что эта экосистема получает больше:
18. Если в лесу на площади в 1 га взвесить отдельно всех насекомых, все растения и всех хищных позвоночных (земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих вместе взятых), то представители какой группы суммарно будут весить больше всего; меньше всего? Ответ объясните.
(Ответ: наибольшая биомасса будет у растений, наименьшая – у представителей последнего звена – хищников.)
19. Вес самки одного из видов летучих мышей, питающихся насекомыми, не превышает 5 г. Вес каждого из двух ее новорожденных детенышей – 1 г. За месяц выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г. На основании правила экологической пирамиды определите, какую массу насекомых должна потребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющаяся за счет истребления самкой растительноядных насекомых?
(Ответ: составляем пищевую цепь: растения – растительноядные насекомые – летучая мышь. Вычисляем массу, набранную детенышами летучей мыши после рождения: 4,5 г – 1 г = 3,5 г; 3,5 х 2 = 7 (г). Подставляем значение 7 г в схему пищевой цепи и получаем ответы: растительноядные насекомые – 70 г, растения – 700 г.)
20. Чем можно объяснить большое различие суточной потребности в энергии (на единицу массы тела) у человека и у мелких птиц или мелких млекопитающих?
(Ответ: у мелких птиц и млекопитающих отношение поверхности тела к его объему больше, чем у человека, поэтому они быстрее теряют тепло. Соответственно, для поддержания постоянной температуры тела они должны потреблять больше энергии.)
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник
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.
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?
20,4·10 6 + 3,6·10 6 = 24·10 6 кДж/м 2 ·год
б) какова эффективность фотосинтеза, т.е. преобразования поступающей солнечной энергии в валовую продукцию?
г) чему равна продукция паукообразных?
д) чему равна продукция саранчовых?
444·10 3 – 374,3·10 3 = 69,7 ·10 3 кДж/м 2 ·год
е) сколько энергии теряется при дыхании и выделении фекалий у полевых мышей;
116·10 3 – 2·10 3 = 114 ·10 3 кДж/м 2 ·год
ж) какие организмы являются продуцентами;
з) какие организмы являются первичными консументами;
Птица питающаяся семенами, обычные зеленые саранчовые, полевая мышь.
и) какие организмы являются вторичными консументами;
к) какие организмы относятся к автотрофам, гетеротрофам?
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/ м 2 в год
Валовая первичная продукция
– чистая первичная продукция: 24400 – 9200 = 15200 ккал/ м 2 в год
– продуктивность сообщества: 15200 – (3200 + 800) = 14400 ккал/ м 2 в год
– чистая первичная продукция: 5700 – 3200 = 2500 ккал/ м 2 в год
– продуктивность сообщества: 5700 – (3200 + 2500) = 0 ккал/ м 2 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;
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
Прирост биомассы популяции
Усвоенная пища = Изъято – Корм. ост. – Экскр. = 180 – 101 – 16 = 63 кг/га
Прирост биомассы =
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.
г) Собиратель – организм, который разыскивает и поедает относительно мелкие, неспособные убегать и сопротивляться пищевые объекты.
д)Пасущийся организм – организм, который поглощает многочисленные пищевые объекты, как правило, растительного происхождения, на которых он не тратит много сил.
- Назовите тип пищевых отношений (паразитизм, фильтрация, хищничество, собирательство, пастьба), который соответствует следующим парам взаимодействующих организмов и распишите в отчете:
Источник