P g

Практическое занятие № 4
Экосистемы
Вопросы
Что такое экосистема?
Что такое биогеоценоз?
Задание № 1
Что из нижеперечисленного является
экосистемой и биогеоценозом?
• Луг
• Озеро
• Кочка с травой посередине озера
• Капля воды
• Море
• Цветок в горшке
Вопросы
Что такое трофические цепи?
Что такое трофический уровень?
Что такое трофические сети?
Задание № 2
Даны следующие организмы: травы, почвенные
грибы, ягодный кустарник, жук-навозник,
гусеница, паук, синица, ястреб, волк, лисица,
сова, уж обыкновенный, травяная лягушка,
заяц, полевка, тля, кролик, божья коровка, дуб,
мухоловка, короед, дятел.
1.Постройте схемы пищевых цепей. Назвать
организмы по типу питания.
2.Составьте пищевую сеть из полученных
пищевых цепочек.
Задание № 3
Выберите, какая из предложенных
последовательностей правильно показывает
передачу энергии в пищевой цепи:
а) лисица – землеройка – дождевой червь –
листовой опад – растения;
б) листовой опад – дождевой червь – растения –
землеройка – лисица;
в) растения – листовой опад – дождевой червь –
землеройка – лисица;
г) растения – землеройка – дождевой червь –
листовой опад – лисица.
Задание № 4
Даны следующие организмы: тля, дрозд, паук, розовый
кустарник,
божья коровка, сокол.
1. Составьте пищевую цепь.
2. Укажите количество трофических уровней.
3. Укажите консумента I уровня в этой цепи.
4. Зная правило перехода энергии с одного
трофического уровня на другой и, предполагая, что
животные каждого трофического уровня питаются
только организмами предыдущего уровня,
рассчитайте, сколько понадобится растительности,
чтобы вырос один сокол весом 3 кг.
Вопросы
Какие типы экологических пирамид
вы знаете?
В чем заключается сущность
правила 10 процентов?
Задание № 5
Постройте пирамиды биомассы озера в зимний
и весенний период по следующим данным
(Грин, Стаут, Тейлор, 1990):
Экологические
группы
организмов
Биомасса, г/м3
Зима
Весна
Продуценты
2
100
Первичные
консументы
10
12
Вторичные
консументы
15
6
Объясните, почему в течение года пирамида «переворачивается».
Задание № 6
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 – 1.8 кг.
Количество особей подсчитайте суммарно за год с учетом
общей годовой продуктивности 40 тонн.
Задание № 7
Ниже приведены данные о количестве ДДТ,
заключенном в биомассе организмов, находящихся
на разных трофических уровнях пищевой цепи (в
единицах массы ДДТ на 1 млн. единиц биомассы):
вода (0,02) – кладофора (0,04) – карась (10) – щука (50)
– скопа (75).
В чем заключается эффект концентрации
ядохимикатов в пищевых
цепях? Рассчитайте кратность увеличения
концентрации на последовательных уровнях данной
пищевой цепи. На каком уровне ДДТ окажет
наиболее сильное влияние? Объясните, почему
гибель организмов (птиц, млекопитающих) от ДДТ
наблюдается в период нехватки корма?
Вопросы
Что такое сукцессия?
Какие типы сукцессий вы знаете?
Задание № 8
Определите тип сукцессии:
•Превращение заброшенных полей в дубравы
•Появление лишайников на остывшей
вулканической лаве
•Постепенное обрастание голой скалы
•Появление на песчаном грунте соснового леса
•Превращение гарей в еловые леса
•Постепенная смена вырубок лиственницей
•Превращение деградированных пастбищ в
березовый лес
Задание № 9
Используя данные табл.1, определите участие (в %)
различных типов экосистем Земли в формировании биомассы
и первичной продукции (ПП) биосферы континентов.
Таблица 1. Первичная продукция и растительная биомасса
некоторых экосистем Земли (Уиттекер, 1980)
6
Тип экосистемы
Площадь/10 ,
2
км
Мировая
9
ПП/10 ,
т/год
Глобальная
9
биомасса/10 ,
т
Тропический
дождевой лес
17
37,4
765
Экстремальные
пустыни, скалы,
пески и лед
24,0
0,07
0,5
Все континенты
149,0
115
1837
Сравните экосистемы
продуктивности.
по
ПП,
2
г/(м ×год)
Биомасса,
2
кг/м
показателям
%
ПП
% Био
массы
биомассы
и
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)
Задание № 10
Рассчитать для двух экосистем:
1. Pg/R, PN
2. На основании рассчитанных данных сделать вывод о
том, какая экосистема является климаксовой, а какая
развивающейся, указать тип сукцессии (гетеротрофный,
автотрофный) для развивающейся экосистемы.
Чистая
первичная
продукция,
г/(м2·год)
Расходы на
дыхание
растений,
г/(м2·год)
Энергия, потребляемая
консументами
(дыхание), г/(м2·год)
консументами
редуцентами
Дубово-сосновый
лес
1194
1450
80
580
Широколиственный
лес
1390
2110
1070
250
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
Энергетические изменения в экосистемах
во время сукцессии
1.
2.
3.
4.
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
Признаки
экосистемы
Развивающаяся стадия
Климаксная
(зрелая) стадия
Pg/R
>1<
~1
Pg/B
Высокое значение
Низкое значение
Высокое значение
Низкое значение
Низкое значение
Высокое значение
Урожай (PN)
B/Pg
Функционирование экосистем
Круговороты веществ:
Вода
Углерод
Кислород
Фосфор
Сера
Азот
Функционирование экосистем
• Круговорот воды в биосфере
Функционирование экосистем
• Круговорот азота
Функционирование экосистем
• Круговорот углерода
Функционирование экосистем
• Круговорот фосфора
Функционирование экосистем
• Круговорот кислорода
Функционирование экосистем
• Круговорот серы