Арктическая экосистема

Кафедра БЖД и экологии

Б2.Б4 ЭКОЛОГИЯ

Методические указания

для проведения практических занятий и лабораторных работ

студентами заочного отделения

Направление подготовки бакалавра

250100 Лесное дело

профиль Лесное хозяйство

Уфа 2012

УДК 574:378.147

ББК 20.1:74.58

Л 47

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета

землеустройства и лесного хозяйства (протокол № 7 от 28 мая 2012 г.)

Составитель: доцент, к.б.н. Леонтьева Т.Л.

Рецензент: профессор., д.с.-х..н. Коновалов В.Ф.

Ответственная за выпуск:заведующая кафедрой БЖД и экологии,

К.б.н. Латыпова Г.Ф.

Оглавление

Практические занятия:

Экосистема. Трофические цепи и экологические пирамиды

(Решение задач)………………………………..………………….….……….. 3

2. Охрана природы……………………………………………….…..…….…….6

Лабораторные работы:

1. Изучение влияния абиотических факторов на прорастание семян……..… 9

2. Расчет количества антропогенных загрязнений, попадающих

в окружающую среду в результате работы автотранспорта ……..…….…..13

Библиографический список……………………………….………………...…..16

Уфа: БГАУ, кафедра БЖД и экологии

Практическое занятие № 1

Тема: Экосистема. Трофические цепи и экологические пирамиды (Решение задач)

Цель:Изучить процесс передачи энергии в экосистеме и параметры, определяющие продуктивность трофических уровней.

Вопросы для самостоятельного изучения

1) Трофическая структура экосистемы (продуценты, консументы, редуценты, их роль в экосистеме).

2) Цепь питания, сеть питания, трофический уровень.

3) Что отражают правила экологических пирамид?

Теоретическое введение

Отношения величин потока энергии в разных точках пищевой цепи, выраженные в %, называют экологической эффективностью. Различают:

1) эффективность трофического уровняпоказывающая, какой % составляет ассимиляция или продукция энергия данного трофического уровня от соответствующих показателей предыдущего (разные авторы используют разные варианты). В среднем она составляет около 10%.

2) эффективность потребленияили использования. Она показывает, какая часть продукции предыдущего трофического уровня съедается организмами данного уровня (остальное достается редуцентам). Например, в лесах травоядные потребляют около 5% продукции растений, в степи – 25%, а в водных экосистемах – до 50%.

3) эффективность ассимиляциит.е. эффективность усвоения пищи. Для 1-ого трофического уровня - это эффективность фотосинтеза,т.е. доля солнечной энергии, превращенная в валовую первичную продукцию. В среднем растения в процессе фотосинтеза связывают всего около 1% поступающей световой энергии. Она велика у быстро растущих 1-летних трав (0,7-0,85), но мала во влажном тропическом лесу (0,2-0,3). В длинные летние дни на Севере до 10% дневного поступления солнечной энергии растения превращают в химическую, однако зимой фотосинтез в этих районах прекращается. Эффективность ассимиляции у фитофагов и детритофагов составляет обычно 20-50%. Семена и плоды могут быть ассимилированы на 60-70%, листья – на 50%, древесина – на 15%, т.к. клетчатка и лигнин плохо перевариваются и уходят в навоз. У питающихся более калорийной пищей хищников ассимилируется до 80% пищи.

4) эффективность продуцирования,т.е. доля ассимилированной энергии, которая идет на создание новой биомассы. У беспозвоночных она в целом высокая –30-40%, у рыб, земноводных и пресмыкающихся, не поддерживающих постоянную температуру тела она около10%, а у теплокровных всего 1-2%, у мелких – еще ниже.

Задания

Задание 1 Постройте схему всех пищевых цепей (пищевую сеть) для луговой экосистемы. Обозначьте трофические уровни и постройте соответствующую пирамиду чисел.

Луговая экосистема

Растения, 3500 единиц;

улитки, 50 единиц - питаются растениями;

бабочки, 100 единиц - питаются растительной пищей;

мухи, 200 единиц - растительноядные;

стрекозы, 20 единиц - охотятся на бабочек и мух;

жабы,.5 единиц - поедают мух;

ящерицы 5 единиц - поедает стрекоз, улиток и мух;

барсук, 1 ед. - питается жабами и ящерицами, улитками.

Запишите правило пирамиды чисел, которое гласит: с повышением трофического уровня число особей на них убывает. Это правило хорошо соблюдается в пастбищных экосистемах, но не применимо в лесах, когда на одном дереве питаются тысячи гусениц. Но здесь можно применить правило пирамиды биомасс, гласящее, что биомасса в последовательности трофических уровней убывает.

Задание 2 Постройте пищевую сеть для арктической экосистемы. Обозначьте трофические уровни и постройте пирамиду чисел. Ответьте на вопрос, соблюдается ли в данной экосистеме вышеприведенные правила (биомассу компонентов оцените на глаз).

Арктическая экосистема

Фитопланктон (микроскопические водоросли), 9000 единиц;

зоопланктон, 4000 единиц - питается водорослями;

мелкая рыба, 400 единиц - питается зоопланктоном;

хищная рыба, 20 единиц - питается мелкой рыбой;

моллюски, 100 единиц - фильтруют фитопланктон;

моржи, 2 единицы - поедают моллюсков;

тюлени, 2 единицы - питаются мелкой рыбой;

белый медведь, 1 единица - питается хищной рыбой, может съесть моржа или тюленя.

В водных экосистемах пирамиды биомасс часто оказываются перевернутыми, так как накопление биомассы идет на уровне долго живущих хищников. Фитопланктон живет очень недолго, но быстро размножается и успевает дать много поколений за то время, пока у рыб пройдет только одно. Универсальным (т.е. оно соблюдается в любых экосистемах) является только правило пирамиды энергии, гласящее, что с повышением трофического уровня количество энергии на нем уменьшается.

Задание 3Решите предложенные задачи

1) Рассчитайте долю энергии, поступившей на 4-й трофический уровень, если общее количество энергии на первом уровне составило 1000 единиц, а передача энергии на каждый следующий – 10%.

2) Чистая продуктивность луговой растительности составляет 1 г/м² в сутки. Сколько сена заготовит крестьянин с площади 1 га при втором укосе, если первый производился месяц тому назад?

3) Один гектар леса производит в среднем 10 т сухого органического вещества в год, из них 6 т древесины и 4 т листьев. При сгорании этой древесины высвобождается 45 млн. ккал. Какова эффективность фотосинтеза, если полученная солнечная энергия равна 9 млрд. ккал/га?

4) На постоянно используемом пастбище фотосинтез равен 20 000 ккал/м² в день. Скот использует 2 000 ккал, а человек – всего 80 ккал. Определите экологическую эффективность передачи энергии между трофическими уровнями и долю энергии, усвоенной при фотосинтезе, которую использует человек.

5) Сравните по таблице 1 ежегодный прирост зеленой массы и запасы мертвых растительных остатков в разных экосистемах. Определите, в каких экосистемах круговорот веществ интенсивнее.

Таблица 1

Прирост и разложение растительных остатков в разных экосистемах

6) В степном заповеднике на участке, полностью огражденном от травоядных млекопитающих, урожай трав составил 5,2 ц/га, а на умеренно выпасаемом участке – 5,9. Почему устранение консументов понизило продукцию растений?

7) Эффективность переноса энергии от лося к волку составляет 1%, а от дафнии к гидре - 10%. Почему у первой пары она ниже?

Контрольные вопросы

1) Возможно ли существование экосистемы без продуцентов?

2) Какова основная роль консументов в экосистеме? Возможен ли вариант функционирования экосистемы без консументов?

3) Что такое трофический уровень? Как изменяется энергия при переходе от одного уровня к другому?

4) Может ли один и тот же организм занимать смежные трофические уровни? Приведите примеры.

5) С чем связано правило убывания числа организмов на каждом следующем уровне в цепи питания? Встречаются ли нарушения этого правила?

6) Что такое продуктивность? Чем отличаются валовая, чистая, первичная и вторичная продуктивности?

Практическое занятие № 2

Тема: ОХРАНА ПРИРОДЫ

Цель:Ознакомление с основными уровнями и методами охраны природы, Красной книгой республики Башкортостан, важнейшими охраняемыми видами, причинами снижения их численности и мерами охраны.

Поиск по сайту: