Задачи на экологические пирамиды с решением 11 класс

Решение задач по экологии по теме «Экологическая пирамида. Трофические цепи»

Задачи на экологические пирамиды с решением 11 класс

Цель: Научиться рассчитывать соотношения между звенья­ми экологической пирамиды. Освоить правило экологической пирамиды. Научиться определять положение живых организ­мов в трофических цепях.

Теоретическое обоснование: Последовательность живых организмов, которую можно представить состоящей из зве­ньев — видов растений, животных, грибов и бактерий, связан­ных друг с другом отношениями «пища — потребитель», принято называть трофической цепью. Даже самая просто устроенная пищевая цепь имеет несколько трофических уров­ней.

Первый трофический уровень формируют зелёные рас­тения (продуценты); второй — животные, питающиеся рас­тениями (консументы первого порядка); третий — хищники, поедающие растительноядных животных (консументы второго порядка) и четвёртый — хищники, жертвами которых стано­вятся более мелкие хищники (консументы третьего порядка).

Редуценты — микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушаю­щие остатки мёртвых существ.

Правило экологической пирамиды — закономерность, согласно которой количество растительного вещества, служа­щего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу в 10 раз меньшую.

Примеры решения задач

При составлении пищевой цепи необходимо правильно рас­положить все звенья и показать стрелками, с какого уровня получена энергия.

Пример 1. В луговом сообществе обитают: гусеница, жаво­ронок, люцерна, коршун. Составьте пищевую цепь.

Ответ: сосна → гусеница → синица → коршун.

Пример 2. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, чтобы в море выросла одна особь калана (мор­ской выдры) массой 30 кг, если цепь питания имеет вид: фитопланктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, калан.

Из правила экологической пирамиды известно, что каждый последую­щий пищевой уровень имеет массу в 10 раз меньшую, чем предыдущий. Зная это, можно легко решить задачу.

Решение. Составим трофическую цепь, начиная от продуцентов: фито­планктон → нехищные рыбы → хищные рыбы → калан.

Зная, что масса калана составляет 30 кг, а это число должно быть в 10 раз меньше массы предыдущего звена трофической цепи, легко найдём массу предыдущего звена (хищная рыба): 30 х 10 = 300 (кг).

Соответственно масса нехищной рыбы составляет: 300 х 10 = 3000 (кг), масса фитопланк­тона составляет: 3000 х 10 = 30000 (кг).

Получаем ответ: для того чтобы в море вырос один калан массой 30 кг, необходимо 30000 кг фитопланктона.

Задачи

Вариант 1

1. Установите соответствие между организмом и трофическим уровнем экологической пирамиды, на котором он находится, и впишите в таблицу: растения, орёл-змееяд, лягушка, микроскопический гриб, жук.

Продуцент
Консумент 1 порядка
Консумент 2 порядка
Консумент 3 порядка
Редуцент

2. Определите массу компонентов цепи питания, если известно, что мас­са консумента третьего порядка составляет 8 кг

Компоненты цепи питанияОбщая масса
Фитопланктон
Мелкие ракообразные
Рыбы
Выдра8 кг

3. Используя правило экологической пирамиды, определите площадь (м2) соответствующего биогеоценоза, на которой может прокормиться волк мас­сой 55 кг (цепь питания: травянистые растения → парнокопытные → волк). Биомасса растительности леса составляет 2000 г/м2. Примите во вни­мание, что массовая часть воды в организме составляет 70% от общей массы.

4. Определите площадь акватории моря, которая нужна для пропитания дельфина-белобочки массой 60 кг (30% сухого вещества) в цепи питания: фитопланктон → рыба → дельфин. Производительность фитопланкто­на — 500 г/м2.

5. Биомасса сухого сена с 1м2 поля составляет 300 г. На основании пра­вила экологической пирамиды определите, сколько гектаров поля необхо­димо, чтобы прокормить одного школьника массой 50 кг (70% составляет вода), согласно пищевой цепи: трава → корова → человек.

Вариант 2

1. Установите соответствие между организмом и трофическим уровнем экологической пирамиды, на котором он находится, и впишите в таблицу: циклоп, фитопланктон, судак, карась, рак.

Продуцент
Консумент 1 порядка
Консумент 2 порядка
Консумент 3 порядка
Редуцент

2. Определите, какое количество сычей может прокормить цепь пита­ния, если известно, что общая масса продуцента составляет 8000 кг, а масса одного сыча — 0,2 кг.

Компоненты цепи питанияОбщая масса
Растения8000 кг
Насекомые
Мелкие птицы
Сыч Материал с сайта http://worldofschool.ru

3. Используя правило экологической пирамиды, определите, насколько увеличилась масса лисицы за неделю мышкования, если в течение недели она съела 200 полёвок и мышей (масса одного грызуна составляет прибли­зительно 10 г). Примите во внимание, что массовая доля воды в организме составляет 70% его общей массы.

4. Определите площадь акватории реки, которая необходима для про­питания судака массой 1 кг (30% сухого вещества) в цепи питания: фито­планктон → травоядная рыба → судак. Продуктивность фитопланкто­на — 700 г/м2.

5. Биомасса планктона составляет 500 г/м2 площади моря. Пользуясь правилом экологической пирамиды, определите, какая площадь моря может прокормить одного белого медведя массой 500 кг (70% составляет вода) согласно пищевой цепи: планктон → рыба → тюлень → белый медведь.

Дополнительное задание

Изначальная численность популяции оленя составляет 1000 особей. Оленями питаются волки. Выжившая к концу каждого года часть популя­ции оленей увеличивает свою численность на 40 %.

Начальная численность популяции волков составляет 10 особей, один волк потребляет по 30 оленей ежегодно, годовой прирост популяции волков составляет 10 %.

В отсутствие волков естественная смертность оленей от заболеваний составляет 30 %.

1. Рассчитайте, какой будет численность оленей через 3 года и 10 лет при полном отсутствии хищников. Отобразите изменения численности оленей в течение данного периода времени графически.

2. Рассчитайте, какой будет численность оленей через 3 года и 10 лет с учётом влияния волков.

На этой странице материал по темам:

Источник: http://WorldOfSchool.ru/biologiya/stati/ekologiya/troficheskaya/reshenie-zadach-po-ekologii-po-teme-ekologicheskaya-piramida.-troficheskie-cepi

Практическая работа №5 «Решение экологических задач»

Задачи на экологические пирамиды с решением 11 класс

Цель работы: систематизировать и обобщить знание по экологии, формировать умение анализировать, сравнять, обобщать, доказывать, делать выводы. Изучить способы решения простейших экологических задач.

Оборудование: тексты задач по экологии, инструктивная карточка к занятию.

Ход работы.

1. Теоретическая часть.

Сегодня мы рассмотрим решение экологических задач, для этого необходимо знать, что энергия, заключенная в пище, передается от первоначального источника через ряд организмов, такой ряд организмов называется цепью питания сообщества, а каждое звено данной цепи – трофическим уровнем.

Первый трофический уровень представлен автотрофами или продуцентами, например растениями, так как они производят первичную органику.

Живые организмы – гетеротрофы, которые питаются автотрофами (растительноядные) называются консументами первого порядка и находятся на втором трофическом уровне, на третьем уровне располагаются консументы второго порядка – это хищники, они питаются консументами первого порядка.

Цепь питания может включать консументов третьего, четвертого… порядка, но следует отметить, что более пяти трофических уровней в природе почти не встречается. Заканчивается цепь, как правило, редуцентами, это сапрофиты, разлагающие органику до простых неорганических веществ (грибы, бактерии, личинки некоторых насекомых).

Живые организмы, поедая представителей предыдущего уровня, получают запасенную в его клетках и тканях энергию.

Значительную часть этой энергии (до 90%) он расходует на движение, дыхание, нагревание тела и так далее и только 10% накапливает в своем теле виде белков (мышцы), жиров (жировая ткань). Таким образом, на следующий уровень передается только 10% энергии, накопленной предыдущим уровнем.

Именно поэтому пищевые цепи не могут быть очень длинными. При составлении пищевой цепи необходимо правильно расположить все звенья и показать стрелками с какого уровня была получена энергия.

2. Практическая часть.

Примеры решения задач.

Задача 1: В лесном сообществе обитают: гусеницы, синицы, сосны, коршуны.

Составьте пищевую цепь и назовите консумента второго порядка.

Ответ: сосна -> гусеница -> синица -> коршун.

Консумент второго порядка синица.

Рассмотрим еще один тип экологических задач.

Задача 2: На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, что бы в море вырос один дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, дельфин.

Экологические пирамиды, это один из способов изображения пищевых цепей. Так как продуцентов всегда больше, следовательно, первый уровень представляет более широкое основание, на последующих уровнях будет находиться все меньше и меньше организмов и поэтому изображение приобретает вид пирамиды. Зная это, можно легко решить задачу.

Решение: Дельфин, питаясь хищными рыбами, накопил в своем теле только 10% от общей массы пищи, зная, что он весит 300 кг, составим пропорцию.

300кг – 10%,

Х – 100%.

Найдем чему равен Х. Х=3000 кг. (хищные рыбы) Этот вес составляет только 10% от массы нехищных рыб, которой они питались. Снова составим пропорцию

3000кг – 10%

Х – 100%

Х=30 000 кг (масса нехищных рыб)

Сколько же им пришлось съесть планктона, для того чтобы иметь такой вес? Составим пропорцию

30 000кг.- 10%

Х =100%

Х = 300 000кг

Ответ: Для того что бы вырос дельфин массой 300 кг. необходимо 300 000кг планктона

Есть одна маленькая хитрость, которая может помочь упростить весь процесс, особенно тем, кто не очень дружен с математикой.

Если внимательно присмотреться к решению, то можно заметить, что в числе, обозначающем каждый новый результат, добавляется один нуль. То есть оно умножается на 10.

Если вам будет необходимо выполнить обратное действие (высчитать какую массу будет иметь дельфин, если в море обитает 300 000кг планктона), то необходимо каждый раз при переходе на следующий уровень убирать нуль.

Задачи для самостоятельного решения.

Задача 1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков -> мышь -> полевка -> хорек -> филин.

Задача 2.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> лягушки-> змеи-> орел.

Задача 3.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики -> насекомоядные птицы-> орел.

Задача 4. Какие из перечисленных организмов экосистемы тайги относят к продуцентам, первичным консументам, вторичным консументам: бактерии гниения, лось, ель, заяц, волк, лиственница, рысь? Составьте цепь питания из 4 или 5 звеньев.

Задача 5. Исправьте цепи питания:

а) трава → лягушка →кузнечик → уж→ сокол

б) бактерии →орехи → белка →куница

в) дерево→ дятел → личинки жуков короедов → бактерии

Какие из этих организмов являются консументами, продуцентами и редуцентами в цепях питания?

Задача 6. 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.

Задача 7.На территории площадью 100 км2 ежегодно производили частичную рубку леса. На момент организации на этой территории заповедника было отмечено 50 лосей. Через 5 лет численность лосей увеличилась до 650 голов. Еще через 10 лет количество лосей уменьшилось до 90 голов и стабилизировалось в последующие годы на уровне 80-110 голов.

Определите численность и плотность поголовья лосей:

а) на момент создания заповедника;

б) через 5 лет после создания заповедника;

в) через 15 лет после создания заповедника.

Вывод:

Источник: https://poisk-ru.ru/s39885t7.html

Методика решения задач по экологии по теме «Пищевые взаимоотношения организмов и экологические пирамиды»

Задачи на экологические пирамиды с решением 11 класс

Методика решения задач по экологии по теме «Пищевые взаимоотношения организмов и экологические пирамиды».

Экологическое образование представляет собой непрерывный процесс обучения, воспитания и развития личности, направленный на формирование системы научных, практических знаний и умений, ценностных ориентаций, поведения и деятельности, обеспечивающих ответственное отношение человека к окружающей среде и здоровью.

В свете концепции устойчивого развития экологическое образование приобретает роль системообразующего фактора общего образования, определяет его стратегические цели и ведущие направления.

Целью и ожидаемым результатом экологического образования школьников является экологическая культура личности ребенка, развитие ответственности человека в предупреждении и разрешении экологических проблем, поддержании устойчивого развития биосферы и общества.

Задача № 1.

Составить цепь питания и определить, сколько га смешанного леса потребуется, чтобы прокормить слона массой 2809 кг (их них 60% составляет вода).

Примечание: сухая биомасса смешанного леса с 1 кв. м составляет 400 г.

Решение. Задача № 1.

  1. Определить сухую массу слона:

2809 кг – 100%

х кг – 40%

х = .2809 • 40

100 = 1123,6 кг.

  1. Составляем цепь питания на основании правила экологической пирамиды:

зеленая масса-слон

11236 кг- 1123,6 кг

  1. Определяем площадь леса в га для прокорма слона.

С 1 га 0,4 . 10 000 кв. м = 4 000 кг/га.

Если 1 га дает прирост биомассы 4 000 кг, то для слона весом 1123,6 кг:

1 га – 4 000 кг

х – 11236 кг

х =11236*1 =2,809 га

4000

Ответ: 2,809 га.

Задача № 2.

Составить цепь питания и определить, сколько га луга потребуется, чтобы прокормить человека массой 54 кг (из них 63% составляет вода).

Примечание: сухая биомасса травы составляет с 1 кв. м луга 200 г.

РЕШЕНИЕ. Задача № 2.

  1. Определим сухой вес человека:

54 кг – 100%

Хкг-37% х= 19,98 кг.

трава – корова – человек

  1. На основании правила экологической пирамиды определяем, сколько необходимо травы, чтобы воспроизвести такую массу:

трава – корова – человек

1998 кг – 199,8 кг – 19,98 кг

  1. Если с 1 кв. м луга получаем 200 г сухой биомассы, то:

1 кв. м – 0,2 кг

х кв. м – 1998 кг х = 9980 кв. м, т. е. 0,999 га.

Ответ: 0,999 га.

Задача № 3.

Средняя масса толстолобика составляет 2,2 кг, из которых 64% приходится на воду. Сколько кг толстолобика можно получить из водоема площадью 8,5 га?

Примечание: 1 кв. м водоема дает сухой биомассы 1000 г.

РЕШЕНИЕ. Задача № 3.

  1. Определим сухой вес толстолобика:

2,2 кг – 100%

х кг – 36% х = 2,2•36:100 = 0,792 кг

  1. Определяем продуктивность водоема по первичной биомассе с 1 га:

1 кв. м – 1000 г

10 000 кв. м – х кг х = 10 000 кг.

  1. Продуктивность первичной биомассы с 8,5 га:

10 000 •8,5 = 85 000 кг.

  1. Цепь питания: водоросли – толстолобик

7,92 кг – 0,792 кг

85 000 кг – х кг

х = 85 000 • 0,792 : 7,92 = 8 500 кг

Ответ: 8 500 кг.

Задача № 4.

Товарная масса карпа в среднем равна 3 кг, из которых 60% приходится на воду. Сколько кг карпа можно получить в пруду для искусственного разведения рыб площадью 10 га?

Примечание: 1 кв. м водоема дает сухой биомассы 1000 г.

РЕШЕНИЕ. Задача № 4.

Зкг-100%

х кг – 40% х = 3 • 40 : 100 = 1,2кг.

водоросли – карп

12кг- 1,2 кг

  1. 1 кв. м водоема дает сухой биомассы 1000 г:

1кв.м- 1000 г

100 000 кв. м – х кг

х=100000•1 кг = 100 000 кг.

  1. Если с 10 га биологическая продуктивность составляет 100 000 кг, то можно получить карпа:

(100 000 кг : 12) • 1,2 = 9999,9999 = 10 000 кг.

Ответ: 10000 кг карпа.

Задача № 5.

В смешанном лесу 20% деревьев составляет хвойные породы, а остальные – широколиственные. С 1 кв. м площади леса средний прирост сухой биомассы хвойных составляет 17,236 кг и широколиственных – 45,2 кг за год. Определить продуктивность данного биоценоза в кг/га и кжд/га.

Примечание: 1 г сухого растительного вещества аккумулируете среднем 20 кдж.

РЕШЕНИЕ. Задача № 5.

  1. Биомасса суммарная с 1 га смешанного леса:

(17,236 • 2000 кв. м) + (45,2 • 8000 кв. м) = 396072 кг/га

1 га – 10 000 кв. м

20% – 2 000 кв. м – хвойные

80% – 8 000 кв. м – широколиственные.

  1. Количество энергии, заключенной в продуктивной:

1000 г • 396 072 кг/га • 20 кдж = 7 921 440 000 кдж/кг.

Ответ: 396 072 кг/га, 7 921 440 000 кдж/га.

Задача № 6.

1 кв. м площади горохового поля дает 443 г сухой биомассы гороха посевного и 456 г сухой биомассы сорных растений. Определить продуктивность ценного биоценоза в кг/га и кдж/ га.

Примечание: 1 г сухого растительного вещества аккумулирует в среднем 20 кдж.

Задача № 6.

  1. Суммарная биомасса с 1 кв. м:

443 г + 456 г = 899 г/кв. м.

899 • 10 000 кв. м = 8 990 000 г = 8 990 кг.

  1. Продуктивность энергии с 1 га:

8 990 000 г • 20 кдж = 179 800 000 кдж/га

Ответ: 8 990 кг/га, 179 800 000 кдж/га.

Задача № 7.

Продуктивность 1 га культурного биоценоза составляет 2-107 кдж. Определить, какого веса достигнет волк в цепи питания: растения-заяц-волк, если 60% массы волка приходится на воду.

Примечание: 1 г сухой биомассы животного составляет 20 кдж.

РЕШЕНИЕ. Задача № 7.

растения – заяц – волк

2•107 кдж – 2•106 кдж – 2•105 кдж

1000 кг 100 кг 10 кг (сухой биомассы)

0,001 – 20 кдж

х – 2•107 кдж

х= 0,001•2•107:20 = 1000

  1. Определим массу волка с учетом воды в организме:

10 кг – 40%

х кг – 60% х = 15 кг.

Ответ: масса волка: 10 кг + 15 кг = 25 кг.

Задача № 8.

В течение 1 года 1 га биоценоза поглощает 8.109 кдж солнечной энергии, из которых продуктивными являются лишь 3,2%. Определить количество хищных птиц со средним весом 5 кг на 10 га биоценоза в цепи питания: растения-насекомые- насекомоядные птицы-хищные птицы, если 60% массы хищных птиц приходится на воду.

Примечание: 1 гсухого растительного вещества аккумулирует в среднем 20 кдж.

РЕШЕНИЕ. Задача № 8.

  1. Определяем первичную продуктивность биоценоза за 1 год на 1 га:

8•109 кДж – 100%

Х кДж – 3,2%

х = 8 • 109 • 3,2: 100= 25,6 • 107 кДж

  1. Первичная продуктивность биоценоза на 10 га в биомассе:

в кдж: 25,6 • 107 • 10 га =2,56 • 109 кдж

в кг: 2,56 •109 : 20 кдж = 1,28 • 108 г = 128 000 кг.

растения- насекомые- насекомоядные птицы -хищные птицы

128 000 кг 12 800 кг 1280 кг 128 кг

  1. Определяем сухой вес хищных птиц:

5 кг – 100%

х кг – 40% х =5•40:100 = 2 кг.

  1. Определяем количество хищных птиц на 10 га биоценоза: 128 кг : 2 кг = 64

Ответ: 64 хищных птицы на 10 га биоценоза.

Задача № 9.

Построить цепь питания для рыжей лисицы и определить, какое количество га смешанного леса необходимо для того, чтобы лисица достигла веса в 4 кг, из которых 60% приходится на воду.

Примечание: первичная продуктивность смешанного леса, луга составляет 500 г сухого вещества с 1 кв. м в год.

РЕШЕНИЕ. Задача № 9.

  1. Определяем сухую биомассу лисицы:

4 кг – 100%

х кг – 40%

х = 40•4:100 = 1,6 кг

  1. Определяем продуктивность 1 га леса (поля):

1 кв. м – 500 г

10 000 кв. м-хг

х = 10 000 •500 = 5000 кг.

растения – зайцы (мыши) – лисицы

160 кг 16 кг 1,6 кг

  1. Определяем площадь (в га), необходимую для того, чтобы лисица достигла веса 1,6 кг:

1 га – 5000 кг

х га – 160 кг

х = 160:5000 = 0,032 га.

Ответ: 0,032 га.

Задача № 10.

В течение года 1 га кукурузного поля поглощает 76 650 000 кдж, из которых только 2,3% аккумулируется в виде прироста сухого вещества. Составить цепь питания и определить, сколько га такого поля потребуется человеку для прокормления в течение года, если в сутки человеку необходимо примерно 10 000 кдж.

Примечание: 1 г вещества содержит 20 кдж.

РЕШЕНИЕ. Задача № 10.

  1. Определяем, сколько кдж энергии аккумулируется в виде сухого вещества на 1 га:

76 650 000 кдж – 100%

х кдж – 2,3%

х = 1 762 950 кдж (или 88,147 кг)

0,001-20

х-11625 950 х = 88,147

  1. Определяем, сколько кдж энергии потребляет человек за год:

10 000 кдж • 365 дней = 3 650 000 кдж (или 173,8 кг).

  1. Составляем цепь питания от сочной массы кукурузы (2/3):

кукуруза (сочная масса) – корова – человек

88,147•2/3 = 58,98 кг 5,90 кг 0,59кг

  1. Всего 1 га поля дает за 1 год:

88,147кг – 58,98 кг = 29,167 кг зерна и 5,9 кг мяса

Итого: 29,167 + 5,9 = 35,07 кг.

  1. Необходимая площадь кукурузного поля в га для прокорма человека за 1 год:

173,8- годовая потребность человека

Ответ: 4,95 га.

Источник: https://infourok.ru/metodika-resheniya-zadach-po-ekologii-po-teme-pischevie-vzaimootnosheniya-organizmov-i-ekologicheskie-piramidi-2041555.html

Расчетные задачи по экологии

Задачи на экологические пирамиды с решением 11 класс

ВАРИАНТ 1

1 уровень на «3» – Какое количество планктона (в кг) необходимо, чтобы в водоёме выросла щука массой 8 кг?

2 уровень на «4» – Вес каждого из двух новорожденных детенышей летучей мыши составляет 1 г. За месяц выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г. Какую массу насекомых должна потребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющаяся за счет истребления самкой растительноядных насекомых?

3 уровень на «5» – 2 площади экосистемы дает 800 г сухой биомассы за год. Построить цепь питания (4 трофических уровня) и определить, сколько гектаров необходимо, чтобы прокормить человека массой 70 кг (из них 63% составляет вода).

ВАРИАНТ 2

1 уровень на «3» – На основании правила экологической пирамиды определите, сколько необходимо планктона ( водорослей и бактерий), чтобы в Черном море вырос и мог обитать один дельфин массой 300 кг. (дельфин в цепи четвертый)

2 уровень на «4» – Если предположить, что волчонок с месячного возраста, имея массу 1 кг, питался исключительно зайцами (средняя масса 2 кг), то подсчитайте, какое количество зайцев съел волк для достижения им массы в 40 кг и какое количество растений (в кг) съели эти зайцы.

3 уровень на «5» – Пользуясь правилом экологической пирамиды, определите, какая площадь (в гектарах) соответствующей экосистемы может прокормить одну особь последнего звена в цепи питания: планктон→мелкая рыба→щука (300 кг). Сухая биомасса планктона с 1м2 моря составляет 600г. Из указанной в скобках массы 60 % составляет вода.

ВАРИАНТ 1

1 уровень на «3» – Какое количество планктона (в кг) необходимо, чтобы в водоёме выросла щука массой 8 кг?

2 уровень на «4» – Вес каждого из двух новорожденных детенышей летучей мыши составляет 1 г. За месяц выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г. Какую массу насекомых должна потребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющаяся за счет истребления самкой растительноядных насекомых?

3 уровень на «5» – 2 площади экосистемы дает 800 г сухой биомассы за год. Построить цепь питания (4 трофических уровня) и определить, сколько гектаров необходимо, чтобы прокормить человека массой 70 кг (из них 63% составляет вода).

ОТВЕТЫ

1 ВАРИАНТ

1 уровень: цепь: планктон – рыба – щука. Ответ: 800 кг

(8х10)х10 8х10 8

2 уровень: цепь: растение – насекомое – мышь

(7х10)х10 7х10 7

2 детеныша х (4,5 – 1) = 7 г.

Ответ: летучая мышь должна потребить 70г насекомых, что сохранит 700г растений.

3 уровень:

Определяем процент органического вещества в теле человека: 70 кг • 0,37 = 25,9 кг (26)
Определяем количество биомассы в первом звене цепи питания:
растения→консументы →консументы → человек.

 
26000 кг 2600 кг 260 кг 26 кг
Определяем, сколько гектаров экосистемы могут прокормить человека на протяжении года: 1 м2 – 0,8 кг
х – 26000 кг х = 26000/0,8 =32500 м2 =3,25 га
Ответ.

Необходимо 3,25 га. 

ОТВЕТЫ

2 ВАРИАНТ

1 уровень: цепь: планктон – рыба – рыба – дельфин. Ответ: 300000 кг = 30т

30000х10 3000 х10 300х10 300

2 уровень:

Масса волка = 40 – 1 = 39 кг

цепь: растение – заяц – волк

390х10 39х10 39

1 заяц – 2кг, а 390 кг зайцев – это 195 штук

Ответ: волк съел 195 зайцев, которые съели 3900 кг растений.

3 уровень
Определяем сухую массу тела щуки:
х = 10 • 0,4 =4 кг
Пользуясь правилом экологической пирамиды, определяем массу планктона: Планктон→мелкие рыбы→щука400 кг 40 кг 4 кг
Площадь водоема, которая может прокормить 1 щуку: х=400/0,6 =666,6 м2 
Ответ. Необходимо = 0,07га водоема

Задача повышенной сложности.

Вычислить возможность существования в озере Лох-Несс плезиозавра, причем не одного, а целой семьи, так как для сохранения вида необходима репродукция.

Допустим, что общая масса семьи плезиозавров-100 тонн (5-7 особей, 40% сухое вещество). Общая площадь озера Лох-Несс- (57000 км2). Цепь питания: фитопланктон –рыбы – семья плезиозавров. Вычислим, какая площадь акватории озера необходима, чтоб прокормить этих животных, когда известно, что биомасса фитопланктона – 500г/м2 сухой массы.

Решение:

По правилу экологической пирамиды для семьи динозавров необходимо в 10 раз больше биомассы, чем их собственная масса (сухая масса пресмыкающихся – 40 тонн), а именно 400 тонн рыбы, а для рыбы, в свою очередь, необходимо 

4000 тонн фитопланктона. Площадь, которую занимает количество продуцентов: 4 000 000 000 г (4 тонны): 500 г/м2 = 8 000 000 м (8000 км)

Ответ:

Площадь озера Лох-Несс (57000 км2) хватит, чтобы прокормить семью плезиозавров общей массой 100 тонн. Значит, теоретически существование динозавров в этом озере возможно. 

Источник: https://xn--j1ahfl.xn--p1ai/library/raschetnie_zadachi_po_ekologii_043226.html

Решение экологических задач

Задачи на экологические пирамиды с решением 11 класс

Задача1.Постройте пищевую цепь экосистемы леса,в которой продуцентами являютсядревес­ные растения, а консументомвысшего порядка — ястреб.

Решение.

Посколькурастения — это продуценты, в пищевойцепи они займут первую позицию:

растение→

Ихтканями могут питаться многие насекомые,например тля, которая сосет флоэмныйсок. Тля будет являться консументом1-го порядка:

растение→тля →

Какизвестно, тлю истребляют божьи коровки,которых применяют даже в садах и наполях вместо ядохимикатов:

растение→тля → божья коровка →

Божьимикоровками могут питаться немногие птицыиз-за их предупреждающей окраски, однакок таковым относятся и скворцы:

растение→ тля →божья коровка→ скворец →

Скворецвполне может стать добычей ястреба,который и завершит данную пищевую цепь,будучи консументом 4-го порядка:

растение→ тля → божья коровка → скворец →ястреб.

Ответ:растение → тля → божья коровка → скворец→ ястреб.

Задача2.В упрощенной экосистеме африканскойсаванны имеется четыре компонента:растения (акации), травоядные (антилопы),хищники (гепарды) и падалыцики (гиены).Какие организмы занимают в этой экосистемевторой трофический уровень?

Решение.

Посколькупродуцентами являются только акации,а все остальные — консументами, расте­нияоказываются в начале пищевой цепи:

акации→

Антилопыотносятся к травоядным, гепарды — кхищникам, а гиены — к падалыцикам.Сле­довательно, пищевая цепь приобретаетвид:

акации→антилопы → гепарды → гиены.

Изэтой пищевой цепи видно, что именноантилопы занимают второй трофическийуровень. Ответ:антилопы.

Задача3.Какое количество чаек может прокормитьсяна участке акватории моря, на которомв год образуется 1200 кг сухой массыфитопланктона? Масса чайки составляет1 кг (сухое веще­ство — 40%), чайкапитается рыбой, а рыба — фитопланктоном.При решении задачи следует учитыватьправило экологической пирамиды.

Решение.

Преждевсего, исходя из данных задачи, следуетсоставить пищевую сеть:

фитопланктон→ рыба → чайка.

Изэтой цепи следует, что пирамида биомассбудет трехуровневой, и, согласно правилу10 %, или правилу экологической пирамиды,биомассы чайки будет в 100 раз меньшебиомассы фито­планктона:

чайка— 1 %;

рыба— 10%;

фитопланктон— 100%.

Помняо том, что в основу пирамиды биомассположена масса сухого вещества,рассчитываем массу сухого веществачайки:

m(сух. чайки) = m(сыр. чайки) • 40% / 100% = 1 • 0,4 = 0,4 кг.

Определяем,какое количество сухого веществафитопланктона требуется для пропитанияод­ной чайке:

m(сух. фитопланктона) = m(сух. чайки) • 100 = 0,4 •100 = 40 кг.

И,наконец, вычисляем, какое количествочаек может прокормиться на даннойакватории:

m(чаек) = m(общ. сух. фитопланктона) /т (сух. фитопланктона)=1200 / 40 = 30 (чаек)

Ответ:30 чаек.

Задача4.Средняя масса годовалой рыжей лисицы— 20,5 кг. Предположим, что с одномесячноговозраста, когда масса лисенка составляла500 г, он перешел на питание исключительнокуропат­ками (средняя масса — 800 г).

Какое количество куропаток понадобилосьему съесть для достиже­ния массыгодовалой лисы? Какой прирост биомассыпродуцентов понадобился для этого?Какая площадь (в га) достаточна дляпропитания одной лисицы, если продуктивностьрастительной био­массы составляет 2т/га?

Решение.

Составимцепь питания данной территории, учитываято, что куропатки являются преимуще­ственнорастительноядными:

растение→ куропатка → лиса.

Подсчитаем,какую массу лисенок набрал в течениегода, питаясь куропатками:

∆m(лисы) = 20,5 кг — 0,5 кг = 20 кг.

Согласноправилу экологической пирамиды, длянабора такой массы ему потребовалосьсъесть в 10 раз больше куропаток:

m(куропаток)= ∆m(лисы) • 10 = 20 • 10 = 200 кг.

n(куропаток)=m(куропаток)/m(куропатки)=200 кг / 0,8 кг = 250 (куропаток).

Теперьопределим, согласно правилу экологическойпирамиды, какая биомасса продуцентовпотребовалась для прокорма 200 кгкуропаток:

m(продуцентов) =m(куропаток)• 10 = 200 кг • 10 = 2000 кг.

Вычислимплощадь, необходимую для пропитаниякуропаток и лисы, учитывая продуктив­ностьданной экосистемы (2000 кг/га):

S= т (продуцентов)/продуктивность= 2000 кг / 2000 кг/га = 1 га.

Ответ:для пропитания одной лисы необходимо250 куропаток, которые потребляют 2000 кграстительной биомассы. Для пропитанияодной лисы достаточно 1 га территории.

7.3.Разнообразие экосистем (биогеоценозов).Саморазвитие и смена экосистем. Выявлениепричин устойчивости и смены экосистем.Стадии развития экосистемы. Сукцессия.Изменения в экосистемах под влияниемдеятельности человека. Агроэкосистемы,основные отличия от природных экосистем.

Разнообразиеэкосистем (биогеоценозов)

Биомы

Кажущеесябесконечным многообразие биогеоценозовнашей планеты, опираясь на немногиеэкологические критерии, можно свестик нескольким основным типам, приуроченнымк опреде­ленным ландшафтно-климатическимзонам.

Эти определенные совокупностиразличных групп организмов и среды ихобитания называютсябиомами.

Особенности среды обитания, наклады­вающиеотпечаток на характер процессов,происходящих в биогеоценозе, а такжеего видовую и пространственную структуру,позволяют отнести биомы кназемным (сухопутным)иливодным.

Основныеназемные экосистемы

Воснове классификации наземных экосистем,в первую очередь, лежит тип растительногопокрова данного участка суши, чтопозволяет выделять пустынные, травянистыеи лесные био­геоценозы.

Пустынныеэкосистемы, в свою очередь, подразделяютна тропические, умеренных широт ихолодные, травянистые — на саванны,прерии, степи и тундры, а лесные — навлажные тропические леса, листопадныелеса умеренных широт и др.

Пустыни.Кпустынямотносят территории, на которых уровеньосадков не превышает 250 мм в год, аиспарение влаги намного больше количествавыпавших осадков. Эти экосистемыпокры­вают около 30% поверхности сушипрактически во всех широтах Земли,начиная с тропических Атакамы и ЮжнойСахары, и заканчивая ледяными пустынямиАнтарктиды.

Чрезвычайносложные условия обитания в пустыняхобусловливают скудость и изреженностьрастительного покрова, что, в своюочередь, является причиной крайне низкойпродуктивности данных экосистем испособствует формированию в них короткихпищевых цепей. Так, в пусты­нях СевернойАмерики доминируют кактусы, а консументамивысшего порядка являются койоты иястребы.

Хрупкостьжизни в пустынях заставляет уделятьособое внимание их охране, посколькувыпас скота и движение автотранспортныхсредств вне дорог приводит к серьезнымнарушениям этих экосистем.

Экосистемы,где преобладающим является травянойпокров, характерны для районов, в кото­рыхвыпадает большее количество осадков,и влага частично задерживается в почве.Они распола­гаются преимущественнов тропическом, умеренном и субарктическомпоясах планеты.

Тропическиетравянистые экосистемы,илисаванны,образуют широкие полосы по обе сторо­ныэкватора. В этих регионах средниетемпературы достаточно высоки, а осадкивыпадают в ос­новном весной или летом,тогда как в остальное время они отсутствуют(сухой сезон).

Помимо зла­ков и другихтравянистых растений, в саваннах могутвстречаться также редкостоящие деревья,например, баобабы и зонтичные акации.

Животный мир тропических травянистыхэкосистем, представленный слонами,носорогами, жирафами, антилопами, львами,различными грызунами, зайцеобразными,множеством птиц и др., в зимнее времяобогащается за счет птиц, мигрирую­щихиз Евразии.

Однако несмотря на то, чтопродуктивность саванн и их видовоеразнообразиепревышает таковую пустынь,и они должны быть более устойчивыми,саванны не меньше страда­ют от действияантропогенного фактора, например отперевыпаса скота и пожаров.

Травянистыеэкосистемы умеренных широтзанимают большей частью внутренниерайоны материков. В Евразии они называютсястепями,в Северной Америке —прериями,в Южной — пампойильянос,в Южной Африке —вельдами.

Несмотря на почти постоянно дующиеветры, способствующие испарению влаги,часть ее все же задерживается в почвеблагодаря плотному растительномупокрову. Во флоре этих экосистемдостаточно широко представлены злаки,такие как пампасная трава, ковыли и др.Ранее в них встречались и крупныемлекопитающие, напри­мер бизоны, туры,сайгаки, куланы и др.

Однако хищническоеистребление данных животных, а позднее— распашка прерий и степей привели кдеградации биогеоценозов с последующейэро­зией почв и пыльными бурями.

Вэтих же широтах, на территориях с лучшимвлагообеспечением, чаще в поймах рек,в хол­мистой местности и на лесныхполянах, встречается другой типтравянистых экосистем —луга. Ихрастительный покров отличается изобилиеммноголетних трав, главным образом злакови осок.

Полярныетравянистые экосистемы,илитундры,располо­жены в субарктическом поясе.Большую часть года они покрыты снегоми льдом, хотя осадков в этих районахнемного, и выпада­ют они в основном ввиде снега.

Зимы в тундре продолжительныеи суровые, поскольку эффект низкихтемператур усугубляется почти постояннодующими штормовыми ветрами. Почвенныйслой тундры скован вечной мерзлотой, идаже летом почва от­таивает максимумна 1 м, но при этом остается перенасыщеннойвлагой.

Растительный покров здесьобразуют главным образом мхи и лишайники,а также верески, линнея северная (рис.7.5) и др., хотя встречаются и стелющиесядревесные растения, например карликовыеивы и березы.

Животный мир тундр такженебогат, он представлен белыми медведями,песцами, росомахами, северными оленями,леммингами, прилетающими на летополярными гусями, гагарами, помор­никамии др. Обильны здесь и кровососущиенасекомые — мошки, мокрецы, комары.

Бедностьвидового состава, низкие темпы приростарастительности, медленное разложениеор­ганических веществ, малая мощностьпочвы или полное ее отсутствие на частитерритории ставят под угрозу дальнейшеесуществование экосистем вследствиеинтенсивной эксплуатации природ­ныхресурсов (добычи нефти и газа) в этихрайонах.

Лесныеэкосистемы, в которых доминируютдревесные растения, встречаются врайонах зем­ного шара с более илименее стабильными погодными условиямии почти равномерным выпаде­ниемосадков в течение года.

Влажныетропические лесашироко распространены в приэкваториальныхрайонах, характе­ризующихся болееили менее стабильными, умеренно высокимисреднегодовыми температурами, а такжезначительным количеством осадков,которые и обусловливают влажностьвоздуха, доходя­щую до 100%. Типичнымдля влажных лесов является преобладаниекрупных вечнозеленых дере­вьев, тогдакак ярус трав из-за высокой степенисомкнутости крон здесь практически невыражен.

Несмотряна очень высокую продуктивность такихэкосистем, формирование плодородногослоя почвы в них сильно затрудненовследствие чрезвычайно быстройпереработки растительного опада идругих органических остатков бактериямии грибами, а также сравнительно легкоговы­мывания ливнями биогенных элементов,особенно на нарушенных территориях.

Биоценозвлажного тропического леса характеризуетсясамым высоким среди наземных био­геоценозовразнообразием крайне специализированныхвидов растений и животных, каждый изкоторых занимает строго определенноеместо в трофических сетях.

Вместе с темнарушение равно­весия в экосистемевлажного тропического леса вследствиевырубки, прокладки дорог и т. д. при­водитк необратимым процессам.

Данный типбиогеоценозов тем более нуждается втщательной охране, потому что, например,амазонская сельва является одним изважнейших источников кислорода напланете.

Листопадныелесаумеренных широт формируют растительныйпокров в районах с хорошо вы­раженнойсезонностью и равномерными в течениевсего года осадками.

Несмотря на то, чтолето здесь достаточно продолжительно,а зима не слишком сурова, климат в этихширотах скорее про­хладный или умеренножаркий.

Значительное видовое разнообразиерастительного и животного мира влистопадных лесах обусловливаетсложность цепей питания и устойчивостьбиогеоценоза в целом, что, в свою очередь,способствует их быстрому восстановлениюв случае различных ан­тропогенныхнарушений.

Северныехвойные,илибореальные леса(тайга),характерны для более южных районовсу­барктического пояса, чем тундры.

Лето здесь относительно короткое ипрохладное, тогда как зимы продолжительныи достаточно суровы, а количество осадковв течение года невелико (250-500 мм в год).

По сравнению с остальными леснымиэкосистемами, тайга относится к наименеенарушенным биогеоценозам, несмотря наинтенсивную рубку, сбор грибов и ягод,а также промысел пушнины.

Нарядус широтной, на Земле выражена и высотнаязональность, которая обусловлена нетоль­ко и не столько интенсивностьюсолнечного излучения, сколько угломпадения солнечных лучей, перепадамитемператур, влагообеспеченностью идругими факторами. Поэтому здесьвстречаются и лесные, и луговые, ипустынные экосистемы. Характерными длягор являются такие виды жи­вотных ирастений, как, например, эдельвейс,фиалка галмейная, муфлон, снежный барси др.

Источник: https://studfile.net/preview/1714310/page:6/

ПраваРешения
Добавить комментарий