Задачі на правило екологічної піраміди

Приклад. Складіть ланцюг живлення. Визначте, скільки гектарів луки потрібно, щоб прогодувати людину масою 58 кг? (із них 66% становить вода). Суха біомаса трави з 1м² луки становить 200г за рік.

Розв’язання.

1. Визначаємо суху масу тіла людини: 58*(1-0,66) = 19,72 (кг).

2. Складаємо ланцюг живлення: трава – корова – людина.

3. На підставі правила екологічної піраміди визначаємо, скільки необхідно трави, щоб відтворити таку масу:

трава - корова - людина:

1972 кг - 197,2 кг - 19,72 кг.

4. У додатку 2 знаходимо, що суха біомаса трави з 1 м² луки становить 200 г за рік. Отже: 1972 кг: 0,2 кг/ м² = 9860 м² = 0,986 га.

Відповідь. Необхідно 0,986 га луки.

Приклад Протягом одного року 1 га кукурудзяного поля поглинає 76 650МДж, з яких тільки 2,3%акумулюється у вигляді приросту сухої речовини. Складіть ланцюг живлення і визначте, скільки гектарів такого поля потрібно, щоб прогодувати людину протягом року. Якщо за добу людині необхідно приблизно 10мДж?

Розв’язання.

1. Знаходимо, яка кількість енергії акумулюється 1 га кукурудзяного поля у вигляді приросту сухої речовини: 76650 МДж*0,023 = 1762,950 МДж.

2. Визначаємо, скільки енергії необхідно людині протягом року:

10 МДж*365 = 3650 МДж.

3. Складаємо ланцюг живлення: кукурудза – корова – людина.

4. На підставі правила екологічної піраміди визначаємо, яка кількість енергії має акумулюватись на рівні продуцентів (кукурудзяне поле), щоб забезпечити людину енергією (3650 МДж) протягом року. Отже:

3,65*10⁵ Мдж - 3,65*10⁴ Мдж - 3,65*10³ Мдж

кукурудза - корова - людина

5. Знаючи кількість енергії, яка акумулюється 1 га кукурудзяного поля (1761,95 МДж), визначаємо площу, необхідну для прогодування людини протягом року. Отже: 3,65*10⁵ Мдж: 1762,95 МДж/га = 207 га.

Відповідь. Необхідно 207 га кукурудзяного поля.

Приклад. 1 га лісу сонячного дня поглинає з повітря 220-280 кг вуглекислого газу і виділяє 180-220 кг кисню, а похмурого дня – 3/5 цієї кількості. Визначте, яку кількість цих газів поглинають і виділяють ліси нашої країни протягом одного року за умови, що похмурі і сонячні дні бувають однаково часто, а процес фотосинтезу активно відбувається протягом 4,5 місяців (площа лісів України становить ).

Розв’язання. 1 га лісу протягом сонячного дня поглинає в середньому 250 кг CO₂ і виділяє в середньому 200 кг O₂, похмурого – поглинає в середньому 150 кг CO₂ і виділяє 120 кг О₂. Ці середні цифри слід помножити на кількість похмурих і сонячних днів протягом 4,5 місяців і на загальну площу лісів, а потім скласти. Поглинається CO₂ 2122400000 , виділяється О₂ 16979520000 т.

Практичні завдання та вправи

1. Визначіть критерії, за якими угрупування можна назвати біоценозом.

2. Розкрийте зміст поняття "екотон".

3. На рис. 2 схематично показані напрямки головних взаємодій компонентів лісу, які включають в себе всю рослинність (водорості, мохи, лишайники, голонасінні , покритонасінні), тваринний світ, який населяє ліс (ссавці, птахи і інші хребетні, комахи, черви, молюски та інші безхребетні), ґрунти і підґрунтові смуги гірських порід на цій глибині і атмосферу на цій висоті, на якій відбувається взаємний вплив їх на інші компоненти лісу. Мікроорганізми (бактерії, гриби, актиноміцети, інфузорії, амеби та ін.) виділено як основний компонент лісу -мікробоценоз.

а) Уважно розгляньте схему і доведіть, як взаємодіють і взаємопов'язані ці

п 'ять компонентів лісу.

б) Наведіть приклади, як залежить дерево стан і інша рослинність від стану ґрунтів, атмосфери, тваринного світу і мікро організмів.

в) Як впливає опад і лісова підстилка на енергетичний стан у біогеоценозу?

г) Чи впливає вода, як важливий екологічний чинник, на розвиток біогеоценозу.

4. З якою ефективністю (в %) використовує кукурудза електромагнітну енергію сонячних променів за такими даними: а) 1 га кукурудзи за день дістав 210 000 кДж променистої енергії; б) за 1 добу у вигляді приросту сухої речовини нагромадилося 4830 кДж. Де решта енергії?

5. За характером кормові зв”язки в тундрі досить прості:

Продуценти: оленячий мох, осока, карликова верба, трави

↓ ↓

Північний олень Лемінги (гризуни), куріпки

↓ ↓

Вовк Песці, полярні сови

Чим поясними зміни чисельності песців – від надмірного розмноження до майже повного зникнення? Чи може впливати чисельність оленя на чисельність песців?

6. Складіть схему мережі живлення, до якої входять зазначені організми: трава, дуб, лісова миша, лисиця, козуля, вовк, жуки-короїди, дятел, яструб, бактерії-сапрофіти, (екосистема лісу).

7. Складіть схему мережі живлення, до якої входять зазначені організми: водорості багатоклітинні, дафнія, жаба, карась, щука, чапля, сапрофітні бактерії, котушка, комарі, жук-плавунець, бабки (екосистема ставу).

8. Побудуйте екологічну піраміду чисел степу (влітку), якщо кількість особин, крім мікроорганізмів і ґрунтових тварин, на 1000 м² становить: продуцентів - 1 400 000, рослиноїдних тварин – 200 000, первинних хижаків – 80000, кінцевих хижаків – 1.

9. Побудуйте екологічну піраміду чисел лісу помірної зони (влітку), якщо кількість особин. Крім мікроорганізмів і ґрунтових тварин, на 1000 м² становить: продуцентів - 200, первинних консументів – 150 000, вторинних – 120 000, кінцевих хижаків – 1. назвіть представників різних кормових рівнів і поясніть. Чому побудована піраміда чисел. На відміну від попередньої задачі, має вузьку основу? (відповідь пов’яжіть з розмірами продуцентів у першому й другому випадках).

10. Побудуйте піраміду біомаси озера, якщо суха маса в г/м² становить у продуцентів 100, консументів І порядку – 10, консументів ІІ порядку – 3 . Чи може піраміда біомаси мати вужчу основу, ніж наступний трофічний рівень?

11. На основі правила екологічної піраміди визначте кількість рослинної речовини, необхідної для того, щоб в даному біогеоценозі могли існувати 4 сови масою по 1,5 кг.

12. Відомо, що середня маса вовка — 40 кг. Якщо припустити, що з одномісячного віку, коли маса вовченяти дорівнювала 1 кг, воно харчувалося винятково зайцями (середня маса — 2 кг), то яку кількість зайців з'їв вовк, перш ніж досягти маси 40 кг, та яку кількість рослинної їжі з'їли зайці.

13. У гнізді серпокрильців четверо пташенят. Маса кожного вилупленого пташеняти дорівнювала 10 г. При переході до самостійного харчування вона збільшилася приблизно на 50 г. Яку масу і кількість комах (середня маса 0,01 г) з’їли за цей час пташенята?

14. В одиниці об' єму за рік розвивається 100 т фітозооплактону. Який приріст маси тіла вусатого кита за цей час, якщо його харчування відбувається тільки у цій одиниці об'єму?

15. На основі правила екологічної піраміди визначте масу водоростей і бактерій, необхідну для того, щоб у Чорному морі виріс дельфін масою 400 кг.

16. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа (га) відповідного біоценозу може вигодувати одну особину останньої ланки в ланцюзі живлення: планктон – риба - тюлень масою 300кг ( 60% зазначеної маси складає вода). Продуктивність планктону на 1м² моря 600г.

17. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа (га) відповідного біоценозу може вигодувати одну особину останньої ланки в ланцюзі живлення: планктон – рослиноїдні риби - щука масою 10кг ( 60% зазначеної маси складає вода). Біомаса планктону на 1м² водойми складає 600г.

18. Біомаса наземної рослинності на 1м² - 300г. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа (га) відповідного біоценозу може вигодувати одну особину останньої ланки в ланцюзі живлення: рослини – гризуни - лисиця масою 15кг ( 50% зазначеної маси складає вода).

19. Біомаса планктону на 1м² - 600г. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа (га) відповідного біоценозу може вигодувати одну особину останньої ланки в ланцюзі живлення: планктон – риба – тюлень – білий ведмідь масою 500кг ( 70% зазначеної маси складає вода).

20. Біомаса планктону на 1м² - 600г. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа (га) відповідного біоценозу може вигодувати одну особину останньої ланки в ланцюзі живлення: планктон – риба – тюлень масою 400кг ( 60% зазначеної маси складає вода).

21. Біомаса планктону на 1м² - 600г. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа (га) відповідного біоценозу може вигодувати одну особину останньої ланки в ланцюзі живлення: планктон – риба – рибоїдні птахи (кайра, баклан) – орлан-білохвост масою 5кг ( 60% зазначеної маси складає вода).

22. Біомаса наземної рослинності на 1м² - 300г. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа (га) відповідного біоценозу може вигодувати одну особину останньої ланки в ланцюзі живлення: рослини – заєць – лисиця – вовк масою 50кг ( 60% зазначеної маси складає вода).

23. Біомаса донної рослинності на 1м² – 1 000г. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа (га) відповідного біоценозу може вигодувати одну особину останньої ланки в ланцюзі живлення: рослини – безхребетні – короп масою 3кг ( 60% зазначеної маси складає вода).

24. Побудуйте ланцюг живлення для вовка і визначте, яка кількість гектарів змішаного лісу необхідна для того, щоб вовк досягнув маси 8 кг, з яких 60 % припадає на воду? . Біомаса наземної рослинності на 1м² - 300г.

25. Складіть ланцюг живлення. Визначте, скільки гектарів луки потрібно, щоб прогодувати людину масою 78 кг? (із них 66% становить вода).

26. Протягом одного року 1 га кукурудзяного поля поглинає 76 650МДж, з яких тільки 2,3% акумулюється у вигляді приросту сухої речовини. Складіть ланцюг живлення і визначте, скільки гектарів такого поля потрібно, щоб прогодувати людину протягом місяця, якщо за добу людині необхідно приблизно 10мДж?

27. Біомаса сухого сіна з 1 м² луки становить 200 г, а вико-вівсяного поля — 500 г. Використавши правило екологічної піраміди, визначте, скільки гектарів луки потрібно, щоб нагодувати протягом року одного школяра масою 52 кг (із них 63 % становить вода) при ланцюзі живлення трава — корова — людина і скільки потрібно для цього гектарів вико-вівсяного поля.

Запитання для самоконтролю

1. Поясніть, як використовується речовина та енергія в екосистемах.

2. Екологічна ефективність екосистем.

3. Поясніть суть правила екологічної піраміди.