Задание 2. Изучение модели логистического роста популяции
Уравнение логистической кривой отличается от уравнения экспоненциального роста корректирующим фактором: , где
К – емкость среды – наибольшее число особей, способных жить в данных условиях.
Если численность N мала, по сравнению с K, то выражение в скобках приближается к 1, т.е. уравнение превращается в уравнение геометрического роста. Если численность N близка к К, то выражение в скобках приближается к 0, т.е. рост популяции прекращается.
1. Занесите в ячейки:
D1 – начальную численность популяции N, например, 5
F1 – наибольшее значение плотности популяции – К, например, 200
в С1 – сохраняется значение r = 0,5
2.
В ячейке Е1 запишите формулу:
,
т.е. = C1
D1
Зафиксируйте в формуле значения ячеек С1 и F1 как константы (значок $). Это прирост популяции.
Скопируйте формулу в ячейке Е1 и вставьте ее в ячейку Е2.
Запишите формулу в ячейке D2 = D1+ Е1. Это численность популяции во 2 поколении.
Скопируйте формулы в ячейках D2 и Е2 и вставьте их в ячейки D3- D20 и Е3-Е20.
Полученная колонка цифр D1- D20 отражает изменение численности популяции за 20 генераций.
3. Постройте график роста численности популяции. Для этого выделите ячейки D1- D20 и выберите в меню опцию "Диаграмма". Выберите тип диаграммы – "График". Рассмотрите полученный рисунок.
4. Изучите, как изменится график, при замене значений исходной численности N (ячейка D1), r – биотического потенциала (ячейка С1) и емкости среды К (ячейка F1). Выясните, какие значения параметров К, N и r не приводят к гибели популяций через 20 поколений. Занесите в таблицу 2 десять разных комбинаций значений, приводящих как к росту, так и к гибели популяции:
Таблица 2
Прогноз численности популяции при разных значениях исходной численности (N) и биотического потенциала (r)
N |
r |
К |
Численность через 20 генераций |
|
|
|
|
… |
|
|
|
Сделайте вывод о геометрическом и логистическом росте популяций.
III. Сообщества и экосистемы (синэкология)
Лабораторная работа № 10
Изучение преобразования энергии в экосистеме. Эффективность образования продукции различными видами птиц
Цель работы: изучить преобразование энергии в экосистеме, рассмотрев последовательность преобразования веществ на схемах круговорота азота и углерода, проследить эффективность образования продукции различными видами птиц.
Материалы и оборудование: схемы «Энергия в экосистеме», «Круговорот азота в биосфере», «Круговорот углерода в биосфере»
Ход работы
1. Пользуясь схемой "Энергия в экосистеме", проследить преобразование энергии в экосистеме, объяснить причины потери энергии.
2. Рассмотреть последовательность преобразования веществ на схемах круговорота азота и углерода в биосфере, пути поступления углерода в атмосферу и азота в почву. Зарисовать схемы в тетради.
3. Изучив таблицу, выписать виды птиц, более эффективно использующих энергию пищи на рост и увеличение их численности.
Таблица
Видовой состав и численность птиц на полях
северных районов Нижнего Поволжья
Вид |
Численность птиц (на 1 км маршрута) |
||
|
Ковыльная степь |
Посевы с лесополосами |
Посевы без лесополос |
Гнездящиеся |
|||
Степной жаворонок |
25,8 |
14,2 |
11,0 |
Полевой жаворонок |
18,0 |
0,02 |
2,6 |
Малый жаворонок |
3,1 |
4,7 |
3,2 |
Каменка-плясунья |
0,6 |
-- |
0,01 |
Каменка-плешанка |
0,3 |
-- |
-- |
Желтая трясогузка |
-- |
0,05 |
-- |
Розовый скворец |
-- |
0,03 |
-- |
Чибис |
-- |
-- |
0,2 |
Перепел |
-- |
0,17 |
-- |
Лунь полевой |
-- |
0,08 |
0,2 |
Лунь степной |
0,1 |
-- |
-- |
Степной орел |
0,1 |
-- |
-- |
Не гнездящиеся, но иногда использующие данным биотоп для кормежки |
|||
Славка серая |
-- |
0,1 |
-- |
Городская ласточка |
-- |
0,2 |
0,2 |
Деревенская ласточка |
-- |
0,6 |
0,7 |
Береговая ласточка |
-- |
-- |
0,2 |
Полевой воробей |
-- |
0,05 |
-- |
Камышовая овсянка |
-- |
0,03 |
0,05 |
Серая ворона |
0,02 |
0,08 |
-- |
Сизоворонка |
0,3 |
-- |
-- |
Грач |
-- |
0,3 |
1,2 |
Сорока |
-- |
0,2 |
0,01 |
Стриж |
-- |
-- |
0,02 |
Щурка золотистая |
0,4 |
0,04 |
-- |
Сизый голубь |
-- |
0,8 |
-- |
Белогрудая крачка |
-- |
-- |
0,2 |
Чеглок |
-- |
0,02 |
-- |
Кобчик |
0,4 |
0,01 |
-- |
Черный коршун |
0,02 |
-- |
-- |
Обыкновенная пустельга |
-- |
0,01 |
-- |
Лабораторная работа № 11