Практическое занятие №11

Экологические системы

Цель занятия: закрепить знания о структуре и функционировании экосистем.

Основные понятия: экологическая система, биогеоценоз, трофическая структура экосистем, продуценты, консументы, редуценты, биологические пирамиды, динамика экосистем, сукцессия.

1. Экосистему можно представить в форме следующего выражения:

экосистема = абиотический компонент + биотический компонент

Какова роль каждого из компонентов экосистемы? Какими параметрами обеспечивается существование экосистемы как единого целого? Какие виды биотических взаимоотношений имеют наибольшее значение в поддержании целостности экосистемы на протяжении длительного времени?

2. Оцените правильность утверждения.

• совокупность совместно обитающих популяций составляет основу экологической системы;

• функционирование экосистемы определяется всеми отношениями между абиотическими и биотическими компонентами;

• для любой экосистемы характерен круговорот вещества и энергии;

• структура экосистемы на определенной территории постоянна;

• самой крупной экосистемой является биосфера Земли.

3. Какой тип взаимоотношений отражает трофическая структура экосистемы? Какие функциональные группы организмов выделяют в трофической структуре экосистем? Дайте им сравнительную характеристику, оформив ответ в виде таблицы.

Критерии оценки	Группы организмов
Источник энергии
Источник органических соединений
Конечный этап преобразования потребляемых веществ
Экологическое значение
Примеры организмов

4. Консументы по типу потребляемой пищи делятся на три порядка. Распределите ниже приведенных животных по соответствующим порядкам:

корова, лев, амеба, паук, волк, заяц, мышь, зеленый кузнечик, ястреб, гусь, лисица, щука, антилопа, гадюка, степная черепаха, виноградная улитка, дельфин, колорадский жук, бычий цепень, гусеницы капустной белянки, белый медведь, пчела, стрекоза, яблоневая плодожорка, тля, серая акула.

5. Считается, что каждый организм в трофической структуре экосистемы может вступать только в строго определенном качестве, однако в природе имеются виды, которые нарушают такую зависимость. Приведите примеры следующих «нарушителей»:

• животные, которые в цепях питания могут занимать место консументов всех порядков;

• растения, выступающие в качестве консументов III порядка.

6. Для графического изображения трофических взаимоотношений между организмами в экосистеме используют экологические пирамиды. Они отражают такие характеристики экосистемы как численность, биомассу, энергию экосистемы. В основании пирамиды всегда располагаются продуценты, выше них остальные группы организмов. В большинстве случаев в пирамиды не включают редуцентов, поэтому на вершине пирамиды располагаются хищники. На представленном рисунке 3А приведен классический вариант пирамиды численности, однако, в некоторых случаях пирамида численности может иметь другие варианты (рис. 3Б, В). Приведите примеры цепей питания, которые соответствовали бы данным пирамидам.

7. Что такое биомасса экосистемы? Каким параметром она определяется? Какие организмы формируют первичную продукцию экосистемы, а какие вторичную? На рисунке 4 представлены пирамиды биомассы пресноводной экосистемы (озеро, пруд), характерные для весны и ранней осени. Как Вы думаете, какими параметрами определяются такие различия в пирамидах?

8. При анализе энергии в экосистеме пресного водоема были получены следующие данные: энергия всех продуцентов составила 87110 кДж/м²∙год, консументов I порядка – 14098 кДж/м²∙год, консументов II порядка – 1603 кДж/м²∙год и консументов III порядка – 88 кДж/м²∙год. Постройте пирамиду энергии данной экосистемы. Какова средняя величина энергии (%), переходящей на каждый последующий трофический уровень? На основании полученных данных сформулируйте правило переноса энергии в экосистемах (правило Линдемана).

9. Из предложенного списка выберите критерии, характеризующие естественные экосистемы.

Формируются только при участии человека; способны к саморегуляции в течение длительного времени; для своего существования требуют постоянный приток искусственной энергии; состав биотического компонента определяется межвидовыми взаимоотношениями; нестабильны в меняющихся условиях среды; имеют четко определенную взаимосвязь между компонентами

10. Экосистемы океанических островов подверглись разрушению в результате прохождения мощного цунами. Власти страны, которой принадлежали острова, решили возобновить эксплуатацию только самого крупного из поврежденных островов, восстановив на нем строения, транспортные и коммуникационные сети. Остальные острова были предоставлены для восстановления природе. Опишите изменения, происходящие на всех разрушенных островах. Какие отличия будут наблюдаться в восстановленной структуре экосистем островов? Как называются процессы, которые будут происходить на островах, неохваченных человеческой деятельностью?

Контрольные вопросы.

1. Как можно классифицировать экосистемы?

2. Каким видам циклических изменений подвержены экосистемы?

3. Какие виды сукцессий выделяют?