Решу егэ биология экологические пирамиды

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

Задания

Версия для печати и копирования в MS Word

Экосистема (греч. oikos — жилище) — единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой
их обитания, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему.

Вы можете встретить синоним понятия экосистема — биогеоценоз (греч. bios — жизнь + geo — земля + koinos — общий). Следует разделять
биогеоценоз и биоценоз. В понятие биоценоз не входит компонент окружающей среды, биоценоз — совокупность исключительно живых организмов со
связями между ними.

Совокупность биогеоценозов образует живую оболочку Земли — биосферу.

Продуценты, консументы и редуценты

Организмы, населяющие биогеоценоз, по своим функциям разделены на:

• Продуцентов

Растения, преобразующие энергию солнечного света в энергию химических связей. Создают органические
вещества, потребляемые животными.

• Консументы

Животные — потребители готового органического вещества. Встречаются консументы I порядка — растительноядные
организмы, консументы II, III и т.д. порядка — хищники.

• Редуценты

Это сапротрофы (греч. sapros — гнилой + trophos — питание) — грибы и бактерии, а также некоторые
растения, которые разлагают останки мертвых организмов. Редуценты обеспечивают круговорот веществ, они
преобразуют накопленные организмами органические вещества в неорганические.

Продуценты, консументы и редуценты образуют в экосистеме так называемые трофические уровни (греч. trophos — питание), которые
тесно взаимосвязаны между собой переносом питательных веществ и энергии — процессом, который необходим для круговорота веществ,
рождения новой жизни.

Пищевые цепи

Взаимоотношения между организмами разных трофических уровней отражаются в пищевых цепочках (трофических цепях), в которых каждое
предыдущее звено служит пищей для последующего звена. Поток энергии и веществ идет однонаправленно: продуценты → консументы → редуценты.

Трофические цепи бывают двух типов:

• Пастбищные — начинаются с продуцентов (растений), производителей органического вещества
• Детритные (лат. detritus — истертый) — начинаются с органических веществ отмерших растений и животных

В естественных сообществах пищевые цепи часто переплетаются, в результате чего образуются пищевые сети. Это связано с тем,
что один и тот же организм может быть пищей для нескольких разных видов. Например, филины охотятся на полевок, лесных мышей, летучих
мышей, некоторых птиц, змей, зайцев.

Экосистемы обладают важным свойством — устойчивостью, которая противостоит колебаниям внешних факторов
среды и помогает сохранить экосистему и ее отдельные компоненты. Устойчивость экосистемы обусловлена:

• Большим разнообразием обитающих видов
• Длинными пищевыми цепочками
• Разветвленностью пищевых цепочек, образующих пищевую сеть
• Наличием форм взаимоотношений между организмами (симбиоз)

Экологическая пирамида

Экологическая пирамида представляет собой графическую модель отражения числа особей (пирамида чисел), количества их биомассы
(пирамида биомасс), заключенной в них энергии (пирамида энергии) для каждого уровня и указывающая на снижение всех показателей
с повышением трофического уровня.

Существует правило 10%, которое вы можете встретить в задачах по экологии. Оно гласит, что на каждый последующий уровень экологической
пирамиды переходит лишь 10% энергии (массы), остальное рассеивается в виде тепла.

Представим следующую пищевую цепочку: фитопланктон → зоопланктон → растительноядные рыбы → рыбы-хищники → дельфин. В соответствии с
изученным правилом, чтобы дельфин набрал 1кг массы нужно 10 кг рыб хищников, 100 кг растительноядных рыб, 1000 кг зоопланктона и
10000 кг фитопланктона.

Агроценоз

Агроценоз — искусственно созданный биоценоз. Между агроценозом и биоценозом существует ряд важных отличий. Агроценоз
характеризуется:

• Преобладает искусственный отбор — выживают особи с полезными для человека признаками и свойствами
• Источник энергии — солнце (открытая система)
• Круговорот веществ — незамкнутый, так как часть веществ и энергии изымается человеком (сбор урожая)
• Видовой состав — скудный, преобладают 1-2 вида (поле пшеницы, ржи)
• Устойчивость экосистемы — снижена, так как пищевые цепочки короткие, пищевые сети неразветвленные
• Биомассы на единицу площади — мало

Биоценоз характеризуется:

• Преобладает естественный отбор — выживают наиболее приспособленные особи
• Источник энергии — солнце (открытая система)
• Круговорот веществ — замкнутый
• Видовой состав — разнообразный, тысячи видов
• Устойчивость экосистемы — высокая, так как пищевые цепочки длинные, разветвленные
• Биомассы на единицу площади — много

Факторы экосистемы

Любой организм в экосистеме находится под влиянием определенных факторов, называемых экологическими факторами.
Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

• Абиотические (греч. α — отрицание + βίος — жизнь)

К абиотическим факторам относятся факторы неживой природы. Существуют физические — климат, рельеф, химические —
состав воды, почвы, воздуха. В понятие климата можно включить такие важные факторы как освещенность,
температура, влажность.



• Биотические (греч. βίος — жизнь)

К биотическим факторам относятся все живые существа и продукты их жизнедеятельности. Например: хищники регулируют
численность своих жертв, животные-опылители влияют на цветковые растения и т.д. Это и самые разнообразные формы
взаимоотношений между животными (нейтрализм, комменсализм, симбиоз).



• Антропогенные (греч. anthropos — человек)

К антропогенным факторам относится влияние человека на окружающую среду в процессе хозяйственной и другой деятельности.
Человек «разумный» (Homo «sapiens») вырубает леса, осушает болота, распахивает земли — уничтожает дом для сотен видов животных.

В результате деятельности человека произошли глобальные изменения: над Антарктикой появились «озоновые дыры», ускорилось
глобальное потепление, которое ведет к таянию ледников и повышению уровня мирового океана.

За миллионы лет эволюции растения и животные вырабатывают приспособления к тем условиям среды, где они обитают. Так у алоэ,
растения живущего в засушливом климате, имеются толстые мясистые листья с большим запасом воды на случай засухи. У каждого
организма вырабатывается своя адаптация.

Формируются привычные биологические ритмы (биоритмы): организм адаптируется к изменениям освещенности, температуры, магнитного
поля и т.д. Эти факторы играют важную роль в таких событиях как сезонные перелеты птиц, осенний листопад.

Если адаптация не вырабатывается, или это происходит слишком медленно по сравнению с другими видами, то данный вид подвергается
биологическому регрессу: количество особей и ареал их обитания уменьшаются и со временем вид исчезает. Иногда деятельность
человека играет решающую роль в исчезновении видов.

Закон оптимума

Если фактор оказывает на жизнедеятельность организма благоприятное влияние (отлично подходит для животного/растения), то
про фактор говорят — оптимальный, значение фактора в зоне оптимума. Зона оптимума — диапазон действия фактора, наиболее благоприятный
для жизнедеятельности.

За пределами зоны оптимума начинается зона угнетения (пессимума). Если значение фактора лежит в зоне пессимума,
то организм испытывает угнетение, однако процесс жизнедеятельности может продолжаться. Таким образом, зона пессимума лежит в пределах
выносливости организма. За пределами выносливости организма происходит его гибель.

Фактор, по своему значению находящийся на пределе выносливости организма, или выходящий за такое значение, называется ограничивающим
(лимитирующим). Существует закон ограничивающего фактора (закон минимума Либиха), гласящий, что для организма наиболее значим фактор,
который более всего отклоняется от своего оптимального значения.

Метафорически представить этот закон можно с помощью «бочки Либиха». Смысл данной метафоры в том, что вода при заполнении бочки начинает
переливаться через наименьшую доску, таким образом, длина остальных досок уже не играет роли. Так и наличие выраженного ограничивающего фактора
сводит на нет благоприятность остальных факторов.

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

Практическая работа

Тема Решение задач по правилам экологических пирамид.

Цель закрепить понятия биоценоз, биогеоценоз, экосистема, цепь питания; рассмотреть типы взаимосвязей организмов в биогеоценозах и преобразования в них; развивать умение решать задачи по правилам экологических пирамид.

Ход работы

1.1  Редуценты:

а) запасают энергию, образуя органические вещества

б) разрушают мертвые остатки растений и животных

в) питаются только живыми растениями

г) используют в пищу только животных

1.2. Продуценты:

а) синтезируют органические вещества из неорганических

б) разлагают мертвые остатки растений и животных

в) питаются только живыми растениями

г) используют в пищу только животных

1.3. Первичные консументы:

а) производят органические вещества из неорганических

б) разлагают мертвые остатки растений и животных

в) питаются живыми или сухими растениями

г) используют в пищу живых и мертвых животных

1.4. Плесневые грибы:

а) редуценты

б) продуценты

в) первичные консументы

г) вторичные консументы

1.5. Комаров относят к:

а) продуцентам

б) редуцентам

в) консументам 1го порядка

г) консументам 2го порядка

2.  Пользуясь примерами, решить предложенные задачи

2.1. Определите, какую массу растений сохранит от поедания гусеницами пара синиц при выкармливании 4 птенцов. Вес одного птенца 5 грамма.

2.2. Какая масса растений необходима для существования лисы массой 12кг, из которых 60% – вода?

2.3. Какая площадь необходима для существования дельфина массой 120кг, из которых 70% – вода, если продуктивность биоценоза 1кв.м моря 400г сухой биомассы в год?

2.4. Определите, сколько волков может прокормиться на протяжении года на площади 200000 м2 (производительность 1 м2 составляет 300 г), если масса 1 волка 60 кг. Сколько зайцев при этом будет съедено, если масса зайца 4 кг.

3. Защита работы

2. Примеры решения задач

1. Определите, какую массу растений сохранит от поедания гусеницами пара синиц при выкармливании 5 птенцов. Вес одного птенца 3 грамма.

Решение: определяем вес 5 птенцов: 1 пт – 3гр; 5 птенцов – 15гр

 Составим цепь питания:

растения – гусеницы – синицы

Согласно правилу экологической пирамиды – на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы и энергии, которые запасаются организмами за единицу времени, больше чем на последующем ~ в 10 раз. Отсюда:

растения – гусеницы – синицы

1500г          150г           15г

Ответ: пара синиц, выкармливая своих птенцов, сохраняет 1500 г растений.

2. Какая масса растений необходима для существования лисы, массой 8 кг, из которых 70% вода?

Решение

Определяем сухую массу лисы:  8 кг — 100%      

х кг — 30%           х=8*30:100=2,4 кг

х = 2,4 кг

Составим цепь питания:

растения – зайцы – лиса

Согласно правилу экологической пирамиды:

растения – зайцы – лиса

240кг         24кг         2,4кг

Ответ: масса растений, необходимая для существования лисы равна 240 кг

3. Какая площадь  биоценоза может прокормить одну особь последнего звена в цепи питания: планктон – рыба – тюлень. Сухая биомасса планктона с 1 м2 составляет 600 г в год. Масса тюленя – 300 кг, из которых 60% составляет вода.

Решение

Определяем сухую массу тюленя:  300 кг — 100%

х кг — 40%

х = 120 кг

Составим цепь питания:

планктон – рыба – тюлень

Согласно правилу экологической пирамиды:

планктон – рыба – тюлень

12000кг    1200кг      120кг

Определяем площадь данного биоценоза, если известно, что сухая биомасса планктона с 1 кв.м составляет 600г  = 0,6кг.

1 м2 — 0,6 кг

х м2 — 12000 кг  планктона

х = 20000 м2 = 2 га

Ответ: площадь биоценоза 2 га.

4. Определите, сколько лис  может прокормиться на протяжении года на площади 100000 м2 (производительность 1 м2 составляет 300 г), если масса 1 лисы 12 кг. Сколько зайцев при этом будет съедено, если масса зайца 3 кг.

Решение:

1. Составим цепь питания:

растения – зайцы – лиса

Согласно правилу экологической пирамиды:

растения – зайцы – лиса

1200кг         120кг       12кг

1.  Определяем площадь данного биоценоза, если известно, что производительность с 1 м2 составляет 300г  = 0,3кг.

1 м2 — 0,3 кг

х м2 — 1200 кг  планктона  х=1*1200:0,3=4000м2

х = 4000 м2 

1.  Определяем количество лис на площади 100000м2

1 лиса – 4000м2

Х лис —   100000м2         х= 1*10000:4000=25 лис

1.  Определяем количество съеденных зайцев

На 1 лису массой 12кг приходится 120 кг массы зайцев (масса каждого 3 кг).

120:3=40 зайцев.

А на 25 лис приходится 25*40=1000 зайцев.

Ответ: На площади 100000 м2 на протяжении года может прокормиться 25 лис. При этом будет съедено 1000 зайцев.

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.

2.     
Составляем
цепь питания на основании правила экологической пирамиды:

зеленая
масса-слон

11236 кг-
1123,6 кг

3.       
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.

2.      
Составим цепь
питания:

трава — корова — человек

3.     
На основании
правила экологической пирамиды определяем, сколько необходимо травы, чтобы
воспроизвести такую массу:

трава — корова
— человек

1998 кг — 199,8
кг — 19,98 кг

4.       
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

2.     
Определяем
продуктивность водоема по первичной биомассе с 1 га:

1 кв. м — 1000
г

10 000 кв. м —
х кг      х = 10 000 кг.

3.                   
Продуктивность
первичной биомассы с 8,5 га:

10 000
•8,5 = 85 000 кг.

4.     
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.

1.                 
Сухой вес
карпа:

Зкг-100%

х кг — 40%                              х
= 3 • 40 : 100 = 1,2кг.

2.     
Цепь питания:

водоросли — карп

              
12кг- 1,2 кг

3.                  
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.

4.    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.

2.     
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.

2.                     
Биомасса с 1
га:

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

3.                     
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.

1.     
Составим цепь
питания:

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

2.                  
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 г сухого 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

2.     
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.

3.                  
Составить цепь
питания:

растения-   
насекомые-     насекомоядные птицы     -хищные птицы

128 000 кг    
12 800 кг                1280 кг                                 128 кг

4.                 
Определяем
сухой вес хищных птиц:

5 кг — 100%

х кг — 40%                                 х
=5•40:100 = 2 кг.

5.     
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              

2.     
Определяем
продуктивность 1 га леса (поля):

1 кв. м — 500 г

10 000 кв. м-хг

 х = 10 000 •500 = 5000 кг.

3.     
Строим цепь
питания:

 растения      — зайцы (мыши) —
лисицы

160 кг                  16 кг                
1,6 кг

4.      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

2.     
Определяем,
сколько кдж энергии потребляет человек за год:

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

3.     
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

4.                   
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.

5.     
Необходимая
площадь кукурузного поля в га для прокорма человека за 1 год:

173,8- годовая
потребность человека

Ответ: 4,95 га.