Последняя цифра номера индивидуального шифра (номер варианта) 7.

Задание №1

Ответ №8.

Правила пирамиды: продукции или энергии.

Экологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме(Рис. 1).

Рис.1 Экологическая пирамида

Схематически изображать эти соотношения предложил американский зоолог Чарльз Элтон в 1927 году.

При схематическом изображении каждый уровень показывают в виде прямоугольника, длина или площадь которого соответствует численным значениям звена пищевой цепи (пирамида Элтона), их массе или энергии. Расположенные в определенной последовательности прямоугольники создают различные по форме пирамиды.

Основанием пирамиды служит первый трофический уровень - уровень продуцентов, последующие этажи пирамиды образованы следующими уровнями пищевой цепи - консументами различных порядков. Высота всех блоков в пирамиде одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне.

Экологические пирамиды различают в зависимости от показателей, на основании которых строится пирамида. При этом для всех пирамид установлено основное правило, согласно которому в любой экосистеме больше растений, чем животных, травоядных, чем плотоядных, насекомых, чем птиц.

На основе правила экологической пирамиды можно определить или рассчитать количественные соотношения разных видов растений и животных в естественных и искусственно создаваемых экологических системах. Например, 1 кг массы морского зверя (тюленя, дельфина) нужно 10 кг съеденной рыбы, а этим 10 кг нужно уже 100 кг их корма - водных беспозвоночных, которым в свою очередь для образования такой массы необходимо съедать 1000 кг водорослей и бактерий. В данном случае экологическая пирамида будет устойчива.

Однако, как известно, из каждого правила бывают исключения, которые будут рассмотрены в каждом типе экологических пирамид.

Типы экологических пирамид

1. пирамиды чисел - на каждом уровне откладывается численность отдельных организмов

Пирамида чисел отображает отчетливую закономерность, обнаруженную Элтоном: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается.

Например, чтобы прокормить одного волка, необходимо по крайней мере несколько зайцев, на которых он мог бы охотиться; чтобы прокормить этих зайцев, нужно довольно большое количество разнообразных растений. В данном случае пирамида будет иметь вид треугольника с широким основанием суживающимся кверху.

Пирамида численности может иметь правильную форму, т.е. суживаться кверху (правильная или прямая), а может быть и перевернутой вершиной вниз (перевернутая или обращенная (рис 2).

Рис.2. Пирамида численности (1 – правильная; 2- перевернутая)

Однако подобная форма пирамиды чисел характерна не для всех экосистем. Иногда они могут быть обращенными, или перевернутыми. Это касается пищевых цепей леса, когда продуцентами служат деревья, а первичными консументами - насекомые. В этом случае уровень первичных консументов численно богаче уровня продуцентов (на одном дереве кормится большое количество насекомых), поэтому пирамиды чисел наименее информативны и наименее показательны, т.е. численность организмов одного трофического уровня в значительной степени зависит от их размеров.

2. пирамиды биомасс - характеризует общую сухую или сырую массу организмов на данном трофическом уровне, например, в единицах массы на единицу площади - г/м2, кг/га, т/км2 или на объем - г/м3 (рис.4)

Пирамиды биомассы, так же, как и пирамиды численности, могут быть не только правильной формы, но и перевернутыми (обращенными).

Консументы 3 порядка

                           Консументы 2 порядка

                                         Консументы 1 порядка

Рис. 3  Пирамида биомасс (1 – правильная; 2- перевернутая)

Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена. В свою очередь, общая масса консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка и т.д.

В данном случае (если организмы не слишком различаются по размерам) пирамида также будет иметь вид треугольника с широким основанием суживающимся кверху. Однако и из этого правила имеются существенные исключения. Например, в морях биомасса растительноядного зоопланктона существенно (иногда в 2-3 раза) больше биомассы фитопланктона, представленного преимущественно одноклеточными водорослями. Это объясняется тем, что водоросли очень быстро выедаются зоопланктоном, но от полного выедания их предохраняет очень высокая скорость деления их клеток.

В целом для наземных биогеоценозов, где продуценты крупные и живут сравнительно долго, характерны относительно устойчивые пирамиды с широким основанием. В водных же экосистемах, где продуценты невелики по размеру и имеют короткие жизненные циклы, пирамида биомасс может быть обращенной, или перевернутой (острием направлена вниз). Так, в озерах и морях масса растений превышает массу потребителей только в период цветения (весной), а в остальное время года может создаться обратное положение.

Пирамиды чисел и биомасс отражают статику системы, т. е. характеризуют количество или биомассу организмов в определенный промежуток времени. Они не дают полной информации о трофической структуре экосистемы, хотя позволяют решать ряд практических задач, особенно связанных с сохранением устойчивости экосистем.

Пирамида чисел позволяет, например, рассчитывать допустимую величину улова рыбы или отстрела животных в охотничий период без последствий для нормального их воспроизведения.

3. пирамиды энергии - показывает величину потока энергии или продуктивности на последовательных уровнях (рис.4).

Рис. 4 Пирамида энергии.

В противоположность пирамидам чисел и биомассы, отражающим статику системы (количество организмов в данный момент), пирамида энергии отражая картину скоростей прохождения массы пищи (количества энергии) через каждый трофический уровень пищевой цепи, дает наиболее полное представление о функциональной организации сообществ.

На форму этой пирамиды не влияют изменения размеров и интенсивности метаболизма особей, и если учтены все источники энергии, то пирамида всегда будет иметь типичный вид с широким основанием и суживающейся верхушкой. При построении пирамиды энергии в ее основание часто добавляют прямоугольник, показывающий приток солнечной энергии.

Пирамиды энергии позволяют сравнивать энергетическую значимость популяций внутри экосистемы и иллюстрировать количественные отношения в отдельных, представляющих особый интерес частях экосистем, например, в звеньях жертва-хищник или хозяин-паразит.

В 1942 г. американский эколог Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергий (закон 10 процентов), согласно которому с одного трофического уровня через пищевые цепи на другой трофический уровень переходит в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды энергии. Остальная часть энергии теряется в виде теплового излучения, на движение и т.д. Организмы в результате процессов обмена теряют в каждом звене пищевой цепи около 90% всей энергии, которая расходуется на поддержание их жизнедеятельности.

Если заяц съел 10 кг растительной массы, то его собственная масса может увеличиться на 1 кг. Лисица или волк, поедая 1 кг зайчатины, увеличивают свою массу уже только на 100 г. У древесных растений эта доля много ниже из-за того, что древесина плохо усваивается организмами. Для трав и морских водорослей эта величина значительно больше, поскольку у них отсутствуют трудноусвояемые ткани. Однако общая закономерность процесса передачи энергии остается: через верхние трофические уровни ее проходит значительно меньше, чем через нижние.

Рассмотрим превращение энергии в экосистеме на примере простой пастбищной трофической цепи, в которой имеется всего три трофических уровня.

1. уровень - травянистые растения,
2. уровень - травоядные млекопитающие, например, зайцы
3. уровень - хищные млекопитающие, например, лисы

Питательные вещества создаются в процессе фотосинтеза растениями, которые из неорганических веществ (вода, углекислый газ, минеральные соли и т.д.) с использованием энергии солнечного света образуют органические вещества и кислород, а также АТФ. Часть электромагнитной энергии солнечного излучения при этом переходит в энергию химических связей синтезируемых органических веществ.

Все органическое вещество, создаваемое в процессе фотосинтеза называется валовой первичной продукцией (ВПП). Часть энергии валовой первичной продукции расходуется на дыхание, в результате чего образуется чистая первичная продукция (ЧПП), которая и является тем самым веществом, которое поступает на второй трофический уровень и используется зайцами.

Пусть ВПП составляет 200 условных единиц энергии, а затраты растений на дыхание (R) - 50%, т.е. 100 условных единиц энергии. Тогда чистая первичная продукция будет равна: ЧПП = ВПП - R (100 = 200 - 100), т.е. на второй трофический уровень к зайцам поступит 100 условных единиц энергии.

Однако, в силу разных причин зайцы способны потребить лишь некоторую долю ЧПП (в противном случае исчезли бы ресурсы для развития живой материи), существенная же ее часть, в виде отмерших органических остатков (подземные части растений, твердая древесина стеблей, ветвей и т.д.) не способна поедаться зайцами. Она поступает в детритные пищевые цепи и (или) подвергается разложению редуцентами (F). Другая часть идет на построение новых клеток (численность популяции, прирост зайцев - Р) и обеспечение энергетического обмена или дыхания (R).

В этом случае, согласно балансовому подходу, балансовое равенство расхода энергии (С) будет выглядеть следующим образом:   С = Р + R + F, т.е. поступившая на второй трофический уровень энергия будет израсходована, согласно закону Линдемана, на прирост популяции - Р - 10%, остальные 90% будут израсходованы на дыхание и удаление неусвоенной пищи.

Таким образом, в экосистемах с повышением трофического уровня происходит быстрое уменьшение энергии, накапливаемой в телах живых организмов. Отсюда ясно почему каждый последующий уровень всегда будет меньше предыдущего и почему цепи питания обычно не могут иметь более 3-5 (редко 6) звеньев, а экологические пирамиды не могут состоять из большого количества этажей: к конечному звену пищевой цепи так же, как и к верхнему этажу экологической пирамиды, будет поступать так мало энергии, что ее не хватит в случае увеличения числа организмов.

Такая последовательность и соподчиненность связанных в форме трофических уровней групп организмов представляет собой потоки вещества и энергии в биогеоценозе, основу его функциональной организации. 

Задание №2

ВАРИАНТ 3

Какая из предложенных последовательностей правильно показывает передачу знергии в пищевой цепи:

• змея-мышь-дождевой червь-листовой опад-кустарник
• листовой опад-дождевой червь-кустарник-мышь-змея
• кустарник-листовой опад-дождевой червь-мышь-змея
• кустарник-мышь-дождевой червь-листовой опад-змея

Ответ:

Питание — основной способ движения веществ и энергии. Цепи питания многократно разветвляются и переплетаются в сложные следующий:

кустарник-листовой опад-дождевой червь-мышь-змея

Задание № 3

Вариант 8

Основные загрязнители воздуха

Задание № 4

особые

Ответы на вопросы.

1.В чём отличие заповедника от заказника?

Заповедник – особо охраняемая территория, на которой полностью запрещена любая хозяйственная деятельность (включая туризм) в целях сохранения природных комплексов, охраны животных и растений, а также слежения за происходящими в природе процессами.  Заказники - участки природных территорий, в пределах которых (постоянно или временно) запрещены отдельные виды и формы хозяйственной деятельности с целью обеспечения охраны одного или нескольких ценных объектов живой природы или живописных типов ландшафта.

2. Самый первый в России заповедник

Первый заповедник на территории России — Баргузинский заповедник — был основан 11 января 1916 года на территории Бурятии. В дальнейшем список охраняемых территорий расширился. Старейшими заповедниками, помимо Баргузинского, являются Астраханский (1919), Ильменский (1920) и Кавказский (1924).

3. Самый большой по площади заповедник России

Самый большой заповедник в России — Большой Арктический заповедник. Он находится на территории полуострова Таймыр (более четырех миллионов гектаров), а также захватывает акватории арктических морей и близлежащие острова Северного Ледовитого океана (еще свыше одного миллиона гектаров).

4. Самый восточный заповедник

Самый восточный заповедник России, Врангель, расположенный в зоне арктических пустынь. Арктическая природа производит невероятное впечатление на человека, который ни разу не был в подобных местах. Десять месяцев в году, на острове Врангеля, правит зима. Это длится с сентября и до июня. В ноябре, декабре, январе, остров окутан темным покрывалом полярной ночи. В это время земля сливается с бесконечными ледяными просторами океана, отражающими лунный свет и полярное сияние.

5. Самый западный природный национальный парк.

        Западно-Алтайский государственный природный заповедник находится в северо-восточной части Казахстанского Алтая. Заповедник учредили в 1992 году для того, чтобы комплексно охранять биогеоценозы горной системы Алтай. Площадь природного заповедника – 86122 га.

        Заповедник находится на стыке Западно-Сибирских степей, гор Южной Сибири и Центральной Азии, и пустынь Казахстана. Отсутствие близлежащих океанов и морей обусловили континентальность климата, который выражается в резких перепадах температур. Средняя температура воздуха за год составляет +1,5°С.

Построить столбиковую диаграмму «Доля площади особо охраняемых территорий в общей площади страны»

Перечислить особо охраняемые природные территории в Амурской области. Назовите охраняемые организмы в пределах каждого заповедника.

Ответ:

В Амурской области ООПТ представлены заповедниками, различного рода заказниками, памятниками природы и единственным парком устойчивого развития.

В Амурской области – три заповедника, занимающих площадь около 400 тыс.га или чуть более 1% территории области. Заказники – участки природной территории, предназначенные для охраны природных ландшафтов или ценных объектов живой природы. Они могут быть федерального или регионального значения, где предусмотрены различные формы заказного режима. В Амурской области их 28 (комплексные, зоологические, ихтиологические, орнитологические, ботанические) общей площадью около 2 млн.га или чуть более 5% территории Амурской области.

Кроме того, в области особую роль играют ноевы ковчеги, среди них: Зейский, Норский и Хинганский.

З        ейский государственный природный заповедник создан в 1963 году в Зейском районе. Площадь заповедника составляет 99 390 га. Заповедник относится к южной подзоне светлохвойных лесов. Его растительность – это уникальный комплекс, в котором сочетаются горные тундры, заросли кедрового стланика и лесные массивы, которые занимают 98% территории. Флора заповедника включает 230 видов мхов, 155 – лишайников, 158 грибов и 637 видов высших сосудистых растений. Фауну заповедника составляют млекопитающие (47 видов), птиц (247), амфибий (4), рептилий (8), рыб (29). Отличительной особенностью животного мира является сочетание Восточносибирской, Охотско-камчатской, Маньчжурской и Монголо-даурской фаун.

Основной задачей заповедника является сохранение эталонного участка южно-таежной подзоны хвойных лесов и изучение влияния зейского водохранилища на природные комплексы.

Использованные источники литературы

1. Дарман Ю.А. Программа развития системы от Амурской области до 2001 г. - научный отчет, Благовещенск всемирный фонд дикой природы, 1998. -11 с.
2. Дарман Ю.А., Кириченко Ю.И. Проект организации орловского государственного природного биологического заказника федерального значения. - Научный отчёт, Благовещенск всемирный фонд дикой природы, 1998. - 72 с.
3. Коробкин А. С., Передельский Л. В.. Экология. Учеб. Пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2003. – 410 с.
4. Шилов И. А. Экология. М.: Высшая школа, 1998. – 335 с.
5. Экология и безопасность жизнедеятельности. Под ред. Муравья Л. А. М.: Юнити, 2000. – 320 с.
6. Елманов В. И., Терновая Г. Г. Охрана атмосферного воздуха. М.: Юридическая литература. 1984. – 231 с.

Интернет ресурсы

http://bono-esse.ru/blizzard/A/Posobie/Ecol/14_1.html Статья Экологические пирамиды

http://www.studfiles.ru/preview/5990716/page:5/ Конспект Экологические пирамиды

http://tralur.ru/article/ % Статья Цепь питания дождевого червя

http://studopedia.su/7_58256_biologicheskoe-zagryaznenie.html  Биологическое загрязнение

http://coolreferat.com/%Химические загрязнения

http://dic.academic.ru/dic.nsf/ecolog/425Экологический словарь

http://zapovedniki-mira.com/zapovedniki_kazahstana/258-zapadno-altayskiy-gosudarstvennyy-prirodnyy-zapovednik.html Заповедники и национальные парки мира