Основные законы и правила экологии
олимпиадные задания по экологии (9 класс)

Основные законы и правила экологии

1. закон минимума Ю. Либиха: жизненные возможности организмов и экосистем определяются экологическими факторами, количество и качество которых близки к необходимому минимуму;

2. закон толерантности, или выносливости, В. Шелфорда: лимитирующим фактором процветания организмов (видов) может быть и максимум экологического воздействия. Диапазон между минимумом и максимумом экологического фактора определяет выносливость (толерантность) организмов к нему;

3. закон внутреннего динамического равновесия: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем в их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из них вызывает сопутствующие функционально- структурные количественные и качественные перемены, где происходят такие преобразования;

4. закон константности количества живого вещества биосферы В.И. Вернадского: для данного геологического периода количество живого вещества биосферы - постоянная величина;

5. закон пирамиды энергии Р. Линдемана, или правило 10 %: с одного трофического уровня на другой в среднем переходит 10 % энергии;

6. закон 1 %: изменение энергетики природной системы в среднем на 1 % выводит экосистему из состояния равновесия;

7. закон максимума биогенной энергии Вернадского- Бауэра: биосистемы, находясь в состоянии динамического равновесия с окружающей средой и эволюционно развиваясь, увеличивают воздействие на среду;

8. закон необратимости эволюции Л. Полло: любой организм, популяция, вид не могут вернуться к состоянию предков;

9. закон сукцессионного замедления: в зрелых стабильно- равновесных экосистемах процессы замедляются;

10. закон равнозначности всех условий жизни: все природные условия среды, необходимые для жизни, равнозначны;

11. закон последовательности прохождения фаз развития: каждая природная экосистема проходит определенные эволюционные фазы от простой к сложной;

12. закон физико- химического единства живого вещества В.И. Вернадского: на нашей планете все живое вещество в физико- химическом отношении едино;

13. закон необходимого разнообразия: экосистемы не могут сформироваться из абсолютно одинаковых элементов;

14. правило замещения экологических условий В.В. Алехина: в определенной степени любое условие среды может быть замещено другим;

15. принцип неполноты (неопределенности) информации: информация, необходимая для проведения различных мероприятий по преобразованию природы, недостаточна для априорного суждения о результатах в связи со сложностью и своеобразием экосистем и непредвиденностью некоторых цепных реакций;

16. Законы экологии Б. Коммонера (1974 г.):

Ø все связано со всем – отражает существование сложнейшей сети взаимодействий в экосистеме. Он предостерегает человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем, что может привести к непредвиденным последствиям.

Ø все должно куда-то деваться– вытекает из закона сохранения материи. Он позволяет по-новому рассматривать проблему отходов материального производства.

Ø природа «знает» лучше– призывает к тщательному изучению естественных био- и экосистем, сознательному отношению к преобразующей деятельности.

Ø ничто не дается даром - объединяет три закона, потому что биосфера как глобальная экосистема представляет собой единое целое, в которой ничего не может быть выиграно или потеряно; все, что было извлечено из нее человеком, должно быть возмещено.

17. правило Бергмана – при продвижении на север средние размеры тела в популяциях эндотермных животных увеличиваются;

18. правило Вант - Гоффа – при оптимальных температурах у всех организмов физиологические процессы протекают наиболее интенсивно, что способствует увеличению темпов их роста;

19. правило Глогера – окраска животных в холодном и сухом климате сравнительно светлее, чем в теплом и влажном;

20. правило Тинеманна – сохранение и расселение видов растений ограничивает устойчивость к неблагоприятным абиотическим воздействиям репродуктивных органов и незащищенных молодых растений.

21.правило пирамиды биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса превышает всю биомассу хищников.

№5, №6  

Методика решения задач по теме «Экологические пирамиды, правило 10 % и правило 1 %»

1. На колхозном поле пшеницы площадью 12 га мыши полевки за лето съели около 5 кг/га зерна. Определите величину прироста биомассы мышей, если в данной цепи питания соблюдается правило 10 %.

Решение

1. Вначале нужно составить пастбищную пищевую цепь:

2. Определим общую массу зерна, съеденного мышами на поле:

5 · 12 = 60 кг.

3. Зная массу съеденного зерна, на основании правила 10 % составим пропорцию и определим величину прироста биомассы мышей:

60 кг — 100 %

х кг — 10 %

х = 60 · 10 : 100 = 6 кг.

О т в е т: прирост биомассы мышей за лето составил 6 кг.

2. Сколько согласно правилу 10 % нужно фитопланктона, чтобы прирост плотвы в озере составил 125 кг, если учесть, что плотва кормится мелкими беспозвоночными, использующими в качестве корма фитопланктон?

Решение

1. Вначале нужно составить пастбищную пищевую цепь:

2. Зная прирост биомассы плотвы, на основании правила 10 % составим пропорцию и определим биомассу съеденных мелких беспозвоночных:

125 кг — 10 %

х кг  — 100 %

х = 125 × 100 : 10 = 1250 кг.

3. Зная биомассу съеденных мелких беспозвоночных, на основании правила 10 % составим пропорцию и определим биомассу фитопланктона, которую съели мелкие беспозвоночные:

1250 кг — 10 %

х кг — 100 %

х = 1250 · 100 : 10 = 12 500 кг = 12,5 т.

О т в е т: чтобы прирост плотвы в озере составил 125 кг, нужно 12,5 т фитопланктона.

3. Канюк за лето съедает до 80 мышей со средней массой 20 г. Учитывая правило 10 %, определите количество птиц, охотившихся на мышей на пшеничном поле, если благодаря им было сохранено 2 т зерна.

Решение

1. Вначале нужно составить пастбищную пищевую цепь:

.

2. Массу зерна переведем в килограммы и, учитывая правило 10 %, определим биомассу мышей, съеденных канюками с помощью следующей пропорции:

2 т = 2000 кг

2000 кг — 100 %

х кг — 10 %

х = 2000 × 10 : 100 = 200 кг.

3. Биомассу мышей переведем в граммы и определим численность съеденных канюками мышей:

200 кг = 200 000 г.

200 000 : 20 = 10 000 мышей.

4. Зная численность съеденных канюками мышей и количество мышей, съедаемых одним канюком, определим численность птиц, охотившихся на мышей:

10000 : 80 = 125 канюков.

О т в е т: на пшеничном поле охотилось 125 канюков.

Тип Д2 C3 № 994  ВПР 11 класс

Зная правило 10 процентов (правильно экологической пирамиды: не более 10 % энергии поступает от каждого предыдущего трофического уровня к последующему), рассчитайте сколько тонн понадобится для фитопланктона, чтобы вырос один кит весом 150 тонн? (пищевая цепь: фитопланктон → зоопланктон → кит)

Пояснение.

Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую. Это правило известно как правило Линдемана, или правило 10 процентов.

При расчете массы и энергии снизу вверх - убираем по одному нулю при переходе на каждый уровень, а если движемся сверху вниз – добавляем по одному нулю.

150000 ·  10 ·  10 = 15000000 кг = 15000 тонн.