Лабораторная работа "Продуктивность и динамика экосистем"

Лабораторная  работа

Продуктивность и динамика экосистем.

Цель работы: Закрепить понятия «экосистема», «продуктивность экосистем», выяснить различия между первичной и вторичной продукцией. Научиться рассчитывать первичную и вторичную продукцию.

Материалы и оборудование: 1. Данные эффективности фотосинтеза и продолжительности вегетационного периода у сельскохозяйственных культур (приложение, табл. 3).

2. Статистически обработанные данные полевых исследований продукции малых сусликов и степных сурков в Северном Прикаспии (приложение, табл. 4).

Пояснения к заданию. Чтобы биосфера продолжала существовать, чтобы развитие ее не прекращалось, на Земле постоянно должен происходить круговорот биологически важных веществ, т.е. после использования они должны вновь переходить в усвояемую для других организмов форму. Этот переход биологически важных веществ из звена в звено может осуществляться только при определенных затратах энергии, источником которой является Солнце.

Продуктивность экосистем тесно связана с потоком энергии, проходящим через ту или иную экосистему. Органическое вещество, создаваемое продуктами в процессе фотосинтеза, называют первичной продукцией экосистемы. Количественно ее выражают в сырой массе растений или энергетических единицах – эквивалентном числе джоулей.

Как известно, лишь часть энергии света, получаемой зеленой поверхностью, может быть использована растениями в процессе фотосинтеза. Скорость, с которой растения накапливают химическую энергию в результате фотосинтеза, называется валовой первичной продуктивностью. Около 20 % этой энергии расходуется растениями на дыхание и фотодыхание. Скорость накопления органического вещества, за вычетом этого расхода, называется чистой первичной продуктивностью. Это энергия, которую могут использовать организмы следующих трофических уровней.

Количество органического вещества, накопленного гетеротрофными организмами, называется вторичной продукцией. Вторичную продукцию вычисляют отдельно для каждого трофического уровня, так как прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего уровня.

Ход работы.

1. Рассчитать первичную продукцию агроценоза с 1 м² посева. Полученные результаты занести в таблицу 1. Провести ранжировку культур по максимальной продуктивности агроценоза.

Таблица 1

Первичная продукция агроценоза с 1 м² посева

При расчете первичной продукции агроценоза сначала необходимо определить количество энергии, поглощаемой 1 м² посева сельскохозяйственной культуры по формуле:

Q=R·F/100,

где Q - количество энергии, поглощаемой 1 м² посева, кДж; R - суммарная радиация, (кДж/м²)·день; F - эффективность фотосинтеза, %.

Первичная продукция агроценоза после этого определяется по формуле:

V = Q·T,

где V - первичная продукция агроценоза, кДж/м²; Q – количество энергии, поглощаемой 1 м² посева, кДж; Т – продолжительность вегетационного периода, дней.

2. Рассчитать отношение вторичной продукции к потребляемому корму у суслика малого и сурка степного. Полученные результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2.

Эффективность образования продукции разными видами животных.

Отношение вторичной продукции к потребленному корму у различных видов животных определяется по формуле:

К1 = С/А·100,

где К1 - отношение вторичной продукции к потребленному корму, %; С – вторичная продукция, тыс. ккал/га.

Отношение вторичной продукции к усвоенному корму определяется по формуле:

К2 = С/В·100,

где К2 – отношение вторичной продукции к усвоенному корму, %; С – вторичная продукция, тыс. ккал/га; В – усвоено корма, тыс. ккал/га.

3. Провести анализ результатов и сделать вывод об эффективности образования продукции разными видами животных.

4. Определить какой вид животных более эффективно использует энергию пищи на рост и накопление жировых запасов.

5. Сделать выводы по работе.

Приложения.

Таблица 3

Суммарная радиация, эффективность фотосинтеза и вегетационный
период сельскохозяйственных культур.

Таблица 4.

Продукция малых сусликов и степных сурков в Северном Прикаспии.