Лабораторная работа "Решение экологических задач" (11 класс)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ОСОБЕЙ В ЭКОСИСТЕМЕ

Задача. Одна рысь съедает в сутки 5 кг пищи. Какое максимальное количество рысей выживет в лесу с биомассой 10950 тонн в год, если количество доступной пищи 0,1%.

Решение:

1) определяем доступную пищу

10950 т - 100%

х - 0,1%

х = 10,95 т = 10950 кг

2) определяем количество пищи для одной рыси в год

365 · 5 кг = 1825 кг

3) определяем количество рысей в лесу

10950 кг / 1825 кг = 6 рысей

Задача. В 1 кг массы синиц – К₂ содержится 4000 ккал энергии, КПД фотосинтеза в лесу составляет 1%. Какое максимальное количество птиц со средней массой 20 г сможет прокормиться в сообществе, на поверхность которого поступает 2∙10⁷ ккал солнечной энергии.

Решение:

1) определяем энергию продуцентов

20000000 ккал - 100%

х - 1%

х = 200000 ккал

2) согласно правилу Линдемана определяем энергию синиц

     П                    К₁                           К₂

200000            20000             2000    

К₂ = 2000 ккал

3) находим биомассу синиц

1 кг - 4000 ккал

х кг - 2000 ккал

х = 0,5 кг

4) находим количество синиц

500 г / 20 г = 25 синиц в сообществе

1. Определите, какое максимальное количество паразитов может прокормиться в организме хозяина, если масса одного паразита – 10 г, а в 1 г его тела заключено 200 ккал энергии. Хозяин – травоядное животное со средней массой тела 40 кг, в 1 кг которого содержится 2000 ккал энергии.

2. В 1 кг массы тела дятлов – К₂ содержится 3500 ккал энергии, а КПД фотосинтеза в лесу 2%. Какое максимальное количество птиц со средней массой тела 100 г сможет прокормиться в лесу, на поверхность которого падает 7∙10⁷ ккал солнечной энергии?

ЗАДАЧИ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИИ.

Для приблизительной оценки численности популяции в том случае, когда другие, более точные, методы неприменимы (например, при оценке численности рыб в озере или численности мышевидных грызунов в участке леса), используется метод «отлов с мечением – повторный отлов», при котором вычисляется показатель численности, называемый индексом Линкольна. Общий размер популяции (N) в этом случае определяется как частное между произведением количества животных в первом (N₁) и во втором (N₂) уловах и количеством меченых животных, обнаруженных во втором улове (n) (метятся и затем выпускаются в среду все особи, отловленные при первом вылове).

N = (N_1*N₂)/n_мечен.

3. Для изучения численности  огненных саламандр их фотографируют, а не метят, так размер и рисунок пятен у каждой саламандры особенный. Поймали, сфотографировали, а затем выпустили на прежнее место 30 саламандр. Через сутки снова поймали 30 саламандр, среди них было 15, сфотографированных ранее. Предположим, что за сутки ни одна саламандра не умерла, не родилась, не эмигрировала из популяции и не иммигрировала в популяцию. Определите число саламандр в популяции.

4. Гидробиологи поставили цель оценить размер популяции карпа в небольшом пруду. С помощью сети отловили 50 экземпляров и пометили их краской, выпустили обратно в пруд. Через 24 часа снова отловили 50 экземпляров, среди которых оказалось 20 меченых. Рассчитайте количество популяции карпа, если за время проведения исследований ее численный состав не изменился.

5. Для определения численности популяции ястребов было отловлено, окольцовано и выпущено 40 птиц. Спустя 24 часа было вновь отловлено 40 птиц. Из них 25 ястребов оказалось помеченных ранее. Определите количество особей в популяции, если за время исследования никто не родился и не умер.

ПРИРОСТ БИОМАССЫ

Задача . Мыши за лето съели в поле 80 кг зерна. Рассчитайте оставшийся урожай зерна в (кг), если известно, что прирост биомассы мышей к концу лета составил 0,02% от урожая. Переход энергии с одного трофического уровня на другой в данной цепи питания составляет 15%.

Решение

1) Определяем биомассу мышей

            80 кг – 100%

            х    –  15%

            х = 12 кг

2) Рассчитываем весь урожай зерна

            12 кг – 0,02%

            х    – 100%

            х = 60000 кг

3) Определяем оставшийся урожай

            60000 – 80 = 59920 кг

7. Полевки за лето съели в поле 120 кг зерна. Рассчитайте оставшийся урожаи зерна в (кг), если известно, что прирост биомассы полевок к концу лета составил 0,01% от урожая. Переход энергии с одного трофического уровня на другой в данной цепи питания составляет 10%.

Задача. Скворцы на яблоне питаются гусеницами яблонной плодожорки. Рассчитайте оставшийся урожай яблок в (кг), если за лето гусеницы могли бы уничтожить 25% яблок и достигнуть биомассы 4 кг. Переход энергии с одного трофического уровня на другой в данной цепи составляет 20%.

Решение

1) Определяем, сколько яблок съели гусеницы

            4 кг –   20%

            х    –  100%

            х = 20 кг

 2) Рассчитываем биомассу яблок

            20 кг –  25%

            х    – 100%

            х = 80 кг

3) Определяем оставшийся урожай яблок

            80 – 20 = 60 кг

8. Скворцы на яблоне питаются гусеницами яблонной плодожорки. Рассчитайте оставшийся урожай яблок в (кг), если за лето гусеницы могли бы уничтожить 20% урожая и достигнуть биомассы 5 кг. Переход энергии с одного трофического уровня на другой в данной цепи составляет 10%.

Задача. Щуки в водоеме съели 200 кг мелкой рыбы. Определите прирост биомассы щук в (кг), если переход энергии с одного трофического уровня на другой равен 15%, а мелкая рыба составляет 50% рациона щук.                 

Решение

1) Определяем биомассу мелкой рыбы

            200 кг –   50%

            х     –   100%

            х = 400 кг

2) Рассчитываем прирост щук

            400 кг –  100%

            х     –    15%

            х = 60 кг

9. Щуки в водоеме съели 1800 кг мелкой рыбы. Определите прирост биомассы щук в (кг), если переход энергии с одного трофического уровня на другой равен 20%, а мелкая рыба составляет 90% рациона щук.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОМАССЫ

10. Рассмотрите пирамиду энергии экосистемы леса

Определите биомассу продуцентов данной экосистемы в тоннах, если известно, что 1 кг зеленой массы поглощает 3∙10⁶ кДж солнечной энергии.

11. Рассчитайте первичную продукцию верхового болота в тоннах, где энергия хищников 2-го порядка составляет 3000 ккал, если известно, что 1 кг этой продукции содержит запас энергии 150 ккал.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСА ЭНЕРГИИ

Задача. Известно, что в мелком водоеме в течение года образовалось 15 кг чистой первичной продукции. Каждый грамм такой биомассы содержит 20 ккал энергии. Рассчитайте, каким запасом энергии будут обладать хищники 2-го порядка данного водоема.

Решение

1) Определяем энергию продуцентов:

         1    г  –  20 ккал

         15000 г  –   х  ккал

         х = 300000 ккал

2) Согласно правилу Линдемана определяем запас энергии соответственно у консументов третьего порядка, т. е. хищников 2-го порядка в водоеме:

         К₁ – 30000 ккал

         К₂ – 3000 ккал

         К₃ – 300 ккал

12. Известно, что чистая первичная продукция в лесу составила 4.6 тонн в год. Рассчитайте, сколько будет энергии у хищников 2-го порядка в данной экосистеме, если 10 кг первичной продукции содержит 5000 ккал энергии.