Задача 1. Постройте пищевую цепь экосистемы леса, в которой продуцентами являются древесные растения, а консументом высшего порядка — ястреб.
Решение.
Поскольку растения — это продуценты, в пищевой цепи они займут первую позицию:
растение →
Их тканями могут питаться многие насекомые, например тля, которая сосет флоэмный сок. Тля будет являться консументом 1-го порядка:
растение → тля →
Как известно, тлю истребляют божьи коровки, которых применяют даже в садах и на полях вместо ядохимикатов:
растение → тля → божья коровка →
Божьими коровками могут питаться немногие птицы из-за их предупреждающей окраски, однако к таковым относятся и скворцы:
растение → тля → божья коровка → скворец →
Скворец вполне может стать добычей ястреба, который и завершит данную пищевую цепь, будучи консументом 4-го порядка:
растение → тля → божья коровка → скворец → ястреб.
Ответ: растение → тля → божья коровка → скворец → ястреб.
Задача 2. В упрощенной экосистеме африканской саванны имеется четыре компонента: растения (акации), травоядные (антилопы), хищники (гепарды) и падальщики (гиены). Какие организмы занимают в этой экосистеме второй трофический уровень?
Решение.
Поскольку продуцентами являются только акации, а все остальные — консументами, растения оказываются в начале пищевой цепи:
акации →
Антилопы относятся к травоядным, гепарды — к хищникам, а гиены — к падальщикам. Следовательно, пищевая цепь приобретает вид:
акации → антилопы → гепарды → гиены.
Из этой пищевой цепи видно, что именно антилопы занимают второй трофический уровень.
Ответ: антилопы.
Задача 3. Какое количество чаек может прокормиться на участке акватории моря, на котором в год образуется 1200 кг сухой массы фитопланктона? Масса чайки составляет 1 кг (сухое вещество — 40 %), чайка питается рыбой, а рыба — фитопланктоном. При решении задачи следует учитывать правило экологической пирамиды.
Решение.
Прежде всего, исходя из данных задачи, следует составить пищевую сеть:
фитопланктон → рыба → чайка.
Из этой цепи следует, что пирамида биомасс будет трехуровневой, и, согласно правилу 10 %, или правилу экологической пирамиды, биомасса чайки будет в 100 раз меньше биомассы фитопланктона:
чайка — 1 %;
рыба — 10 %;
фитопланктон — 100 %.
Помня о том, что в основу пирамиды биомасс положена масса сухого вещества, рассчитываем массу сухого вещества чайки:
| m |
| сух.чайки |
=
| m |
| сыр.чайки |
·40%/100%=1·0.4=0.4 кг.
Определяем, какое количество сухого вещества фитопланктона требуется для пропитания одной чайке:
| m |
| сух.фитопланктона |
=
| m |
| сыр.чайки |
·100=0.4·100=40 кг.
И, наконец, вычисляем, какое количество чаек может прокормиться на данной акватории:
| n |
| чаек |
=
| ||
|
=
=30 чаек.
Ответ: 30 чаек.
Задача 4. Средняя масса годовалой рыжей лисицы — 20,5 кг. Предположим, что с одномесячного возраста, когда масса лисенка составляла 500 г, он перешел на питание исключительно куропатками (средняя масса — 800 г). Какое количество куропаток понадобилось ему съесть для достижения массы годовалой лисы? Какой прирост биомассы продуцентов понадобился для этого? Какая площадь (в га) достаточна для пропитания одной лисицы, если продуктивность растительной биомассы составляет 2 т/га?
Решение.
Составим цепь питания данной территории, учитывая то, что куропатки являются преимущественно растительноядными:
растение → куропатка → лиса.
Подсчитаем, какую массу лисенок набрал в течение года, питаясь куропатками:
| ∆m |
| лисы |
=20.5кг−0.5кг=20кг
Согласно правилу экологической пирамиды, для набора такой массы ему потребовалось съесть в 10 раз больше куропаток:
| m |
| куропаток |
=
| ∆m |
| лисы |
·10=20·10=200 кг.
Определим количество куропаток, необходимых для пропитания лисы:
| n |
| куропаток |
=
| ||
|
=
| 200кг |
| 0.8кг |
=250 (куропаток).
Теперь определим, согласно правилу экологической пирамиды, какая биомасса продуцентов потребовалась для прокорма 200 кг куропаток:
| m |
| продуцентов |
=
| m |
| куропаток |
·10=200кг·10=2000 кг.
Вычислим площадь, необходимую для пропитания куропаток и лисы, учитывая продуктивность данной экосистемы (2000 кг/га):
S=
| ||
| п |
родуктивность=
| 200кг | ||
|
=1 га.
Ответ: для пропитания одной лисы необходимо 250 куропаток, которые потребляют 2000 кг растительной биомассы. Для пропитания одной лисы достаточно 1 га территории.
Разнообразие экосистем (биогеоценозов). Саморазвитие и смена экосистем. Устойчивость и динамика экосистем. Биологическое разнообразие, саморегуляция и круговорот веществ — основа устойчивого развития экосистем. Причины устойчивости и смены экосистем. Изменения в экосистемах под влиянием деятельности человека. Агроэкосистемы, основные отличия от природных экосистем