Практическое занятие № 6 Трофические цепи и уровни. Продуктивность Экосистем (Решение задач)

6.1 Цель: Изучить процесс накопления и передачи энергии в экосистеме и продуктивность трофических уровней.

6.2 Вопросы для самостоятельного изучения

1. Функциональная структура экосистемы (продуценты, консументы, редуценты, их роль в экосистеме).

2. Цепь питания, сеть питания, трофический уровень.

Что отражают правила экологических пирамид?

6.3 Теоретическое введение

Отношения величин потока энергии в разных точках пищевой цепи, выраженные в %, называют экологической эффективностью.

1) эффективность трофического уровня показывает, какой % составляет продукция данного трофического уровня продукции предыдущего. В среднем она составляет около 10%.

2) эффективность потребления или использования показывает, какая часть продукции предыдущего трофического уровня съедается организмами данного уровня (остальное достается редуцентам). Например, в лесах травоядные потребляют только около 5% продукции растений, в степи – 25%, а в водных экосистемах – до 50%.

3) эффективность ассимиляции, т.е. эффективность усвоения пищи. Для 1-ого трофического уровня - это эффективность фотосинтеза, т.е. доля солнечной энергии, превращенная в валовую первичную продукцию. В среднем растения в процессе фотосинтеза связывают всего около 1% поступающей световой энергии. Она велика у быстро растущих 1-летних трав (0,7-0,85), но мала во влажном тропическом лесу (0,2-0,3). В длинные летние дни на Севере до 10% дневного поступления солнечной энергии растения превращают в химическую, однако зимой фотосинтез в этих районах прекращается. Эффективность ассимиляции у фитофагов и детритофагов составляет обычно 20-50%. Семена и плоды могут быть ассимилированы на 60-70%, листья – на 50%, древесина – на 15%, т.к. клетчатка и лигнин плохо перевариваются и уходят в навоз. У питающихся более калорийной пищей хищников ассимилируется до 80% пищи.

4) эффективность продуцирования, т.е. доля ассимилированной энергии, которая идет на создание новой биомассы. У беспозвоночных она в целом высокая –30-40%, у рыб, земноводных и пресмыкающихся, не поддерживающих постоянную температуру тела, она - около 10%, а у теплокровных - всего 1-2%, у мелких – еще ниже.

6.4 Задачи

1. Постройте схемы пищевых цепей и сетей для предложенных экосистем (в скобках указано, сколько организмов предыдущего трофического уровня требуется для питания 1 особи данного вида). Обозначьте трофические уровни и постройте соответствующие пирамиды чисел. Проанализируйте, какие причины могут вызывать колебания численности популяций, расположенных на разных трофических уровнях, и возможные механизмы саморегуляции экосистем.

Наземная пастбищная экосистема

Растения: 200 единиц;

мыши (10 единиц) питаются семенами растений (1:10);

кролики (10 единиц) питаются травой (1:10);

лисы (2 единицы) поедает кроликов и мышей (1:5);

ласки (2 единицы) в нашей модели ест только мышей (1:5);

беркут (1 единица) охотится на мышей, кроликов (1:5), а также может съесть лису или ласку (1:2).