Розв’язання вправ та завдань до підручника «Біологія» С. В. Межжерін 11 клас - 2011 рік

Практична робота №3

Розв’язування задач з екології

Мета. Навчитися розраховувати співвідношення між ланками екологічної піраміди. Опанувати правило екологічної піраміди. Навчитися визначати положення живих організмів у трофічних ланцюгах.

Обладнання: текст практичної роботи в підручнику.

Хід роботи

Варіант 1

Задача 1. Установіть відповідність між організмом і трофічним рівнем екологічної піраміди, на якому він перебуває, та впишіть у таблицю наведеної форми: рослини, орел, жаба, мікроскопічні гриби, жук.

Продуцент

рослини

Консумент 1 порядку

жук

Консумент 2 порядку

жаба

Консумент 3 порядку

орел

Редуцент

мікроскопічні гриби

Задача 2. Визначте масу компонентів ланцюга живлення, якщо відомо, що маса консументу 3-го порядку становить 8 кг.

Компоненти ланцюга живлення

Загальна маса

Фітопланктон

8 т

Дрібні ракоподібні

800 кг

Риби

80 кг

Видра

8 кг

Задача 3. Використовуючи правило екологічної піраміди, визначте площу (у м2) відповідного біогеоценозу, на якій може прогодуватися вовк масою 55 кг (ланцюг живлення: трав’янисті рослини → парнокопитні → вовк). Біомаса рослинності лісу становить 2000 г/м2. Візьміть до уваги, що масова частка води в організмі становить 70 % від загальної маси.

Розв’язання:

  1. Визначаємо суху масу вовка (30 % від ваги тіла):

55 кг х 0,3 = 16,5 кг

  1. На підставі правила екологічної піраміди визначаємо суху масу парнокопитних і рослин, які складають трофічний ланцюг:

трав’янисті рослини → парнокопитні → вовк

1650 кг 165 кг 16,5 кг

  1. Отже, кількість рослинної речовини, що є основою ланцюга живлення, приблизно в 10 разів більша, ніж маса рослиноїдних копитних, а їхня маса — в 10 разів більша, ніж маса вовка (в перерахунку на суху речовину). Нам відома продуктивність рослинності лісу (2000 г/м2, або 2 кг/м2). Виходячи з цього, знаходимо площу лісу, на якій може прогодуватися вовк:

1 м2 — 2000 г (2 кг)

х — 1650 кг

х — 825 м2

Відповідь: Площа лісу, на якій може прогодуватися вовк вагою 55 кг, становить 825 м2.

Задача 4. Визначте площу акваторії моря, потрібної для прогодування дельфіна звичайного масою 60 кг (30 % сухої речовини) у ланцюзі живлення: фітопланктон → риба → дельфін. Продуктивність фітопланктону — 500 г/м2.

Розв’язання:

  1. Визначаємо суху масу дельфіна:

60 кг х 0,3 = 18 кг

  1. Виходячи з правила екологічної піраміди, визначаємо суху масу риби і фітопланктону, які складають трофічний ланцюг:

фітопланктон→ риба→ дельфін

1800 кг 180 т 18 кг

  1. Отже, маса фітопланктону, що є основою ланцюга живлення, приблизно в 10 разів більша, ніж маса риби, а маса риби — в 10 р. перевищує масу дельфіна. Продуктивність фітопланктону — 500 г/м2 (0,5 кг/м2). Визначаємо площу акваторії моря, яка необхідна для прогодування дельфіна:

1 м2 — 0,5 кг

х — 1800 кг

х = 3600 м2

Відповідь: Площа акваторії моря, потрібна для прогодування дельфіна масою 60 кг — 3600 м2.

Задача 5. Біомаса сухого сіна з м2 поля становить 300 г. На підставі правила екологічної піраміди визначте, скільки гектарів поля необхідно, щоб прогодувати одного школяра масою 50 кг (70 % маси становить вода), згідно з харчовим ланцюгом: трава → корова → людина.

Розв’язання

  1. Визначаємо суху масу людини (30 %):

50 кг х 0,3 = 15 кг

  1. На підставі правила екологічної піраміди, знаходимо суху масу інших компонентів трофічного ланцюга корова → людина

1500 кг 150 кг 15 кг

  1. Продуктивність поля з травою відома — 300 г/м2. Виходячи з цього, визначаємо, яка площа поля необхідна для прогодування одного школяра:

2 — 300 г (0,3 кг)

х — 1500 кг

х = 5000 м2 (0,5 га)

Відповідь: Щоб прогодувати одного школяра масою 50 кг, необхідно 0,5 га поля.

Варіант 2

Задача 1. Установіть відповідність між організмом і трофічним рівнем екологічної піраміди, на якому він перебуває, та впишіть у таблицю: циклоп, фітопланктон, судак, карась, річковий рак.

Продуцент

фітопланктон

Консумент 1 порядку

циклоп

Консумент 2 порядку

карась

Консумент 3 порядку

судак

Редуцент

річковий рак

Задача 2. Визначте, яку кількість сичів може прогодувати ланцюг живлення, якщо відомо, що загальна маса продуцента становить 8000 кг, а маса одного сича — 0,2 кг.

Компоненти ланцюга живлення

Загальна маса

рослини

8000 кг

комахи

800 кг

дрібні птахи

80 кг

сичі

8 кг (40 шт.)

Відповідь: Маса одного сича 0,2 кг, тому кількість сичів, яку може прогодувати даний ланцюг живлення, становить 40 шт.

Задача 3. Використовуючи правило екологічної піраміди, визначте, на скільки збільшилася маса молодої лисиці за тиждень мишкування, якщо протягом цього тижня вона з’їла 200 полівок та мишей (маса одного гризуна становить приблизно 10 г). Візьміть до уваги; що масова частка води в організмі становить 70 % від загальної маси тіла.

Розв’язання:

  1. Згідно з правилом екологічної піраміди, кожний наступний харчовий рівень засвоює тільки 10 % маси та енергії. Отже, визначаємо масу всіх полівок, яких з’їла лисиця, і знаходимо 10 % від маси:

200 х 10 г = 2000 г

(10 %)— 2000 г х 0,1 = 200 г

  1. В перерахунку на суху речовину (30 %) ця маса становить:

200 г х 0,3 = 60 г

Відповідь: Маса лисиці за тиждень мишкування збільшилася на 60 г.

Задача 4. Визначте площу акваторії річки, яка потрібна для прогодування судака масою 1 кг (30 % сухої речовини) у ланцюзі живлення: фітопланктон → травоїдна риба → судак. Продуктивність фітопланктону — 700 г/м2.

Розв’язання:

  1. Знаходимо суху масу судака (30 %):

1 кг х 0,3 - 300 г

  1. На підставі правила екологічної піраміди визначаємо суху масу травоїдних риб та фітопланктону, які входять до складу ланцюга живлення:

фітопланктон → травоїдна риба → судак

30 кг 3000 г (3 кг) 300 г

  1. Виходячи з продуктивності фітопланктону, визначаємо площу акваторії річки, яка потрібна для прогодування судака:

2 — 700 г (0,7 кг)

х — 30 кг

х = 42,8 м2

Відповідь: Площа акваторії річки, необхідна для прогодування судака масою 1 кг, складає приблизно 43 м2.

Задача 5. Біомаса планктонів становить 500 г/м2 площі моря. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа моря може прогодувати одного білого ведмедя масою 500 кг (70 % становить вода) згідно з харчовим ланцюгом:планктон →риба тюлень → білий ведмідь.

Розв’язання:

  1. Визначаємо суху масу ведмедя (30 %):

500 кг х 0,3 = І50 кг

  1. На підставі правила екологічної піраміди визначаємо суху масу інших компонентів трофічного ланцюга:

планктон → риба → тюлень → білий ведмідь

150 000 кг 15 000 кг 1500 кг 150 кг

(150 т)

  1. Маса фітопланктону, що є основою ланцюга живлення, складає 150 т. Знаючи біологічну продуктивність планктону, знаходимо площу моря, яка може прогодувати ведмедя:

2 — 0,5 кг

х — 150 000 кг

х = 300 000 м2 (30 га)

Відповідь: Білого ведмедя масою 500 кг може прогодувати акваторія моря площею 30 га.

Додаткове завдання. Початкова чисельність популяції оленя становить 1000 особин. Оленями живляться вовки. Частина популяції оленів, що виживала до кінця кожного року, збільшує свою чисельність на 40 %. Початкова чисельність популяції вовків становить 10 особин; один вовк споживає по 30 оленів щороку;

річний приріст популяції вовків становить 10 %. У разі відсутності вовків природна смертність оленів від хвороб становить 30 %.

  1. Розрахуйте, якою буде чисельність оленів через 3 роки; 10 років у разі повної відсутності хижаків. Зобразіть зміни чисельності оленів протягом даного періоду часу графічно.
  2. Розрахуйте, якою буде чисельність оленів через 3 роки; 10 років з урахуванням впливу на. неї вовків.

Розв’язання:

  1. Знайдемо чисельність популяції оленів з урахуванням того, що вона має приріст 40 % кожного року і природну смертність від хвороб — 30 %. Розрахунок чисельності популяції для кожного наступного року будемо вести від реальної кількості живих оленів на кінець року.

Роки

1-й

2-й

3-й

4-й

5-й

6-й

7-й

8-й

9-й

10-й

Приріст 40 %

1400

1372

1355

1328

1302

1276

1251

1226

1202

1178

Смертність 30 %

420

412

406

398

390

382

375

367

360

353

Живі олені

980

968

949

930

912

894

876

859

842

825

Таким чином, у випадку відсутності хижаків чисельність оленів через 3 роки і 10 років складатиме відповідно 949 і 825 особин (падає).

2. Розрахуємо чисельність популяції оленів урахуванням впливу на неї вовків (щорічний приріст вовків 10 %), При цьому природну смертність від хвороб виключаємо, тому що вона діє у разі відсутності вовків.

Роки

1-й

2-й

3-й

4-й

5-й

6-й

7-й

8-й

9-й

10-й

Приріст 40 %

1400

1540

1652

1766

1842

1906

1912

1878

1747

1479

Кількість вовків

10

12

13

15

16

18

19

21

23

25

Смертність від вовків

300

360

390

450

480

540

570

630

690

750

Живі олені

1100

1180

1262

1316

1362

1366

1342

1248

1057

725

За наявності вовків кількість оленів через три роки збільшується з 1000 до 1262, а через 10 років різко падає до 729.

3. Зобразимо графічно зміни чисельності популяції оленів протягом 10 років:

Висновок: При відсутності хижаків чисельність популяції оленів поступово падає. Це пояснюється смертністю від хвороб, яка досягає 30 %. При обмеженій кількості хижаків спочатку спостерігається ріст чисельності популяції оленів. Це пояснюється зменшенням смертності через хвороби. Коли кількість хижаків збільшується, популяція оленів різко скорочується. Таким чином, кількість хижаків повинна бути під контролем, щоб не викликати різке зменшення популяції.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити