Тема урока: Розв'язування типових задач з екології
Очікувані результати:
1. Опанувати теоретичний матеріал щоб навчитися розв’язувати типові задачі з екології;
2. Розглянути типи задач з екології;
3. Навчитися розв’язувати задачі з екології;
Прочитай,запам’ятай
Ланцюг живлення (трофічний ланцюг)–взаємовідносини між організмами під час переносу енергії їжі від її джерела (зеленої рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні.
Ланцюги живлення – це ряди взаємопов'язаних видів, у яких кожний попередній є об'єктом живлення наступного.
Правило екологічної піраміди :кожна з ланок ланцюга живлення може використати лише 5–15 % енергії їжі для побудови речовини свого тіла. Внаслідок неминучої втрати енергії кількість утворюваної органічної речовини в кожній наступній ланці зменшується. Таким чином, кожен ланцюг живлення містить, як правило, не більше ніж 4–5 ланок, оскільки внаслідок втрати енергії загальна біомаса кожної наступної ланки приблизно в 10 разів менша за попередню. Ця закономірність називається правилом екологічної піраміди.
Правило екологічної піраміди:При переході енергії на наступний трофічний рівень лише 10 % від неї використовується для продукування нової біомаси, стаючи запасеною енергією (решта витрачається в процесах метаболізму). Отже, у піраміді біопродуктивності кожний наступний рівень становить приблизно 10 % від попереднього (100, 10, 1, 0.1, 0.01 % від первинної кількості і т. д.). Екологічна піраміда буває трьох типів:
• піраміда чисел– відображує чисельність окремих організмів на кожному рівні, причому загальне число особин, що беруть участь у ланцюгах живлення, з кожним наступним рівнем зменшується;
• піраміда біомаси– відображує кількісне співвідношення маси органічної речовини на трофічних рівнях; при цьому сумарна маса рослин виявляється більшою, ніж біомаса всіх травоїдних організмів, маса яких, у свою чергу, перевищує масу всіх хижаків;
• піраміда енергії– відображує кількість енергії, яка запасається (в їжі) на кожному рівні, причому на кожному наступному трофічному рівні кількість біомаси, що утворюється за одиницю часу, є більшою, ніж на попередньому.
Усі три типи пірамід – продукції, біомаси і чисел – виражають у підсумку енергетичне співвідношення в екосистемах. Перші два правила виявляються в угрупованнях із певною трофічною структурою, останнє (піраміда продукції) має універсальний характер.
Знання законів продуктивності екосистем і кількісний облік потоку енергії мають велике практичне значення. Уміння точно розрахувати потік енергії і масштаби продукції екосистем дозволяє одержати найбільший вихід продукції, необхідної людині.
Приклади типових задач з екології
Задача № 1. За правилом екологічної піраміди визначте, скільки рослинної речовини необхідно для того, щоб у наведеному біоценозі могли існувати три рослинноїдні птахи масою
1 кг.
Розв'язання:
Складаємо ланцюг живлення: рослини → птахи.
Маса одного птаха – 1 кг, отже йому необхідно 10 кг рослин.
Кількість птахів – 3, тому помножуємо кількість птахів на масу рослин
і визначаємо масу рослинної речовини, яка необхідна для того, щоб у цьому біоценозі змогли існувати три рослинноїдні птахи масою 1 кг:
3 ∙ 10 = 30 кг рослинної речовини.
Відповідь:необхідно 30 кг рослин.
Задача № 2. Трофічний ланцюг складається з трьох рівнів. Вовк набрав 1 кг маси. Скільки для цього знадобилось рослинної речовини?
Розв'язання:
Складаємо ланцюг живлення: рослини → заєць → вовк.
Маса вовка збільшилась на 1 кг, отже йому необхідно було з'їсти на 10 кг більше зайців, а їм, у свою чергу, необхідно з'їсти на 100 кг рослин більше.
Відповідь:знадобилось 100 кг рослинної речовини.
Задача № 3 . За правилом екологічної піраміди, визначте, скільки рослинності необхідно, щоб прогодувати лисицю масою 32 кг.
Розв'язання:
Складаємо ланцюг живлення: рослини → заєць → лисиця.
Згідно з правилом екологічної піраміди на кожен трофічний рівень переходить не більше ніж 10 % енергії, отже, знаючи масу лисиці, можна обчислити потрібну масу рослинності.
3200кг-320кг-32кг
рослини-заєць-лисиця
Відповідь:щоб прогодувати лисицю масою 32 кг, необхідно 3200 кг рослинності.
Задача №4.Визначте площу (га) поля, що необхідна для прогодування яструба масою 6 кг (суха речовина становить 40 %). Суха маси трави з 1 м2становить 300 г.
Розв'язання:
Складаємо ланцюг живлення: рослини → гризуни → яструб.
Спочатку визначаємо масу сухої речовини яструба (складаємо пропорцію):
6 кг– 100 %
xкг – 40 %
x кг (маса сухої речовини яструба).
6 кг ×40% : 100 %= 2,4 кг ( маса сухої речовини яструба)
Визначаємо суху масу рослин у ланцюзі живлення за правилом екологічної піраміди:
240 кг- 24 кг-2,4 кг
рослини- гризуни- яструб
Тепер визначаємо площу поля, на якій зростає 240 кг рослин (складаємо пропорцію):
1 м2– 300 г (0,3 кг)
x– 240 кг
1м2×240 кг : 0,3 кг = 800 м2 800 м2 = 0,08 га.
Відповідь:щоб прогодувати яструба вагою 6 кг, необхідно 0,08 га поля.
Записати у зошиті:
1. Користуючись правилом екологічної піраміди визначте, яка маса водоростей і бактерій потрібна, щоб у морі виріс і міг існувати один дельфін масою 400 кг.
2. Скільки людей протягом року зможуть прогодуватись з 1 га морської акваторії, багатої планктоном, якщо людині на рік необхідно отримати з їжею 4,19 • 106 кДж енергії? Біопродуктивність 1 м2 акваторії становить 600 г/м2/рік, а 1 г сухої речовини акумулює в середньому 20 кДж енергії.
Розв’язання
Визначаємо енергетичну продуктивність 1 га планктону протягом року: (600 г/м2 • 20 кДж/г) • 10 000 м2 = 120 000 000 кДж.
Визначаємо, скільки людей зможуть прогодуватись протягом року з 1 га моря, багатого планктоном:
120 000 000 кДж : 4 190 000 кДж = 29 (чоловік).
Відповідь. Зможуть прогодуватись протягом року 29 чоловік.
Доиашнє завдання: параграф 40, виконати завдання на платформі « Мій клас».