Рассмотрим вариант решения задания из учебника Беляев, Дымшица 11 класс, Просвещение: § 29. Сообщества и экосистемы По соотношению продукции и биомассы можно выделить три типа сообществ: 1) когда продукция намного больше биомассы; 2) когда продукция примерно равна биомассе; 3) когда продукция намного меньше биомассы. Как вы думаете, о чём свидетельствуют подобные соотношения? Разные соотношения продукции и биомассы отражают скорость обмена веществ и устойчивость экосистем. Если продукция значительно превышает биомассу, это указывает на высокую скорость размножения и короткий жизненный цикл. Равенство продукции и биомассы характерно для сбалансированных систем. Когда биомасса намного больше продукции, это говорит о медленном обороте органического вещества и накоплении ресурсов. В биомассе продуцентов выделяют зелёную биомассу (т. е. те части, где идёт фотосинтез). У лиственных деревьев на неё приходится 1-2% всей биомассы, у хвойных – 4-5%, у травянистых злаков – около 50%. Как вы думаете, что, кроме доли зелёной биомассы, влияет на эффективность фотосинтеза и какую роль у разных групп растений играют остальные их части? Кроме доли зелёной биомассы, на фотосинтез влияют: интенсивность света, доступность воды и CO2, температура. Нефотосинтезирующие части растений выполняют важные функции: стволы и ветви обеспечивают опору и транспорт веществ, корни - поглощение воды и минералов. У деревьев малая доля зелёной массы компенсируется долгим сроком жизни листьев/хвои, тогда как травы быстро обновляют фотосинтезирующие органы. Есть ли в вашем кабинете биологии особи видов, выполняющих в природе функции продуцентов, консументов, редуцентов? • Продуценты — комнатные растения (хлорофитум, герань) • Консументы — возможно, аквариумные рыбки или насекомые в коллекциях • Редуценты — редко, но могут быть представлены культурами почвенных бактерий или грибов на демонстрационных образцах Изучая экологические пирамиды (см. рис. 58), мы видим, что на более высоких трофических уровнях разнообразие видов и их биомасса меньше. Как вы думаете, к чему может привести изъятие из экосистемы консументов второго порядка (в первую очередь хищников)? • Резко возрастает численность травоядных (консументов 1 порядка) • Усиливается давление на растения, что ведёт к деградации растительного покрова • Нарушаются цепи питания, что может вызвать каскадное вымирание видов • Увеличивается конкуренция среди оставшихся консументов 1. Что такое сообщество? Сообществом называют совокупность разнообразных живых существ, заселяющих любой природный, нарушенный или созданный человеком участок поверхности Земли. 2. Каково значение в сообществах видов-доминантов? Доминанты наиболее важны и определяют характер пере-распределения в сообществе энергии и вещества, в том числе судьбу солнечного излучения. 3. Какие основные параметры можно использовать для характеристики сообщества? • Видовое богатство • Численность • Биомасса • Продукция 4. Какую роль в экосистеме играет сообщество живых организмов? Экологическая роль консументов состоит в переработке живой биомассы, накопленной продуцентами и другими консументами, и создании новой биомассы. Консументы не только используют биомассу предшественников для увеличения своей, но нередко просто разрушают её, облегчая жизнь редуцентам. Обычно выделяют консументов первого порядка, использующих в пищу продуцентов, и консументов второго порядка, потребляющих первых. Удаётся обнаружить и консументов более высоких порядков. Редуценты перерабатывают тела погибших организмов, а также разнообразные отходы их жизнедеятельности, которые постоянно накапливаются в экосистеме. Без них ни одно сообщество не могло бы функционировать. Именно редуценты во многом поддерживают биологический круговорот. Особенно типичны редуценты среди прокариот, простейших, грибов, круглых и кольчатых червей, многоножек, клещей и насекомых. 5. Какие функциональные блоки входят в состав сообщества? • Продуценты • Консументы • Редуценты Почему соотношения между ними могут быть разными? Соотношение между этими группами может существенно варьироваться в зависимости от типа экосистемы: в лесах преобладает биомасса продуцентов (деревья), тогда как в водоёмах основная продукция часто сосредоточена в консументах. 6*. Сопоставьте два-три обычных участка вашей местности (например, лес и луг) по доминирующим видам. Какие живущие на них виды представляют блоки продуцентов, консументов, редуцентов? Нарисуйте трофические сети для каждого участка. При сравнении типичных участков местности (например, леса и луга) наблюдаются существенные различия в структуре трофических сетей. В лесу продуцентами выступают деревья (дуб, берёза) и кустарники, консументами – насекомые, птицы и млекопитающие (белки, лисы), а редуцентами – почвенные грибы и бактерии. На лугу основными продуцентами являются злаки и разнотравье, консументами – грызуны, насекомые и мелкие птицы. Если сети заметно различаются, то о чём это может свидетельствовать? Различия в трофических сетях отражают адаптацию сообществ к разным условиям: лесная экосистема более многоярусна и устойчива, тогда как луговая характеризуется более быстрым оборотом веществ. 7. Что такое экологическая пирамида? Экологическая пирамида – это графическое представление соотношения численности, биомассы или энергии между разными трофическими уровнями в экосистеме. Почему разные типы пирамид для одного сообщества могут значительно различаться? Разные типы пирамид для одного сообщества могут существенно различаться: например, пирамида численности может быть перевёрнутой (когда много мелких консументов питаются малочисленными крупными продуцентами), тогда как пирамида энергии всегда будет правильной формы. Эти различия объясняются тем, что разные параметры по-разному отражают потоки вещества и энергии в экосистеме. 8. Прочитайте материал параграфа и сформулируйте определение понятия «экологическая пирамида». Экологическая пирамида представляет собой графическую модель, демонстрирующую количественное соотношение организмов на разных трофических уровнях экосистемы (продуценты, консументы разных порядков, редуценты). 9. Рассмотрите рисунок 57. Найдите в Интернете фотографии всех упомянутых на нём животных и создайте компьютерную презентацию «Экосистема пшеничного поля». (Ссылка на презентацию ниже.) Что такое популяция? (§ 5.) Популяция — это группа особей одного вида, длительно занимающая определённую территорию и способная к свободному скрещиванию. Как меняется поток солнечного излучения, достигающий поверхности Земли, от экватора к географическим полюсам? От экватора к полюсам поток солнечного излучения уменьшается из-за увеличения угла падения лучей и большей толщины атмосферы, которую они преодолевают. На экваторе лучи падают почти перпендикулярно, обеспечивая максимальный нагрев, а у полюсов — под острым углом, что снижает их эффективность. А по временам года? (География, 5-6 кл.) По временам года интенсивность излучения меняется из-за наклона земной оси: летом в соответствующем полушарии угол падения лучей ближе к прямому, зимой — более острый. Что такое биологические ритмы? (§ 26.) Биологические ритмы — это периодические изменения интенсивности биологических процессов, связанные с циклическими колебаниями условий среды.
