Тесты Экология. Тема Экология как наука
 Скачать 1.64 Mb.
|
Тема: Продукция и энергия в экосистемах. Экологические пирамиды
трофические уровни потоки энергии экологические ниши пищевые сети
количество живого вещества численность особей разных видов величину потока энергии число звеньев в цепи питания Решение: Пирамида биомасс показывает количество живого вещества, или биомассы, на каждом трофическом уровне. В большинстве наземных экосистем биомасса продуцентов, то есть суммарная масса растений, наибольшая, а биомасса организмов каждого последующего трофического уровня меньше предыдущего. Однако в некоторых сообществах биомасса консументов первого порядка бывает больше биомассы продуцентов. Например, в океанах, где основными продуцентами являются одноклеточные водоросли с высокой скоростью размножения, их годовая продукция в десятки и даже сотни раз может превышать запас биомассы. Вместе с тем вся образованная водорослями продукция так быстро вовлекается в цепи питания, что накопление биомассы водорослей мало, но вследствие высоких темпов размножения небольшой их запас оказывается достаточным для поддержания скорости воссоздания органического вещества. В связи с этим в океане пирамида биомасс имеет обратное соотношение, то есть «перевернута». На высших трофических уровнях преобладает тенденция к накоплению биомассы, так как длительность жизни хищников велика, скорость оборота их генераций, наоборот, мала, и в их теле задерживается значительная часть вещества, поступающего по цепям питания.
Продуктивностью гомеостазом флуктуацией стабильностьюРешение: Энергетический поток непосредственно привязан к потоку органического вещества – от его создания через трансформацию до разложения. Эффективность действия экосистемы оценивают величиной продуктивности. Продуктивность экосистемы – скорость накопления энергии в экосистеме в виде образованного органического вещества, оцениваемая величиной сухой биомассы (т, кг.) либо энергии (кДж, ккал), производимых в единицу времени (обычно за год) и на единицу площади (для наземных и донных биоценозов) или объема (для водных и почвенных биоценозов).
Биомассы энергии численности плотностиРешение: Пирамида биомассы показывает соотношение биомассы организмов разных трофических уровней, изображенных графически таким образом, что длина или площадь прямоугольника, соответствующего определенному трофическому уровню, пропорциональна его биомассе.
Энергии вещества биомассы пищи Решение: Солнечный свет – единственный на Земле источник энергии. Через фотосинтезирующие растения солнечная энергия передается от организма к организму, при этом создается пищевая цепь. Входя в экосистему, поток солнечной энергии разбивается на две части, распространяясь по двум видам трофических сетей, сформированных пастбищными и детритными цепями питания. На схеме стрелки показывают направление потока энергии в экосистеме между разными трофическим уровнями.
биологической продуктивностью фитомассой биогеоценоза трофическим уровнем энергетическим потоком
пирамида биомасс пирамида энергии структура биоценоза структура популяции Решение: Пирамиды биомасс некоторых биоценозов (например, океана) имеют перевернутый вид, так как для них недействительно правило пирамиды биомасс. Для экосистемы океана характерна тенденция накапливания биомассы на высоких уровнях у хищников. Хищники живут долго и скорость оборота их генераций мала, но у продуцентов – фитопланктона – оборачиваемость может в сотни раз превышать запас биомассы. Это значит, что их чистая продукция и здесь превышает продукцию, поглощенную консументами, то есть, через уровень продуцентов проходит больше энергии, чем через всех консументов.
Солнца в процессе фотосинтеза животных при гидролизе жиров растений при их размножении воды в процессе круговорота Решение: Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и питательных веществ, которые необходимы для поддержания жизни. Главным источником энергии для подавляющего большинства живых организмов на Земле является Солнце. Фотосинтезирующие организмы (зеленые растения, цианобактерии и др.) непосредственно используют энергию солнечного света. При этом из углекислого газа и воды образуются сложные органические вещества, в которых часть солнечной энергии накапливается в форме химической энергии. Органические вещества служат источником энергии не только для самого растения, но и для других организмов экосистемы. Высвобождение заключенной в пище энергии происходит в процессе дыхания. Продукты дыхания – углекислый газ, вода и неорганические вещества – могут вновь использоваться зелеными растениями. В итоге вещества в данной экосистеме совершают бесконечный круговорот. При этом энергия, заключенная в пище, не совершает круговорот, а постепенно превращается в тепловую энергию и уходит из экосистемы. Поэтому необходимым условием существования экосистемы является постоянный приток энергии из вне.
Линдемана Либиха Шелфорда Дарвина Решение: Закон Линдемана, или правило 10%, – это термодинамическая интерпретация циркуляции потока энергии через трофические уровни в экосистеме. Закон открыт Линдеманом в1942 г. Согласно ему, только часть энергии (не более 10%), поступившей на определенный трофический уровень биоценоза, передается организмам, находящимся на более высоких трофических уровнях. Например, количество энергии, которая доходит до третичных плотоядных (трофический уровень V), составляет около  энергии, поглощенной продуцентами. Это объясняет ограниченное количество (5–6) звеньев (уровней) в пищевой цепи независимо от рассматриваемого биоценоза.
Энтропии дисперсии ускорения импульса Решение: В экосистеме имеет место непрерывный поток энергии, заключающийся в передаче ее от одного пищевого уровня к другому. В силу второго закона термодинамики этот процесс связан с рассеиванием энергии на каждом последующем уровне, то есть с ее потерями и возрастанием энтропии. Понятно, что это рассеивание все время компенсируется поступлением энергии от Солнца. Таким образом, энтропия является мерой необратимого рассеивания энергии и может характеризовать степень упорядоченности системы. Так, живые организмы и нормально функционирующие экосистемы характеризуются высокой степенью упорядоченности слагающих их элементов. Они сохраняют (поддерживают) определенный уровень энергии и тем самым противостоят энтропии. Мертвый организм характеризуется максимальной неупорядоченностью элементов (структур), в результате чего приходит в равновесие с окружающей его средой (температура его тела выравнивается с температурой среды, составляющие его химические элементы и соединения включаются в процессы круговорота и становятся частью среды). Это значит, что организм как система приходит в состояние полной неупорядоченности, максимальной энтропии. 11. Механизмом передачи вещества и энергии в экосистеме служат … пищевые цепи экологические пирамиды технологические процессы экологические ниши Решение: Внутри экосистемы содержащие энергию вещества создаются автотрофными организмами и затем используются гетеротрофами в качестве пищи. Последовательный перенос вещества и энергии пищи от продуцентов к другим организмам путем поедания одних другими называется пищевой (трофической) цепью, или цепью питания. В составе пищевых цепей первым звеном являются продуценты, затем консументы первого, второго, третьего и более порядка и завершают использование вещества и энергии редуценты. Место каждого звена в цепи питания является трофическим уровнем. Таким образом, механизмом передачи энергии и вещества от одного организма к другому в экосистемах являются пищевые цепи (см. рис.).  Пищевая цепь (по А.Г. Банникову и др., 1985) Например, растения в лесу в процессе фотосинтеза запасают солнечную энергию, создавая первичное органическое вещество, гусеницы поедают листья растений и сами служат пищей жужелицам, которых поедают ежи. Ежи, в свою очередь служат пищей лисицам. Отходы потребления и трупы умерших организмов каждого трофического уровня перерабатываются группой организмов-биодеструкторов. Разложившееся и минерализованное вещество вновь поступает к растениям, а энергия теряется и рассеивается. Подобный механизм передачи вещества и энергии характерен как для наземных, так и для водных экосистем. |
