Тесты Экология. Тема Экология как наука
![]()
|
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 ![]()
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. |