Загальна біологія. Збірник задач

Задачі для самостійного розв’язування

155. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка площа відповідного біоценозу необхідна, щоб з неї змогла прогодуватись одна особина останньої ланки в ланцюгу живлення:

а) планктон → синій кит (жива маса 100 тонн);
б) планктон → риба → тюлень (300 кг);.
в) планктон → нехижі риби → щука (10 кг);
г) планктон → риба → тюлень → білий ведмідь (500 кг);
д) планктон → риба → рибоїдні птахи → орлан-білохвіст (5 кг);
е) рослини → заєць → лисиця → вовк (50 кг);
є) рослини → безхребетні тварини → короп (3 кг).

Із вказаної в дужках маси, 60% становить вода. Біопродуктивність 1 м²відповідного біоценозу: планктон — 600 г; рослинність наземна — 200 г; донна рослинність — 1000 г.

156. Яка площа водойми (га) може прогодувати білого пелікана (10 кг, 60% маси становить вода) в ланцюгу живлення: планктон → риба → пелікан? Біопродуктивність 1 м² водойми — 600 г органічної речовини.

157. Визначте продуктивність біоценозу (кг/га і кДж/га), якщо 1 м² його дає у перерахунку на суху масу 443 г культурних рослин, 456 г бур’янів і 231 г безхребетних тварин. Енергетичні показники біогеоценозу:

1 г сухої рослинної речовини акумулює в середньому 20 кДж енергії;

1 г сухої тваринної речовини акумулює в середньому 21 кДж енергії.

158. Маса сіна з 1 м² луки складає 200 г, з вико-вівсяного поля — 500 г. На основі правила екологічної піраміди визначте, яка площа луки або вико-вівсяного поля потрібна, щоб з нього змогла прогодуватись протягом року людина масою 54 кг (з них 63% складає вода). Ланцюг живлення: трава → корова → людина.

159. Які з екологічних систем є більш стійкими і менше коливаються кількісно: ті, що мають відносно прості й нечисленні кормові зв’язки (наприклад, у тундрі), чи ті, що мають складні й численні кормові зв’язки?

160. Що є ефективнішим перетворювачем енергії (за показником коефіцієнта корисної дії): зелений листок чи тепловий двигун? Які з живих організмів найкраще перетворюють отриману енергію на внутрішньохімічну?

161. Яка площа акваторії моря потрібна для прогодування чайки (m = 1 кг, 40% — суха речовина) в ланцюгу живлення: фітопланктон — риба — чайка? Продуктивність фітопланктону — 500 г сухої маси/м².

162. У біоценозі живі організми перебувають у різних взаємостосунках: просторових, трофічних, антагоністичних, мутуалістичних, конкурентних тощо. Які з них є основними?

163. Біомаса планктону становить 1 кг/м². За правилом екологічної піраміди визначте площу (га) відповідного біогеоценозу, у якому зможе вирости й прогодуватися пара судаків по 4 кг кожний. Ланцюг живлення: планктон — рослиноїдні риби — судак. Із вказаних значень маси планктону і риб 40% припадає на суху речовину.

164. У савані біомаса рослинності — 750 г/м². За правилом екологічної піраміди визначте площу (га) відповідного біогеоценозу, у якому зможе прогодуватися лев масою 250 кг. Ланцюг живлення: трав’янисті рослини — парнокопитні — лев. Із вказаних значень маси рослин і тварин 70% припадає на воду.

165. Біомаса планктону на 1 м² становить 400 г. За правилом екологічної піраміди визначте площу (га) відповідного біоценозу, у якому зможе прогодуватися морський леопард масою 300 кг. Ланцюг живлення: планктон — риби — пінгвіни — морський леопард. Із вказаних значень біомаси живих істот 60% припадає на воду.

166. У 5 • 10⁶ м³ відкритого океану протягом року розвивається 200 т фітопланктону і зоопланктону. Чи достатньо цього об’єму води для існування одного кита-горбача, якщо приріст його маси за цей час дорівнював 2 т?

167. Який з компонентів біоценозу найбільш схильний до змін:

а) продуценти;
б) консументи;
в) редуценти?

Обґрунтуйте свою точку зору, склавши ланцюг живлення.

168. Середня маса однорічної рудої лисиці — 20,5 кг. Припустімо, що після одномісячного віку, коли маса лисеняти досягла 500 г, воно перейшло на живлення тільки куріпками (середня маса — 800 г). Яку кількість куріпок йому потрібно з’їсти, щоб досягти маси однорічної лисиці? Який приріст біомаси продуцентів (рослин) знадобився для цього? Яка площа лісостепу (га) достатня для прогодування однієї лисиці, якщо продуктивність рослинної біомаси становить 2 т/га за рік?

169. Чорні стрижі (ряд Довгокрилі) живляться тільки комахами, втім також і рослиноїдними. Кожен з дорослих стрижів має масу 55 г. Одна пара стрижів вигодовує трьох пташенят (відразу після виходу з яйця маса пташеняти дорівнює 5 г). Протягом 60 днів годування частка рослиноїдних комах у раціоні птахів становила 75%. Враховуючи правило екологічної піраміди, визначте, яка маса рослин стала базою, що забезпечила можливість прогодуватись цій сім’ї стрижів.

170. Середня жива маса маляти хохулі звичайної при народженні становить 10 г, а маса дорослої хохулі — 460 г. Цієї ваги молода хохуля досягає у віці шести місяців. Ці тварини живляться різними водяними безхребетними та рослинами, частка яких становить відповідно 80% і 20% у їхньому раціоні. За одну добу доросла хохуля з’їдає в середньому 250 г корму. Зазвичай самка дає один приплід на рік — троє малят. Враховуючи це, визначте мінімальну площу, необхідну для утворення заказника у заплаві річки Сіверський Донець для 250 пар хохуль. Річний приріст рослинної маси в заплаві дорівнює 2 т/га.

171. Їжак вухатий — комахоїдна тварина масою близько 600 г. Він поїдає у великій кількості жуків та інших комах, гризунів, ящірок та змій, яйця птахів, що гніздяться на землі, може вживати і рослинну їжу: різні плоди, зелені пагони деяких рослин. Частка тваринної та рослинної їжі в раціоні їжаків становить відповідно 75% і 25%. Протягом однієї доби дорослий їжак з’їдає близько 200 г корму. У середньому в приплоді їжаків буває 6 малят, які вже у віці 1,5 місяця починають живитися самостійно. У віці одного року молодь досягає маси дорослих їжаків. У холодну пору року ці тварини впадають у сплячку на 4 місяці. Складіть ланцюг живлення та трофічну сітку для їжака вухатого. Розрахуйте мінімальну площу, на якій зможе прогодуватися сім’я їжаків упродовж одного року, якщо річний приріст рослинної маси становить 2 т/га.

172. Приріст біомаси у коралових рифах в середньому становить 2500 г/м², що значно перевищує продуктивність відкритих ділянок океану (250 г/м²). Обидві зони розташовані в екваторіальній області. Яка частка сонячної енергії акумулюється біоценозами відкритого океану, якщо продуценти коралових рифів використовують 0.125% її? Як пояснити цю різницю? З якими чинниками навколишнього середовища це пов’язано? Запропонуйте не менше, ніж два способи використання даного явища на користь людині.

173. Приріст біомаси на ділянці вологого тропічного лісу становила 20 т/га за рік при акумуляції 0,1% сонячної енергії. Яким буде приріст біомаси на 1 га савани, де акумулюється 0,04% енергії Сонця (інтенсивність випромінювання вважати однаковою)?

174. Приріст біомаси внаслідок використання сонячного випромінювання на ділянці вологого тропічного лісу становила 20 т/га за рік при акумуляції 0,1% сонячної енергії. Яка частка енергії Сонця використовується в заростях морських водоростей, де приріст біомаси дорівнює 25 т/га за рік (інтенсивність випромінювання вважати однаковою)?

175. Приріст біомаси внаслідок використання сонячного випромінювання на ділянці листяного лісу становила 12 т/га за рік при акумуляції 0,06% сонячної енергії. Яка частка енергії Сонця використовується в болотних екосистемах, де приріст біомаси дорівнює 20 т/га за рік (інтенсивність випромінювання вважати однаковою)?

176. Приріст біомаси внаслідок використання сонячного випромінювання на ділянці тайги становила 10 т/га за рік при акумуляції 0,05% сонячної енергії. Яким буде приріст біомаси на такій же площі тундри, де використовується 0,01% енергії Сонця (інтенсивність випромінювання вважати однаковою)? Поясніть високу вразливість тундрових екосистем до антропогенних впливів.

177. Приріст біомаси внаслідок використання сонячного випромінювання на ділянці лугового степу дорівнює 5 т/га за рік при акумуляції 0,025% сонячної енергії. Визначте приріст біомаси на такій же площі ріллі, де використовується 0,05% енергії Сонця (інтенсивність випромінювання вважати однаковою).

178. Біомаса рослинних організмів у Світовому океані становить 3,9 млрд тонн, а біомаса тварин — 997 млн тонн. Розрахуйте кількісне співвідношення маси продуцентів до маси консументів у морських експонентах. Визначте загальну біомасу, що міститься в океані. Чи справедливе у цьому випадку правило екологічної піраміди? Як можна пояснити значне відхилення від теоретично очікуваного співвідношення?

179. Маса рослинних організмів у біогеоценозах суходолу дорівнює 1837 млрд тонн, а маса тварин — 1005 млн тонн. Розрахуйте кількісне співвідношення маси продуцентів до маси консументів у екосистемах суходолу. Визначте загальну біомасу, що міститься на суходолі. Чи виконується в цьому випадку правило екологічної піраміди? Проаналізувавши отриманий результат, а також враховуючи дані попередньої задачі, зробіть припущення, за рахунок яких організмів можна істотно збільшити сумарну біомасу Землі?

180. Приріст рослинної маси на 1 м²/рік (у перерахунку на суху речовину) відрізняється у різних біогеоценозах. У пустелях він становить 1 г, у напівпустелях — 50 г, у відкритому океані — 130 г, у тундрі — 140 г, у мішаних лісах помірного поясу— 1200 г, у тропічному лісі— 2200 г. Враховуючи екологічні фактори, які впливають на інтенсивність фотосинтезу, поясніть, чому продуктивність значно відрізняється в різних біогеоценозах?

181. Відомо, що загальна первинна продуктивність біосфери Землі (органічні речовини, синтезовані рослинами, за винятком частки, яка припадає на дихання та виділення самих рослин) дорівнює за рік 170 млрд тонн. Із цієї маси продуценти Світового океану, який займає майже 71% поверхні земної кулі, синтезують близько 55 млрд тонн сухої речовини. У скільки разів продуктивність рослин суходолу більша за продуктивність морських фітоценозів? Як можна пояснити значно більшу продуктивність рослин, що зростають на суходолі?

Зміст