План практических занятий

План практических занятий

Практическое занятие 1. Решение задач по аутэкологии и демэкологии (при дистанционном обучении задачи решаются слушателями самостоятельно и высылаются преподавателю на проверку).

1. Организм и среда обитания

Температура

Температура окружающей среды относится к группе ведущих абиотических факторов, определяющих жизнеспособность видов, сроки развития отдельных стадий развития и количество генераций. Температура окружающей среды важна для всех организмов, но особенно для эктотермов.

Эндотермы в меньшей степени зависят от колебаний температурного фактора. Одним из наиболее часто используемых в экологии температурных показателей является сумма эффективных температур, то есть та тепловая энергия, которая может быть усвоена организмом и использована им на обеспечение своей жизнедеятельности. Сумма эффективных температур или термальная константа (С) определяется по формуле: С=(T-t)·n

где: T – наблюдаемая (реальная) температура окружающей среды;

t – нижний порог развития;

n – продолжительность развития в днях.

Сумма эффективных температур дает возможность не только определить время развития одного поколения эктотермов, но прогнозировать количество генераций конкретных видов, достаточно точные сроки развития отдельных стадий. Это очень важно для правильного определения сроков борьбы с вредящими сельскому и лесному хозяйству видами насекомых, проведения других работ службой защиты растений.

Задача 1.1.

Рассчитайте температурную константу развития дрозофилы средиземноморской и отдельные ее составляющие, если:

а) Т=25°С; t=15°С; n=20 дней. Какова температурная константа С?

б) Т=20°С; С равна рассчитанной константе; t=15°С. Какова продолжительность развития?

в) Т=25°С; С равна рассчитанной константе; n1 = 30 дней; n2 = 15 дней. Каков температурный порог развития?

Задача 1.2.

Начертите график областей выживания и оптимума для бабочки яблочной плодожорки, которая является опасным вредителем садов. На горизонтальной оси отложите значение влажности воздуха в процентах, на вертикальной - температуры в градусах. Используйте приведенные ниже показатели.

Полная гибель куколок яблоневой плодожорки наступает при сочетаниях температуры и влажности воздуха: 10°С и 100%, 4°С и 80 %, 15°С и 40 %, 28°С и 15 %, 36°С и 55 %, 37°С и 100% соответственно. Гибель менее 10 % при сочетаниях: 20°С и 85%, 22°С и 95 %, 27°С и 55%, 26°С и 55%, 22°С и 70 %.

Соедините замкнутой кривой точки для каждого уровня выживания. Рассмотрите полученный график. Подумайте, велика ли опасность размножения этого вредителя в районах с летними температурами 18-25°С и влажностью 70-90 %, в районах с температурами 20-35°С и влажностью воздуха 20-35 %.

2. Экология популяций

Задача 2.1.

Представьте себе, что Вы изучаете популяцию дикого голубя.

Предварительные наблюдения позволили установить, что ее плотность в вашем районе составляет 130 особей/га. За период размножения (у голубя раз в году) из одной кладки яиц в среднем выживает 1,3 детеныша. В популяции равное число самцов и самок. Смертность голубя постоянна, в среднем за год погибает 27% особей.

На основании имеющихся данных определите, как будет меняться плотность популяции голубя в течение 5 ближайших лет. При расчетах отбрасывайте дробную часть числа.

Произведя вычисления, заполните таблицу, руководствуясь приведенными ниже примерами расчетов изменения численности за первый год.

Рождаемость = плотность самок*плодовитость = 130 : 2 ·1,3 = 84

Смертность = общая плотность*удельная смертность =130·27 : 100=35.

Плотность популяции к началу следующего года есть ее плотность к началу данного года плюс рождаемость и минус смертность. Таким образом, к началу второго года плотность популяции составит:

130 – 35 + 84 = 179.

Показатели популяции голубя	Годы жизни
1	2	3	4	5
Плотность	130	179
Рождаемость	84
Смертность	35

Задача 2.2.

Постройте кривую выживания, характеризующую изменения численности группы особей, родившихся одновременно. Ее начальная численность составляет 2000 особей, а смертность характеризуется следующими величинами: за 1-й год жизни – 40%; за 2-й год – 20%; за 3-й год – 15%. Начиная с 4-го года жизни смертность становится постоянной, ее годовая оценка составляет 20%. До какого возраста доживут особи этой группы?

Практическое занятие 2. Решение задач по синэкологии и глобальной экологии (при дистанционном обучении задачи решаются слушателями самостоятельно и высылаются преподавателю на проверку).

3. Экология сообществ и экосистем

Задача 3.1.

Сравните видовой состав гнездящихся птиц на трех участках приволжской степи. Используйте для этого формулу Жаккара.

К= С·100% / (А+В)-С, где А – число видов данной группы в первом сообществе; В – число видов данной группы во втором сообществе; С – число видов, общих для обоих сообществ.

Этот коэффициент равен 1 при полном совпадении видов на двух участках либо в двух сообществах и нулю при абсолютной несхожести, отсутствии хотя бы одного общего вида.

Ковыльная степь: степной жаворонок, полевой жаворонок, малый жаворонок, каменка-плясунья, каменка-плешанка, лунь степной, орел степной.

Посевы с лесополосами: степной жаворонок, полевой жаворонок, малый жаворонок, желтая трясогузка, розовый скворец, перепел, лунь полевой.

Посевы без лесополос: степной жаворонок, полевой жаворонок, малый жаворонок, каменка-плясунья, чибис, лунь полевой.

Биоценозы сравнивают попарно, сопоставляя видовой состав по систематическим или экологическим группам. Сходство выражается в процентах. На каких участках сообщества более сходны между собой по составу размножающихся птиц?

Задача 3.2.

Ниже перечислены некоторые известные Вам растения и животные.

Выпишите их название в две колонки в соответствии с экологической ролью этих организмов в природе.

Роль в природе	Растения	Животные
Хищники Комменсалы Паразиты

Пантера, аскарида, акула, заразиха, рыба-прилипала, удав, клоп постельный, клещ, повилика, божья коровка, пауки, свиной цепень, росянка, орхидея, баклан, актиния, омела, раффлезия, гиена, лишайник-эпифит, трипаносома, сокол, лягушка, актиния, крокодил, стрекоза, минога.

Задача 3.3.

Постройте пирамиду чисел пищевой цепи растения → кузнечики → лягушки → ужи → ястреб–змееяд, предполагая, что животные каждого трофического уровня питаются только организмами предыдущего уровня. Биомасса растений на исследуемой территории составляет 40 тонн. Биомасса 1–го побега травянистого растения 5 г (0,005 кг); 1–го кузнечика – 1 г (0,001 кг); 1–ой лягушки – 10 г (0,01 кг); 1–го ужа – 100 г (0,1 кг); 1–го змееяда – 2 кг.

4. Глобальная экология

Задача 4.1.

Заполните прямоугольники в упрощенной схеме биогеохимического круговорота углерода в биосфере следующими компонентами:

·  Углекислый газ атмосферы

·  Зеленые растения

·  Травоядные животные

·  Хищники

·  Сжигание топлива человеком

·  Вулканическая деятельность

·  Мертвые растительные и животные организмы

·  Ископаемое топливо

Рисунок. Упрощенная схема биогеохимического круговорота углерода в биосфере