Леонтьева И.А. - Елабужский государственный педагогический
реклама
ЕЛАБУЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра биологии и методики преподавания биологии Леонтьева И.А. Учебно-методическое пособие ЕЛАБУГА 2009 ЕЛАБУЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БИОЛОГИИ И МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ БИОЛОГИИ Леонтьева И.А. СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ Учебно-методическое пособие для студентов педагогических вузов биологических специальностей Елабуга 2009 48 УДК 577.4 ББК 20.1 Л47 Печатается по решению РИСа Елабужского государственного педагогического университета приказ № 33 от 26.03.09 Составитель Ирина Александровна Леонтьева Учебно-методическое пособие для студентов педагогических вузов биологических специальностей Рецензенты: Н.М. Исламова, кандидат биологических наук, старший преподаватель Камской государственной академии физической культуры, спорта и туризма г. Набережные Челны Г.А. Зуева, кандидат биологических наук, доцент, зав. кафедрой ботаники и агроэкологии Елабужского государственного педагогического университета Составитель Леонтьева Ирина Александровна Л47 Сборник задач по общей экологии: учебно-методическое пособие для студентов педагогических вузов биологических специальностей / Сост. И.А. Леонтьева. – Елабуга: Изд-во ЕГПУ, 2009. – 46 с.; ил. Редактор В.В. Леонтьев Компьютерная верстка В.В. Леонтьев Учебно-методическое пособие содержит задачи по всем основным разделам общей экологии, предусмотренным учебным планом. Решение экологических задач стимулирует подготовку студентов к практическим и семинарским занятиям и служит средством контроля их знаний. Данное пособие адресовано студентам-биологам и учителям биологии. СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ Лицензия № от Подписано в печать Бумага офсетная. Формат 60×84 1/16. Гарнитура «Arial». Печать ризографическая. Усл. печ. л. 2,87. Тираж 100 экз. Заказ / УДК 577.4 ББК 20.1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– © Леонтьева И.А., 2009 © ЕГПУ, 2009 2 Отпечатано с готового оригинал-макета в печатном цехе Елабужского государственного педагогического университета 423600, г. Елабуга, ул. Казанская, 89 47 ЛИТЕРАТУРА 1. Басов, В.М. Сборник задач по общей, социальной экологии и природопользованию: учеб. пособие / В.М. Басов. – Ижевск: Изд-во Удм. ун-та, 1997. – 84 с. 2. Благовещенский, В.В. и др. Определитель растений Среднего поволжья / В.В. Благовещенский, Ю.А. Пчелкин, Н.С. Раков и др. – Л.: Наука, 1984. – 392 с. 3. Горелов, А.А. Экология: учебное пособие для вузов / А.А. Горелов. – М.: Юрайт-М, 2002. – 312 с. 4. Ермолаев, И.В. и др. Особенности биологии чехликовой моли Coleophora sibiricella Flkv. (Lepidoptera, Coleophoridae) в лесостепных лиственничниках юга центральной Сибири / И.В. Ермолаев, А.Ю.Наумов, Ю.Н. Баранчиков // Вестник Удмуртского университета. 2000. – № 5. – С. 25-34. 5. Казанцева, Н.А. Особенности возрастной структуры ценопопуляций грушанок (Pyrola) в Волжско-Камском крае / Н.А. Казанцева // Вестник Удмуртского университета. 2000. – № 5. – С. 8-15. 6. Клауснитцер, Б. Экология городской фауны / Б. Клауснитцер. – М.: Мир, 1990. – 246 с. 7. Козлов, О.В. и др. Задачник по экологии / О.В. Козлов, А.П. Садчиков. – Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 125 с. 8. Костицын, В.Г. Ихтиоценотические сукцессии в динамике экосистемы Воткинского водохранилища / В.Г. Костицин // Вестник Удмуртского университета. 2000. – № 5. – С. 55-61. 9. Реймерс, Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник / Н.Ф. Реймерс. – М.: Мысль, 1990. – 637 с. 46 СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ……………...………………………….......………4 Часть I. Взаимодействие экологических факторов и живых организмов……….......................................6 Часть II. Биологические ритмы. Жизненные формы растений и животных……………..….………….…13 Часть III. Основные среды жизни……..……...……..............19 Часть IV. Экология популяций…………………………..……22 Часть V. Биоценозы…………………...........…………..……..30 Часть VI. Экосистемы. Динамика экосистем………....…….36 Часть VII. Биосфера……………………………………..……..42 Литература……………….....…………………………..……….46 3 ПРЕДИСЛОВИЕ Наряду с изучением теоретического материала в задачу экологического образования входит развитие навыков логического мышления, умений анализировать сложившиеся ситуации в области экологических проблем, устанавливать взаимосвязи между самыми разнообразными, и, казалось бы, мало связанными между собой явлениями. Без надлежащего развития данного комплекса умений и навыков умственной деятельности у студентов не формируется нужный уровень экологического мышления, они не смогут находить решение конкретных экологических ситуаций. Данное учебное пособие представляет собой сборник экологических задач по курсу общей экологии, предназначенный для студентов биологических специальностей. Оно призвано помочь студентам проверить свои знания по данной дисциплине, а преподавателям будет служить незаменимым помощником при проверке знаний студентов. Экологические задачи – задачи, которые содержат определенные сведения, требующие знаний о взаимоотношениях организмов между собой и окружающей их средой и охране природы. Задачи экологического содержания способствуют формированию экологических знаний и умений студентов, более глубокому пониманию сущности экологических проблем, а также развитию у студентов приемов умственной деятельности, таких как анализ, синтез, сравнение, обобщение, установление причинноследственных связей, научное прогнозирование, т.е. логических операций, необходимых для выбора экологически целесообразного решения. Учебное пособие разделено на несколько частей, каждая из которых содержит перечень вопросов определенной тематики. Собранные в данном сборнике задачи охватывают все разделы общей экологии, начиная от взаимодействия экологических факторов и живых организмов и заканчивая биосферой в целом. Решение данных вопросов предполагает углубление теоретических знаний, совершенствование методических умений. При этом необходим научный анализ экологических ситуаций, подбор необходимой литературы. Данные задачи широко апробированы в ходе семинарских и лабораторно-практических занятий со студентами биологических специальностей. Ряд задач не имеют чисто математического решения, как 4 часто ничтожное содержание их в окружающей среде. ЗАДАЧА 14 Какие из ниже перечисленных характеристик относятся либо к растениям, либо к животным? 1) в экосистемах важную роль играют продуценты; 2) в клетках есть центриоли, но нет хлорофилла и целлюлозной клеточной стенки, мешающей изменению формы; 3) запасным веществом обычно служит крахмал; 4) питаются готовыми органическими веществами в виде более или менее крупных частиц; 5) всю свою жизнь остаются неподвижными; 6) способны к активному передвижению в течение всей своей жизни; 7) в пластидах – белковых телах клеток – содержится хлорофилл, основная функция которого улавливание и превращение солнечной энергии; 8) получают необходимые для жизни питательные вещества в результате поглощения минеральных соединений; 9) размножаются семенами и вегетативными частями своего тела; 10) обладают целлюлозными клеточными стенками; 11) тело, как правило, сильно расчленено; 12) в экосистеме важную роль играют консументы. 45 чения их токсичности. В таблице 5 приведены данные по содержанию меди, железа и цинка в почве и в листьях тысячелистника обыкновенного. Образцы почвы и растения были отобраны на Волжской городской свалке твердых бытовых отходов. Материал для экспериментов был взят с санитарно-защитных (СЗЗ) и производственных зон (ПЗ) свалки. Проанализируйте данные таблицы 5, сравнивая их со значениями ПДК, выявите закономерности транспорта и аккумуляции тяжелых металлов в листьях тысячелистника обыкновенного. Таблица 5 Содержание меди, железа и цинка в почвенных образцах и листьях тысячелистника обыкновенного Экспериментальные образцы почва тысячелистник обыкновенный Металлы Территория Cu, мг/кг Fe, мг/кг Zn, мг/кг сбора сосодерсодермате- держа ПДК ПДК ПДК жание жание риала ние СЗЗ 17,2 6,0-8,0 11,5 200-300 29,7 23,0 ПЗ 245,0 – 198,5 – СЗЗ 18,3 3,0 3.5 5,0 ПЗ 155,3 – 8.2 – 871,0 – <0,0001 5,0 3,5 – ЗАДАЧА 13 Выберите правильные суждения: а) биологическая продуктивность агроценоза выше, чем у любого естественного биоценоза; б) применение фреонов в производстве и быту приводит к образованию озоновых дыр; кислород в атмосферу поступает в основном в результате деятельности фитопланктона морей и океанов; г) верхняя граница жизни в атмосфере определяется нарастанием с высотой ультрафиолетовой радиации; д) более 99 % энергии, поступающей на поверхность Земли, составляет химическая энергия; 44 это принято, например, в задачниках по математике, физике, химии. От студента требуется глубокое понимание теоретического материала и использование наиболее верного пути при анализе экологической ситуации. Многие задачи требуют логического рассуждения при анализе того или иного вопроса и в этом случае на помощь студенту приходит преподаватель, с помощью которого разбираются все варианты решений. Для удобства пользования пособием, весь материал разделен на небольшие темы в соответствии с учебной программой по общей экологии, предложенной Министерством образования РФ и Государственным общеобразовательным стандартом. При решении задач и поиске правильных ответов необходимо пользоваться справочной и учебной литературой по экологии. В случае затруднения при решении той или иной задачи необходимо проконсультироваться с педагогом или другими специалистами в области экологии. Следует подчеркнуть, что экологические задачи создаются с определенной целью – формировать у студентов определенные экологические знания и ответственное отношение к природе. Роль пособия в процессе обучения определяется, прежде всего, тем, что цель обучения предмету не сводится только к овладению определенными методами и способами решения задач. Через решение задач происходит освоение определенной действительности. Полноценный результат обучения будет достигнут при условии применения знаний в ходе решения практических задач. При таком подходе решение задач выступает и как цель и как средство обучения. Учебное пособие может быть использовано как при организации и проведении практических и семинарских занятий по экологии, так и для самостоятельного изучения студентами курса лекций по общей экологии. 5 ЧАСТЬ I. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ И ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ ЗАДАЧА 1 Большинство организмов имеют различные пределы толерантности по отношению к различным факторам среды. Для описания их экологической ниши применяется специальная терминология. Так, актиния Calliactis sp. является политермным, эврифотным и олигобатным организмом, тогда как жаброногий рачок артемия (Artemia salina) – эвритермным, полигалинным, стенофагическим, а озерная лягушка (Rana ridibunda) – полигидрическим, олигофотным и эврибатным организмом. Охарактеризуйте с использованием экологической терминологии их условия обитания. ЗАДАЧА 2 Отметьте, какие из данных суждений правильны: а) организмы с широким диапазоном толерантности, как правило, имеют больше шансов в борьбе за существование; б) толерантность особи остается неизменной в течение всей жизни; в) виду свойственна только одна определенная ниша независимо от места его обитания и географического района; г) степень выносливости, критические точки, оптимальная и пессимальные зоны отдельных индивидуумов не совпадают; д) степень выносливости к какому-либо фактору означает соответствующую экологическую валентность вида по отношению к остальным факторам; е) полное отсутствие воды или хотя бы одного из основных элементов минерального питания делает жизнь растения невозможной, несмотря на благоприятные сочетания других условий. ЗАДАЧА 3 На графике (рис.1) показана зависимость смертности соснового шелкопряда (Dendrolimus pini) на стадии яйца (в %) при совокупном влиянии относительной влажности воздуха (по горизонтали) и температуры воздуха (по вертикали) [3]. Укажите пределы толерантности для данного вида. При каких величинах влажности и температуры наблюдается оптимум и пессимум 6 ЗАДАЧА 8 Сжигание газа, угля, нефти способствует пополнению атмосферы углеродом. Объясните, почему концентрация углекислого газа в атмосфере мало изменяется? ЗАДАЧА 9 На земле постоянно происходит круговорот воды. Что произойдет на Земле, если прекратится испарение воды с поверхности океанов и морей? ЗАДАЧА 10 Необходимо снизить посещение людей в полузаповедные кварталы леса. Ваши действия: а) вывесите аншлаги и укажете в них причину охраны; б) проведете разъяснительную работу среди населения; в) поставите аншлаги типа: «Осторожно опасные, ядовитые животные и растения»; г) закроете дороги посредством повалки старых стволов деревьев; д) выкопаете сравнительно глубокие ямы, в которых образуются небольшие болотца; е) увеличите штат охранников; ж) поставите на дороги шлагбаумы. ЗАДАЧА 11 Что такое Красная книга? Перечислите основные категории статуса охраняемых видов. Приведите примеры редких и исчезающих видов растений и животных, относящихся к различным категориям статуса, используя Красную книгу Республики Татарстан или Красную книгу России. ЗАДАЧА 12 В связи с интенсивным развитием промышленности и транспорта в атмосферу, гидросферу и почву поступает большое количество вредных веществ, в том числе и тяжелых металлов. Тяжелые металлы в микроколичествах играют важную роль в жизни растений. Известно, что без участия микроэлементов невозможно осуществление ни одной физиологической функции, ни одного биохимического процесса. Однако резкое, повышение их уровня в биосфере привело к появлению нового направления в исследовании металлов – микроэлементов – изу- 43 ЧАСТЬ VII. БИОСФЕРА ЗАДАЧА 1 Проанализировав состояние загазованности во дворе дома, экологи предложили провести озеленение территории. Чем руководствовались экологи? вида? Какой из двух факторов будет оказывать наибольшее лимитирующее действие на распространение организма и почему? ЗАДАЧА 2 Все живые организмы дышат: почти все они используют для дыхания кислород, который поглощают из атмосферы или воды. Каким путем восполняются запасы кислорода в атмосфере? Что вызывает значительное снижение содержания кислорода в атмосфере? ЗАДАЧА 3 Основная масса живых организмов суши дышит кислородом. В воздухе его находится около 21 %. Водные животные также дышат кислородом. Откуда берется кислород в воде? ЗАДАЧА 4 Азот играет большую роль в жизни организмов, он входит в состав молекул белка. В неживой природе большая часть его находится в атмосфере в свободном состоянии и недоступна животным и большей части растений. Каким образом получают азот растения и животные? Раскройте роль бобовых растений в обеспечении всего живого азотом. ЗАДАЧА 5 При каких погодных условиях сказывается наибольшее отрицательное воздействие смога на живые организмы? ЗАДАЧА 6 В связи со сносом старых зданий и закрытия чердачных помещений резко снизилась численность сизого голубя. Как вы думаете, скажется ли это на численности ястребов в прилегающих лесах? ЗАДАЧА 7 Вам необходимо организовать экскурсии по национальному парку. Какие ограничения вы сделаете? 42 Рис. 1. Диаграмма смертности соснового шелкопряда (Dendrolipmus pini) на стадии яйца ЗАДАЧА 4 В ходе изучения особенностей биологии чехликовой моли (Coleophora sibiricella) в лесостепных лиственничниках юга центральной Сибири установлено, что имаго данного вида летают с конца июня до первой половины июля, причем активность лета самцов и самок меняется в течение суток [4]. На рис. 2 представлена суточная активность лета самцов и самок лиственничной чехликовой моли 12 июня 1996 года близ поселка Черное Озеро. Проанализировав результаты графика, объясните, при каких значениях температуры и времени суток наблюдается максимальная и минимальная активность данного вида. 7 ЗАДАЧА 22 Рассмотрите пищевую цепь: пшеница – мышевидный грызун – лиса – клещ. Объясните, почему пищевая цепь, как правило, начинается с автотрофов. Какие трофические уровни составляют группу редуцентов? Какие трофические уровни входят в группу консументов? Может ли экосистема существовать без продуцентов? Редуцентов? ЗАДАЧА 23 В какой экосистеме образуется детрит – запас мертвых органических веществ? Найдите из перечня организмы, которые питаются детритом: земляной червь, лунный копр, крот, жужелица. Какова роль этих организмов в экосистеме? Рис. 2. Суточная активность лета самцов и самок лиственничной чехликовой моли ЗАДАЧА 5 Известно, что многие виды сов совершают миграции. В каком случае они надолго задержатся в местах гнездования? ЗАДАЧА 6 Почему хищные птицы (например, ястреб) более чувствительны к загрязнению среды пестицидами, чем разноядные (например, серая ворона, грач)? ЗАДАЧА 7 Почему у песца ноги короче, а ушные раковины меньше, чем у рыжей лисицы? ЗАДАЧА 8 Почему пингвины, живущие в условиях крайнего севера, и верблюды, живущие в пустынях, сбиваются вместе в плотную кучу? При каких условиях обитания это происходит? ЗАДАЧА 24 Лишайниковые подушки на стволах деревьев в природе выступают в качестве отдельных экосистем. Докажите это. Найдите все необходимые компоненты (продуцентов, консументов, редуцентов) в данных экосистемах. ЗАДАЧА 25 Выберите правильные суждения: а) существование любой экосистемы зависит от постоянного притока энергии; б) в экосистеме биогенные элементы могут быть использованы лишь однократно; в) все биоценозы обязательно включают автотрофные растения; г) поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии; д) агроценоз, как искусственно созданная экосистема, может длительно существовать без вмешательства человека и обладает саморегуляцией; е) каждый живой организм в результате жизнедеятельности меняет вокруг среду, изымая из нее часть веществ и насыщая ее продуктами метаболизма. ЗАДАЧА 9 У каких травянистых растений и полукустарничков после 8 41 ЗАДАЧА 16 Какие экосистемы более продуктивны: расположенные в умеренных широтах или в тропиках? Почему? ЗАДАЧА 17 За счет каких процессов происходит круговорот веществ в экосистеме?: а) за счет процессов выветривания в их сочетании с циркуляцией воды; б) за счет растворения и выветривания и их сочетании с циркуляцией воды; в) посредством взаимодействия живых организмов между собой в сочетании с процессами, связанными с циркуляцией воды. ЗАДАЧА 18 Что происходит в экосистеме, если в ней отсутствуют редуценты или их деятельность слабо выражена? Приведите примеры таких экосистем. ЗАДАЧА 19 В экосистеме солоноватого озера в конце июня – начале июля наблюдается массовое размножение («цветение») синезеленых водорослей (Cyanophyta). Предложите гипотезу, объясняющую время наступления данного явления с использованием характеристик абиотических и биотических условий, особенностей популяционной динамики. Предложите схему, отражающую влияние «цветения» водоема на биологические компоненты экосистемы. ЗАДАЧА 20 Что происходит, если в степных экосистемах по какимлибо причинам пропадают копытные? Произойдет ли резкое увеличение прироста фитомассы? В каком случае произойдет значительное изменение экосистемы? ЗАДАЧА 21 Составьте пищевую цепь, включающую пять компонентов, которыми являются: обитатели таежной зоны; обитатели тундровой зоны; степной зоны; широколиственных лесов; влажного тропического леса. 40 низового пожара в сосновом лесу увеличивается численность? Почему? ЗАДАЧА 10 Основная масса живых организмов суши дышат кислородом. В воздухе его находится около 21 %. Водные животные также дышат кислородом. Откуда берется кислород в воде? ЗАДАЧА 11 Организмы относятся к двум группам организмов: автотрофов и гетеротрофов. По какому главному признаку различаются эти организмы? Определите, к какой группе относятся: мышь, белка, костяника, лиса. Почему грибы и животные не могли бы жить на Земле без растений? Почему растения называют продуцентами? ЗАДАЧА 12 Какие явления произойдут на острове, если ежегодно его растительность будет выжигаться весной? Как скажется это на видовом составе животных? ЗАДАЧА 13 Почему у некоторых видов птиц яйца пигментированы в темные цвета или в крапинку, а у других однотонно окрашены или белые? ЗАДАЧА 14 Какие явления произойдут на острове, если подряд будет несколько дождливых лет? ЗАДАЧА 15 У каких растений прорастание семян стимулирует лесной пожар? ЗАДАЧА 16 Воробьи и другие птицы любят купаться не только в воде, но и в мелком песке, пыли дорог. Объясните, почему птицы это делают? ЗАДАЧА 17 Численность, каких травянистых растений и полукустар- 9 ничков увеличивается после низового пожара в сосновом лесу? ЗАДАЧА 18 К какой группе вы отнесете коралловых полипов: к эврибиотическим или стенобиотическим организмам? ЗАДАЧА 19 Какое сочетание факторов окружающей среды оказывает определяющее влияние на формирование степных экосистем (ответ поясните)? а) рельеф и интенсивность солнечной радиации; б) ветер и недостаточная степень увлажнения среды; в) влажность среды и воздействие грызунов; г) недостаток влаги, выпас скота и пожар. ЗАДАЧА 20 В каком случае произойдет изменение типа лесного сообщества (ответ поясните)?: а) если изменится количество тепла и коэффициент увлажнения; б) если изменится видовой состав животных; в) если изменится плотность животных; г) если изменится среднегодовая скорость ветра. ЗАДАЧА 12 За сколько лет восстановится темнохвойная тайга при заповедовании леса? Опишите все сукцессионные стадии, начиная от березово-осиновой формации заканчивая типичной тайгой. ЗАДАЧА 13 В природе различают автотрофные сукцессии, которые протекают в экосистемах, где центральным звеном является растительный покров, и гетеротрофные, которые протекают в субстратах, где отсутствуют живые растения (продуценты), а участвуют лишь животные (гетеротрофы). Приведите примеры гетеротрофных сукцессий. ЗАДАЧА 14 Год от года озеро мелеет. Что произойдет с ним через несколько лет? Изменение экосистемы, обусловленное постепенным изменением условий среды, называется сукцессией. Можно ли назвать изменения в озере сукцессией? Изменяется ли при этом состав организмов и продуктивность экосистемы? ЗАДАЧА 15 На рисунке 6 представлена схема трофических связей в экосистеме. Выделите основные трофические уровни. Сколько трофических цепей изображено на рисунке? ЗАДАЧА 21 В каких условиях формируются эврибионты: в экстремальных или благоприятных? В каких условиях формируются стенобионты? ЗАДАЧА 22 Где формируются стенооксибионты при длительном обитании: в водоемах, богатым кислородом; в водоемах с низким содержанием кислорода в воде; в водоемах, в которых наблюдаются значительные колебания содержания кислорода в воде? ЗАДАЧА 23 В каких биотопах на территории умеренного пояса вы будете искать суккулентов? Почему? 10 Рис. 6. Схема трофической сети в солоноватом озере 39 паук, воробей, ястреб. ЗАДАЧА 7 Заполните недостающие звенья в пищевых цепях: А) одноклеточные водоросли – ветвистоусые рачки – _____ – _____ – бактерии; Б) растение – заяц – _____ – _____ – бактерии; В) растение –_____ – _____ – паразитическое насекомое – _____ – насекомоядные птицы – _____ – _____ – _____ ЗАДАЧА 8 Заполните недостающие звенья в пастбищных цепях питания: А) сок розового куста –______ – _____ – насекомоядная птица – _____; Б) растительный материал (нектар) – муха – _____ – _____ – сова. ЗАДАЧА 9 Дополните утверждение, выбрав один наиболее правильный вариант из всех приведенных ниже: Популяции редуцентов в наземных экосистемах чаще всего ограничены в своем развитии … а) нехваткой источников питания; б) постоянным воздействием хищников и паразитов; в) абиотическими условиями обитания; г) скоростью создания органического вещества на уровне продуцентов; д) их территориальным поведением. ЗАДАЧА 10 Предложите схему вторичной пирогенной сукцессии на месте экосистемы березового леса. Как будут меняться вертикальная структура и выравненность биоценоза в пределах экосистемы на протяжении сукцессионного ряда. ЗАДАЧА 11 Составьте схему вторичной аутогенной сукцессии любой выбранной вами экосистемы. Объясните ее механизм на приведенном вами примере. 38 ЗАДАЧА 24 Известно, что самки непарного шелкопряда – плохие летуны. Как распространяется это насекомое? ЗАДАЧА 25 В каком случае будет обеспечено длительное функционирование пойменного лугового сообщества: а) при периодическом затоплении; б) при периодическом весеннем пале сухой растительности (ответ поясните)? ЗАДАЧА 26 Какие экологические факторы влияют на продуктивность растений? Какие факторы среды могут снизить урожай пшеницы в умеренных широтах? ЗАДАЧА 27 Какие из указанных факторов способствуют и стимулируют выход жуков-оленей из куколочных колыбелек?: а) высокая температура воздуха и почвы; б) грозовые дожди; в) корневые выделения дуба. ЗАДАЧА 28 О чем свидетельствуют особенности строения ротового аппарата мух-жужжал? ЗАДАЧА 39 Какие факторы приводят к сокращению, а какие обеспечивают развитие в лесных массивах шляпочных грибов: полное заповедывание, интенсивный выпас скота, массовое посещение людей, сбор грибов и ягод, выпас диких копытных, периодическая санитарная рубка леса, зимний отдых людей в лесу? ЗАДАЧА 30 Какие факторы оказывают существенное влияние на жизнь бобра: охота, рыбалка, вылов рыбы сетью, выпас скота у реки, вырубка деревьев и кустарников, загрязнение реки стоками ферм, отдых людей на реке, сенокошение? 11 ЗАДАЧА 31 Какой из ниже указанных факторов оказывает наибольшее отрицательное воздействие на численность серой куропатки (ответ поясните)?: а) выпас скота; б) охота; в) выедание хищниками; г) интенсивное сенокошение; д) применение пестицидов. ЗАДАЧА 32 Дафнии одного и того же вида, пойманные в разное время года, сильно различаются по внешнему виду. Чем это можно объяснить? ЗАДАЧА 33 Все экологические факторы среды делятся на три большие группы: а) абиотические, б) биотические, в) антропогенные. Ниже приведен перечень экологических факторов, которые либо необходимы организму, либо отрицательно на него воздействующие: 1) химический состав атмосферы; 2) влажность; 3) влияние бактерий на состав почвы; 4) распашка почвы плугом; 5) уничтожение человеком вредных растений и животных; 6) животные – фитофаги, поедающие растения; 7) химический состав морских и пресных вод; 8) температура; 9) ветер; 10) опыление растений насекомыми; 11) создание искусственных агроценозов; 12) барометрическое давление; 13) химический состав почвы; 14) одомашнивание животных; 15) радиационный режим; 16) возделывание культурных растений; 17) изменение микроклимата под пологом леса. К каждой группе, обозначенной буквой, подберите экологические факторы, обозначенные цифрой. Ответ должен состоять из буквы и цифры. 12 трофические уровни. Ознакомьтесь с таблицей 4. К каждой трофической группе, обозначенной буквой, подберите организм, обозначенный цифрой. Ответ должен состоять из буквы и цифры. Таблица 4 Перечень основных трофических уровней в экосистеме Трофические уровни А. гетеротрофы; Б. автотрофы; В. фитофаги; Г. зоофаги; Д. паразиты; Е. детритофаги; Ж. копрофаги. Организмы 1. волк; 2. заяц-русак; 3. жужелица; 4. геотруп лесной; 5. змея; 6. пшеница; 7. клещ; 8. человек; 9. клен канадский; 10. голубянка; 11. блоха. ЗАДАЧА 4 Прочтите названия экосистем. Какая из них наиболее крупная? Постройте «матрешку» из этих экосистем. 1. ландшафт; 2. муравейник; 3. лесная поляна; 4. хвойный лес; 5. природный район; 6. биосфера. ЗАДАЧА 5 Постройте схему пищевой сети экосистемы сухого луга, используя известные вам виды организмов. На основании схемы приведите примеры пастбищной и детритной цепи, а так же – трофических цепей хищничества и паразитизма. ЗАДАЧА 6 Постройте схему пищевой сети, включив в нее перечисленные организмы: травы, кролик, почвенные грибы, ягодный кустарник, волк, жук-навозник, растительноядные насекомые, 37 ЧАСТЬ VI. ЭКОСИСТЕМЫ. ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ ЗАДАЧА 1 Сколько процентов энергии передается от организмов одного трофического уровня экологической пирамиды к организмам другого трофического уровня: а) 5 %, б) 10 %, в) 15 %, г) 25 %, д) 40 %, е) 50 %? ЗАДАЧА 2 Ознакомьтесь с классификацией основных способов питания организмов в экосистемах (табл. 3). К каждой трофической группе, обозначенной буквой, подберите способ питания, обозначенный цифрой. Ответ должен состоять из буквы и цифры. Таблица 3 Классификация основных способов питания организмов Способ питания организмов 1. используют углерод неорганических веществ, например, СО2; 2. животные, питающиеся живыми растениями; 3. используют углерод неорганических веществ и химическую энергию; 4. используют углерод органических веществ и заключенную в них энергию; 5. питаются другими животными; 6. для синтеза органических веществ используют углерод неорганических веществ и солнечную энергию; 7. питаются мертвыми органическими веществами; 8. питаются соками организма-хозяина; 9. питаются выделениями из корней растений. Трофическая группа А. автотрофы; Б. гетеротрофы; В. фотоавтротрофы; Г. хемоавтотрофы; Д. фитофаги; Е. зоофаги; Ж. паразиты; З. симбиотрофы; И. детритофаги. ЗАДАЧА 3 Автотрофы, гетеротрофы, фитофаги, паразиты и т.д. – 36 ЗАДАЧА 34 Какова роль ультрафиолетовых лучей, инфракрасных, видимых участков спектра лучей солнечного света в жизнедеятельности растений и животных? ЗАДАЧА 35 Азот играет большую роль в жизни организмов. Он входит в состав молекул белка. В неживой природе большая часть его находится в атмосфере в свободном состоянии и недоступна животным и большей части растений. Каким образом получают азот растения и животные? Раскройте роль бобовых растений в обеспечении всего живого азотом? ЗАДАЧА 36 Организмы, по которым можно определить тот или иной тип физиологической среды, где они росли и развивались, являются индикаторами среды. О чем свидетельствует исчезновение лишайников на стволах деревьев широколиственного леса, произрастающего в черте большого города? Почему в пустынях и полупустынях аридных зон в большом количестве произрастают такие растения, как солянка, солерос, тамарикс? Объясните свой ответ. ЧАСТЬ II. БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ. ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ ЗАДАЧА 1 Дополните утверждение, выбрав несколько правильных вариантов из всех приведенных ниже: К физиологическим приспособлениям растений, сглаживающим вредное влияние высоких и низких температур, могут быть отнесены: а) интенсивность транспирации; б) накопление в клетках солей, изменяющих температуру свертывания плазмы; в) значительная трата углеводов на дыхание; г) свойство хлорофилла препятствовать проникновению 13 наиболее горячих солнечных лучей; д) испарение воды через устьица; е) накопление в клетках сахара и других веществ, увеличивающих концентрацию клеточного сока и снижающих обводненность клеток; ж) мозаичное расположение листьев; з) накопление в тканях большое количество воды. ЗАДАЧА 2 Какие из ниже перечисленных физиологических функций живых организмов не затронуты суточной периодичностью (ответ обоснуйте): а) сон и бодрствование; б) изменение температуры тела; в) миграции животных; г) потоотделение; д) линька; е) листопад; ж) открывание и закрывание цветков; з) темпы деления амебы; и) частота дыхания; к) спячка. ЗАДАЧА 3 По способу добывания пищи всех животных можно разделить на следующие группы: а) фильтраторы; б) пасущиеся растительноядные; в) собиратели; г) охотники на движущуюся добычу; д) мертвоеды. Распределите ниже перечисленных животных по данным группам: корова, мелкие рачки, дятел пестрый, волк, землеройка, лев, жук-листоед, синий кит, крот, жук-могильщик, личинка муравьиного льва, мухи-ктыри, курица, беззубка. ЗАДАЧА 4 Где нужно искать криофилов в природе (ответ поясните)?: а) глубины Мирового океана; б) в жарких странах; в) в арктических и антарктических пустынях; г) в тундрах; д) в высокогорьях; е) в горячих горных источниках; 14 муха, паук-сенокосец, кузнечик, ворона серая, редуценты (бактерии и грибы), мышь лесная, муравьи, синица московка, чистец лесной, копытень европейский, клен остролистный, вяхирь, зяблик, орешник, белка, косуля, осока волосистая, сныть обыкновенная, лишайники, славка садовая, крапивник, рябина обыкновенная. ЗАДАЧА 27 Вставьте пропущенное слово: 1) животные, растения или микроорганизмы, живущие на или внутри другого организма и питающиеся за счет живой субстанции хозяина, называются … 2) форма межвидовых взаимодействий, выгодных для обоих организмов, называется … 3) взаимодействия между двумя видами, когда один из них получает одностороннюю выгоду и не вступает в тесные отношения с другим, т.е. не оказывает на него существенного воздействия (ни отрицательного, ни положительного), называется 4) любые антагонистические отношения между организмами (видами, популяциями), связанные с борьбой за территорию, пищу, размножение и т.д. называются … 5) форма биотических отношений, при которой совместно обитающие популяции различных видов не испытывают взаимного влияния, называется … 6) явление, когда животные поедают особей своего же вида, называется … ЗАДАЧА 28 Выберите правильные суждения: а) территориальное поведение у животных – способ регуляции численности популяции; б) хищничество, как правило, полезно для популяции жертв; в) организмы двух видов одинаково реагируют на повышение плотности их популяции; г) если в системе «хищник-жертва» хищник получает эволюционные преимущества, то его численность неограниченно увеличится; д) паразиты обычно намного мельче своего хозяина; е) постоянные норовые или гнездовые сожители называются паразитоидами. 35 ЗАДАЧА 25 Ознакомьтесь с классификацией биотических взаимодействий между организмами (табл. 2). К каждому типу взаимодействия, обозначенному цифрой, подберите характер взаимодействий, обозначенному буквой. Таблица 2 Классификация биотических взаимодействий Тип взаимодействия 1. нейтрализм 2. аменсализм 3. комменсализм 4. паразитизм 5. конкуренция 6. мутуализм 7. протокооперация 8. хищничество Общий характер взаимодействия А. ни один организм не влияет на другой Б. взаимное подавление обоих видов В. вид 1 подавляет вид 2, но сам не испытывает отрицательного воздействия Г. популяция паразита 1 состоит из меньших по величине особей, чем популяция хозяина 2 Д. особи хищников 1 обычно крупнее особей жертвы 2 Е. вид 1 получает пользу от объединения, виду 2 это объединение безразлично Ж. взаимодействие благоприятно для обоих видов, но не обязательно З. взаимодействие благоприятно для обоих видов и обязательно ЗАДАЧА 26 При совместном обитании растений, разных по высоте, фитоценоз часто приобретает четкое ярусное сложение: ассимилирующие надземные органы растений и подземные их части располагаются в несколько слоев, по-разному используя среду. Вспомните, какие ярусы составляют сообщество типичного широколиственного леса. Составьте его вертикальную структуру, используя ниже перечисленные виды животных и растений (обратите внимание на то, что некоторые животные могут перемещаться из одного яруса в другой): мокрицы, синица большая, дуб черешчатый, калина обыкновенная, бересклет бородавчатый, норы кроликов и барсуков, крот, боярышник, липа мелколистная, поползень обыкновенный, неясыть обыкновенная, певчий дрозд, жук-навозник, дождевой червь, крушина ломкая, чере- 34 ж) в разлагающихся органических остатках при их саморазогревании; з) на поверхности льда или снега. ЗАДАЧА 5 Экологическим рядом называется совокупность растительных сообществ (фитоценозов), располагающихся соответственно нарастанию или убыванию какого-либо фактора среды. Вам предлагается перечень деревьев: ясень, дуб, береза, осина, бук, липа, ольха серая, ольха черная, ель, граб, ильм, клен, ива, сосна, пихта. Составьте экологический ряд древесных пород по возрастающей теневыносливости (от светолюбивых к теневыносливым). ЗАДАЧА 6 В поймах рек южной части Русской равнины наблюдаются возвышения местности в виде склонов, вследствие чего происходит смена растительности (снизу вверх по склону). Составьте экологический ряд из следующих растительных ассоциаций (от понижения на бугор): лугово-степные, лугово-болотные, степные, луговые. От каких экологических факторов зависит такое расположение фитоценозов? ЗАДАЧА 7 По отношению к свету все растения делятся на три экологические группы: а) гелиофиты, б) сциофиты, в) факультативные гелиофиты. Распределите ниже перечисленные виды растений по соответствующим группам: а) плаун булавовидный (Lycopodium clavatum), б) липа сердцевидная (Tilia cordata), в) дуб обыкновенный (Quercus robur), г) копытень европейский (Asarum europaeum), д) кислица обыкновенная (Oxalis acetosella), е) майник двулистный (Maianthemum bifolium), ж) сныть обыкновенная (Aegopodium podagraria), з) осока волосистая (Carex pilosa), и) седмичник европейский (Trientalis europaea), к) сирень обыкновенная (Syringa vulgaris), л) грушанка круглолистная (Pyrola rotundifolia), 15 м) недотрога обыкновенная (Impatiens nolitangere), н) черника (Vaccinium myrtillus), о) мать-и-мачеха обыкновенная (Tussilago farfara), п) марь белая (Chenopodium album). Какими признаками отличаются представители этих трех экологических групп? ЗАДАЧА 8 В таблице 1 отражены результаты исследования по изменению соотношения жизненных форм жужелиц на участках лесных насаждений, пострадавших от лесных пожаров, в различных типах лесов: сосняк брусничный и сосняк зеленомошный. Таблица 1 ЗАДАЧА 17 В летние месяцы в прудах и озерах наблюдается цветение воды. Чтобы вы рекомендовали местным экологам: а) провести облесение берегов водоемов, запретить выпас скота около них, разрешить сенокошение; б) лимитировать применение удобрений на полях; в) сохранить все виды традиционного пользования на берегах водоемах, лимитировать лов рыбы. ЗАДАЧА 18 При аварии часть нефтепродуктов попала в водоем, она полностью покрыла тонкой пленкой всю поверхность водного зеркала. Какие животные погибнут в водоеме, а какие выживут? Жизненные формы жужелиц Жизненные формы класс зоофаги подкласс фитобиос группа хортобионты листовые подкласс эпигеобиос группа эпигеобионты ходячие группа эпигеобионты бегающие группа эпигеобионты летающие группа поверхносто-подстилочные группа подстилочные группа подстилочныетрещинные группа подстилочныепочвенные подкласс геобиос группа бегающие-роющие группа роющие класс миксофитофаги Сосняк брусничный 1 2 3 Сосняк зеленомошный 4 5 6 97,3 – 97,5 – 85,0 – 96,6 – 23,0 – 10,5 – 0,2 – – – – – – – – – – – 38,5 – – – 0,8 – 0,2 – – – – – – – 0,2 – 0,9 0,6 2,4 5,0 0,5 41,4 0,2 3,9 17,4 51,5 77,2 – 2,8 3,3 0,8 – – – – – 38,0 40,5 6,8 51,8 18,3 1,8 – – – – – – – 0,5 0,3 3,4 – 0,9 – – – – – – 16 ЗАДАЧА 19 В целях сохранения форели в реке экологи запретили полностью вырубку кустарника по ее берегам, произвели дополнительное облесение ее берегов и полностью запретили строительство запруд. Почему? ЗАДАЧА 20 Какое воздействие на травянистые сообщества прибрежных экосистем оказывает выпас домашних гусей? ЗАДАЧА 21 Как грызуны помогают проникать древесной растительности в степные сообщества? ЗАДАЧА 22 Вы приехали в незнакомый небольшой город и на его улицах встретили варакушку. Какой вывод вы сделаете? ЗАДАЧА 23 Какие мероприятия вы предложите провести в целях сохранения видового разнообразия луговых сообществ в лесной зоне северных регионов Евразии. ЗАДАЧА 24 Какие виды являются видами-эдификаторами? Приведите примеры, как среди растений, так и среди животных. 33 ЗАДАЧА 11 Краевой индекс квадратного участка на границе биоценоза равен 0,01284. Что характеризует данный индекс? Каково предположительно количество ассоциаций в пределах исследуемой площади (возможно несколько вариантов ответа). ЗАДАЧА 12 При изучении горизонтальной пространственной структуры и видового разнообразия двух граничащих между собой биоценозов на условной границе между ними были получены следующие значения краевого индекса: 1,25; 1,34; 2,16. Какие выводы можно сделать, опираясь на эти данные? Какие характеристики еще можно использовать для описания данного явления? ЗАДАЧА 13 Каких экологических групп беспозвоночных будет сравнительно больше на пастбищах, чем на участках заповедной степи и сенокосах? Почему? ЗАДАЧА 14 Почему при высокой рекреационной нагрузке сосущие корни деревьев поднимаются ближе к поверхности? ЗАДАЧА 15 В лесостепной зоне необходимо сохранить овражнобалочные лесолуговые экосистемы. Ваши предложения: а) прекратить любую деятельность человека на их территории; б) прекратить выпас скота, разрешить только сенокошение, сбор ягод, орехов и традиционную охоту зимой с использованием гончих собак; в) сохранить все виды традиционного природопользования, но строго их лимитировать и запретить все виды земляных работ. ЗАДАЧА 16 На краю села в пойме реки расположено небольшое озеро, на котором постоянно пасутся стада гусей. Как вы думаете, что произойдет, если прекратить выпас гусей? 32 подкласс стратобиос группа стратобионтыскважники подкласс стратохортобиос группа стратохортобионты подкласс геохортобиос группа геохортобионты – – – – – – 1,3 – 2,8 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 1,4 2,5 12,2 3,4 77,0 89,5 Примечание: 1 – сосняк брусничный 70 лет (контроль), 2 – сосняк брусничный (гарь), 3 – сосняк брусничный (вырубка по гари), 4 – сосняк зеленомошный 90 лет (контроль), 5 – сосняк зеленомошный (гарь), 6 – сосняк зеленомошный (посадка культур сосны, при сплошной подготовке почвы) Дайте общую характеристику представленных в таблице жизненных форм жужелиц. Проведите сравнение жизненных форм в сосняке брусничном и сосняке зеленомошном. Сделайте вывод о характере распространения жужелиц на контрольных и сгоревших участках сосняков. ЗАДАЧА 9 Различные виды растений относятся к разным экологическим группам и жизненным формам, например: Качим высочайший (Gypsophila altissima – сем. Гвоздичные) является мезоксерофитом; Ветреница алтайская (Anemonoides altaica – сем. Лютиковые) является геофитом, эфемероидом; Лук желтеющий (Allium flavescens – сем. Луковые) является кальцефилом, геофитом; Полынь метельчатая (Artemisia scoparia – сем. Сложноцветные) является терофитом, гемикриптофитом, ксерофитом, псаммофитом; Бессмертник песчаный (Helichrysum arenarium – сем. Сложноцветные) является псаммофитом, олиготрофом, гелиофитом. Охарактеризуйте условия и места обитания перечисленных видов растений с использованием экологической терминологии. 17 ЗАДАЧА 10 Жизненные формы отражают внешний облик растений, который является результатом приспособления растений к условиям окружающей среды. Жизненную форму с эколого-морфологической точки зрения можно определить как своеобразный облик определенной группы растений, возникающий в онтогенезе в результате роста и развития в определенных условиях среды. Спектр жизненных форм представляет собой разнообразие жизненных форм растений какого-либо экотопа, ценоза, части ландшафта. На участке пойменного луга (200 га) сложился следующий спектр жизненных форм растений: 1 – стержнекорневые, 2 – кистекорневые, 3 – короткокорневищные, 4 – корнеотпрысковые, 5 – длиннокорневищные, 6 – наземноползучие, 7 – клубнекистекорневые, 8 – столонообразующие, 9 – густодерновынные, 10 – луковичные, 11 – кистекорневые, 12 – высокостебельные, 13 – клубнекорневые, 14 – рыхлодерновинные. Ниже перечислены растения (обозначенные буквами), произрастающие на пойменном лугу. К каждому растению правильно подберите соответствующую жизненную форму [2]. А) подорожник большой (Plantago major) Б) полынь однолетняя (Artemisia annua) В) горец земноводный (Polygonum amphibium) Г) земляника зеленая (Fragaria viridis) Д) гвоздовник многораздельный (Botrychium multifidum) Е) горец птичий (Polygonum aviculare) Ж) копытень европейский (Asarum europaeum) З) калужница болотная (Caltha palustris) И) клевер гибридный (Trifolium hybridum) К) живокость клиновидная (Delphinium cuneatum) Л) прострел раскидистый (Pulsatilla patens) М) чистяк весенний (Ficaria verna) Н) лютик стоповидный (Ranunculus pedatus) О) лютик золотистый (Ranunculus auricomus) П) гулявник волжский (Sisymbrium wolgense) Р) лук огородный (Allium oleraceum) С) пырейник собачий (Elymus caninus) Т) ковыль волосатик (Stipa capillata) 18 Как вы думаете, скажется ли это на численности ястребов в прилегающих лесах? ЗАДАЧА 6 Для популяций арктического гольца (Salvelinus alpinus) и обыкновенного сига (Coregonus lavaretus) в крупных озерах характерен повышенный полиморфизм. Особи обоих видов, существуя независимо друг от друга, формируют до нескольких десятков форм. Каковы причины подобного явления и возможные отличительные черты каждой из форм? ЗАДАЧА 7 Рассчитайте индекс Серенсена, если известно, что сравнивались видовые списки двух региональных фаун. В первой обнаружено 68 видов, во второй – 94. Общих видов было 40. Сделайте вывод. ЗАДАЧА 8 Сравнивались видовые списки геоботанических описаний трех охраняемых сосняков, произрастающих в южной части Чувашской республики. В первом сосняке обнаружено 180 видов, во втором – 198 видов, в третьем – 270. Число общих видов – 62. Рассчитайте индекс Серенсена и сделайте соответствующие выводы. ЗАДАЧА 9 При сравнении региональных фаун были получены следующие данные: I – 83 вида, II – 103 вида, III – 54 вида, IV – 80 видов, соответственно количество общих видов между I и II = 47, I и III = 57, I и IV = 73, II и III = 50, II и IV = 40, III и IV = 38. Проведите необходимые расчеты и сделайте вывод. ЗАДАЧА 10 При сравнении данных по видовому составу региональных фаун были получены следующие показатели индекса Серенсена: между I и II = 0,76; I и III = 0,69; I и IV = 0, 87; II и III = 0,89; II и IV = 0.67; III и IV = 0.54. Какой вывод вы можете сделать? 31 – 150, птенцов второго года жизни было – 112, третьего года жизни – 81, четвертого – 57, пятого – 39, шестого – 26, седьмого – 17, восьмого – 11, девятого – 7, десятого – 5, одиннадцатого – 3, двенадцатого – 2, тринадцатого – 1. Рассчитайте среднюю продолжительность жизни особей серой куропатки каждой возрастной группы. ЧАСТЬ III. ОСНОВНЫЕ СРЕДЫ ЖИЗНИ ЗАДАЧА 1 К какой группе в отношении условий среды обитания вы отнесете синего кита? ЧАСТЬ V. БИОЦЕНОЗЫ ЗАДАЧА 2 В большом массиве хвойного леса была произведена полная вырубка нескольких гектаров леса. Как объяснить тот факт, что вырубку заселили растения тех видов, которые редко встречаются, или вообще не встречаются в коренном лесу? ЗАДАЧА 1 При изучении горизонтальной пространственной структуры и видового разнообразия двух граничащих между собой биоценозов на условной границе между ними были получены следующие значения краевого индекса: 1,25; 1,38; 2,15. Какие выводы можно сделать, опираясь на эти данные? Какие характеристики еще можно использовать для описания данного явления? ЗАДАЧА 3 Наземные млекопитающие и птицы, которые живут в полярных районах, обычно окрашены в белый цвет, а насекомые в этих же местах имеют темную окраску. И та и другая окраска – приспособленность к деятельности одного фактора. Почему приспособленность носит такой разный характер? ЗАДАЧА 2 В целях сохранения биоразнообразия в заповеднике экологи рекомендовали сохранить в лесном массиве сенокосные луга, расположенные на лесных полянах. Объясните их действия. ЗАДАЧА 3 Выберите рекомендации, которые направлены на сохранение щитней: а) запретить выпас скота в местах их обитания; б) разрешить все виды традиционного природопользования, запретить проведение земляных работ и провоз извести; в) лимитировать все виды природопользования, запретить земляные работы и проезд всех видов транспорта. ЗАДАЧА 4 Вам необходимо не допускать зарастание водного зеркала ряской. Ваши предложения? ЗАДАЧА 5 По причине сноса старых зданий и закрытия чердачных помещений в городе резко снизилась численность сизого голубя. 30 ЗАДАЧА 4 Почему в качестве комнатных «цветов» преимущественно используют растения субтропиков и тропиков? ЗАДАЧА 5 Наибольшее число видов земноводных обитает в тропиках с их ровной температурой и большой влажностью. В умеренных широтах их мало, а в Арктике и Антарктиде их совсем нет. Почему? ЗАДАЧА 6 Охарактеризуйте среду обитания кувшинки, ряски, рдеста. Укажите возможные зоны их обитания в водоеме. К какому типу экосистем относится водоем? Какие организмы, обитающие в водоеме, составляют группу консументов? ЗАДАЧА 7 Ниже перечислены виды рыб, обитающие в водоеме. Распределите их по экологическим группам, различающихся по характеру питания: лещ, карась, чехонь, синец, судак, щука, густера, голавль, язь, линь, налим, тюлька, жерех, ерш, плотва. 19 ЗАДАЧА 8 Перечислите экологические группы растений по отношению к воде. Распределите следующие виды растений по этим группам: кактус, стрелолист обыкновенный, верблюжья колючка, ряска малая, бодяк огородный, камыш озерный, молочай тонкий, типчак, копытень европейский, агава, береза повислая, кувшинка белая, очиток едкий, рис, калужница болотная, ковыль-волосатик, элодея канадская, алоэ, кислица обыкновенная. ЗАДАЧА 9 Какие из указанных видов птиц предпочитают гнездиться в глубине леса, а какие устраивают гнезда около больших полян, на опушках: скопа, беркут, орлан-белохвост, ястреб-тетеревятник, канюк, змееяд, кобчик, коршун?. ЗАДАЧА 10 Плавающие в поверхностном слое рыбы серебристые, на глубине 200-400 м – они красноватого цвета, еще глубже – фиолетовые и черные, а вот донные глубоководные рыбы вовсе не окрашены. Как вы думаете, почему? ЗАДАЧА 11 Ниже перечислены организмы (обозначены буквами), обитающие в водоеме (озере). Распределите их по известным вам жизненным формам водных организмов (гидробионтов) и укажите для каждого из них характерное местообитание (экологическую зону: 1 – эпилимнион; 2 – металимнион; 3 – гиполимнион). а) карась серебряный (Carassius auratus); б) коловратки (Keratella quadrata); в) тростник обыкновенный (Phragmites communis); г) налим обыкновенный (Lota lota); д) дафнии (Daphnia magna, D. obtuse); е) сапротрофные бактерии; ж) личинки комаров-звонцов (Chironomus plumosus); з) гетеротрофные бактерии; и) обыкновенный прудовик (Lymnaea stagnalis); к) плавунец окаймленный (Dytiscus marginalis); л) элодея канадская (Elodea sp.); м) зеленые водоросли (Scenedesmus quadricauda, Oedogonium vaucherii); н) диатомовые водоросли (Melosira nummuloides, Navicula brachium) 20 нюю продолжительность жизни особей этапа. каждого возрастного ЗАДАЧА 20 Составьте таблицу выживания капустной белянки (Pieris brassicae), если по данным учета на одно растение было отложено 654 яйца, отродилось – 453 личинки, достигло второго возраста – 250, третьего – 124, четвертого – 50, окуклилось – 15, отродилось – 5 бабочек. Рассчитайте среднюю продолжительность жизни особей каждой возрастной группы. ЗАДАЧА 21 Составьте таблицу выживания колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata) на томатах. Было отложено 150 яиц на одно растение, отродилось 100 личинок, личинок второго возраста было 53, третьего – 24, окуклилось – 15, вышло жуков – 5. ЗАДАЧА 22 Составьте таблицу выживания когорты краснокрылой кобылки (Oedipoda miniata), если отложено 45700 яиц, отродилось нимф I возраста – 3627, нимф II возраста – 2518, нимф III возраста – 1900, нимф IV возраста – 1488, имаго – 1202. ЗАДАЧА 23 Составьте таблицу выживания серой зерновой совки (Apamea anceps), вредителя злаковых культур. Было отложено 2349 яиц, отродилось гусениц – 1583, гусениц II возраста – 906, гусениц III возраста – 544, гусениц IV возраста – 299, окуклилось – 78, отродилось бабочек – 24. Рассчитайте среднюю продолжительность жизни особей каждой возрастной группы. ЗАДАЧА 24 Составьте таблицу выживания полосатой хлебной блошки (Phyllotreta vittula), если известно, что отложено 267 яиц, отродилось личинок I возраста – 185, личинок II возраста – 96, окуклилось – 45, вышло жуков 14. Рассчитайте среднюю продолжительность жизни особей каждой возрастной группы. ЗАДАЧА 25 Составьте таблицу выживания серой куропатки (Perdix perdix), если известно, что отложено 1000 яиц, вылупилось птенцов 29 На рис. 5 представлены данные по питанию плотвы, собранные на основе исследования качественного и относительного количественного состава содержимого кишечников. Анализ спектров питания быстро- и медленнорастущих особей плотвы показал существенные различия по данному показателю. Проведите сравнительную характеристику данного показателя внутри популяции плотвы. В чем причина подобного различия? Каковы экологические условия обитания быстро- и медленнорастущих особей данного вида? ЗАДАЧА 12 В каких лесах больше численность ястреба-тетеревятника: в глухих таежных или в смешанных пригородных? Ответ обоснуйте на основании особенностей экологии ястреба. ЗАДАЧА 13 Воздух встречается в почве, горных породах, в воде. Чтобы доказать присутствие воздуха в почве, следует небольшой комок почвы бросить в воду. Появятся пузырьки воздуха. А как доказать наличие воздуха в воде? ЗАДАЧА 14 Почему животные пустынь и полупустынь могут совсем не потреблять воду? Рис. 5. Спектры питания быстро- и медленнорастущих особей плотвы оз. Глубокое: I – зоопланктон, II – зообентос, III – зоонейстон, IV – растительность ЗАДАЧА 15 К экосистемам суши или океана относятся следующие характеристики? 1) занимают более 2/3 поверхности земного шара; 2) занимают около 1/3 поверхности земного шара; 3) дают 2/3 всей продукции биосферы; 4) дают 1/3 всей продукции биосферы; 5) основными продуцентами биомассы являются одноклеточные растительные организмы; 6) основными продуцентами биомассы являются высшие растения; 7) главные запасы фитомассы находятся в умеренном поясе; 8) главные запасы фитомассы находятся в тропических областях; 9) запасы фитомассы распределены равномерно; 10) фитомасса составляет 1/20 общей биомассы; 11) фитомасса составляет более 90 % общей биомассы; 12) пирамида биомассы прямая; 13) пирамида биомассы перевернутая. ЗАДАЧА 19 Составьте таблицу выживания колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata). В ходе изучения были получены следующие данные. Было отложено яиц – 437 на м2, отродилось личинок первого возраста – 235, личинок второго возраста – 46, третьего – 15, окуклилось – 14, отродилось жуков – 4. Рассчитайте сред- 28 21 ЧАСТЬ IV. ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЗАДАЧА 1 Дополните утверждение, выбрав один из вариантов, приведенных ниже. Рост популяций растений на суше чаще всего ограничен… а) воздействием животных-фитофагов; б) внутривидовой конкуренцией за свет; в) недостаточным количеством биогенных элементов (углерода, азота, фосфора); г) недостатком влаги; д) недостаточно эффективной деятельностью редуцентов; е) облигатным характером взаимодействия с симбионтами. ЗАДАЧА 2 При методе квадратов для определения частоты встречаемости вида было использовано 250 квадратов размером 1×1 м. В них мать-и-мачеха обыкновенная (Tussilago farfara) встречалась 75 раз, молочай татарский (Mulgedium tataricum) – 30, одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale) – 140, подорожник большой (Plantago major) – 81 раз. Все эти растения были зафиксированы по отдельности в соответствующем количестве квадратов. Определите частоту встречаемости каждого вида в сообществе. Проанализируйте изменения в соотношении выделенных возрастных групп грушанки малой. Объясните возможные причины в различии возрастных структур 4-х ценопопуляций данного вида. Что можно сказать об условиях распространения P. minor если известно, что в ЦП 3 плотность особей данного вида 2 в среднем составляет всего 15±2,97 особей на 1 м , в ЦП 2 чис2 ленность достигает в среднем 56,5±4,19 особей на 1 м ? ЗАДАЧА 18 При изучении внутривидовой структуры плотвы (Rutilus rutilus) выяснилось, что популяция данного вида состоит из двух экологических форм: ходовой (глубинной) быстрорастущей и камышовой (прибрежной) тугорослой. Наличие на одной территории таких форм является приспособлением, обеспечивающим виду освоение различных местообитаний, а точнее экологических ниш, в ее пределах. При этом за короткий срок существенно изменяются экстерьерные признаки вида, темп роста и некоторые другие биологические показатели. При изучении темпов роста плотвы в озере Глубокое в Рузском районе Московской области были получены две отдельные усредненные размерно-возрастные кривые для быстрорастущих и медленнорастущих особей (рис. 4). Проанализируйте особенности темпов роста двух экологических форм плотвы, обитающих в оз. Глубокое. Каков предел жизни наиболее быстрорастущих особей? ЗАДАЧА 3 На пойменном лугу было описано 320 площадок, размером 1×1 м. В них люцерна серповидная (Medicago falcata) встречалась 156 раз, клевер луговой (Trifolium pretense) – 74 раза, лапчатка серебристая (Potentilla argentea) – 168 раз, тимофеевка луговая (Phleum pretense) – 280 раз, пырей ползучий (Elytrigia repens) 300 раз. Все эти растения были зафиксированы по отдельности в соответствующем количестве квадратов. Рассчитайте частоту встречаемости каждого вида растения в данном сообществе. ЗАДАЧА 4 Дополните утверждение, выбрав один правильный вариант из всех приведенных ниже: 22 Рис. 4. Темпы роста плотвы (Rutilus rutilus) в озере Глубокое 27 ненными циклами в течение года сменяется несколько поколений; д) между отдельными популяциями одного вида никогда не осуществляется обмен отдельными особями; е) популяции одних и тех же видов в различных условиях обитания могут характеризоваться разным ходом динамики численности. ЗАДАЧА 17 На территории Малого Бора и (национальный парк «Нижняя Кама») и Волжско-Камского заповедника (Раифский участок ВКГЗ) изучалась возрастная структура ценопопуляции грушанки малой (Pyrola minor). В растениях данного вида выделяют 4 возрастные группы: ювенильные (j) – особи с 2 листьями, 1-2 года; виргинильные (v) – особи с 2 прошлогодними и 4 новыми листьями, 2-3 года; генеративные (g) – особи, имеющие цветонос и в среднем 6 листьев, 4-5 лет; сенильные (s) – особи без цветоноса, с 2 старыми листьями. На рис. 3 изображено соотношение особей грушанки малой разного возраста в четырех изученных популяциях. Ценопопуляция 1 (ЦП) входит в состав сосняка бруснично-мшистого (Раифский участок), ЦП 2 входит в состав сосняка земляничного (Малый Бор), ЦП 3 произрастает в осиннике (Малый Бор), ЦП 4 грушанки малой входит в состав сосняка землянично-ситникового (Малый Бор). Рис. 3. Соотношение особей разного возраста в ценопопуляциях Pyrola minor 26 Численность популяции из года в год остается постоянной потому, что: а) каждый год погибает примерно одинаковое количество особей; б) различные факторы среды противодействуют высокому проявлению биотического потенциала популяции; в) организмы размножаются более интенсивно при меньшей плотности популяции и менее интенсивно при большей ее плотности; г) организмы прекращают размножение после того, как численность популяции превысит средний уровень; д) относительное потребление хищниками особей данной популяции остается постоянным. ЗАДАЧА 5 Дополните утверждение, выбрав один правильный вариант из всех приведенных ниже: Разные популяции одного вида организмов … а) постоянно ограничены одними и теми же факторами; б) могут быть в один и тот же период времени ограничены разными факторами; в) в один период времени ограничены одними и теми же факторами (в другое время факторы могут быть другими, но сходными для всех популяций); г) ограничены в росте своей численности в разные периоды времени сходным комплексом значимых факторов. ЗАДАЧА 6 Дополните утверждение, выбрав один правильный вариант из всех приведенных ниже: Регулярное пространственное распределение особей в популяции животных может быть следствием… а) наличия механизмов, обеспечивающих случайное расселение потомков; б) наличия поведенческих механизмов, усложняющих возможность успешного поселения около уже обоснованных особей; в) высокой гомогенностью условий обитания; г) эволюционно выработавшегося механизма, затрудняющего поиск добычи специализированным хищником; д) случайным пространственным распределением объек- 23 тов питания; е) необходимостью избегать высокой плотности из-за опасности возникновения дефицита пищи; ж) колониального образа жизни. ЗАДАЧА 7 Чему равно проективное покрытие вида Х, если он встречался 315 раз в 15 квадратах из 180 (площадь одного квадрата 4 2 м )? ЗАДАЧА 8 Чему равно проективное покрытие популяции ежи сборной (Dactylis glomerata), произрастающей на пойменном лугу, если она встречалась 248 раз в 26 квадратах из 100 исследуемых (площадь одного квадрата 2 м2)? ЗАДАЧА 9 Чтобы оценить численность форели озерной (Salmo trutta m. lacustris) в небольшом озере, был проведен контрольный отлов, при котором в сеть попали 625 особей. Все они были помечены и выпущены обратно. Через три недели повторным отловом поймано 873 половозрелые форели, из которых 98 имели метки. Определите общую численность популяции форели озерной в данном водоеме. ЗАДАЧА 10 При исследовании растительного сообщества методом квадратов было обнаружено, что четыре разных типа растительных ассоциаций внутри квадрата, ограничивающего исследуемую площадь, занимают прямоугольные участки с площадями 56 м2, 240 м2, 60 м2, и 44 м2. Общая площадь исследованной терри2 тории составляла 400 м . Исходя из вышеперечисленных данных, определите краевой индекс биоценоза. О чем можно судить по вычисленному вами краевому индексу? ЗАДАЧА 11 На северо-востоке Западной Сибири обитают два вида крупных чаек – серебристая (Larus argentatus) и розовая (Rhodostethia rosea). Их условия обитания и характер питания сходны, однако в данном случае правило Гаузе не работает. Каковы причины сосуществования без конкуренции на одной тер- 24 ритории популяций этих видов? ЗАДАЧА 12 Как правило, плотность популяции зависит от дефицитного ресурса. Отчего зависит плотность популяции лося? Белок? ЗАДАЧА 13 Дополните утверждение, приведенное ниже, одним из вариантов ответов: Регулярная пространственная структура популяции куницы объясняется… а) сроками размножения; б) поведенческими реакциями популяций жертв (мелкие птицы, грызуны); в) эффектом группы; г) большой однородностью местообитания; д) поведенческими реакциями особей собственной популяции; е) возможным возникновением стрессовой ситуации при ограничении по источникам питания; ж) высокой выживаемостью потомства. ЗАДАЧА 14 На небольшой реке с чистой холодной водой поставили запруду. Как вы думаете, какие организмы, обитатели реки, не будут жить в пруду, а какие, наоборот, увеличат свою численность? ЗАДАЧА 15 Ихтиологи в водоеме нашли популяцию только одного представителя рыб – окуня. Других видов рыб там не поймано. О чем говорит этот факт? ЗАДАЧА 16 Выберите правильные суждения: а) популяция, состоящая из неодинаковых особей, более устойчива; б) каждая популяция имеет четко очерченные границы; в) предел плотности популяции определяется количеством самого дефицитного ресурса; г) у видов с однократным размножением и короткими жиз- 25
