Биологический круговорот веществ и превращения энергии в экосистеме

Биологический круговорот — поступление химических элементов из воды, почвы и атмосферы в живые организмы; превращение поступающих элементов в новые сложные соединения и возвращение их в почву, воду и атмосферу жизнедеятельности с ежегодным опадом части органического вещества или с полностью отмершими организмами, входящими в состав биогеоценоза.

Полного замкнутого круговорота веществ в пределах биогеоценоза не происходит, так как часть веществ всегда уходит за его пределы.
Обмен веществ сопровождается передачей и превращением энергии. Передача энергии — это поступление энергии от продуцентов через консу- менты к редуцентам. Основная часть энергии расходуется живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Она необходима для дыхания, движения, функционирования внутренних органов и т. д.

Задание 12 (Ис)
Сравните круговороты углерода, водорода и кислорода в процессах фотосинтеза и дыхания растений. Взаимосвязаны ли они? Дайте соответствующие пояснения. Для сравнения используйте схему на рисунке 8.

Стрелками показаны пути отдельных атомов. В круговороте кислорода приведены структурные формулы диоксида углерода и воды (НОН и ОСО соответственно), чтобы яснее показать пути отдельных атомов кислорода.


Рис. 8. Схема круговорота углерода, водорода и кислорода в
процессах фотосинтеза и дыхания
Задание 13 (Ис)
Выявите основные причины круговорота микроэлементов в наземной экосистеме и объясните его механизм (рис. 9). Основные выводы запишите в тетради.

Рис. 9. Общая схема круговорота микроэлементов в наземной экосистеме


Задание 14 (Ис)
Выделите основные биохимические этапы круговорота азота (рис. 10) и запишите их в тетради.
Рекомендации
Для выполнения задания используйте следующую информацию. При круговороте азота происходит поэтапный распад органических соединений, в результате которого азот в конечном счете переходит в нитратную форму. В кислых почвах аммиак превращается в ион аммония и вымывается водой. Аммиак также легко растворяется в воде и быстро вымывается из почвы. Тот аммиак, который избежал вымывания из почвы, подвергается действию специальных бактерий, извлекающих энергию путем окисления азота аммиака до нитритов и нитратов. Нитрит- и нитрат-ионы


Рис. 10. Круговорот азота


легко вымываются из почвы. Оставшиеся в почве нитраты в виде водных растворов быстро ассимилируются корнями растений. В наземных экосистемах главные запасы азота представляет азот, входящий в состав органического детрита. В водных экосистемах азот содержится главным образом з виде растворенных нитратов.

Задание 15 (Йс)
Впишите основные компоненты блочной модели экосистемы (рис.

11). Дайте объяснение основных потоков зещеетва.



Задание 16 i Ис)
Определите роль различных детритоядных организмов в разложении листового опада, используя рисунок 12. Какие экологические выводы из этого следуют? Запишите их 8 тетради.
Задание 17 (Ис)
Проследите по рисунку 13 механизмы передачи вещества и энергии через три трофических уровня и дайте им объяснение в тетради.



Листья помещали в сетки с ячейками диаметром 0,5 мм или 7 мм. Сквозь маленькие отверстия могли проникать бактерии, грибы и мелкие членистоногие, но сквозь них не проходило большинство таких крупных детритоядных, как дождевые черви и многоножки.
Рис. 12. Разложение листовых пластинок разными детритоядными организмами



С — фотоактивная радиация, усваиваемая зеленым листом, Пй — валовая продуктивность растения, Пч — чистая продуктивность, К — часть растения, съедаемая растительноядными, Н — непоедаемые остатки, Э — экскременты, А2 — валовая продукция, усваиваемая травоядными, Аз — то же хищниками, П? -- чистая продукция на уровне растительноядных, Пз — то же хищников, Дц Да, Дз — потери на дыхание на различных уровнях. Внизу редуценты
Рис. 13. Поток вещества и энергии, проходящий через три трофических уровня
{по Дювиньо и Тангу)
Пищевая сеть
Задание 18 (Ис) Какие пищевые цепи существуют в расположенной рядом с вами лесной экосистеме? Составьте из них пищевую сеть, используя в качестве :бразца рисунки 9—10 учебника. Результаты занесите в тетрадь. Какие пищевые цепи существуют в расположенной рядом с вами водной экосистеме (река, озеро, море, океан, водохранилище или пруд)? ¦ оставьте из них пищевую сеть. Запишите в тетради все возможные пищевые цепи, существование которых возможно в расположенной рядом с вами луговой экосистеме и '.оставьте из них пищевую цепь.
Задание 19 (Ис;
Проследите по рисунку 14 цикл развития плоского червя — кошачьей -еченочной) двуустки* Это треххозяинный паразит, который на первых ¦ичиночных стадиях поражает моллюска пресных вод — малого прудови-

Рис. 14. Цикл развития кошачьей двуустки


ка, на последующих личиночных стадиях — рыб лз семейства карповых. Во взрослом состоянии паразит поселяется в печени человека или хищных млекопитающих, поедающих сырую, плохо просоленную или недостаточно прожаренную рыбу из пресных водоемов. Поясните, что необходимо делать, чтобы разорвать эту пагубную для человека пищевую цепь, не причиняя вреда природе.

Еще по теме Биологический круговорот веществ и превращения энергии в экосистеме:

1. 6.3. Круговорот веществ и поток энергии в экосистеме
2. ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМЕ. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЭКОСИСТЕМ.
3. ЖИВОЕ И БИОКОСНОЕ ВЕЩЕСТВО, ИХ ВЗАИМОВОЗНИКНОВЕНИЕ И ПЕРЕРОЖДЕНИЕ В КРУГОВОРОТАХ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ.
4. 13.4. Антропогенные воздействия на потоки энергии и круговороты веществ
5. 7.4. Круговорот вещества и энергии — одно из основных свойств динамики географической оболочки
6. 12.7. Поток энергии в экосистемах
7. 12.6. Круговороты веществ
8. ГЛОБАЛЬНЫЙ БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ
9. II.2. Круговороты веществ и их нарушение человеком
10. 7.3. Круговороты веществ в биосфере
11. § 44. ОСНОВНЫЕ БИОСФЕРНЫЕ КРУГОВОРОТЫ ВЕЩЕСТВ
12. КРУГОВОРОТ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА
13. § 31. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ
14. (ДОП.) § 29. БЮДЖЕТ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМЕ