Решение экологической задачи. Фермер собрал урожай зерна. Через месяц у него в амбаре сильно расплодились мыши, и он реш
Решение экологической задачи. Фермер собрал урожай зерна. Через месяц у него в амбаре сильно расплодились мыши, и он решил истребить их, посадив в амбар кошку.
Фермер дважды взвешивал кошку: перед посадкой в амбар она весила 3600 грамм, а после недельной охоты за мышами кошка весила уже 3705 грамм.
После чего фермер произвел расчёт и узнал, сколько примерно кошка съела мышей, и сколько эти мыши успели съесть зерна. Воспроизведите ход решения этой задачи. Будем считать, что мыши выросли на зерне этого амбара и масса одной мыши 15 грамм.
Чтобы мышка выросла до массы 15 грамм она должна съесть 75 грамм зерна. 7 мышек съели 525 г зерна.
Масса кошки за 7 дней увеличилась на 105 г, как будто она съела всего 7 мышек по 15 грамм, которые съели 525 г. зерна.
Можно подумать что кот съедал по ОДНОЙ мышке в неделю. И потолстел за неделю всего на 105 г.
Да нет. Кот съедал по 6 мышек в день. Из них 5 переваривались в кишечнике и выделялись через известное А-отверстие, а одна мышка превращалась в ЖИР кота.
И так за неделю кот съел 7 дней * 6 мышей в день = 42 мышки в неделю, которые съели каждая по 75 грамм зерна — всего 3150 г = 3,15 килограмма. зерна.
Кормить кота МЫШКАМИ НЕ ВЫГОДНО.
Этап 1. Правило экологической пирамиды иначе называемое правилом десяти процентов. сформулировано Р. Линдеманом в 1942 году. Оно гласит: при передаче вещества и энергии по пищевой цепи, только 10% переходит к очередному потребителю.
Этап 2. Пищевая цепь должна начинаться с продуцента, в нашем случае это зерно. Далее следует консумент первого порядка, т. е. организм, питающийся растительной пищей, в задаче таковым является мышь. Третьим звеном пищевой цепи, а задаче это последнее звено, является консумент второго порядка, т. е. организм, питающийся животной пищей, в нашем случае это кошка. В итоге пищевая цепь будет выглядеть следующим образом: зерно — мышь — кошка
Этап 3. Приростом биомассы консумента второго порядка в данной задаче является изменение массы кошки. Из массы кошки после эксперимента (3705 грамм), нужно вычесть ее массу до эксперимента (3600 грамм) — получим 105 грамм.
Этап 4. Руководствуемся правилом экологической пирамиды: при передаче вещества и энергии по пищевой цепи, только 10 % переходит к очередному потребителю. Значит, 105 грамм, на которые «поправилась» кошка (т. е. прирост зоофагов), составляет 10% процентов от всей потребленной биомассы предыдущего звена пищевой цепи, фитофагов (т. е. мышей). Составляем пропорцию: 105 грамм : 10% = X грамм : 100%, где Х- искомая биомасса фитофагов (мышей). Решаем пропорцию: X = 1050 грамм. Этап 5. Чтобы узнать количество съеденных кошкой мышей, нужно их биомассу (1050 грамм), поделить на вес одной особи (15 грамм): 1050 /15 = 70 особей Этап 6. Руководствуемся правилом экологической пирамиды: при передаче вещества и энергии по пищевой цепи, только 10 % переходит к очередному потребителю. Значит, 1050 грамм – биомасса мышей (конс. 2 пор.), накопленная за 1 месяц – составляет 10% от всей потребленной биомассы предыдущего звена пищевой цепи, продуцентов (т. е. зерна). Составляем пропорцию:
1050грамм: 10%= Хграмм : 100%, где Х – искомая биомасса фитофагов (мышей). Решаем пропорцию: Х=10500 грамм.
Источник
Интегрированное занятие по биологии и математике «Решаем экологические задачи» для 9-11 кл.
Современная экология включает в себя науку и практические методы контроля за состоянием окружающей среды. Это определяет предмет математической экологии, объединяющей математические модели и методы, используемые при решении проблем экологии.
Просмотр содержимого документа
«Интегрированное занятие по биологии и математике «Решаем экологические задачи» для 9-11 кл.»
Интегрированное занятие по биологии и математике
«Решаем экологические задачи»
для учащихся 9-11 классов.
Презентация и практическая работа
Современная экология включает в себя науку и практические методы контроля за состоянием окружающей среды. Это определяет и предмет математической экологии, объединяющей математические модели и методы, используемые при решении проблем экологии.
Фундаментом математической экологии является математическая теория динамики популяций
колебания или изменения численности популяций во времени. Определяется соотношением показателей рождаемости и смертности особей, а также иммиграции и эмиграции.. Эти неизбежные колебания – «волны жизни» – имеют важное эволюционное значение. Они как бы выносят на поверхность прежде редкие генотипы, дают им возможность пройти проверку естественным отбором.
Динамика популяций и используемые формулы
Рождаемость за год: A = B × C, где А — число особей, родившихся за год,
В — плотность самок , С — плодовитость.
Наблюдения за популяцией сорок позволили установить -плотность популяции 150 особей.
Сорока размножается раз в году и до следующего года у одной самки выживает в среднем 1,7 детеныша.
В популяции равное число самцов и самок.
Смертность постоянна, в среднем за год погибает 31% взрослых особей.
Какова будет плотность рассматриваемой популяции через год?
где А – число сорок, родившихся за год, В – плотность самок, С – плодовитость.
ОТВЕТ: за год родится 127.5 сорок
Вычислим сколько сорок погибнет за год
где D – смертность, E – текущая плотность популяции, F – удельная смертность
Подставим в формулу смертности (D = E × F : 100%) значения из условия задачи. Текущая плотность популяции E = 150 особей. Удельная смертность F = 31%. Следовательно, за год погибнет: 150 × 31 : 100 = 46,5 особей.
Вычисление плотности популяции через год
где G – плотность популяции через год, E – текущая плотность популяции,
А – рождаемость, D – смертность.
Подставим в формулу плотности популяции G = E + A – D
значения из условия задачи
E – текущая плотность популяции 150 особей,
А – рождаемость 127.5 особей,
D – смертность 46.5 особей.
G = 150 + 127.5 – 46.5 = 231
Создание биомассы в цепях питания
Фермер собрал урожай зерна. Через месяц у него в амбаре сильно расплодились мыши и он решил истребить их, посадить в амбар кошку.
Фермер дважды взвешивал кошку: перед посадкой в амбар она весила 3600 грамм, а после недельной охоты за мышами в амбаре кошка весила уже 3705 грамм.
После чего фермер произвел расчет и узнал, сколько примерно кошка съела мышей, и сколько эти мыши успели съесть зерна. Воспроизведите ход решения этой задачи.
Будем считать, что мыши выросли на зерне из этого амбара за месяц и масса одной мыши 15 грамм.
Для решения этой задачи необходимо применить правило экологической пирамиды:
Правило экологической пирамиды иначе называемое правилом десяти процентов, сформулировано Р. Линдеманом в 1942 году. Оно гласит: при передаче вещества и энергии по пищевой цепи, только 10% переходит к очередному потребителю.
Пищевая цепь должна начинаться с продуцента, в нашем случае это зерно. Далее следует консумент первого порядка, т.е. организм, питающийся растительной пищей, в задаче таковым является мышь. Третьим звеном пищевой цепи, а задаче это последнее звено, является консумент второго порядка, т.е. организм, питающийся животной пищей, в нашем случае это кошка. В итоге пищевая цепь будет выглядеть следующим образом:
Приростом биомассы консумента второго порядка в данной задаче является изменение массы кошки. Из массы кошки после эксперимента (3705 грамм), нужно вычесть ее массу до эксперимента (3600 грамм) – получим 105 грамм.
Руководствуемся правилом экологической пирамиды: при передаче вещества и энергии по пищевой цепи, только 10 % переходит к очередному потребителю. Значит, 105 грамм, на которые «поправилась» кошка (т.е. прирост зоофагов), составляет 10% процентов от всей потребленной биомассы предыдущего звена пищевой цепи, фитофагов (т.е. мышей). Составляем пропорцию: 105 грамм : 10% = Х грамм : 100%, где Х – искомая биомасса фитофагов (мышей). Решаем пропорцию: Х = 1050 грамм.
Чтобы узнать количество съеденных кошкой мышей, нужно их биомассу (1050 грамм), поделить на вес одной особи (15 грамм): 1050 / 15 = 70 особей
Руководствуемся правилом экологической пирамиды: при передаче вещества и энергии по пищевой цепи, только 10 % переходит к очередному потребителю. Значит, 1050 грамм – биомасса мышей (консументов второго порядка), накопленная за 1 месяц – составляет 10% процентов от всей потребленной биомассы предыдущего звена пищевой цепи, продуцентов (т.е. зерна). Составляем пропорцию: 1050 грамм : 10% = Х грамм : 100%, где Х – искомая биомасса фитофагов (мышей). Решаем пропорцию: Х = 10500 грамм.
Пищевые цепи в агроценозе
Обыкновенная гадюка за один раз съедает 4-х полевок, которые являются вредителями зерновых культур в агроценозах.
Период переваривая этой добычи у гадюки составляет примерно 1 неделю.
Плотность поселения гадюк – 1 особь на 1 га.
Масса одной полевки – 15 грамм.
Рассчитайте, сколько полевок будет уничтожено на 10 га посевной площади овса за три летних месяца.
Рассчитайте, какую биомассу овса съедает уничтожаемое гадюками количество мышей.
Этап 1. Если одна гадюка съедает 4 полевки за 1 неделю, то в месяц получается 16 особей, а за 3 летних месяца – 48 особей полевки-экономки.
Этап 2. Для расчета количества гадюк, обитающих на площади 10 гектар, умножаем плотность популяции гадюк (1 особь на 1 гектар) на площадь: 1 × 10 = 10 особей.
Этап 3. Если 1 гадюка съедает летние месяцы 48 особей полевки-экономки, то 10 гадюк за лето съедят: 48 × 10 = 480 полевок
Этап 4. Чтобы узнать биомассу полевок-экономок, съеденных всеми гадюками за лето, умножим общее количество съеденных полевок (480), на массу одной полевки (15 грамм): 480 × 15 = 7200 грамм.
Пищевая цепь будет выглядеть следующим образом:
овес — полевка-экономка — обыкновенная гадюка
Этап 6. Руководствуемся правилом экологической пирамиды. Биомасса полевок-экономок 7200 грамм составляет 10% процентов от потребленной биомассы предыдущего звена пищевой цепи, овса (т.е. продуцентов). Отсюда составляем пропорцию: 7200 грамм : 10% = Х грамм : 100%, где Х – искомая биомасса продуцентов. Решаем пропорцию: Х = 7200 × 100/10 = 72000 грамм = 72 кг
Содержание углерода в современной атмосфере составляет 712 млрд. тонн.
Из-за сжигания человеком ископаемого топлива, эта цифра ежегодно возрастает на 3 млрд. тонн.
Cколько лет понадобится, чтобы достигнуть концентрации углекислого газа в атмосфере 0,2%.
Такова была концентрация углекислого газа в атмосфере Земли 400 миллионов лет назад (в девоне – в период возникновения плаунов, хвощей, папоротников и появления рыб всех известных крупных систематических групп).
Этап 1. Современный состав атмосферы следующий: Азот – 78%; Кислород – 21%; Аргон – 0,93%; Углекислый газ – 0,03%
Этап 2. Вся масса углерода в современной атмосфере (712 млрд. тонн) составляет 0,03% ее состава. Что бы узнать, какова будет масса углерода при концентрации 0,2%, составим пропорцию: 712 : 0,03 = Х : 0,2. Получим Х = 712 × 0,2 : 0,03 = 4747 млрд. тонн.
Этап 3. Чтобы найти массу углерода, которая должна прибавиться в атмосфере для достижения концентрации в 0,2 %, нужно из массы, найденной в предыдущем действии, вычесть массу углерода в современной атмосфере. 4747 – 712 = 4035 млрд. тонн.
Этап 4. Найденную нами в предыдущем действии величину разделим на количество углерода, ежегодно прибавляющегося в атмосфере. Получим 4035 : 3 = 1345 лет
В ходе изучения видового состава трех участков леса были получены следующие данные (смотри таблицу). Сравните эти три фитоценоза между собой по индексу сходства. Какие фитоценозы имеют наибольшее, а какие наименьшее сходство?
Источник
Интегрированное занятие по биологии и математике «Решаем экологические задачи»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Интегрированное занятие по биологии и математике
«Решаем экологические задачи»
для учащихся 9-11 классов.
Презентация и практическая работа
Современная экология включает в себя науку и практические методы контроля за состоянием окружающей среды. Это определяет и предмет математической экологии, объединяющей математические модели и методы, используемые при решении проблем экологии.
Фундаментом математической экологии является математическая теория динамики популяций
колебания или изменения численности популяций во времени. Определяется соотношением показателей рождаемости и смертности особей, а также иммиграции и эмиграции.. Эти неизбежные колебания – «волны жизни» – имеют важное эволюционное значение. Они как бы выносят на поверхность прежде редкие генотипы, дают им возможность пройти проверку естественным отбором.
Динамика популяций и используемые формулы
Рождаемость за год: A = B × C, где А — число особей, родившихся за год,
В — плотность самок , С — плодовитость.
Наблюдения за популяцией сорок позволили установить -плотность популяции 150 особей.
Сорока размножается раз в году и до следующего года у одной самки выживает в среднем 1,7 детеныша.
В популяции равное число самцов и самок.
Смертность постоянна, в среднем за год погибает 31% взрослых особей.
Какова будет плотность рассматриваемой популяции через год?
где А – число сорок, родившихся за год, В – плотность самок, С – плодовитость.
ОТВЕТ : за год родится 127.5 сорок
Вычислим сколько сорок погибнет за год
где D – смертность, E – текущая плотность популяции, F – удельная смертность
Подставим в формулу смертности (D = E × F : 100%) значения из условия задачи. Текущая плотность популяции E = 150 особей. Удельная смертность F = 31%. Следовательно, за год погибнет: 150 × 31 : 100 = 46,5 особей.
Вычисление плотности популяции через год
где G – плотность популяции через год, E – текущая плотность популяции,
А – рождаемость, D – смертность.
Подставим в формулу плотности популяции G = E + A – D
значения из условия задачи
E – текущая плотность популяции 150 особей,
А – рождаемость 127.5 особей,
D – смертность 46.5 особей.
G = 150 + 127.5 – 46.5 = 231
Создание биомассы в цепях питания
Фермер собрал урожай зерна. Через месяц у него в амбаре сильно расплодились мыши и он решил истребить их, посадить в амбар кошку.
Фермер дважды взвешивал кошку: перед посадкой в амбар она весила 3600 грамм, а после недельной охоты за мышами в амбаре кошка весила уже 3705 грамм.
После чего фермер произвел расчет и узнал, сколько примерно кошка съела мышей, и сколько эти мыши успели съесть зерна . Воспроизведите ход решения этой задачи.
Будем считать, что мыши выросли на зерне из этого амбара за месяц и масса одной мыши 15 грамм.
Для решения этой задачи необходимо применить правило экологической пирамиды:
Правило экологической пирамиды иначе называемое правилом десяти процентов , сформулировано Р. Линдеманом в 1942 году. Оно гласит: при передаче вещества и энергии по пищевой цепи, только 10% переходит к очередному потребителю.
Пищевая цепь должна начинаться с продуцента, в нашем случае это зерно. Далее следует консумент первого порядка, т.е. организм, питающийся растительной пищей, в задаче таковым является мышь. Третьим звеном пищевой цепи, а задаче это последнее звено, является консумент второго порядка, т.е. организм, питающийся животной пищей, в нашем случае это кошка. В итоге пищевая цепь будет выглядеть следующим образом:
Приростом биомассы консумента второго порядка в данной задаче является изменение массы кошки. Из массы кошки после эксперимента (3705 грамм), нужно вычесть ее массу до эксперимента (3600 грамм) – получим 105 грамм.
Руководствуемся правилом экологической пирамиды : при передаче вещества и энергии по пищевой цепи, только 10 % переходит к очередному потребителю. Значит, 105 грамм, на которые «поправилась» кошка (т.е. прирост зоофагов), составляет 10% процентов от всей потребленной биомассы предыдущего звена пищевой цепи, фитофагов (т.е. мышей). Составляем пропорцию: 105 грамм : 10% = Х грамм : 100%, где Х – искомая биомасса фитофагов (мышей). Решаем пропорцию: Х = 1050 грамм.
Чтобы узнать количество съеденных кошкой мышей, нужно их биомассу (1050 грамм), поделить на вес одной особи (15 грамм): 1050 / 15 = 70 особей
Руководствуемся правилом экологической пирамиды : при передаче вещества и энергии по пищевой цепи, только 10 % переходит к очередному потребителю. Значит, 1050 грамм – биомасса мышей (консументов второго порядка), накопленная за 1 месяц – составляет 10% процентов от всей потребленной биомассы предыдущего звена пищевой цепи, продуцентов (т.е. зерна). Составляем пропорцию: 1050 грамм : 10% = Х грамм : 100%, где Х – искомая биомасса фитофагов (мышей). Решаем пропорцию: Х = 10500 грамм.
Пищевые цепи в агроценозе
Обыкновенная гадюка за один раз съедает 4-х полевок, которые являются вредителями зерновых культур в агроценозах.
Период переваривая этой добычи у гадюки составляет примерно 1 неделю.
Плотность поселения гадюк – 1 особь на 1 га.
Масса одной полевки – 15 грамм.
Рассчитайте, сколько полевок будет уничтожено на 10 га посевной площади овса за три летних месяца .
Рассчитайте, какую биомассу овса съедает уничтожаемое гадюками количество мышей .
Этап 1 . Если одна гадюка съедает 4 полевки за 1 неделю, то в месяц получается 16 особей, а за 3 летних месяца – 48 особей полевки-экономки.
Этап 2 . Для расчета количества гадюк, обитающих на площади 10 гектар, умножаем плотность популяции гадюк (1 особь на 1 гектар) на площадь: 1 × 10 = 10 особей.
Этап 3 . Если 1 гадюка съедает летние месяцы 48 особей полевки-экономки, то 10 гадюк за лето съедят: 48 × 10 = 480 полевок
Этап 4 . Чтобы узнать биомассу полевок-экономок, съеденных всеми гадюками за лето, умножим общее количество съеденных полевок (480), на массу одной полевки (15 грамм): 480 × 15 = 7200 грамм.
Пищевая цепь будет выглядеть следующим образом:
овес — полевка-экономка — обыкновенная гадюка
Этап 6 . Руководствуемся правилом экологической пирамиды. Биомасса полевок-экономок 7200 грамм составляет 10% процентов от потребленной биомассы предыдущего звена пищевой цепи, овса (т.е. продуцентов). Отсюда составляем пропорцию: 7200 грамм : 10% = Х грамм : 100%, где Х – искомая биомасса продуцентов. Решаем пропорцию: Х = 7200 × 100/10 = 72000 грамм = 72 кг
Содержание углерода в современной атмосфере составляет 712 млрд. тонн.
Из-за сжигания человеком ископаемого топлива, эта цифра ежегодно возрастает на 3 млрд. тонн.
Cколько лет понадобится, чтобы достигнуть концентрации углекислого газа в атмосфере 0,2%.
Такова была концентрация углекислого газа в атмосфере Земли 400 миллионов лет назад (в девоне – в период возникновения плаунов, хвощей, папоротников и появления рыб всех известных крупных систематических групп).
Этап 1 . Современный состав атмосферы следующий: Азот – 78%; Кислород – 21%; Аргон – 0,93%; Углекислый газ – 0,03%
Этап 2 . Вся масса углерода в современной атмосфере (712 млрд. тонн) составляет 0,03% ее состава. Что бы узнать, какова будет масса углерода при концентрации 0,2%, составим пропорцию: 712 : 0,03 = Х : 0,2. Получим Х = 712 × 0,2 : 0,03 = 4747 млрд. тонн.
Этап 3 . Чтобы найти массу углерода, которая должна прибавиться в атмосфере для достижения концентрации в 0,2 %, нужно из массы, найденной в предыдущем действии, вычесть массу углерода в современной атмосфере. 4747 – 712 = 4035 млрд. тонн.
Этап 4 . Найденную нами в предыдущем действии величину разделим на количество углерода, ежегодно прибавляющегося в атмосфере. Получим 4035 : 3 = 1345 лет
В ходе изучения видового состава трех участков леса были получены следующие данные (смотри таблицу). Сравните эти три фитоценоза между собой по индексу сходства. Какие фитоценозы имеют наибольшее, а какие наименьшее сходство?
Источник