Цель работы.

Составить, рассчитать и изобразить (графически) пастбищную пищевую цепь для экосистемы листопадного леса.

Ход работы.

Составить пастбищную пищевую цепь для экосистемы листопадного леса умеренной зоны, куда входят экосистемы лиственного и смешанного лесов, лесозащитных полос, городских парков, отдельно стоящих деревьев.

Рассчитать какое количество энергии остается хищникам на рост и увеличение продукции, если известно, что 50 % потенциального растительного вещества, образующегося в результате использования 1 % падающей солнечной энергии зелеными растениями, теряется с дыханием в форме углекислоты: 40 % остатка потребляют в пищу растительноядные животные, а 60 % представляют собой растительную продукцию леса. Из съеденного растительного вещества 10 % трансформируется в протеин животных, а 30 % теряется с дыханием; растительноядные животные в свою очередь становятся жертвами хищников, которые поедают 42 % их биомассы; оставшиеся 58 % дополняют собой продукцию живого вещества в экосистеме. Общее количество падающей солнечной энергии на листопадные леса составляет 900 млрд. ккал/га/год.

Полученные данные необходимо свести в таблицу.

Количество потребленной энергии.

Звенья цепи	Количество энергии идущее в пищу звеньям трофической цепи Ккал/год
Зеленые растения Травоядные Хищники

Сделать вывод о количестве энергии проходящей через пищевую цепь, ее потере и той ее части, которая пошла на рост и увеличение биомассы каждого звена пищевой цепи.

Изобразить графически составленную пищевую цепь, используя универсальную модель потока энергии, для отображения каждого звена цепи, сохраняя пропорции уменьшения потока энергии в каждом звене, исходя из ваших расчетов.

Тема: «Определение выноса биогенных элементов с сельскохозяйственных угодий в гидрографическую сеть» /2 часа/

Пресноводные экосистемы являются для человечества перво­классным источником доступных и качественных водных ресурсов. Кро­ме того, они выполняют роль универсальных очистных сооружений, созданных самой природой. Однако, в настоящее время, когда воздействие человека на экологические системы приобретает глобальные масштабы, вышеизложенный взгляд не будет соответствовать действи­тельности. Уместно вспомнить высказывание А.С.Степановских (1997 ): "Человечеству не угрожает недостаток воды. Ему грозит нечто худшее - недостаток чистой воды".

Основными источниками загрязнения пресноводных экосистем являются промышленные и коммунальные промышленные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в во­доемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений. Об­щая масса основных антропогенных загрязнений гидросферы достигла 15 млрд. тонн в год. Они, попав в воды рек, озер и морей, частично оседают на дно, частично разрушаются, но при этом губят большое количество живых организмов, трансформируются и накапливаются в планктоне, теле рыб, моллюсков и других обитателей водной среды. Последнее влияет и на сухопутных животных, так как многие птицы и звери входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах. Кроме того, сброс неочищенных стоков отрицательно влияет на круговорот веществ и грозит опасностью инфекционных заболеваний животных и человека.

Вышеизложенное позволяет сказать, что нет на Земле ничего, к чему надо было бы относится с большим вниманием и осторожностью, чем к столь привычной для нас воде.

Цель занятия: Освоить методику расчета заноса биогенных ве­ществ из агроэкосистем.

Задание 1. Рассчитать вынос в гидрографическую сеть биогенов из дерново-подзолистых почв 7-польного севооборота общей площадью __ га.

Задание 2. Рассчитать вынос биогенов из выщелоченных черноземных почв 8-польного севооборота общей площадью _ га.

Задание 3. Рассчитать вынос биогенов из выщелоченных черноземных почв 7-польного севооборота общей площадью __ га.

Вариант 1. Вариант 2. Вариант 3.

1. Мн. травы 1г.п. 1. Мн. травы 1г.п. 1. Мн. травы 1г.п.

2. Мн. травы 2г.п. 2. Оз. пшеница 2. Мн. травы 2г.п.

3. Оз. рожь 3. Сах. свекла 3. Оз. пшеница

4. Картофель 4. Ячмень+травы 4. Сах. свекла

5. Ячмень 5. Травы 1г.п. 5. Ячмень

6. Картофель 6. Оз. Рожь 6. Картофель

7. Ячмень+травы 7. Картофель 7. Ячмень+травы

3. Ячмень+травы

Примечание: общую площадь севооборота дает преподаватель.

Пояснения к заданию.

Расчет возможного выноса биогенов с сельскохозяйственных угодий проводят на основе связи величины их выноса с характерными особенностями почвы, видом с-х культуры и ее урожайностью.

Вынос питательных веществ слагается из хозяйственной части (урожай) и остаточной частей (корневые и пожнивные остатки). Чем больше хозяйственная часть, тем больше подземная масса и выше ес­тественный вынос биогенов из почвы в гидрографическую сеть. Последнее становится возможным потому, что после минерализации пожнивных остатков и корней растений питательные вещества переходят из органической формы в доступное для растений состояние и приоб­ретают свободу передвижения.

Возможный вынос биогенов с сельскохозяйственных угодий (W) в гидрографическую сеть, находят по формуле:

W = R * S.

где: W - вынос биогенных веществ, кг/год,

R - удельное количество вымывания биогенного вещества из почвы для конкретной с-х культуры, кг/га,

S - площадь, занятая конкретней культурой, га.

Удельное количество вымывания (R) зависит от вида к урожай­ности с-х культуры, свойств почвы и коэффициента потерь биогенных веществ. Данный показатель вычисляется по формуле:

R = а * К * У,

где: а - вынос биогенов из почв с урожаем для искомой куль­туры, кг/ц (см. приложение 1).

К - коэффициент миграции биогенного вещества из почвы для культуры (см. приложение2).

У - урожайность искомой культуры, ц/га (см. приложение 3).

Выполнение задания. Группа студентов делится на 3 звена и каждому из них преподаватель определяет одно из заданий (дает конкретный севооборот и его площадь). Студенты, исходя из значимос­ти того или иного севооборота, определяют площадь по каждое возделываемой культуре и, используя формулы, вычисляют вынос биогенных веществ каждой культуры севооборота. Полученные данные внести в таблицу 1 и сделать основные выводы.

Пример. Площадь семипольного севооборота 1204 га. Почва - выщелоченный чернозем. Необходимо рассчитать вынос биогенных эле­ментов с сельскохозяйственных угодий в гидрографическую сеть.

Устанавливаем площадь одного поля - она равна 172га (1204:7), затем рассчитываем удельное количество выбывания (Н) под конкретной культурой. По многолетним травам вымывание азота и вынос не рассчитывается, т.к. считается, что многолетние травы закрепляют азот в почве. Удельное количество вымывания фосфора (при урожайности многолетних трав 47ц/га, 1 г.п.) будет равно:

R р₂о₅ =0,5 кг/ц * 0,15 * 47 ц/гa = 3,53 кг/га, а

R к₂о = 1,0 кг/ц * 0.20 * 47 ц/га = 9,4 кг/га

Возможный вынос биогенов с с.-х. угодий в водоемы будет paвен:

W р₂о₂ = 3,53 * 172 = 606,3 кг/год

W к₂о = 1616,8 кг/год

Таким же образом рассчитываем вынос биогенов под всеми культурами в севообороте, затем определяем суммарное количество азота, фосфора и калия, вымываемых со всей площади севооборота в водоемы.

Далее в качестве сравнения рассчитываем вынос биогенов с такой же площади и аналогичного севооборота на дерново-подзолистых почв. В заключении делаем вывод о выносе биогенов с черноземных и дерново-подзолистых почв.

30