Tehtävät 1.Käsitteitä Määrittele oheiset käsiteparit: a. omavarainen – toisenvarainen Omavarainen eliö (esim. kasvi) pystyy yhteyttämällä sitomaan itseensä tarvitsemansa energian ja tuottamaan tarvitsemansa orgaaniset yhdisteet. Toisenvarainen eliö käyttää hyväkseen tuottajien sitomaa energiaa ja biomassaa. Kaikki kuluttajat ja hajottajat (eläimet ja sienet) ovat toisenvaraisia. b. perustuotanto – jatkotuotanto Perustuotanto on tuottajien (kasvien) sitomaa energiaa ja biomassaa. Jatkotuotanto on eri kuluttajaportaisiin sitoutunutta energiaa ja biomassaa.

Tehtävät c. ekologinen tehokkuus – energian ohivirtaus Ekologinen tehokkuus tarkoittaa hyötysuhdetta, jolla jokin ravintoketjun lenkki sitoo ottamaansa energiaa biomassaan ja siten siirtää sitä seuraavan lenkin käyttöön. Ohivirtaus tarkoittaa eliön omaan kulutukseen kulunutta energiaa. Se ilmaistaan yleensä prosentteina käyttöön tulevasta energiasta. d. sukkessio – kliimaksi Sukkessio tarkoittaa alueen eliöyhteisön ajallista luonnollista muutosta ekosysteemin muuttuessa. Kliimaksi on muutoksen loppuvaihe.

Tehtävät 2. Terraario (yo s-01) Valaistussa terraariossa elää ekologisessa tasapainossa seitsemän lajia, jotka on sijoitettu energiapyramidiin omille trofiatasoilleen ja yhdistetty ravintoverkkoa kuvaavin viivoin (ks. oppikirja s. 162). a. Mitä tapahtuu, jos lajin B kaikki yksilöt kuolevat? Jos B kuolee, kasvi X:n populaatio kasvaa ja vie tilaa ja ravinteita kasveilta Y ja Z. Kasvien Y ja Z tuottamaa ravintoa riittää enemmän lajien C ja D käyttöön. A syö nyt vain D:tä, jonka populaatio pienenee. C todennäköisesti hyötyy, koska sillä on paljon ravintoa tarjolla.

Tehtävät b. Mitä tapahtuu, jos lajin A kaikki yksilöt kuolevat? Jos A kuolee, B:n ja D:n populaatiot kasvavat ja kilpailu ravintokasveista Y ja Z kovenee. B:n populaation kasvu lisää kasvin X laidunnusta. c. Mitä seuraa, jos valaistus lopetetaan? Jos valaistus lopetetaan, kasvit (X, Y ja Z) eivät voi yhteyttää. Vähitellen koko ekosysteemi kuolee, koska sen perustuotanto perustuu fotosynteesiin. d. Selitä, mitä esimerkkitapauksessa tarkoitetaan perustuotannolla ja energian ohivirtauksella. Perustuotanto on kasvien (X, Y ja Z) yhteyttämällä sitomaa energiaa. Ohivirtaus on sitä, että vain osa portaan energiasta siirtyy seuraavalle tasolle, koska suurin osa ravinnon sisältämästä energiasta kuluu eliön omiin elintoimintoihin.

Tehtävät 3. Energiabudjetit Kaavio esittää kahta elintavoiltaan erilaista vesieläintä ja niiden populaatioiden energiabudjetteja (ks. oppikirja s. 162). a. Miten lajien elintavat poikkeavat toisistaan? Hernesimpukka elää pohjassa, liikkuu vain vähän ja ottaa ravintonsa suodattamalla ympärillään olevaa vettä. Ahven puolestaan liikkuu paljon ja hankkii ravintonsa eri kohteista laajaltakin alueelta.

Tehtävät b. Miksi hernesimpukka käyttää vähemmän energiaa? Huomattava osa hernesimpukan ravinnosta saadusta energiasta jää hyödyntämättä ja poistuu sen ulosteiden mukana (U = 45). Liikkumiseen kuluu vähemmän (R = 28) kuin ahvenella. c. Miksi ahvenen nettotuotanto on pienempi? Ahven on aktiivinen liikkuja ja kuluttaa suurimman osan ravinnosta saamastaan energiasta liikkumiseen (R = 74), joten siihen kertyy vain vähän nettotuotantona (P = 6). Hernesimpukka liikkuu vähän ja siksi sen nettotuotanto on tehokkaampaa (P = 27).

Tehtävät 4. Paloalueen muuttuminen Viereisen sivun kuvassa on juuri poltettua tuoretta kangasmetsää. Miten paloaukea muuttuu sadassa vuodessa, jos sukkessio saa edetä normaalisti? Selitä eri vaiheet ja muutosten syyt. Missä vaiheessa a. perhosten, b. lintujen, c. kasvibiomassan ja d. lahottajien määrät ovat suurimmillaan? Perustele. Sukkessiolla tarkoitetaan samalla alueella ajallisesti toisiaan seuraavien eliöyhteisöjen sarjaa. Se alkaa pioneerivaiheesta ja päättyy kliimaksivaiheeseen.

Tehtävät 1) Pioneerivaihe (heinikko), 1–10 v. – valoa, vapaata kasvutilaa ja tuhkasta peräisin olevia ravinteita – tehokkaasti lisääntyvät ja leviävät kasvilajit runsastuvat: aluksi yksi-, myöhemmin monivuotiset ruohot ja heinät, joiden lajikirjo suuri – kukkivat kasvit tarjoavat ravintoa hyönteistoukille ja -aikuisille – ravintoketjut lyhyitä – pensaat ja lehtipuiden taimet alkavat syrjäyttää kilpailu- kyvyttömämpiä kenttäkerroksen lajeja ensimmäisten vuosien jälkeen 2) Pensasvaihe, 10–30 v. – pajut, haapa, koivu, pihlaja kasvavat nopeasti – kenttäkerroksen ruohot ja heinät harvinaistuvat valon määrän vähetessä – havupuiden taimia alkaa kasvaa lehtipuiden varjossa

Tehtävät 3) Sekametsävaihe, 30–80 v. – kasvilajien välinen kilpailu ankaraa, parhaat kilpailijat menestyvät ja valtaavat alaa – nuoret puut kasvavat nopeasti – suuri nettotuotanto – useita latvuskerroksia => runsaasti ekologisia lokeroita 4) Kliimaksivaihe, > 80 v. – puusto kuusivaltaista – lajien välinen kilpailu enää vähäistä, vakaa tila – ravintoketjut pitkiä – puusto järeää – maassa lahopökkelöitä ja kariketta – pieni nettotuotanto

Tehtävät a. Perhosten määrä on suurimmillaan heinikkovaiheessa, koska niiden ravintokasvien runsaus on suurimmillaan. b. Lintujen määrä on suurimmillaan sekametsä-vaiheessa, jolloin lajistoon kuuluu sekä pensaikkoja, lehtipuita että havupuita hyödyntäviä lajeja. Useiden latvuskerrosten ansiosta on tarjolla runsaasti erilaisia ekolokeroita. c. Kasvibiomassan määrä on suurimmillaan kliimaksivaiheessa. d. Lahottajien määrä on suurimmillaan kliimaksivaiheessa, koska kuollutta eloperäistä ainesta kertyy runsaasti.