Deze digitale toets over de kenmerken van successie in ecosystemen en de kringlopen van stoffen is bedoeld voor studenten biologie. De toets behandelt onderwerpen zoals de invloed van bomen op mineralenuitspoeling en de koolstofkringloop, en biedt inzicht in ecologische processen en hun gevolgen. - 20 vragen
20
Biologie
VO Kerndoel 31: Processen in de natuur
VWO 4, VWO 5, VWO 6
NVON
cc-by-sa-40
7/7 Kringloop van stoffen.
In een beheerexperiment wordt het braakliggen van akkers bestudeerd. De onderzoeker laat een van de akkers gedurende vijf jaar braakliggen. Na deze vijf jaar constateert hij dat op deze akker successie heeft plaatsgevonden. Zijn constatering berust op zijn waarneming van de diversiteit aan soorten en het aantal gespecialiseerde nissen.
Noem vier andere kenmerken van successie.
1/2 Kringlopen.
Zie figuur C 355 van de bijlage.
De afbeelding geeft een model weer van de verdeling van alle materie in de biosfeer in vier grote compartimenten (P, Q, R en S). Er is uitgegaan van een verdeling in organische en anorganische stoffen en van een verdeling in stoffen die op korte termijn beschikbaar zijn voor organismen en van stoffen die voor hen niet op korte termijn beschikbaar zijn.
Alle organische stoffen zijn in de twee compartimenten P en Q ondergebracht. De stoffen in de compartimenten Q en S zijn in het algemeen niet direct beschikbaar voor organismen. De pijlen hebben betrekking op processen die uitwisseling van stoffen tussen de verschillende compartimenten mogelijk maken.
Voorbeelden van processen die uitwisseling van stoffen tussen de verschillende compartimenten mogelijk maken, zijn:
1. verwering en erosie;
2. fotochemische stikstoffixatie;
3. fossilisering;
4. uitscheiding;
5. fotosynthese;
6. dissimilatie;
7. verbranding van fossiele voorraden;
8. omzetting van organisch materiaal in anorganische stoffen;
9. sedimentvorming.
Bij welke pijlen in de afbeelding horen deze processen? Hieronder staan de nummers 1 tot en met 9 van de processen onder elkaar. Schrijf achter deze nummers de letter van de bijbehorende pijl. Sommige letters gebruik je meer dan eens.
1. [invulveld]
2. [invulveld]
3. [invulveld]
4. [invulveld]
5. [invulveld]
6. [invulveld]
7. [invulveld]
8. [invulveld]
9. [invulveld]
afbeelding
2/2 Kringlopen.
Wanneer men in een bosgebied alle bomen kapt, neemt de uitspoeling en afvoer van mineralen naar het oppervlaktewater (beekjes, rivier) toe. De uitspoeling van mineralen kan in het model in de afbeelding worden ondergebracht.
Waar in het model kan de uitspoeling van mineralen worden ondergebracht?
afbeelding
1/5 Kringloop.
Zie figuur C 300 van de bijlage.
afbeelding
Tussen 1964 en 1969 werd in de Verenigde Staten een onderzoek uitgevoerd naar de invloed van het kappen van bomen op de uitspoeling van voedingszouten in een ecosysteem in de gematigde klimaatzone. Dit onderzoek (het Hubbard Brook Project) werd uitgevoerd in de White Mountains in New Hampshire, een uitgestrekt gebied dat via verschillende stroompjes afwatert op één en hetzelfde riviertje. Dit gebied werd in twee even grote, overeenkomstige stukken verdeeld. In het ene deel werden op tijdstip T alle bomen gekapt, in het andere deel werden geen bomen gekapt. In de periode waarin het onderzoek werd uitgevoerd, hebben zich geen grote veranderingen in de weersomstandigheden voorgedaan. Zowel in het deel met bomen als in het deel zonder bomen werden de hoeveelheden mineralen bepaald die jaarlijks met het rivierwater mee uit het gebied wegstroomden (uitspoeling). Dit gebeurde door bepaling van het mineralengehalte in stroompjes die alleen uit het desbetreffende gebied water afvoerden.
De resultaten van enkele bepalingen zijn weergegeven in de diagrammen in de afbeelding.
Zie volgende scherm
2/5 Kringloop.
In het gebied waar de bomen werden gekapt, is niet alleen de uitspoeling van mineralen sterk toegenomen, maar ook de totale hoeveelheid water die via de stroompjes in het riviertje terechtkomt.
Wat gebeurt er in het gebied met bomen met de hoeveelheid water die niet in het riviertje terechtkomt? Geef twee mogelijkheden.
3/5 Kringloop.
Zie figuur C 300 van de bijlage.
Door het weghalen van de bomen neemt de uitspoeling van Ca2+ toe (zie de afbeelding).
Geef hiervoor twee oorzaken.
afbeelding
4/5 Kringloop.
De uitspoeling van Ca2+ , van K+ en van NO3 - wordt vergeleken.
Van welk ion is de uitspoeling uit het gekapte gebied in de herfst van 1966 het grootst?
afbeelding
5/5 Kringloop.
Ter verklaring van de seizoensgebonden veranderingen in de uitspoeling van NO3 - in het controlegebied worden de volgende beweringen gedaan:
1. in de lente en zomer nemen bomen grote hoeveelheden NO3
-
op ten behoeve van de groei;
2. van de herfst tot aan de lente neemt de hoeveelheid NO3
-
in de bodem sterk toe doordat grote hoeveelheden organische stof worden omgezet in anorganische stoffen.
Welke van deze beweringen kan of welke kunnen een juiste verklaring geven voor de seizoensgebonden veranderingen in de uitspoeling van NO3 - in het controlegebied?
1/4 Koolstofstromen.
Zie figuur A 408 van de bijlage.
In de afbeelding zijn voorraden koolstof in verschillende compartimenten op aarde en enkele koolstofstromen tussen deze compartimenten weergegeven. In deze afbeelding wordt aangegeven dat er een relatie bestaat tussen de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer en de hoeveelheid koolstof die onder meer in de vorm van CO2 in de verschillende compartimenten op aarde aanwezig is.
Noem vier compartimenten uit de afbeelding die bijdragen aan de toename van CO2 in de atmosfeer.
afbeelding
2/4 Koolstofstromen.
Zie figuur A 408 van de bijlage.
In de afbeelding is de mens niet afzonderlijk vermeld.
Onder welk compartiment valt de mens ?
afbeelding
3/4 Koolstofstromen.
Een gewenst effect van menselijk ingrijpen is een verminderde toename van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer. Op de koolstofstromen uit sommige van de in de afbeelding aangegeven compartimenten kan de mens met de huidige middelen zeker ingrijpen.
Noem bij twee van deze compartimenten een algemeen beleidsdoel dat gericht is op een verminderde toename van de CO2 in de atmosfeer. Noem bij elk algemeen beleidsdoel een voorbeeld van een concrete maatregel waarmee dit doel kan worden bereikt.
4/4 Koolstofstromen.
In de atmosfeer komen verschillende isotopen van koolstof voor. De koolstofisotoop 14 C is niet stabiel en heeft een halfwaardetijd van 5730 jaar. De halfwaardetijd is de tijd waarin de helft van de 14 C is vervallen tot 14 N.
Daalt het aandeel van 14 C in de koolstof in de atmosfeer door verbranding van fossiele brandstoffen, blijft dit gelijk of stijgt het ?
1/2 Koolstofstromen.
Zie figuur A 408 van de bijlage.
In de afbeelding zijn voorraden koolstof in verschillende compartimenten op aarde en enkele koolstofstromen tussen deze compartimenten weergegeven. In deze afbeelding wordt aangegeven dat er een relatie bestaat tussen de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer en de hoeveelheid koolstof die onder meer in de vorm van CO2 in de verschillende compartimenten op aarde aanwezig is.
Noem drie processen waardoor CO2 in de atmosfeer terechtkomt.
afbeelding
2/2 Koolstofstromen.
Een onderzoeker meet het percentage 14 C in de atmosfeer en in het hout van enkele bomen die in 1900 zijn geplant. De koolstofisotoop 14 C is niet stabiel en heeft een halfwaardetijd van 5730 jaar. De halfwaardetijd is de tijd waarin de helft van de 14 C is vervallen tot 14 N.
Waarover krijgt de onderzoeker informatie door het percentage 14 C in het hout te meten ?
1/4 Koolstofkringloop.
In discussies over het broeikaseffect wordt door sommigen gesteld dat de CO2 -afgifte door het lichaam van de mens meegeteld moet worden bij de berekening van de toename van het CO2 -gehalte van de dampkring.
Is de CO2 -afgifte door de lichamen van alle mensen samen per jaar kleiner dan, ongeveer gelijk aan of groter dan het CO2 -verbruik van alle producenten samen in de koolstofkringloop ?
2/4 Koolstofkringloop.
Zie figuur B 1317 van de bijlage.
In de afbeelding zijn compartimenten uit de koolstofkringloop getekend.
Miljoenen jaren geleden werden koolstofatomen geassimileerd en daarna vastgelegd in fossiele brandstoffen.
Een koolstofatoom uit een fossiele brandstof kan zich nu in een eiwitmolecuul in jouw lichaam bevinden.
Geef in de afbeelding B 1317 op je bijlage de kortste route aan - vanaf het compartiment van de organismen die koolstof assimileren, tot aan het compartiment dat jouw lichaam weergeeft - waarlangs het koolstofatoom van miljoenen jaren geleden in jouw lichaam terecht kan zijn gekomen. Verbind de door jou gekozen compartimenten met getrokken lijnen, ieder voorzien van een richtingslijn. Nummer de pijlen in de juiste volgorde.
afbeelding
3/4 Koolstofkringloop.
Uit metingen blijkt dat het CO2 -gehalte in de dampkring in de laatste 150 jaar met ongeveer 25% is toegenomen (van 0.028% tot 0.036%). De absolute toename van CO2 (ongeveer 500 miljard ton) is geringer dan de geschatte totale CO2 -productie bij verbranding van fossiele brandstoffen in die 150 jaar. Blijkbaar is de hoeveelheid CO2 die per dag uit de dampkring verdwijnt, ook gestegen.
Beschrijf twee processen waardoor CO2 uit de dampkring verdwijnt.
4/4 Koolstofkringloop.
Leg uit waardoor de CO2 -uitstoot bij verbranding van fossiele brandstoffen een oorzaak is van de stijging van het gemiddelde CO2 -gehalte van de dampkring.
1/2 Stikstofkringloop.
Zie figuur B 1354 van de bijlage.
De afbeelding geeft schematisch een stikstofkringloop weer.
In de stikstofkringloop komt een bacteriesoort voor, Nitrobacter winogradsky, die nitriet omzet in nitraat. Het gevormde nitraat wordt in de stikstofkringloop verbruikt.
Bij welke omzetting en door welke organismen kan het nitraat worden verbruikt ?
afbeelding
2/2 Stikstofkringloop.
Onder bepaalde omstandigheden kan in de bodem geen nitrificatie plaatsvinden.
Onder welke van de volgende omstandigheden is geen nitrificatie mogelijk ?