Oefentoets Biologie: Ecologie - trofische niveaus | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 2

Voedsel in de woestijn.

Bij een voedselproject in een woestijngebied overweegt men water van grote diepte op te pompen en in bekkens te verzamelen. Dit water bevat veel keukenzout (NaCl). In dit water kan men, eventueel na toevoeging van andere elementen, algen kweken. Algen zijn planten die kunnen dienen als voedsel voor dieren en mensen. Er worden drie situaties genoemd waarin de algen als voedsel kunnen worden gebruikt:

1. als voer voor vee dat wordt gehouden voor vleesproductie;
2. als voer voor in de bekkens te kweken consumptievissen;
3. voor menselijke consumptie.

Vergelijk deze drie situaties waarin de algen kunnen worden gebruikt. Ga ervan uit dat de netto primaire productie in deze situaties even groot is. In elke situatie komt een andere hoeveelheid biomassa in de vorm van voedsel voor de mens ter beschikking.

Welke van deze situaties levert de grootste hoeveelheid voedsel voor de mens op?

Een weiland.
Zie figuur A 275 van de bijlage.

In de afbeelding is schematisch weergegeven wat er gebeurt met 1000 MJ lichtenergie die op 1 m² grasland valt.

Hoe groot is de bruto primaire productie van 1 m² grasland?

Productiviteit.
Zie figuur A 666 van de bijlage.

In de afbeelding wordt het patroon weergegeven van energiestromen in een ecosysteem.
Over het schema in de afbeelding worden de volgende beweringen gedaan:

1. Organismen van trofisch niveau n kunnen afkomstig zijn uit elk van de vier rijken waarin organismen worden ingedeeld.
2. Rn+1 geeft het energieverlies door dissimilatie aan bij organismen van trofisch niveau n + 1.

Welke van deze beweringen is of welke zijn juist?

Primaire productie.
Zie figuur C 3 van de bijlage.

In de figuur is een overzicht gegeven van fosfaat- (boven) en ammoniaconcentraties (rechts) in juni 1971. De in het IJsselmeer gemeten waarden zijn eveneens aangegeven.
In de onderste figuren staat een overzicht van nitrietconcentraties (links) en nitraatconcentraties (rechts) in juni 1971. De concentraties van nitriet en nitraat zijn in het centrale gedeelte van de Waddenzee (het gebied tussen Friesland en Texel) groeibeperkend voor de algen.
Met name fosfaat geldt als algehele beperkende factor voor de groei van algen; dat wil zeggen hoe minder fosfaat, hoe minder algengroei.

Indien onder primaire productie wordt verstaan de totale productie van organisch materiaal uit anorganisch, geef dan zo nauwkeurig mogelijk aan waar in de Waddenzee (3 plaatsen) deze primaire productie door algen goed verloopt.

1/6 Voedselconversie.

In het streven naar vergroting van de efficiëntie van de voedselproductie wordt wel eens het eten van insecten of insectenlarven aanbevolen in plaats van vlees (overigens nog niet in de voedingsadviezen van de Nederlandse Gezondheidsraad). Door het eten van insecten wordt een efficiënter gebruik van de netto primaire productie (NPP) bereikt.
In de studie naar de efficiëntie van de voedselproductie is de conversiefactor een belangrijk begrip. De conversiefactor geeft aan welk deel van de energie in het voedsel van een organisme wordt omgezet in biomassa van dat organisme. Als de biomassa van een dier door het eten van 100 kJ biomassa toeneemt met 10 kJ is de conversiefactor 0,1.
In onderstaande tabel zijn gegevens over de energiestroom in een stabiel graslandecosysteem opgenomen. Voor zowel de herbivoren als de carnivoren zijn de gemiddelde hoeveelheden van de voedselopname, van de assimilatie, van de onverteerbare resten, van de opbouw van organische stoffen (productie) en van de dissimilatie berekend. De hoeveelheden zijn gebaseerd op een NPP van 100 Joule per m² per jaar.
afbeelding
Uit de tabel blijkt dat in een graslandecosysteem de gewervelde dieren een groter deel van de NPP als voedsel opnemen dan de ongewervelde dieren.

Waardoor wordt dat verschil in voedselopname veroorzaakt?

2/6 Voedselconversie.

Bereken op basis van de gegevens in de tabel de gemiddelde conversiefactor van ongewervelde herbivoren en die van gewervelde herbivoren. Beargumenteer dat gegevens over het verschil in voedselconversie een ondersteuning zijn voor de aanbeveling om meer insecten te eten.

afbeelding

Beargumenteer dat de gegevens over het verschil in voedselconversie onvoldoende zijn voor de aanbeveling om meer insecten te eten.

3/6 Voedselconversie.

Van bepaalde insectenlarven, zoals meelwormen, is bekend dat ze makkelijk te kweken zijn en een hoge conversiefactor hebben. In sommige landen worden ze door mensen graag gegeten. Dat wil echter nog niet zeggen dat zij een goede vleesvervanger zijn.
De Gezondheidsraad heeft meer onderzoeksgegevens nodig voordat hij het eten van meelwormen kan aanbevelen.

Noem nog een onderzoek dat zeker plaats moet vinden.

4/6 Voedselconversie.

De gegevens in de tabel zijn berekend voor een climax graslandecosysteem waarbij de totale biomassa door de jaren heen niet meer toeneemt. Voor de meeste ecosystemen op het land geldt dat slechts een beperkt deel van de NPP als voedsel (de trofische niveaus van) de consumenten bereikt. De rest van de NPP zet de tocht door de koolstofkringloop via een andere route voort.

afbeelding

Welk percentage van de NPP in het graslandecosysteem bereikt het eerste trofisch niveau van de consumenten als voedsel?
Wat gebeurt uiteindelijk met het deel van de NPP dat de consumenten niet bereikt?

5/6 Voedselconversie.

De gegevens in de tabel zijn gebaseerd op onderzoek in een natuurlijk ecosysteem. In de veeteelt is de conversiefactor van de dieren in het algemeen veel hoger dan die van soortgenoten in het wild. Bij vleesvarkens in de bio-industrie wordt al een conversiefactor van 0,25 gehaald.

Noem drie verschillende factoren die maken dat de voedselconversie voor varkensvlees in de bio-industrie hoger is dan in het wild.

Geef bij elke factor aan waardoor deze een bijdrage levert aan die hogere voedselconversie.

6/6 Voedselconversie.

Bij onderzoek naar de efficiëntie van voedselconversie bij landbouwhuisdieren worden proeven gedaan met jonge dieren, zoals kalveren, biggen en kuikens.
Gebruikt worden gegevens over de opname (I), assimilatie (A), onverteerde stoffen (F), productie (P) en dissimilatie (R).

Waarom worden voor het onderzoek naar de voedselconversie van landbouwhuisdieren jonge dieren gebruikt en niet de volwassen dieren?

Moeraskartelblad.
Zie figuur B 5169 van de bijlage.

Moeraskartelblad is een plant met bladgroen, die met behulp van zuigwortels stoffen opneemt uit de houtvaten van wortels van andere planten.

Tot welke groep behoort deze plant?

Tot de .

3/3 Zweeds ecosysteem.
Zie figuur A 1160 van de bijlage.

Bekijk het schema van een Zweeds ecosysteem hiernaast.
De zwarte specht, de kever en de den zijn van elkaar afhankelijk.

Tot welk trofisch niveau hoort de zwarte specht? Tot het trofische niveau.
En tot welke orde van consumenten? Tot de orde.
En welk van de drie heeft, alle exemplaren bij elkaar geteld, de grootste biomassa in het ecosysteem?
De

1/2 Een loofbos.
Zie figuur A 1164 van de bijlage.

In de afbeelding is van een loofbos de productie per onderdeel aangegeven in kg droge massa per hectare per jaar.

Hoe groot is de totale productie in kg droge massa per jaar? (geef alleen het gehele getal).

2/2 Een loofbos.
Zie figuur A 1164 van de bijlage.

In de afbeelding is van een loofbos de productie per onderdeel aangegeven in kg droge massa per hectare per jaar.

Hoeveel daarvan bestaat uit bovengrondse houtige delen?
Geef je antwoord in procenten, afgerond op een geheel getal.

2/2 Trofische niveaus.
Zie figuur B 5196 van de bijlage.

Wat is het trofische niveau van de forel in het voedselweb van de afbeelding?

Dat is het trofische niveau.

Een ecosysteem.
Zie figuur B 5201 van de bijlage.

In de afbeelding hiernaast is de energiestroom in een jaar in een ecosysteem schematisch weergegeven. Er vindt geen uitwisseling plaats tussen het weergegeven ecosysteem en andere ecosystemen.
Naar aanleiding van de gegevens in de afbeelding wordt een aantal beweringen over dit ecosysteem gedaan:

1. Vossen zijn consumenten van de 3^e orde.
2. Reducenten ontvangen in totaal 160 kJ/m² /jaar.
3. De hoeveelheid energie die wordt doorgegeven naar trofisch niveau R is ongeveer 0,2 % van de energie die op trofisch niveau Q wordt geabsorbeerd.
4. De door de zon jaarlijks naar het ecosysteem ingestraalde energie en de van de zon door het ecosysteem jaarlijks ontvangen hoeveelheid energie zijn ongeveer constant.
5. Een grafische weergave van de hoeveelheden energie vermeld tussen de verschillende trofische niveaus geeft de piramide van biomassa in het ecosysteem weer.
6. Als in het ecosysteem in het weergegeven jaar minder dan 2.106 kJ/m² wordt afgegeven in de vorm van warmte, vindt ophoping van organische stoffen plaats.

Kruis het nummer van de juiste bewering of de nummers van de juiste beweringen aan.

Productie in een ecosysteem.
Zie figuur B 5205 van de bijlage.

In de afbeelding hiernaast is de energiestroom in een ecosysteem weergegeven.
De secundaire productie is gedurende een bepaalde tijd 252 gram per dag.

Hoeveel gram is de daarvoor benodigde bruto primaire productie per dag geweest gedurende die tijd?

Die is [invulveld] gram per dag.

Kweldervegetatie.
Zie figuur A 470 van de bijlage.

Er is onderzoek gedaan naar de primaire productie van natuurlijke kweldervegetaties op Terschelling en Schiermonnikoog. Daarbij is ook nagegaan welke de invloed is van begrazing op de plantaardige biomassa.
Door een omheining te plaatsen wordt een gebied afgesloten en daardoor beschermd tegen konijnenvraat. De netto primaire productie blijkt op zo’n terrein dan 10 ton/ha te zijn.
De figuur geeft een beeld van de bovengrondse biomassa in natuurlijk open terrein (aangeduid als: open veld, ongestoord), in afgesloten terrein (aangeduid als: omheind, ongestoord) en in afgesloten terrein waarin werd bemest en drie maal gemaaid (aangeduid als: omheind, voorgemaaid, bemest en bij ¯ gemaaid).
Naar aanleiding van deze gegevens worden drie beweringen gedaan over deze kweldervegetatie:

1. In natuurlijk, omheind ongestoord terrein is, over een jaar genomen, de ondergrondse biomassa groter dan de bovengrondse biomassa.
2. In natuurlijk, omheind, ongestoord terrein is de bruto primaire productie ongeveer 1½ maal groter dan de netto primaire productie.
3. De totale bovengrondse productie in omheind gebied is na bemesten (en drie maal maaien) bijna 2½ maal zo groot als zonder bemesten (en dan ook zonder maaien).

Kruis het nummer of de nummers van de bewering(en) die hij op grond van de gegevens kan doen.

Bio-industrie.

In de bio-industrie is de voederconversie van een groep dieren in een stal een belangrijk gegeven.
Een manier om de voederconversie weer te geven is de voedselopname (in kg) per dier gedeeld door de gewichtstoename (in kg).

Kies het nummer van de juiste bewering of de nummers van de juiste beweringen over deze voederconversie.

1. Bij een optimale stal kan een voederconversie gelijk aan 1 worden bereikt.
2. De voederconversie is afhankelijk van het eiwitgehalte van het voer dat de dieren in een stal krijgen.
3. Tegen de tijd dat dieren op stal volwassen worden, stijgt de waarde van de voederconversie.
4. De voederconversie is een grootheid zonder eenheid.
5. Bij varkens die vooral ten behoeve van vet spek worden gehouden, is bij gelijke stalcondities de voederconversie een groter getal dan bij varkens die ten behoeve van mager vlees worden gehouden.

1/2 Ganzen.
Zie figuur B 5225 van de bijlage.

Bij de ganzenfokkerij wordt een bepaald voedingsmengsel gebruikt dat alle noodzakelijke voedingsstoffen bevat voor een optimale groei van de ganzen. In een onderzoek volgde men die groei door ganzen dit voedingsmiddel toe te dienen en hen regelmatig te wegen. Tegelijkertijd werd steeds de totale hoeveelheid opgenomen voedingsmengsel gemeten. De resultaten van dit onderzoek zijn weergegeven in de tabel hieronder.
afbeelding
De energie-inhoud van een gans is gemiddeld 800 kJ/100 g gans.
Slechts een deel van het voedsel wordt gebruikt voor de gewichtstoename.
Drie mogelijke oorzaken hiervan zijn:
1. de ganzen verbranden een deel;
2. de ganzen poepen een onverteerd deel uit;
3. de ganzen benutten een deel bij de vorming van eieren.

Welk van deze drie oorzaken is of welke zijn juist?

2/2 Ganzen.

afbeelding

Hoeveel % van het opgenomen voedsel wordt in de periode van dag 9 tot dag 12 omgezet in biomassa gans? Geef je antwoord afgerond op één decimaal.

Productiviteit.
Zie figuur B 5226 van de bijlage.

In de afbeelding zijn de assimilatie-efficiëntie (A/I) en de productiviteit-efficiëntie (P/A) van twee groepen zoogdieren in een graslandecosysteem schematisch weergegeven.

A = hoeveelheid energie in organische stof die via de darm wordt geresorbeerd en in het bloed opgenomen
F = verlies van energie door ontlasting
I = hoeveelheid energie in organische stof die wordt gegeten
P = productiviteit
R = energieverlies door dissimilatie

Bereken het energieverlies door dissimilatie (R) in kiloJoules voor de groep vleeseters, als de hoeveelheid energie in organische stof die wordt gegeten (I) 250 kiloJoules bedraagt.

Cyanobacteriën.

Cyanobacteriën behoren tot de .

Trofische niveaus.
Zie figuur A 1168 van de bijlage.

In de afbeelding hiernaast worden trofische niveaus aangegeven met nummers.

Zet de nummers in de rechter kolom bij de juiste begrippen in de linker kolom.

Energie omzetten.

Welk gedeelte van de door gras opgeslagen energie wordt omgezet in nieuw weefsel door een groeiende stier?

Dat is tussen .

Trofisch niveau.

In complexe levensgemeenschappen worden organismen die evenveel schakels van de planten af staan, tot hetzelfde trofische niveau gerekend.

Welke van onderstaande beweringen is juist?

Op een onbewoond eiland.

Je strandt op een onbewoond eiland, samen met een koe en heel veel tarwe.

Wat moet je doen om zo lang mogelijk te overleven?

Wieren op Kims Top.
Zie de figuren B 5246 en B 5247 van de bijlage.

Blaaswier en andere grote zeewieren groeien onder andere op rif, zie afbeelding 1 hiernaast.
Men heeft gedurende een aantal jaren onderzocht hoe hoog de bedekkingsgraad met wieren is van het rif Kims Top in het Kattegat. De resultaten staan in afbeelding 2, waarin ook is afgebeeld het verloop van de stikstofuitstroom in het zeemilieu in dezelfde periode.

Leg een verband tussen het verloop van beide grafieken in deze afbeelding.

1/2 Productie.

De figuur hieronder toont de resultaten van productiemetingen in twee ecosystemen, respectievelijk een regenwoud en een akker met eenjarige planten. Alle getallen zijn aangegeven in MJ/m² /jaar.
afbeelding

- Bereken de netto primaire productie (NPP) in beide systemen.
- Verklaar het verschil.

Energie bij mieren.

De ecologische effectiviteit = Netto Secundaire Productie / Bruto Secundaire Productie.
afbeelding

Bereken de ecologische effectiviteit van mieren in % (afgerond op een geheel getal).

2/2 Piramides van biomassa.

Bij deze piramides is er bij de overdracht van het ene naar het andere trofische niveau sprake van een efficiëntie in de energieoverdracht van precies 10%. Je wilt bij de consumenten van de 3e orde een opbrengst van 2 g C/m² oogsten.

Wat moet dan de netto primaire productie zijn?
Noteer de berekening.

Plantenafval.

Men vermoedt dat planten hun dunne worteldelen (< 2mm) meerdere malen per jaar vervangen, wat resulteert in een grote hoeveelheid dood materiaal in de bodem.
Een hypothese is dat het grootste deel van de CO₂ in de bodem afkomstig is van bacteriën die leven van dit dode plantaardige materiaal.

Tot welk trofisch niveau horen deze bacteriën?

Die behoren tot de .

1/2 Burgers' Bush.

Burgers' Bush is een zogenaamd eco-display, een nabootsing van het ecosysteem tropisch regenwoud.
Voor een tropisch regenwoud werd de netto primaire productie per jaar (NPPPJ) geschat op 2200 g/m² .

Wat wordt verstaan onder netto primaire productie per jaar?

2/2 Burgers' Bush.

Noem drie factoren die ervoor verantwoordelijk zijn dat de NPPPJ in het Nederlandse eco-display veel lager is dan in het tropische regenwoud.