Почему экология, как раздел общей биологии, занимает особое место в школьном курсе общей биологии? Да сама жизнь, отношение человека к окружающему миру, экологические проблемы, встающие перед человечеством в связи с техническим прогрессом (нередко оборачивающимся путем в никуда) заставляют относиться к дисциплине экологии с особенным пиететом.
Как репетитор по биологии много лет наблюдаю такую картину: часть учеников совершенно свободно могут изъясняться на языке экологических терминов, другая часть – наоборот, с трудом воспринимает их.
Возможно, решения некоторых задач по экологии, рассматриваемые в этом сборнике, в какой-то степени помогут учащимся лучше разбираться в школьном предмете экологии в целом.
Всевозможных заданий и задач по экологии очень и очень много. Но я разделил все задания в сборнике на две части.
В Части 1 представлены лишь решения задач на применение правила экологической пирамиды или правила Линдемана (правило 10%): при переходе с одного трофического уровня на другой, полезной энергии сохраняется не более 10%.
Несмотря на то, что эта цифра 10% является уж очень и очень условной и в разных экосистемах с различными организмами, в разное время года существенно меняется в меньшую сторону, школьные задачи по экологии следует решать, исходя из этого правила.
В Части 2 приводятся решения всевозможных других заданий по школьному курсу экологии.
Надеюсь, что решения сотни заданий этого сборника, охватывающих значительную часть подобного рода школьных заданий, окажутся полезными учащимся для решения подобных задач и для понимания проблем экологии в целом.
Часть 1. Задачи на применение правила Линдемана
1. Составить цепь питания с максимально возможным числом звеньев, последним из которых являются рыбоядные звери. Вычислить массу водорослей необходимую для существования выдры массой 25 кг, которая питаетсярыбой.
а) В природных цепях питания (трофических цепях) при переходе от звена к звену теряется большая часть (до 80—90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла. Поэтому число звеньев (видов организмов) в цепи питания ограничено и не превышает обычно 4—5:
водоросли или водные высшие растения —> растительноядные рыбы (карась) —> рыбы хищные(щука) —> рыбоядные хищники (выдра).
б) Чтобы прокормить выдру массой 25 кг потребуется примерно 250 – 300 кг рыбы. А для прокорма такого количества рыбы потребуется примерно 2500- 3000 кг растительной продукции.
2. Подсчитать, какую массу растений сохранит пара синиц при выкармливании 5 птенцов массой по 3 гкаждый.
Конечно, все расчеты подобного рода очень условные. Согласно правилу экологической пирамиды Линдемана: 5 птенцов, имеющие массу 15 г съедят 150 г гусениц (на самом деле во много раз больше, но решать надо так). Эти гусеницы съели бы 1500 г или 1,5 кг растений. Значит пара синиц, выкармливая своих птенцов, сохранят 1,5 кг растений.
3. Рассчитайте, какую биомассу растений сохранит от уничтожения гусеницей пара синиц, выкармливая 4 птенцов массой по 5 г. Какую часть общей биомассы растений это будет составлять (в %), если площадь сбора гусеницы 400 м>2, а производительность растений 200г/м>2.
Для выкармливания птенцовой биомассы в 5 г х 4 = 20 г, надо 200 г гусениц, которые съели бы 2000 г растений (2 кг). Так как гусениц собирают с 400 м>2, то на этой площади биомасса растений составляет 200 г х 400 = 80000 г или 80 кг. «Спасенные» синицами растения массой 2 кг составляют 2,5% от 80 кг.
4. Взрослая синица в период выкармливания потомства в день приносит корм в гнездо 400 раз. Птенцы остаются в гнезде 21 день. Допустим, что в плодовом саду живёт 10 пар синиц. Сколько яблок (в тонах) могут «сберечь» от гусениц синицы за период выкармливания птенцов, если условно представить, что они употребляют в этот период только таких насекомых? При этом необходимо взять во внимание, что одна самка гусеницы откладывает около 160 яиц, масса гусеницы около 0,5 г, а содержание сухих веществ в яблоках не превышает 5%. Процесс трансформации энергии с одного уровня на другой проходит в соответствии с правилом Линдемана.
