Вариант 1 I уровень (1-2 балла 1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько по массе нужно кузнечиков, если только ими питаются лягушки, чтобы масса аиста…

Давайте разберём каждую из задач отдельно, с пошаговым объяснением.

I уровень (1-2 балла)

Задача 1: На основании правила экологической пирамиды определите, сколько по массе нужно кузнечиков, если только ими питаются лягушки, чтобы масса аиста возросла на 1 кг?

Решение:

1. Понять правило экосистемы: Согласно экологическим пирамидам, на каждом трофическом уровне поддерживается определенное соотношение массы между различными уровнями. Обычно это отношение составляет 10% (правило Линдемана). То есть, чтобы получить 1 кг массы на верхнем трофическом уровне (аист), нужно 10 кг массы на предыдущем уровне (лягушки).

2. Вычисления:

   • Если 1 кг массы аиста требует 10 кг лягушек, то: \[ 10 \, \text{кг (лягушки)} \times 10 = 100 \, \text{кг (кузнечиков)} \]
   • Таким образом, чтобы аист вырос на 1 кг, нужно 100 кг кузнечиков.

II уровень (3-4 балла)

Задача 2: Содержание свинца в воде соответствует 0,1 % ПДК. Можно ли человеку употреблять в пищу рыбу со второго и третьего трофических уровней водоема?

Решение:

1. Определим уровни. В данной пищевой цепи:

   • Водоросли (1 уровень) → Карась (2 уровень) → Сом (3 уровень).

2. Рассмотрим накопление свинца: На каждом трофическом уровне происходит накопление токсинов. На 1 уровне - 0,1 % ПДК свинца, на 2 уровне (карась) он увеличится, а на 3 уровне (сом) ещё больше.

3. Используя правило биомассы: Если в 1 уровне 0,1 % ПДК, на 2 уровне (карась) может увеличиться, скажем, до 1% (это оценка), а на 3 уровне (сом) уже до 10%. Следовательно, сом накопил бы более высокую концентрацию свинца.

4. Заключение: Человек не должен есть рыбу, особенно сомов, так как она может содержать токсичные элементы в больших количествах.

III уровень (5-6 баллов)

Задача 3: Постройте пирамиды биомассы и численности для пищевой цепи: растения -> личинки насекомых -> синица -> сокол.

Решение:

1. Данные:

   • Биомасса травянистых растений: 10000 кг.
   • Масса 1 травянистого побега: 0,001 кг.
   • Масса 1 личинки: 0,002 кг.
   • Масса 1 синицы: 0,02 кг.
   • Масса 1 сокола: 1 кг.

2. Правило Линдемана (10%):

   • Биомасса личинок: \(10,000 \, \text{кг} \times 0,1 = 1000 \, \text{кг}\)
   • Биомасса синиц: \(1000 \, \text{кг} \times 0,1 = 100 \, \text{кг}\)
   • Биомасса соколов: \(100 \, \text{кг} \times 0,1 = 10 \, \text{кг}\)

3. Численность на каждом уровне:

   • Число побегов: \(10,000\, \text{кг} / 0,001\, \text{кг} = 10,000,000\)
   • Число личинок: \(1000\, \text{кг} / 0,002\, \text{кг} = 500,000\)
   • Число синиц: \(100\, \text{кг} / 0,02\, \text{кг} = 5000\)
   • Число соколов: \(10\, \text{кг} / 1\, \text{кг} = 10\)

Таким образом, можно построить пирамиды биомассы и численности.

IV уровень (7-8 баллов)

Задача 4: Количество хищных птиц при поступлении 4,5 • 10^9 кКал солнечной энергии.

Решение:

1. Энергия на уровне:

   • КПД фотосинтеза = 2 %, значит, энергии, доступной хищным птицам: \[ 4,5 \times 10^9 \, \text{кКал} \times 0,02 = 9 \times 10^7 \, \text{кКал} \]

2. Энергия, необходимая для одной птицы: Каждая птица потребляет 300 кКал на 100 г, при массе 0,5 кг: \[ \text{Энергия для одной птицы} = \frac{0,5 \, \text{кг}}{0,1 \, \text{кг}} \times 300 \, \text{кКал} = 1500 \, \text{кКал} \]

3. Число птиц: Максимально: \[ 9 \times 10^7 \, \text{кКал} / 1500 \, \text{кКал} \approx 60000 \, \text{птиц} \]

V уровень (9-10 баллов)

Задача 5: Количество травы для популяции лягушек.

Решение:

1. Определить энергии:

   • Лягушки с третьего уровня: 210,7 кКал/га в год.
   • Лягушки со второго уровня: 599,6 кКал/га в год.

2. Расчитать количество травы:

   • Калорийность сухого вещества: 5 кКал/г (переведем в кг: 5000 кКал/кг).
   • Содержание воды: 75 %, значит, 25 % — это сухое вещество.

Ограничимся формулами:

• Расчет сухой массы на основе энергий: \[ \text{Сухое вещество для 3 уровня} = \frac{210,7 \, \text{кКал}}{5 \, \text{кКал/г}} \times 100 = 4214 \, \text{г} = 0,4214 \, \text{кг} \] \[ \text{Сухое вещество для 2 уровня} = \frac{599,6 \, \text{кКал}}{5 \, \text{кКал/г}} \times 100 = 11992 \, \text{г} = 1,1992 \, \text{кг} \]

Теперь учтем содержание воды:

• Для 3 уровня: \[ \text{Сочная трава} = 0,4214 \, \text{кг} \div 0,25 = 1,6856 \, \text{кг} \]
• Для 2 уровня: \[ \text{Сочная трава} = 1,1992 \, \text{кг} \div 0,25 = 4,7968 \, \text{кг} \]

Таким образом, необходимо заверштить вычисления, чтобы получить количество травы с 1 га в год для устойчивой популяции лягушек.

Таким образом, мы проанализировали все задачи. Если есть дополнительные вопросы или нужны уточнения, пожалуйста, сообщите.