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 возросла на 1 кг? II уровень (3-4 балла) 2. Содержание свинца в воде соответствует 0,1 % ПДК (предельно допустимой концентрации). Можно ли человеку употреблять в пищу рыбу со второго и третьего трофических уровней водоема, если в нем существует следующая пищевая цепь: водоросли -> карась -> сом? III уровень (5-6 баллов) 3. Используя правило Линдемана (правило 10 %), постройте пирамиды биомассы (1) и численности (2) для следующей пищевой цепи лесной просеки: растения -> личинки насекомых -> синица -> сокол. Биомасса травянистых растений данного участка 10 тыс. кг, одного травянистого побега - 1 г (0,001 кг), 1 личинки - 2 г, 1 синицы - 20 г, 1 сокола - 1 кг. IV уровень (7-8 баллов) 4. Установлено, что в 100 г тела хищной птицы (консумент третьего порядка) содержится 300 кКал энергии, а КПД фотосинтеза в лесу составляет 2 %. Какое максимальное количество этих птиц со средней массой 0,5 кг сможет прокормиться в сообществе, на поверхность которого поступает 4,5 • 109 кКал солнечной энергии? (Процесс трансформации энергии с одного трофического уровня на другой протекает в соответствии с правилом Лин- демана.) V уровень (9-10 баллов) 5. Какое количество травы с 1 га в год необходимо для того, чтобы процветала популяция травяной лягушки, если (в пересчете на сухое вещество) лягушки получают с третьего трофического уровня 210,7 кКал/га в год, со второго - 599,6 кКал/га в год при калорийности сухого вещества 5 кКал/г и содержании воды в зеленой массе 75 %. (Расчеты ведутся по сухому веществу, а ответ дается в пересчете на сочную траву.)

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.