Государственное образовательное учреждение
Ярославской области Института развития образования
Районная олимпиада по экологии
за 2001-2002 учебный год
Вопрос № 1:
Почему М.М.Пришвин называл болота “кладовыми Солнца”? К каким негативным последствием может привести повсеместное, тотальное осушение болот?
Оценка: 7 баллов.
Вопрос № 2:
Почему лес называют источником невесомых “полезностей”, эликсиром от душевных недугов?
Оценка: 10 баллов.
Вопрос № 3:
Вас пригласили на международный экологический симпозиум. Вы должны будите делать доклад на тему: “Что нужно сделать, чтобы сохранить окружающий нас мир?” Сформируйте тезисы к докладу.
Оценка: 15 баллов (максимально).
Вопрос № 4:
Представьте себе водный бассейн, в реках которого обитает 3 вида рыб: форель, щука, карп. Каждый вид проявляет совершенно определенные предпочтения к температуре и концентрации растворенного в воде кислорода, а именно:
|
Вид |
Концентрация О2, мл/л |
Благоприятные t, 0С |
|
форель |
5-11 |
7-170 |
|
щука |
4 |
14-230 |
|
карп |
0,5 |
20-280 |
Вы решили выловить рыбку себе на ужин (или коту – как получится). Но река то длинная и может быть поделена (условно) на верховья, среднее течение и низовья. На каком из этих отрезков течения реки стоит попытаться выловить карпа, щуку и форель?
Оценка: 4 балла.
Вопрос № 5:
Замечено, что у эндотермных животных, обитающих в холодном климате, выступающие части тела (уши, конечности) обычно бывают короче, чем у животных, сходных по прочим признакам, но обитающих в более теплом климате (“правило Аллена”). Кроме этого, известно, что лисы, олени и другие млекопитаюшие, характеризующиеся обширными ареалами, в областных с холодным климатом часто бывают крупнее (“правило Бергмана”).
Обе эти закономерности демонстрируют возможности приспособления видов к климатическому фактору. Но в чем смысл и значение этих приспособлений?
Оценка: 5 баллов.
Вопрос № 6:
Лесоводы установили любопытную зависимость между толщиной годичных колец хвойных деревьев и количеством шишек, вызревших на них в этот год. Как связаны между собой эти проявления жизнедеятельности растения?
Оценка: 3 балла.
Вопрос № 7:
Загрязненный участок (например городская пустошь вокруг бензоколонок) часто оказывается заселенной намного плотнее, но, как правило меньшим числом видов, чем если бы загрязнений не было. Объясните эту закономерность.
Оценка: 3 балла.
Вопрос № 8:
Какие только “чудеса” не сопровождают научно-технический прогресс. После того, как железная дорога Лондон – Глазго была электрофицирована, специалисты отметили вспышку численности грызунов в прилегающих угодьях. Долгое время этому не могли дать никакого объяснения. Но потом причина все-таки вскрылась и оказалась вполне “экологичной”. Что же это была за причина?
Оценка: 3 балла.
Ответы. 8-9 класс
1. Вот как ответил на этот вопрос М.М.Пришвин: “Горячее солнце был матерью каждой травинки, каждого цветочка, каждого болотного кустика и ягодки. Всем им солнце отдавало свое тепло, и они, умирая, разлагаясь, в удобрении передавали его как наследство другим растениям, кустикам, ягодам, цветам и травинкам. Но в болотах вода не дает передать родителям-растеиям все свое добро детям. Тысячи лет это добро под водой сохраняется, болото становится кладовой солнца, а потом вся эта кладовая Солнца как торф достается человеку в наследство”.
Негативные последствия тотального осушения болот:
Оценка: 7 баллов.
2. В лесу практически нет пыли и вредных газов. В лесном (особенно в хвойнопородном) воздухе бактерий содержится в 300 раз меньше, чем в городском. Это происходит в первую очередь благодаря фитонцидам – активным летучим веществом, выделяемым листьями и цветами растений, убивающим бактерий и болезнетворных микробов. Сильнейшими производителями фитонцидов являются черемуха и можжевельник. Но наиболее полезный воздух в летнем сосновом лесу, где хвоя и сами деревья вырабатывают ароматические летучие вещества, излечивающие многие тяжелые болезни легочного типа. А красота леса комфортно и благоприятно действует на психоэмоциональную сторону человека.
Оценка: 10 баллов.
3. Тезисы:
Оценка: 15 баллов.
4. Чтобы решить эту проблему и не тратить понапрасну силы и время, необходимо сперва провести своеобразную реконструкцию местообитаний. Ясно, что быстрый, бегущий по камням водоток в верховьях реки холоден, но богат кислородом - вода обогащается им, срываясь с водопадов, обходя пороги и разбиваясь о камни. Здесь-то вам и повезет с форелью. В низовьях река распластывается по равнине и течет нетороплива, широким потоком, делая большие излучины и задерживаясь в старицах. Тут речная вода успевает прогреться под лучами солнца, но одновременно из нее выходит кислород, большое количество которого потребляют заросли растений. Именно в этой среде можно попытаться поймать карпа. Наконец, в среднем течении, где еще довольно быстрый и неширокий поток чередует плесы с перекатами, можно покидать блеску на щуку. Вдруг повезет?
Оценка: 4 балла.
5. В условиях холодного климата эндотермные животные обладают меньшей (по отношению к объему) удельной поверхностью тела, через которую они отдают тепло во внешнюю среду. Если форма тела сохраняется, то при увеличении его размеров соотношение площади поверхности к объему неизбежно снижается.(квадратная и кубическая степень от одних и тех же линейных размеров). Поэтому и теплопотери у относительно крупных особей будут менее значительны.
Что касается ушей и хвостов, то тут еще проще. Крупные уши и хвосты обеспечивают “лишнюю площадь” теплоотдачи, и иметь такие части тела в холодной местности совсем не выгодно.
Оценка: 5 баллов.
6. Эта связь имеет отрицательной характер: т.е. чем больше урожай шишек, тем меньше годовой прирост (который может быть изменен по толщине годичных колец). Такая зависимость обнаруживает действие важного экологического принципа: любой организм не в состоянии расходовать все свои ресурсы на размножение и выживание одновременно. Жизненный цикл любого организма представляет собой компромисс между необходимостью поддерживать собственные функции и “затрачиваться” на репродукцию, ибо жизненные ресурсы ограничены.
Оценка: 3 балла.
7. Загрязнение снижает биоразнообразие до нескольких видов, оказавшихся терпимыми к данному виду загрязнений. В отсутствии межвидовой конкуренции они получают преимущество и образуют сообщества высокой плотности. Такие бедные сообщества городских свалок и пустошей, газонов, дорожных насыпей стали неотъемлемой частью среды обитания человека. И мы видим то гигантские “зонтики” борщевика на обочинах дорог, то “джунгли” из лопуха большего на месте свалки.
Оценка: 3 балла.
8. Вспышка численности грызунов в прилегающем электрофицированной железной дороге ландшафте, как оказалось, была связана с уменьшением численности хищников-консументов в трофической цепи – хищных птиц, в частности сов, регулировавших численность грызунов. Птицы гибли, пораженные электрическим током, когда садились на провода и одновременно задевали крыльями металлические конструкции, связанные с землей.
Оценка: 3 балла.
Вопрос № 1.
Культурным ландшафтам должно принадлежать будущее. Таково мнение ученых. Каким, на ваш взгляд, должен быть ваш город, село, поселок и т.д. (место, где вы живете). По каким правилам и заказам они должны создаваться? (объект выбирайте сами). Может ли выбранный объект существовать в гармонии с природой?
Максимальная оценка: 10 баллов.
Вопрос № 2.
Почему ученые считают, что увеличение числа автомобилей может способствовать наступлению второго “Всемирного потопа”?
Оценка: 5 баллов.
Вопрос № 3.
Английскими учеными установлена достоверная взаимосвязь между событиями, произошедшими в 1815 году, которые на первый взгляд кажутся совершенно не связанными между собой: сильная вулканическая деятельность и изменение курса закупочных цен на зерновые на лондонской бирже. Попробуйте выстроить логическую цепочку, доказывающую взаимосвязь между этими событиями.
Оценка: 10 баллов.
Вопрос № 4.
Острова – лакомый кусочек для эколога. Ниже приведено 3 предложения, которые вы должны закончить, характеризуя особенности формирования островных сообществ.
Оценка: 6 баллов.
Вопрос № 5.
В доисторические времена человек в местах своих стоянок активно вытаптывал, выдирал и выламывал растительность, а в последствии и выжигал большие массивы с целью повышения плодородия почвы, для выгона животных во время охоты и т.д. Выстройте цепочку причинно-следственных связей и экологических последствий данной деятельности человека.
Оценка: 15 баллов.
Вопрос № 6.
Существуют четко выраженный нижний предел веса тела для эндотермных (“теплокровных”) животных – 2-3 грамма. Именно такой вес имеют мелкие колибри или землеройка. Более мелкого теплокровного в условиях Земли найти невозможно. Что отражает данный предел?
Оценка: 5 баллов.
Вопрос № 7.
При исследовании видового разнообразия животных мирового океана разных широт ученые обнаружили загадочные явления. Оказалось, что северные моря населяет гораздо больше разных видов, чем южные. В чем причина столь парадоксальной закономерности? Какой экологический закон здесь “работает”?
Оценка: 5 баллов.
Вопрос № 8.
В 1980 году хранители древностей в Афинах констатировали парадоксальный факт: мраморные античные сооружения Акрополя за период с 1960 по 1980 год пострадали от загрязнения атмосферы гораздо больше, чем за два с половиной предыдущих тысячелетия. Чем объяснить данное явление?
Оценка: 4 балла.
*Вопрос № 9.
Экологами установлено, что отмирание хвойных лесов в зоне регулярно выпадающих кислотных осадков происходит не с вершины деревьев, и стволы их разрушаются не снаружи, а наоборот: “снизу вверх” и соответственно “изнутри кнаруже”. Выстройте логическую цепь природных явлений, обуславливающих такую закономерность.
Оценка: 20 баллов.
Максимальная оценка: 10 баллов.
2. При сжигании бензина автомобиль сжигает значительное количество кислорода воздуха и выбрасывает в атмосферу эквивалентное количество диоксида углерода (СО2).
Диоксид углерода (углекислый газ), накапливаясь в атмосфере, задерживает уход из нее отраженных солнечных лучей. Накопление теплоты вызывает постоянное повышение температуры атмосферы (“парниковый эффект”). Это может привести к массовому таянию льдов и повышению уровня мирового океана.
Оценка: 5 баллов.
Оценка: 10 баллов.
4. Ясно, что повышенное видовое разнообразие крупных островов вытекает из большого разнообразия местообитаний, которые они в состоянии “предложить” вселяющимся видам. Поскольку способность многих видов к расселению ограничена, можно ожидать, что на более удаленных от материков (источников расселения) островах видовое разнообразие будет меньше.
Число видов на острове стабилизируется по мере того, как виды “вселенцы” займут свое место в экологических нишах и вступят в устойчивые трофические связи.
Оценка: 10 баллов.
* Примером результата этой цепочки экологических превращений может служить пустыня Сахара, некогда ( что доказано археологами) бывшая богатейшим массивом тропического леса.
Оценка 15 баллов.
6. Способность эндотермных живых организмов регулировать температуру своего тела зависит от интенсивности обмена веществ. интенсивность обмена прямо пропорциональна соотношению
|
площадь поверхности тела |
|
вес тела |
Его интенсивность с уменьшением веса животного увеличивается. Что ставит мелких животных в заведомо неблагоприятные условия: для поддержания высокой интенсивности обмена нужно много пищи. И колибри, и землеройки характеризуются необычайно высокой интенсивностью обмена и вынуждены постоянно поддерживать свое существование новыми порциями пищи. Считается, что маленькие колибри могли бы погибнуть от голода во время холодных ночей, если бы температура их тела не снижалась и они не впадали бы в состояние оцепенения.
Оценка: 5 баллов.
7. Главным фактором, определяющим такое распределение визового разнообразия обитателей мирового океана является насыщенность воды кислородом. Как известно из физики, растворимость газов в воде возрастает по мере снижения ее температуры. Именно поэтому северные воды гораздо более богаты растворенным кислородом, чем южные, что оказывается мощным благоприятствующим фактором для жизни животных. В южных морях, особенно в период стагнации, в воде зачастую оказывается так мало жизненно необходимого кислорода, что некоторые акватории превращаются в гидропустыни, хотя в отношении других факторов, условия, казалось бы самые благоприятные. Все по закону минимума Ю. Либиха.
Оценка: 5 баллов.
8. Причина такого явления в том, что атмосфера Афин за указанное двадцатилетие оказалась чрезвычайно загрязненной выбросами резко выросшего количества промышленных предприятий и транспорта. специалисты выяснили, что в воздухе оказалось такое количество кислотных оксидов, что выпадающие на землю дожди оказались колосально закисленными. Кислотные осадки крайне негативно воздействуют на мрамор древних статуй, барельефов и колонн, превращая их в рухряк.
Оценка 4 балла.
9. Механизм действия кислотных осадков на хвойные породы деревьев достаточно сложен. Экспериментами доказано, что регулярно выпадающие кислотные дожди мало повреждают хвою, т.к. она покрыта хорошо защищающим от такого воздействия восковым налетом. Стволы этих деревьев обильно выделяют смолистые вещества, обладающие аналогичными защитными свойствами. Именно поэтому кислотные осадки не так уж страшны хвойным деревьям при их действии “сверху” и “снаружи”.
Гораздо больший негативный эффект вызывает попадание кислотных дождей в лесную почву. Просачиваясь в нее, кислоты растворяют минеральные, практически не растворимые в воде компоненты почвы. В результате этого происходит высвобождение ионов Al3+ , которые обладают токсичным действием – разрушают жизненно-важную для питания деревьев систему тонких корней. Через поврежденные корни, содержащиеся в почве бактерии получают доступ к более крупным корням и стволу “изнутри”. У основания ствола возникает патологическое мокрое ядро, которое блокирует транспорт воды в верхние части дерева. Это и объясняет странный, на первый взгляд, характер отмирания хвойных деревьев.
Оценка: 20 баллов.
Примечание:
Девятый вопрос описывает явление, за раскрытие сущности которого может быть присвоено 20 баллов. Являясь вопросом повышенной сложности, может быть исключен из списка заданий по усмотрению организаторов олимпиады.