§ 50 Збереження екосистем

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

На початку ХХ століття в Єллоустоунському національному парку для збереження оленів було знищено популяцію вовків. Потім вовків довелося повертати. Одним із несподіваних наслідків повернення вовків стало збільшення популяції ведмедів (мал. 50.1). Чому?

Вовки почали регулювати надмірну чисельність оленів, і ті перестали масово виїдати ягідні чагарники. Завдяки цьому ягідники відновилися, що значно розширило кормову базу ведмедів і дало їм змогу накопичувати достатньо жиру перед зимовою сплячкою.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Чим відрізняється заповідник від національного парку?

У заповідниках встановлено найсуворіший режим охорони, де повністю заборонено будь-яку господарську діяльність і навіть відвідування туристами. У національних природних парках збереження дикої природи поєднується з науковою роботою та організованим туризмом і відпочинком у спеціально відведених зонах.

2. Дуб червоний (мал. 50.2) має гарні господарчі якості і добре росте в умовах України. Але зараз його заборонено використовувати для відтворення лісів. З чим це може бути пов’язано?

Дуб червоний є чужорідним інвазійним видом, який агресивно витісняє аборигенний дуб звичайний. Місцеві види тварин і комах не пристосовані до життя на цьому дереві й харчування його листям, тому поширення червоного дуба різко зменшує біорізноманіття наших лісів.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Як біорізноманіття екосистеми пов’язано з рівнем її стійкості?

Чим більше різних видів живе в екосистемі, тим багатшими й заплутанішими є трофічні сітки. Завдяки розгалуженим харчовим ланцюгам тимчасове коливання чисельності або зникнення одного виду компенсується діяльністю інших, що робить усю екосистему стійкою до зовнішніх змін.

2. Як людина може впливати на рівень біорізноманіття екосистеми?

Людина може негативно впливати на природу через вирубування лісів, оранку степів, забруднення водойм, надмірне полювання та випадкове чи навмисне завезення інвазійних видів. Позитивний вплив полягає у створенні заповідних територій, підтриманні рідкісних видів, реакліматизації тварин і переході до раціонального природокористування.

3. Які типи природоохоронних територій існують в Україні?

В Україні створено заповідники з абсолютною забороною господарювання й туризму, національні природні парки з дозволеним організованим відпочинком, заказники для охорони конкретних видів рослин чи тварин, а також пам’ятки природи, які захищають окремі унікальні природні об’єкти.

4. Навіщо потрібна Червона книга України?

Червона книга України слугує головним державним переліком рідкісних видів і підвидів рослин, грибів і тварин, яким загрожує повне зникнення. Вона створює правову основу для їхньої охорони, забороняє їх знищення чи вилучення з природного середовища та визначає конкретні заходи для відновлення їх популяцій.

5. Що таке сталий розвиток і чому людству необхідно дотримуватися його основних принципів?

Сталий розвиток — це така організація життя суспільства, за якої задоволення потреб теперішнього покоління не підриває природних ресурсів і не загрожує існуванню майбутніх поколінь. Людство зобов’язане дотримуватися цих принципів, щоб зберегти баланс у біосфері, уникнути виснаження природних багатств і гарантувати життя нашим нащадкам.

6. Переглянь відео в e-ДОДАТКУ і дай відповіді на запитання (завдання 50.1).

Відеосюжет наочно показує ефект екологічного каскаду на прикладі повернення вовків до Єллоустоунського парку. Хижаки стримали надмірний тиск оленів на рослинність, що дозволило відродитися річковим долинам, заростям верби, осики та ягідникам. Це забезпечило їжею ведмедів, створило умови для будівельної діяльності бобрів і повернуло стійкість усій парковій екосистемі.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

Виконай завдання (див. с. 9).

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

• Повернення вовків в Єллоустоун призвело до несподіваного розширення кормової бази та зростання чисельності ведмедів.
• Використання дуба червоного обмежують, оскільки він знижує біорізноманіття місцевих комах і птахів.
• Успішна реакліматизація американських вівцебиків у тундрі Євразії допомогла відновити вид, вимерлий там після плейстоцену.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачив/побачила зв’язок…
Я побачив зв’язок між наявністю ключових хижаків у лісі та чисельністю тварин і рослин, які на перший погляд із цими хижаками взагалі не контактують.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?
Спочатку плуталися відмінності у режимах охорони заповідників і національних парків, але повторне уважне читання визначень допомогло чітко розібратися з дозволеними видами діяльності.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?
Ці знання допоможуть свідомо дотримуватися правил поведінки на природі та в рекреаційних зонах національних парків, а також раціонально сортувати відходи вдома для підтримки сталого розвитку довкілля.

УЗАГАЛЬНЮВАЛЬНІ ДОСЛІДНИЦЬКІ ЗАВДАННЯ

Розв’яжи екологічні задачі.

ЗАДАЧА 1

Чиста продукція (приріст біомаси внаслідок використання сонячного випромінювання) на ділянці мішаного лісу площею 100 га становить 12 т на 1 га протягом року за акумуляції 0,06 % сонячної енергії. Яким буде приріст біомаси на такій самій площі болота, де рослинністю використовується 0,04 % сонячної енергії? Інтенсивність випромінення на обох ділянках слід вважати однаковою.

1. Обчислимо чисту продукцію всієї ділянки мішаного лісу площею 100 га:
   $M_{\text{лісу}} = 12\text{ т/га} \times 100\text{ га} = 1200\text{ т}$.

2. Оскільки інтенсивність сонячного випромінювання та площа ділянок однакові, приріст біомаси прямо пропорційний відсотку акумуляції сонячної енергії. Складемо пропорцію:
   $0{,}06\% \text{ акумуляції} — 1200\text{ т біомаси}$;
   $0{,}04\% \text{ акумуляції} — X\text{ т біомаси}$.

3. Знайдемо приріст біомаси на болоті:
   $X = \frac{1200 \times 0{,}04}{0{,}06} = 800\text{ т}$.

Відповідь: 800 т (або 8 т на 1 га).

ЗАДАЧА 2

У саванні доступна для газелей біомаса рослинності (сухої речовини) дорівнює 0,1 кг/м². За правилом екологічної піраміди (піраміди енергії) розрахуй площу екосистеми, в якій зможе прогодуватися гепард масою 40 кг у ланцюзі живлення «трав’янисті рослини — газелі — гепард», якщо вміст сухої речовини в тілі гепарда 40 %, а на кожний наступний трофічний рівень у цій екосистемі переходить по 10 % речовини і енергії. Повтори розрахунок для варіанту, коли в цій екосистемі перехід речовини і енергії між продуцентами і консументами І порядку (трава — газелі) становитиме 5 %, а між консументами І і ІІ порядків (газелі — гепарди) — 20 %.

1. Розрахуємо масу сухої речовини в тілі гепарда:
   $m_{\text{сух}} = 40\text{ кг} \times 0{,}40 = 16\text{ кг}$.

2. Розрахунок за першим варіантом (перехід по 10 % на кожний трофічний рівень):

• Маса сухої речовини газелей (консументи I порядку), необхідна для гепарда:
  $16\text{ кг} : 0{,}1 = 160\text{ кг}$.
• Маса сухої речовини рослинності (продуценти), необхідна для газелей:
  $160\text{ кг} : 0{,}1 = 1600\text{ кг}$.
• Площа ділянки екосистеми савани:
  $S_1 = \frac{1600\text{ кг}}{0{,}1\text{ кг/м}^2} = 16\,000\text{ м}^2$ ($1{,}6\text{ га}$).

3. Розрахунок за другим варіантом (перехід трава — газелі становить 5 %, а газелі — гепарди становить 20 %):

• Маса сухої речовини газелей за переходу 20 %:
  $16\text{ кг} : 0{,}2 = 80\text{ кг}$.
• Маса сухої речовини рослин за переходу 5 %:
  $80\text{ кг} : 0{,}05 = 1600\text{ кг}$.
• Площа ділянки екосистеми савани:
  $S_2 = \frac{1600\text{ кг}}{0{,}1\text{ кг/м}^2} = 16\,000\text{ м}^2$ ($1{,}6\text{ га}$).

Відповідь: за першого варіанта — $16\,000\text{ м}^2$ ($1{,}6$ га); за другого варіанта — $16\,000\text{ м}^2$ ($1{,}6$ га).

ЗАДАЧА 3

Порівняй викиди шкідливих речовин в атмосферу від стаціонарних джерел забруднення в окремих містах України у 1995 і 2000 роках.

Аналіз динаміки та пояснення причин зміни викидів:

1. Міста, де кількість викидів зменшилася: Вінниця, Івано-Франківськ, Одеса, Рівне та Черкаси. Найбільше скорочення відбулося в Одесі (більш ніж удвічі) та Івано-Франківську (понад ніж утричі).
2. Міста, де кількість викидів збільшилася: місто Суми (викиди зросли з 6,3 до 8,0 тис. т).

Можливі пояснення:

• Зниження кількості викидів у більшості міст пояснюється загальним спадом промислового виробництва у 1990-х роках, закриттям або консервацією неефективних енергоємних підприємств, а також поступовим переведенням котелень і фабрик на природний газ та встановленням нових фільтрів очищення.
• Збільшення кількості викидів у Сумах пов’язане зі збереженням та нарощуванням обсягів хімічного виробництва на містоутворюючих підприємствах (зокрема хімічної галузі), де використовувалися великі потужності без повної модернізації застарілих пилогазоочисних споруд.