УЗАГАЛЬНЮВАЛЬНІ ДОСЛІДНИЦЬКІ ЗАВДАННЯ ТЕМА 6

• До змісту відповідей

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.

Дано:

• Площа ділянки мішаного лісу та болота ($S$) = $100\text{ га}$
• Приріст біомаси лісу ($m_1$) = $12\text{ т/га}$ (за $0,06\%$ акумуляції сонячної енергії)
• Акумуляція сонячної енергії болотом = $0,04\%$

Розв’язання:

1. Оскільки інтенсивність сонячного випромінювання на обох ділянках однакова, приріст біомаси прямо пропорційний відсотку використаної сонячної енергії.
2. Складаємо пропорцію для визначення приросту біомаси болота на 1 га ($x$):
   $12\text{ т} — 0,06\%$
   $x\text{ т} — 0,04\%$
   $x = \dfrac{12 \cdot 0,04}{0,06} = 8\text{ т/га}$.
3. Обчислюємо загальний приріст біомаси болота на площі 100 га:
   $M = 8\text{ т/га} \cdot 100\text{ га} = 800\text{ т}$.

Відповідь: Приріст біомаси на 100 га болота становитиме 800 тонн (або 8 тонн 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 %.

Дано:

• Маса гепарда = $40\text{ кг}$
• Частка сухої речовини в тілі гепарда = $40\%$
• Запас сухої біомаси рослинності = $0,1\text{ кг/м}^2$
• Ланцюг живлення: Трав’янисті рослини (продуценти) $\to$ Газелі (консументи I порядку) $\to$ Гепард (консумент II порядку)

Розв’язання:

1. Визначення маси сухої речовини гепарда:
   $m_{\text{сух}} = 40\text{ кг} \cdot 0,40 = 16\text{ кг}$.

2. Варіант 1 (перехід по 10% речовини і енергії на кожний рівень):

   • Маса сухої речовини газелей (консументи I порядку): $16\text{ кг} / 0,10 = 160\text{ кг}$.
   • Маса сухої речовини рослин (продуценти): $160\text{ кг} / 0,10 = 1600\text{ кг}$.
   • Площа екосистеми: $S_1 = \dfrac{1600\text{ кг}}{0,1\text{ кг/м}^2} = 16\,000\text{ м}^2$ ($1,6\text{ га}$).

3. Варіант 2 (перехід $5\%$ між продуцентами і консументами I порядку, та $20\%$ між консументами I і II порядків):

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

Відповідь: В обох варіантах розрахунку необхідна площа екосистеми становить $16\,000\text{ м}^2$ ($1,6\text{ га}$).

ЗАДАЧА 3. Порівняй викиди шкідливих речовин в атмосферу від стаціонарних джерел забруднення в окремих містах України у 1995 і 2000 роках. Подай дані цієї таблиці у вигляді гістограми. Укажи, в яких містах кількість викидів зменшилася, а в яких — збільшилася. Запропонуй можливі пояснення зміни кількості викидів.

Дані для аналізу представлені в таблиці:

[!NOTE]
Промпт для створення зображення:
A vertical grouped bar chart showing industrial air pollution emissions in Ukrainian cities in 1995 and 2000. X-axis shows city names in Ukrainian: Вінниця, Івано-Франківськ, Одеса, Рівне, Суми, Черкаси. Y-axis shows emissions in thousands of tons (“тис. т”). Two distinct bars for each city: blue bar for 1995 and orange bar for 2000. Values labeled clearly above each bar. Educational graph design. ALL TEXT AND LABELS MUST BE IN UKRAINIAN LANGUAGE.

Результати порівняння:

1. Кількість викидів зменшилася у п’яти містах: Вінниця (з 4,6 до 2,1 тис. т), Івано-Франківськ (з 2,7 до 0,8 тис. т), Одеса (з 19,1 до 9,4 тис. т), Рівне (з 5,1 до 4,2 тис. т) та Черкаси (з 22,8 до 16,8 тис. т).
2. Кількість викидів збільшилася в одному місті: Суми (з 6,3 до 8,0 тис. т).

Можливі пояснення змін:

• Зменшення обсягів викидів у більшості міст пов’язане зі скороченням обсягів промислового виробництва в період 1995–2000 років, зупинкою старих підприємств, переходом на більш чисті види палива та встановленням сучасного пилогазоочисного обладнання.
• Збільшення викидів у місті Суми пояснюється зростанням обсягів хімічного та машинобудівного виробництва на місцевих підприємствах у зазначений період.