Творческие задачи к занятиям по программе «ЭкоМир»
учебно-методический материал по экологии

Творческие задачи

к занятиям по программе

«ЭкоМир»

(Гин А.А., Андржеевская И.Ю. 150 творческих задач: для сельской школы: Учеб-методич. Пособие. – М.: Народное образование, 2007 . – 234 с.)

Составитель:

Грищук Т.Е.

педагог ДО

Творческие задачи по экологии.

 «Давление» зубров.

Зубры - огромные животные, и, естественно, они оказывают сильное экологическое давление на окружающую среду. Они съедают молодые деревца, во время линьки чешутся о стволы взрослых деревьев, повреждая их. Ещё до начала аграрной истории Земли именно крупные стадные копытные, в том числе и зубры, прореживали лес, создавая многочисленные лесные опушки. В естественных условиях кормовой участок семьи зубров занимает площадь в несколько квадратных километров. А в Беловежской Пуще зубров содержат в пределах сравнительно небольших участков леса, которые они быстро превращают в лишённое растительности пространство. У специалистов Беловежской Пущи возникла задача: как в условиях искусственного содержания можно уменьшить «давление» зубров на природу, не уменьшая их количества?

Ответ: Чтобы уменьшить повреждение леса, зубров постоянно подкармливают. А в местах подкормки сооружают для них специальные решетки, о которые они трутся боками.

Кстати.

В конце XIX - начале XX века стада зубров отмечались только в двух изолированных очагах обитания - в Беловежской Пуще и на западе Кавказа, но к концу 20-х годов и в этих местах они были истреблены. Особенно губительными для зубра оказались Первая мировая и гражданская войны. На Кавказе исчезновению зубра «помогли» вспышки эпидемий ящура и сибирской язвы, занесённых в горы скотом. К моменту исчезновения зубра в дикой природе численность его популяции в неволе составляла 12 особей. Благодаря им получили две ныне существующие группы зубров - беловежских и кавказско-беловежских. Кавказский подвид зубра в чистом виде был утерян. Причём беловежская линия происходит от 7 зубров-основателей из 12, а беловежско-кавказская - от всех 12 особей. Таким образом, беловежские зубры имеют почти в два раза меньшее исходное генетическое разнообразие, чем кавказско-беловежские.

Волки, ау!

Перед учёными-экологами стояла задача: определить численность волков, живущих на определённой территории. Но как это сделать? Регистрировать животных по их следам - традиционным способом - слишком долго и дорого.

Предложите другой, более современный способ решения этой задачи.

Ответ: Учёные использовали высокочувствительную аппаратуру, способную регистрировать голоса волков. На вой, означающий на языке волков нечто вроде «Не появляйся здесь, эта территория наша!», волки отозвались ответным воем, который был записан и проанализирован. Это позволило с большой точностью определить их численность на данной территории.

Говорят, что волки воют на луну. В действительности же волки воют в любое время суток, но чаще всего - в вечерние часы, в период своей наивысшей активности. И воют они, когда им нужно обозначить свои владения, или собрать членов своей стаи на охоту, или чтобы найти потерявшегося собрата, - независимо от того, светит луна или нет.

ПОЧЕМУ КОСУЛИ ПОГИБАЮТ В ВОЛЬЕРАХ?

В Беловежской Пуще зверей содержат в просторных загонах - практически в естественном состоянии. Любопытные зубры, лоси, олени часто подходят к границам загона, поэтому за ними могут наблюдать посетители. Но многие звери прячутся. Поэтому некоторых животных (волков, лис) разместили в клетках или небольших вольерах, чтобы за ними было проще наблюдать. Вначале косуль тоже разместили в таком вольере. Через некоторое время одна

из косуль умерла. Вслед за ней погибла другая. Научные сотрудники установили причину гибели косуль и выпустили остальных на волю - в леса Беловежской Пущи.

От чего умирали косули?

Ответ: Косули - очень пугливые животные. Они всегда держатся подальше от человека. А тут - сплошной поток посетителей, шумные группы детей-школьников. Спрятаться косулям было негде, убежать тоже нельзя... Вот и умирали косули от разрыва сердца.

Кто оленю друг?

В одном из канадских заповедников уничтожили всех волков, чтобы добиться увеличения стада оленей. Как вы думаете: удалось ли таким образом достичь цели?

Ответ: Уничтожение волков привело к увеличению слабых и больных особей в стаде, а также к появлению и распространению болезней и в результате – к массовой гибели и вымиранию оленей.

Многие экологические беды происходят по ошибке человека. Далее - несколько примеров вмешательства людей в природные биоценозы.

В одном из рыбных хозяйств были выпущены в пруды хищные рыбы-змееголовы, привезённые с Дальнего Востока для очистки прудов от сорной рыбы, мешающей разведению карпа. Сорную рыбу змееголов и быстро съели и быстро размножились. А когда стали голодать, принялись за мальков карпа. Попробовали уничтожить змееголовов, спустив воду из прудов. Но оказалось, что змееголовы способны зарываться в ил и впадать в спячку на несколько месяцев, переживая длительную засуху.

Воробьи - зерноядные, и в 1958 году в Китае их объявили вредными и решили уничтожить. Вот как описывают некоторые источники историю истребления воробьев. «Сделать это было нетрудно: воробей не в состоянии летать более 40  минут, и, если заставить его находиться в воздухе 40-45 минут, он умирает. Всё китайское население в назначенный час начало операцию «Воробей» - свистело, стучало и махало тряпками до тех пор, пока воробьи не попадали замертво». Из других источников известно, что для истребления воробьев использовали яды. Кроме того, воробьиные традиционно употребляются в Китае в пищу, поэтому немалую долю птиц просто съели. Но суть в том, что уже на следующий год урожай зерновых пострадал от насекомых значительно больше, чем до этого от воробьёв. Пришлось срочно закупать этих птиц на Кубе доставлять в Китай. [12, с.

Во Франции врагом номер один объявили сомов, живущих в озёрах Булонского леса. Сомы благодаря обилию пищи достигают более чем метровой длины и, естественно, ущемляют право на жизнь всех остальных обитателей водоёмов. Любопытна история о том, как сомы очутились в этих водах. В Париже как-то появилась мода на домашних черепах. Но черепашки стали плодиться в неимоверных масштабах, и парижане избавлялись от них, сотнями выпуская в озёра. В результате черепашки нарушили биологическое равновесие, и необходимо было как-то их обуздать, что и удалось сделать с помощью сомов. И вот тогда возникла необходимость найти управу и на этих огромных хищных рыб.

В Германии в конце XVIII века учёные и лесники решили трансформировать «древнехаотическое лесное скопище» в лес нового типа, который должен был состоять из геометрически точных рядов нормализованных деревьев и обеспечивать постоянную высокую доходность от продажи древесины.

Почти весь XIX век немцы пунктуально (по составленным таблицам) вычищали свой лес. Немецкая научная школа лесоводства служила эталоном для западных последователей от Норвегии до Северной Америки. В России лесоводство также развивалось по немецкому образцу, однако гораздо менее успешно (мешали амбиции и непомерные рубки). Первые поколения деревьев регулярного германского леса демонстрировали наивысшую древесную стать и прочность, из которых извлекалась внушительная прибыль. А через поколение рост леса и соответственно прибыли резко пошёл на спад: продуктивность уменьшилась в результате истощения почвы и подверженности монокультур массовым вспышкам заболеваний.

Более 100 лет назад в Австралию завезли кроликов, которые стали там подлинным бичом, уничтожив всю растительность. Для создания живых колючих изгородей акклиматизировали кактус опунцию, однако она превратилась в злостный сорняк, отняв 60 миллионов земли. Мощная техника (бульдозеры, огнемёты) с кактусами не справилась. Эту экологическую ошибку помогла исправить маленькая бабочка - кактусовая моль. А с кроликами удалось справиться с помощью вируса болезни миксоматоза, завезённого из Бразилии.

ОСТОРОЖНО! НА ДОРОГЕ ЛЯГУШКИ!

В графстве Бекингэмшир в Великобритании построили шоссе, которое рассекло пополам лягушачьи владения между двух больших озёр. Лягушки целыми колоннами переходили из одного озера в другое, пересекая шоссе, и тысячами гибли под колёсами машин. Масса погибших за год животных составила около двадцати тонн!

Как быть?        

Ответ: обычно в местах массовых переходов животных строят навесную дорогу. А для мелких животных  в дорожную насыпь вставляют трубы. Правда, нужно еще добиться, чтобы эти животно-трубопроводы пользовались популярностью.

ПОДУМАЙТЕ

В болотах азербайджанских субтропиков живёт маленькая лягушка - обыкновенная квакша, которая «путешествует» вместе с утками. В сказке «Лягушка-путешественница» два гуся несли в клювах прутик, за который держалась лягушка.

А как на самом деле путешествуют квакши? И зачем?

ТОЧКА РОСТА В эксперименте подопытных лягушек уносили от родного пруда не по прямой, а петляя и всё время, вращая вёдра, в которых они находились. И, тем не менее, каждый раз, очутившись на свободе, лягушки немедленно начинали двигаться в сторону родного пруда, без колебаний и почти мгновенно выбирая точное направление.

Как лягушки определяют нужное направление? Предложите свои гипотезы.

Японское правительство приняло решение выделить средства на постройку моста для обезьян. Стоимость проекта - 247 тысяч долларов. Мост длиной 137 метров соединит две скалы поперёк дамбы в местечке Унадзуки. Пять лет назад стадо обезьян перебралось по скалам поближе к плантациям зерновых культур. В 2001 году одна из скал была взорвана при постройке дамбы, и обезьяны не смогли вернуться на постоянное место жительства, продолжая разорять поля. Чтобы прекратить набеги обезьян на поля фермеров, учитель местной средней школы Хисайки Акадзу разработал проект моста для обезьян, нашедший полную поддержку в Министерстве земель, инфраструктуры и транспорта

ОСУШАЕМ МЫ БОЛОТО – ГИБНЕТ ЛЕС ИЗ-ЗА ЧЕГО-ТО…

Из-за осушения болот страдают леса, и не только близлежащие, но и удалённые от болот на десятки километров. Вот что, например, нам рассказали в Беловежской Пуще: «Партия в 50-е годы XX века бросила клич: мелиорировать Полесье. Сказано - сделано: провели каналы, осушили заболоченные земли. Но после проведения мелиоративных работ начала сильно болеть ель в Пуще - огромные участки леса поражались короедом-типографом. С тех пор прошло 50 лет, а Пуща до сих пор не оправилась - болеет».

Почему страдают леса, хотя мелиоративные работы проводят на болотах?

Ответ: уровень подземных грунтовых вод в лесу опускается и становится таким же, как уровень вод на осушаемых участках, - действует закон сообщающихся сосудов. Это ведет к осушению леса. Деревья слабеют, начинают болеть, лес может даже погибнуть.

Кстати. В Белоруссии около 2,5 миллиона гектаров неосушенных болот (12 процентов территории) и 450 тысяч гектаров песков. Эти 450 тысяч гектаров образовались в основном по двум причинам. Во-первых, из-за осушения болот, а во-вторых, из-за слишком интенсивной эксплуатации осушенных торфяников. В отличие от чернозёмов и даже просто суглинков торфяники относятся к почвам, которые чрезвычайно легко подвергаются ветровой эрозии. Обработка таких почв требует особой, нетрадиционной технологии, однако это стало ясно уже после того, как значительная территория бывших болот была загублена. Затраты на осушение болот неоправданны ни экономически, ни экологически. Болота - регуляторы климата, кладовые пресной воды, при их осушении гибнут плантации клюквы.

КТО НАСЛЕДИЛ В ОКЕАНЕ?

Капитаны танкеров иногда совершают экологическое браконьерство - после разгрузки и промывания трюмов сбрасывают в воду остатки нефти. Нефть растекается по воде тонкой плёнкой и губит всё живое вокруг... Бороться с плёнкой сложно и очень затратно. Кто всё это должен оплачивать?

Конечно, владельцы танкеров, получающие прибыль от перевозки нефти.

Только как найти тех, кто именно сбросил в воду нефть?

Ответ: шведские ученые предложили простой и надежный способ. Сразу после загрузки нефти в танки судна высыпается пудра, которая состоит из порошков металлических сплавов, смешанных в разных пропорциях. Порт при загрузке этого судна делает пометку в паспорте товара и запись в журнале порта о коде метки. На тонну нефти требуется 15 граммов пудры, но в будущем эту цифру надеются снизить до 5 граммов. В случае нарушения контрольная лаборатория соберет образцы плавающей на воде нефти и точно установит, какой танкер сбросил нефть.

Кстати. Международный закон о чёрных ящиках можно применить на танкерах. Метить надо не нефть, а танкер. Танкер, у которого в море осадка уменьшилась, и есть браконьер. Контролирующий прибор, естественно, недоступен для команды, как чёрный ящик в самолете. При входе в порт этот прибор подаёт один из двух сигналов по радиотелефону (сотовой связи): «Я танкер такой-то, браконьерство не зафиксировано» либо: «Я танкер такой-то, зафиксировано браконьерство» - и координаты. Сигнал принимается в порту и немедленно передаётся санэпидслужбе и другим контролирующим организациям.

С перевозкой нефти связана и более сложная задача: как оперативно узнать, что нефть сброшена в открытом море, если капитан это скрывает?

Ответ: сегодня над планетой летают тысячи спутников, и любое происшествие на море можно «засечь» с их помощью.

Ещё один вопрос: зачем нужно промывать танки, если в них опять будет загружена нефть?

НЕФТЯНАЯ ПЛЁНКА - КАК С НЕЙ БОРОТЬСЯ?

Нефть в огромных количествах попадает в воду при авариях танкеров или неполадках на нефтедобывающих танкеров или неполадках на нефтедобывающих морских платформах. Это несёт гибель морским рыбам, птицам, планктону.

Предложите способы, как собрать разлившуюся нефть и очистить воду от нефтяной плёнки?

Ответ: Собрать нефть можно чисто механически с помощью адсорбирующих средств. Например, обычная солома поглощает нефти в 8-30 раз больше собственной массы, перья и пух птиц адсорбируют такое количество нефти, которое в 14 раз превышает их собственный вес. Исследователи из технического колледжа города Трэли, Ирландия, предложили следующую технологию. Перья укладывают в широкую «перину» толщиной пять сантиметров и длиной до шести метров, «перину» упаковывают в нейлоновую сеть и кладут на пятно, затем поднимают на борт катера и прокатывают через специальные ролики, отжимая нефть. «Перины» можно использовать до трёх раз. Перьевой материал для них дёшев - обычно на птицефабриках его просто уничтожают.

- Используют ленты из полипропилена, полиуретановой пены или плавающие пористые гранулы, не смачиваемые водой, но хорошо впитывающие нефть. Чтобы потом быстро собрать эти гранулы, в них вводят маленькие магнитики и собирают большим электромагнитом судна-нефтеловушки.

- Чтобы «поймать» пролитую нефть, не дать ей растечься по поверхности воды, используют специальную ловушку - гибкую синтетическую оболочку из герметически закрытых надувных камер. Она может охватывать большую территорию, легко и быстро устанавливается. Благодаря гибкости ловушка повторяет профиль волн и не даёт нефти растекаться.

- Нефть горюча, её можно сжечь. Но если упустить момент и дать ей разлиться, то устроить костёр на поверхности моря практически невозможно - при толщине слоя меньше трёх миллиметров нефть не горит. Но если вспенить верхний слой жидкости, нефть отделится от воды и станет горючей

- Можно собрать нефть при помощи погружённых акустических излучателей. Звуковой луч, направленный снизу, отдаёт энергию на границе вода - нефть, поднимая последнюю в воздух, где её собирают в контейнеры или сжигают. Тот же акустический генератор может перемещать пятно разлива в горизонтальном направлении, а также создавать барьеры на пути пятна. Нефтяное пятно можно буксировать, предварительно обработав нефть отвердителем.

В прибрежных черноморских водах (до глубины 100 метров) бактерии ежегодно истребляют около двух тысяч тонн нефти. К сожалению, поступает её сюда намного больше. Поедая нефть, бактерии быстро размножаются и покрывают плёнку сплошным слоем. Бактериальная плёнка становится всё толще и толще, причём только внутри неё можно встретить живые микроорганизмы: ближе к поверхности скапливаются их мёртвые тела - бактериальный детрит. Детритная шуба изолирует микробы от морской воды, лишая притока биогенных элементов и кислорода. В результате жизнедеятельность бактерий в нефти замедляется и может совсем замереть. Но на помощь приходят другие морские микроорганизмы - инфузории. Они поселяются на детритной плёнке и поедают её, облегчая жизнь нефтеокисляющим бактериям. В свою очередь инфузориями-детритофагами питаются представители следующего уровня пищевой пирамиды океана. Зная всё это, можно так подобрать организмы - звенья пищевой цепочки, что в совокупности они составят биологический реактор, перерабатывающий попавшую в море нефть. Правда, есть сложность: не все организмы выживают при нефтяном загрязнении…

Пока нет хорошего решения этой задачи. Все способы дороги и недостаточно эффективны. Изобретатели продолжают поиски...

КОЖАНОЕ ПАЛЬТО? НИКОГДА!

Известный английский фотограф Дэвид Бейсон выпустил серию плакатов в защиту исчезающих животных, чьи кожи используются для изготовления одежды. Плакаты были снабжены оригинальными надписями, после прочтения которых у многих модниц пропало желание носить кожаные пальто.

Предложите варианты таких надписей.

Ответ: на одной из самых известных плакатов была следующая надпись: «Для изготовления одного кожаного пальто требуется убить 40 животных, а носит его – только одно».

Предложите свои варианты плакатов и подписей к ним. Каким ещё способом можно привлечь внимание общественности к этой проблеме?

ПОЧЕМУ ЭКОЛОГИ ПРОТИВ?

Любая форма жизни является уникальной, какой бы

ни была её полезность для человека.

Всемирная хартия природы. Пункт 1

Многие города переполнены бродячими животными. В Москве, например, по улицам бродят более 30 тысяч бездомных собак. Они являются источниками и переносчиками различных заболеваний, в том числе инфекционных. Санэпиднадзор предложил отловить всех бродячих животных, чтобы решить эту проблему раз и навсегда. Но экологи высказались против такого решения.

Почему?

Ответ: Если отловить всех бродячих животных, то без биологического барьера в город хлынут новые животные из области, еще в большом количестве, со своими болезнями, которые к тому же начнут борьбу за территорию, за выживание в новых условиях, и ситуация может даже хуже исходной.

В советские времена существовал план по отлову-усыплению - 20. тысяч ежегодно, но количество бездомных собак не уменьшалось. К Олимпиаде-80 в столице не осталось ни одного бездомного животного, а в 1981 году Москву атаковали полчища крыс. Нечто: подобное случилось в столице в 2000 году, когда, борясь с терроризмом, замуровали большинство подвалов и зимой погибли, практически все кошки. Благополучная Европа благодаря жесточайшей санитарной политике, огромным штрафам и строгому контролю над сортировкой отходов якобы успешно решила проблему бездомных животных. В Лондоне нет даже ворон, не то что собак. Однако Европа в настоящее время страдает от нашествия других зверей. Англия - от лис и барсуков, Германия и Австрия - от енотов-полоскунов и хорьков. Эти животные заняли места бесхозных собак и кошек, так как способны зубами разрывать прочные пакеты с мусором. Но жители их практически не видят, поскольку «пасутся» звери на помойках только ночью.

ПОДУМАЙТЕ        

Как можно решить проблему бродячих животных в городах?

Ответ: С конца 2001 года бездомных животных в Москве отлавливают, стерилизуют, прививают от бешенства и отпускают на волю.

БЕРЕГИ ПРИРОДУ...

Слой олова предохраняет консервные банки от коррозии. И валяются выброшенные туристами банки десятки лет, уродуя природу. Правда, на Севере это не проблема - при низких температурах олово рассыпается в порошок, и лишённое защиты железо быстро ржавеет и тоже рассыпается.        •

Как защитить от засорения консервными банками южные края, где нет морозов?

Ответ:

- Консервные банки можно делать из двух слоев металла, вступающих друг с другом в электрохимическую реакцию в присутствии влаги. Между слоями - впитывающая влагу соль. Во вскрытой банке в разрез попадает влага, начинается активная коррозия, и через несколько недель от банки не остаётся и следа.

- Другое решение этой проблемы нашли шведы. Они решали задачу, не как сделать, чтобы металл банок разрушался, а как этот металл... сохранить. Теперь большинство шведов накапливают банки, а затем в супермаркетах сдают их в автоматы за деньги. В результате, как свидетельствует газета «Дагенс нюхетер», шведы стали чемпионами мира по сдаче легкометаллической тары: в 1984 году было сдано 63 процента всех использованных банок, спустя пять лет - 82, а через 10 лет - 91,5 процента! Это действительно мировой рекорд. На втором месте Швейцария - 80 процентов, на третьем с 50 процентами - Австрия. В итоге шведы убивают даже не двух, а трёх зайцев. Потребитель получает деньги назад; не наносится ущерб окружающей среде; промышленности поставляется вторичное сырье, которое идёт на переплавку и изготовление новых банок.

- А в Лионе (Франция) мусорную урну для банок совместили с игровым автоматом. Как только пустая баночка попадает в круглое отверстие, за стеклом начинают вертеться три барабана с рисунками. Если все три барабана остановились на одинаковых картинках, автомат выдаёт выигрыш. Это может быть леденец, брелок для ключей, жвачка или ручка. Выигрыш приносит в среднем каждая четвёртая баночка. Каждый автомат собирает примерно 500 баночек в неделю. Автоматы появились в студгородках, на стадионах, в парках и культурных центрах Лиона. 60 процентов опрошенных молодых лионцев признались, что до появления этих устройств всегда бросали пустую баночку куда попало.