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2205-6301 10 pages

M05/4/ECOSO/SP1/ENG/TZ0/XX

Wednesday 11 May 2005 (afternoon)

ECOSYSTEMS AND SOCIETIESSTANDARD LEVELPAPER 1

INSTRUCTIONS TO CANDIDATES

• Write your session number in the boxes above.• Do not open this examination paper until instructed to do so.• Answer all of the questions in the spaces provided. You may continue your answers on answer

sheets. Write your school code and candidate code on each answer sheet, and attach them to this examination paper and your cover sheet using the tag provided.

• At the end of the examination, indicate the number of answer sheets used in the appropriate box on your cover sheet.

IB DIPLOMA PROGRAMMEPROGRAMME DU DIPLÔME DU BIPROGRAMA DEL DIPLOMA DEL BI

1 hour 15 minutes

Candidate session number

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– 2 – M05/4/ECOSO/SP1/ENG/TZ0/XX

1. Figure 1 shows the Earth’s human population increase over time and Figure 2 shows the number of species which became extinct in each 50 year period since 1600.

Figure 1 Figure 2

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Num

ber o

f hum

ans

(bill

ion

= th

ousa

nd m

illio

n)

1650

1700

1750

1800

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1950

0

10

20

30

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60

Mammals

Birds

Num

ber o

f ext

inct

sp

ecie

s

1650

1700

1750

1800

1850

1900

1950

1600

[Source: Goudie, A (1993) The Human Impact on the Natural Environment, Blackwell, p.125]

(a) (i) Estimate the date at which the human population reached 2 billion.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[1]

(ii) Describe the pattern of growth in Figure 1.

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[1]

(iii) State how the natural increase rate for human populations is calculated.

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(This question continues on the following page)

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– 3 –

Turn over


(Question 1 continued)

(b) (i) Determine how many species of mammals and birds became extinct from 1900 to 1950.

Mammals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Birds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(ii) Compare the rates of extinction between birds and mammals since 1650.

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(iii) Outline the criteria used to classify a species as extinct, according to the Red Data books.

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(c) State a probable relationship between the data in Figures 1 and 2, and suggest reasons for your answer.

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2. Figure 3 is a systems diagram showing the inputs and outputs in a farming system.

Figure 3

Livestock / Fish Production

Processing

Packaging

SoilWaterPesticides / herbicidesFertilizersEnergy

WaterGrazing landEnergy

Harm to non–target speciesContamination

Greenhouse gas emissionsManure

Crop Production

WaterCleanersEnergy

EffluentFood residues

Paper / cardboardPlasticsGlassMetalsEnergy

Distribution

Consumption

Solid waste

Energy

Transport fuels

Other transport emissions

[Source: adapted from UNEP (2000) Sustainable Agri-Food Production and Consumption Forum, http://www.agrifood-forum.net/issues/index.asp]

(a) (i) Complete figure 3 by naming the missing inputs and outputs. Select your answers from the following list:

solid waste eroded soil greenhouse gases antibiotics

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(ii) Outline two management strategies for dealing with solid waste.

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Turn over



(b) (i) Name the process which is accelerated by fertilizers washing into lakes and rivers.

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(ii) Outline two impacts of the process you named in (b) (i) on aquatic ecosystems.

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(c) (i) State whether the model shown in figure 3 illustrates an open system, a closed system or an isolated system.

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(ii) Justify your answer to (c) (i).

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(iii) A model is a simplified description designed to show the structure or workings of an object, system or concept. Discuss the strengths and limitations of the model shown in figure 3.

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3. Figure 4 shows a simple aquatic food chain which has been exposed to a pesticide called DDT.

Figure 4

Land progressive sequence Aquatic progressive sequence

Humans, the ultimate accumulators

Third carnivore(larger fish)

Second carnivore(larger fish)

First carnivore(larger fish)

Herbivore(smaller fish)

First accumulator(algae, water plants)

Pollutant inmolecular form

MilkMeat

Grazing animals

Grass

DDT spray

[Source: Adapted from Goudie, A (1993) The Human Impact on the Natural Environment, Blackwell, p.219]

(a) (i) State how many trophic levels are shown in figure 4.

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(ii) Identify which trophic level represents:

the producers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

the top carnivores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(iii) State and explain what may be happening to the concentration of pesticide in the food chain.

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Turn over



(b) An estimated 1000 kg of plant plankton are needed to produce 100 kg of animal plankton. The animal plankton is in turn consumed by 10 kg of fish, the amount needed by a person to gain 1 kg of body mass.

(i) Explain why the amount of biomass declines at each successive trophic level.

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(ii) Distinguish between a pyramid of biomass and a pyramid of productivity.

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4. Figure 5 contains an ancient Chinese proverb.

Figure 5

Proverb

If you are thinking a year ahead,sow seed

If you are thinking ten years ahead,plant a tree

If you are thinking a hundred years ahead,educate the people

Chinese poet Kuan Tzu 500 BC

(a) The poet Kuan Tzu could be seen as an ecocentrist or a technocentrist. Justify whether you think his views are ecocentric or technocentric.

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(b) Outline two factors which may affect someone’s environmental philosophy.

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Turn over


5. Figure 6 shows the range of tolerance to temperature for a fish population.

Figure 6

Optimum range

Zone of physiological

stress

Zone of intolerance

Zone of intolerance

Zone of physiological

stress

No organisms

Few organisms

Few organisms

No organismsAbundance

of organisms

Lower limit of tolerance

Upper limit of tolerance

ê ê

Temperature HighLow

[Source: Tyler Miller, G (1990) Living in the Environment, Wadsworth, p. 85]

(a) (i) Outline what the graph in figure 6 shows about fish density and temperature.

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(ii) Explain what is meant by a limiting factor in the context of the fish population in this lake.

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(iii) State, giving a reason, whether temperature is a density–dependent or density–independent factor in the regulation of fish populations.

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(b) Temperature is an abiotic feature of an ecosystem. List four other abiotic factors of an ecosystem.

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(c) With reference to one abiotic factor you have named in (b), outline and evaluate a method for measuring this factor.

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