10-11 классы
Цели урока:
1. Сформировать понятия о экосистеме.
2. Охарактеризовать масштабы экосистемы.
3. Рассмотреть лес как пример экосистемы.
4. Изучить динамику экосистемы на примере хвойного леса (хвойного).
5. Научить учащихся оценивать связи между организмами и окружающей средой.
Оборудование: 1. Гербарные папки для сбора растений.
2. Морилки для сбора насекомых.
3. Методические рекомендации по экскурсии (на каждого ученика)
4. Полевые дневники, карандаши.
Форма урока: урок-экскурсия.
План экскурсии
1. Вступительная беседа о правилах поведения в лесу.
2. Формирования понятия о экосистеме.
Б. Экосистема – совокупность организмов и неживых компонентов их обитания, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот веществ с участием продуцентов, консументов и редуцентов.
Экосистемы являются экологическими единицами биосферы, имеют видовую, пространственную, трофическую структуру, что определяет обмен веществ, как между организмами, так и между живыми и абиотическими ее компонентами.
А. Сообщество организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально-энергетическими связями.
Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей.
Гетеротрофы живут за счет автотрофов, но нуждаются в таких неорганических соединений, как кислород и вода.
Возврат биогенных элементов в среду происходит как в течении жизни организмов (дыхание, экскреция, дефекация), так и после их смерти, в результате разложения трупов и растительных остатков.
Вывод: Сообщество организмов образует с неорганической средой определенную систему, в которой поток атомов, вызываемый жизнедеятельностью организмов, имеет тенденции замыкаться в круговорот.
Термин “экосистема” был предложен в 1935г. английским ученым экологом А. Тенсли.
Для поддержания круговорота веществ в системе необходимо наличие запаса неорганических молекул в усвояемой форме и трех функционально различных экологических групп организмов: продуцентов, консументов и редуцентов.
Продуценты– автотрофные организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений.
Консументы – гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов и трансформирующие его в разные формы.
Редуценты – живут за счет мертвого органического вещества, переводя его вновь в неорганическое соединение.
Запасы биогенных элементов, из которых строят тела живые организмы небезграничны. Только система круговоротов могла придать этим запасам свойство бесконечности, необходимое для продолжения жизни.
Поддерживать и осуществлять круговорот могут только функционально различные группы организмов.
Вывод: функционально-экологическое разнообразие живых существ и организация потока извлекаемых из окружающей среды веществ в циклы – древнейшее свойство жизни.
3. Масштабы экосистемы.
Масштабы в экосистем в природе чрезвычайно различны.
Между экосистемами обычно нет четких границ, и одна экосистема постепенно переходит в другую.
Большие экосистемы состоят из экосистем меньшего размера.
“Матрешка” - экосистем.
Муравейник -> Лес -> Водосборный бассейн (ландшафт) -> Физико-географический район (Русская равнина) -> Биосфера
Степень замкнутости круговорота в разных экосистемах различна.
4. Лес – саморегулирующаяся экосистема.
Экосистема леса представляет собой единое иерархическое сообщество взаимозависимых растений, животных и микроорганизмов, находящихся под влиянием экологических, абиотических и биотических – факторов и процессов.
Экосистема леса и её подсистемы упрощенно показаны на схемах 1 и 3.
В лесной растительности доминируют деревья, которые в физическом отношении являются самыми крупными и долгоживущими из растений.
Высота самых крупных деревьев – более 100м., возраст самых старых достигает 5000 лет.
Деревья, как правило, имеют прямой цилиндрический ствол, на вершине которого находится крона, состоящая из ветвей, побегов и листьев.
В лесу существует несколько ярусов растительности.
Самый верхний ярус составляют деревья, другие ярусы состоят из кустарников, кустарничков, трав, мхов и лишайников.
Леса образуют самые крупные наземные экосистемы, населенные различными видами растений и животных.
Леса планеты делятся на зоны в соответствии с условиями окружающей среды и составе древесных пород.
Основные зоны:
хвойные леса;
смешанные и зимнелистопадные леса умеренного климата;
вечнозеленые смешанные леса;
тропические сухие и влажные леса.
Характерной особенностью большинства лесов является сомкнутый полог, состоящий из крон деревьев.
Лес состоит из насаждений, а насаждение – из определенных деревьев одной или нескольких пород. В лесоводстве насаждения различают по качеству лесорастительных условий породному составу, возрасту деревьев, полноте и т.д.
Экосистему леса можно разложить на подсистемы:
Лучистая энергия,
Макро- и микроклимат,
Водный цикл,
Почва,
Зеленые растения,
Животные,
Процессы разложений,
Круговороты питательных веществ,
Потоки энергии.
Характеристика подсистем леса.
Лесная экосистема и окружающая среда . /Приложение1./
Динамика лесных экосистем
Любой биоценоз динамичен, в нем постоянно происходят изменения в состоянии и жизнедеятельности его членов и соотношение популяции.
Все многообразные изменения, происходящие в любом сообществе, можно отнести к двум основным типам: Это: циклические изменения и поступательные.
Циклические изменения отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявление эндогенных ритмов организмов.
Суточные изменения обычно выражены тем сильнее, чем значительнее разница температур, влажности и других факторов днем и ночью.
Сезонная изменчивость выражается в изменении состояния и активности, количественного соотношения видов в зависимости от циклов их размножения, сезонных иммиграций и т.д.
Многолетняя изменчивость зависит от изменения по годам метеорологических условий или других внешних факторов, действующих на сообщество.
Поступательные изменения.
Поступательные изменения, вызванные внутренними или внешними причинами, приводят в конечном итоге к смене этого сообщества другими.
Закономерный направленный процесс изменения сообщества в результате взаимодействия живых организмов между собой и окружающей их абиотической средой называют сукцессией.
Сукцессия – (от латинского – преемственность, наследование) это процесс саморазвития общества.
Причина – неполнота биологического круговорота в данном биогеоценозе.
При более или менее длительном существовании популяции они меняют свое окружение в неблагоприятную сторону и в результате оказываются вытесненными популяциями других видов, для которых внезапные преобразования среды оказываются экологически выгодными.
Вывод: Лес – сложное природное сообщество, саморегулирующаяся экосистема. Все леса теснейшим образом связаны между собой и влияют друг на друга, обеспечивая относительную стабильность всей экосистемы в целом.
Домашнее задание: подготовить отчёт о экскурсии.
Литература
- Б. Сергеев “Жизнь лесных дебрей”, Молодая гвардия, 1988г.
- В.В. Петров. “Лес и его жизнь”, Просвещение, 1986г.
- Н.М.Мамедов, И.Т. Суравегина Экология учебное пособие, Школа-Пресс” 1996 г.
- http://ru.wikipedia.org.