Урок по биологии в 9 классе на тему "Саморазвитие экосистем"

Саморазвитие экосистемы

Чернышова Фатима Идрисовна, учитель биологии, МБОУ СОШ № 5, п. Ключи -1

Цель

Сформировать представление о развитии и смене биогеоценозов.

Задачи

• Познакомиться с понятием «экологическая сукцессия», её видами, природой и механизмом.
• Получить представление о стадиях сукцессионных изменений.
• Определить характер воздействия человека на развитие экосистем.
• Выяснить каково значение знаний о сукцессиях для человека.

В природе существуют как стабильные, так и нестабильные экосистемы

• Стабильные – длительно существующие устойчивые экосистемы (дубрава, ковыльная степь, ельники тёмнохвойной тайги)
• Нестабильные – пустоши, сырые луга, мелкие водоёмы

Что произойдёт с пахотным полем, если его прекратить возделывать?

Что произойдёт с сообществом после пожара?

Что произойдёт с сообществом при постепенном зарастании озера?

Что такое сукцессия?

• Сукцессия – последовательная смена одних сообществ другими на определённой территории в результате действия природных факторов или воздействия человека.
• Учение о сукцессии разработали американские ботаники Г. Коулес в 1899 г. и Ф. Клементс в 1916 г.

Ф. Клементс

Чем может быть вызвана смена сообщества?

Естественные причины

Деятельность человека

• Изменение климата
• Изменение рельефа
• Почвообразование
• Природные организмы
• Суточные изменения
• Сезонные изменения
• Эволюционные изменения
• Деятельность самих организмов
• Природные катаклизмы

• Может продлить жизнь сообщества (оазис в пустыне, рекультивация земель и т.д.)
• Сократить жизнь сообщества (осушение болот, вырубка леса, загрязнение окружающей среды и т.д.)

Равновесие в биоценозах бывает трёх типов

Общее дыхание сообщества - это суммарные энергозатраты.

1. В идеальном случае процессы продуцирования уравновешиваются процессами дыхания. Биомасса организмов остаётся постоянной, а сама система неизменной, или равновесной

Создание веществ = расходу веществ

(замкнутое сообщество)

2. Создание веществ + приток извне = расходу веществ

(открытое сообщество)

3.Создание веществ - изъятие = расхода веществ

(сельскохозяйственные экосистемы)

Основные типы сукцессионных изменений

1 . По выраженному автотрофному типу (поле → лес), т.к. в первый момент появляются автотрофные организмы.

2. По гетеротрофному типу (загрязнение реки органическими удобрениями).

Автотрофная и гетеротрофная сукцессии

Пример стадии автотрофной сукцессии — лес вырастает на месте залежи

Пример стадии гетеротрофной сукцессии — заболоченный луг

Классификация экологических сукцессий

1. По характеру биотопа

• Первичные сукцессии. Сукцессии на территориях, впервые осваиваемых организмами.
• Вторичные сукцессии . Сообщество развивается на месте, где ранее существовала хорошо развитая экосистема

2. По заключительной стадии

• Прогрессивные - существовавшее на данном месте коренное биотическое сообщество, которое по каким либо причинам было удалено (вырубка) полностью восстанавливается

• Регрессивные – не завершаются конечным климаксом, коренная экосистема полностью исчезает (напр. опустынивание)

3. По причинам, вызывающим сукцессию

• Экзогенные сукцессии – связаны с действием внешних факторов

• Климатические
• Почвенные.
• Геологические
• Антропогенные.

• Эндогенные сукцессии – связаны с внутренними процессами экосистемы

Примеры экологических сукцессий

Ельник черничник (возраст 100-120 лет)

Вырубка злаковая

Вырубка с порослью и всходами лиственных пород

Рубка

Молодой лиственный лес со всходами хвойных пород

Спелый лиственный лес с подростом хвойных

Хвойный лес

ПЕРВИЧНАЯ СУКЦЕССИЯ НАЧИНАЕТСЯ НА ЛИШЕННОМ ЖИЗНИ МЕСТЕ

Первичная сукцессия

Стадии заселения новых пространств при первичной сукцессии ( скорость невелика, длительна по времени 200-300 лет и более)

• Выветривание горных пород

↓

• Разрушение горных пород лишайниками, накопление органических и минеральных веществ

↓

• Появление травянистых растений

↓

• Появление кустарников

↓

• Формирование комплекса видов, характерных для данного типа экосистем

↓

• Появление в экосистеме устойчивости и саморегуляции

Вторичная сукцессия

• Вторичная сукцессия – развивается на месте ранее существовавшего сообщества

Скорость восстановления сообщества выше, чем при первичной сукцессии, т. к первичное сообщество оставляет после себя достаточное количество питательных веществ, развитую почву.

Продолжительность по времени меньше (150-200 лет), чем при первичной сукцессии

Вторичная сукцессия (антропогенное воздействие)

Стадии развития вторичной (восстановительной) сукцессии

• Изменение территории

↓

• Внесение новых видов животных и растений

↓

• Адаптация организмов

↓

• Формирование нового сообщества

Это - типичные сорняки: одуванчик, осот, мать-и-мачеха и другие. Их преимущество в том, что они быстро разрастаются и производят семена, приспособленные к распространению на далекие расстояния с помощью ветра или животных. Однако уже через два-три года их вытесняют конкуренты - многолетние травы, а затем - кустарники и деревья, прежде всего осина. Эти породы затеняют землю, а их обширные корневые системы забирают из почвы всю влагу, так что проросткам видов, первыми попавших на поле, становится трудно расти. Однако сукцессия на этом не останавливается; за осиной появляется сосна; а последними - медленно растущие теневыносливые породы, например ель или дуб.

Продолжительность сукцессии определяется

Структурой

сообщества

Периодическими

изменениями

климата

Видом

сукцессии

Возрастом

сообщества

Физическим

окружением

Природными

катаклизмами

Масштабом

сукцессии

Зрелое сообщество и молодое сообщество

Зрелое сообщество и молодое сообщество

Зрелое сообщество (лес)

• Достигнуто состояние равновесия, стабильность
• Высокая насыщенность организмами
• Разнообразная трофическая структура
• Уравновешенность между энергией, получаемой извне и используемой для поддержания жизни
• Противостоит изменениям физических факторов и некоторым видам химических загрязнений
• Энергия, доступная организмам, тратится на поддержание жизни

• Молодое сообщество (пахотные земли)

• Не достигнуто состояние равновесия
• Небольшая насыщенность организмами
• Менее разнообразна трофическая структура
• Более уязвимы по отношению к внешним факторам
• Способно продуцировать новую биомассу в гораздо больших количествах
• Человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая на ранних стадиях сукцессии сообщество

Источники

• Белова Н.И., Наумова Н.Н. Экология мастерских. Методическое пособие – СПб., 2004
• Биология. Введение в общую биологию и экологию: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений/Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. – М., 2010
• Общая биология. 10-11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В.- М., 2010
• Основы экологии: учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений/Чернова Н.М., Галушин В.М, Константинов В.М.- М., 2010

Источники

• [Электронный ресурс]. URL : http://foto.mail.ru (Дата обращения 21.01.2010)
• [Электронный ресурс]. URL : http://ru.wikipedia.org (Дата обращения 28.11.2011)
• [Электронный ресурс]. URL : http://picsdesktop.net (Дата обращения 29.03.2009)
• [Электронный ресурс]. URL : http://900igr.ne (Дата обращения 27.11.2011)
• [Электронный ресурс]. URL : http://bugabooks.com (Дата обращения 27.11.2011)
• [Электронный ресурс]. URL : http://botsad.ru (Дата обращения 27.11.2011)

Источники

• [Электронный ресурс]. URL : http://proceedings.usu.ru (Дата обращения 27.11.2011)
• [Электронный ресурс]. URL : http://ru.wikipedia.org (Дата обращения 27.11.2011)
• [Электронный ресурс]. URL : http://rnns.ru (Дата обращения 27.11.2011)
• [Электронный ресурс]. URL : http://www.vgorode.ru (Дата обращения 27.11.2011)
• [Электронный ресурс]. URL : http://udivitelno.com (Дата обращения 28.11.2011)

Источники

• [Электронный ресурс]. URL : http://foto.mail.ru (Дата обращения 21.01.2010)
• [Электронный ресурс]. URL : http://ru.wikipedia.org (Дата обращения 28.11.2011)
• [Электронный ресурс]. URL : http://dic.academic.ru (Дата обращения 29.03.2009)
• [Электронный ресурс]. URL : http://www.risk-techno.ru (Дата обращения 28.11.2011)
• [Электронный ресурс]. URL : http://www.livekuban.ru (Дата обращения 28.11.2011)

Саморазвитие экосистемы

Чернышова Фатима Идрисовна, учитель биологии, МБОУ СОШ № 5, п. Ключи -1