Название предмета: БиологияУчитель: Куртумерова Н.Н.Класс: 7 Дата: 30.04.2020г.

Тема урока: Экосистемное разнообразие и деятельность человека. Лесные и степные экосистемы.

Задание:1. Ознакомься с предложенным материалом, прочитай материал параграфа 54.2. Составь краткий конспект в виде таблицы:

Название экосистемы

Растительный мир Животный мир Особенности

(Высылать конспект на проверку не нужно!!!)3. Домашнее задание: изучить параграф 54, ответить устно на вопросы после

параграфа.Творческое задание (по желанию): написать небольшое сообщение (не более 1 листа А-4) на тему «Человек и экосистема». Необходимо провести анализ влияния (+ и -) деятельности человека на экосистемы.

Экосистемное разнообразие и деятельность человека. Лесные и степные экосистемы.

Разнообразие экосистем (биогеоценозов): по географическому положению – океанские, сухопутные, речные, горные

экосистемы; по размеру – крупные, средние, малые экосистемы; по источнику энергии – обычные (продуценты – зеленые растения), нестандартные

(продуценты – хемотрофные бактерии, обитающие у подводных вулканов); по происхождению и многим другим факторам.

Сообщества организмов, которые существуют на начальных этапах, имеют небольшое видовое разнообразие, высокую продуктивность, слаборазветвленную пищевую сеть, резкие колебания численности популяций. Поэтому они заменяются стойкими сообществами. Этот процесс продолжается, пока не сформируется биогеоценоз.Причины устойчивости экосистем:

Видовое разнообразие (чем больше видовое разнообразие, тем шире пищевые взаимоотношения между организмами, тем разветвленнее пищевые сети)

Круговорот веществ (естественное циклическое движение химических элементов от одного компонента биосферы к другому, поддерживаемое потоком солнечной радиации; основным средством этого круговорота служат пищевые связи живых организмов)

Саморегуляция (процесс ограничения численности особей каждого вида, а не уничтожения их друг другом)

Разнообразие и ценность природных экосистем

Лесные экосистемы и их значение. Леса занимают около   поверхности суши Земли. В России лесами покрыто более 40% территории.

Лесные экосистемы развиваются в различных климатических условиях, в них преобладают древесные растения. На территории России широколиственные леса, состоящие из дуба, липы, клена, вяза, расположены в южных и центральных областях России, в условиях теплого климата. Хвойные леса, состоящие из ели, сосны, лиственницы, хорошо переносят холодный климат, они преобладают на севере европейской части и в Сибири.

В зависимости от господствующих деревьев, может существенно меняться облик леса. Например, сосновые леса и дубравы светлые, в их травянистом ярусе преобладают умеренно светолюбивые травы. Еловые же леса, напротив, сумрачные. Под плотным пологом ели растут теневыносливые травы и мхи. Разнообразен и животный мир лесов.

Леса - санитары атмосферы: они задерживают огромное количество пыли. Велика роль лесных экосистем и в круговороте воды. Зимой леса задерживают много снега, таяние которого весной происходит медленно (в отличие от открытых мест). Почва хорошо пропитывается влагой, пополняются запасы подземных вод. Лесные растения испаряют много влаги, поэтому летом в лесу воздух прохладный и влажный, что благоприятно сказывается на режиме увлажнения. Не зря лес является излюбленным местом отдыха для человека.

Леса являются важным объектом деятельности человека. Лесные экосистемы дарят ему многочисленные ягоды, грибы, лекарственное сырье, здесь обитают звери, являющиеся объектами промысловой охоты.

Главное направление использования леса человеком заключается в заготовке древесины. При частичном или полном сведении лесов понижается уровень подземных вод, высыхают родники, падает уровень воды в реках. По этой причине при его заготовке необходимо переходить на выборочные или узкополосные рубки, не сводить лес на

тысячах гектаров, а выбирать отдельные деревья или их группы в возрасте хозяйственной спелости.

Вырубка отдельных ("спелых") деревьев образует пространство, на котором начнут активно развиваться угнетенные ранее растения, что позволит достигать высокой продуктивность лесопользования и в то же время сохранять устойчивость лесного сообщества. Хотя это технически сложно и дорого, а затраты окупятся не скоро, все же данный путь эксплуатации лесов является экологически оправданным.

В Российской Федерации в 1997 г. был принят Лесной кодекс, устанавливающий правовые основы рационального использования, охраны и воспроизводства лесов.

В лесной экосистеме ярко проявляется вертикальная структура, характеризующая плотность заселения всего пространства сообществами организмов. Чем благоприятнее условия местообитания, тем больше ярусов в лесной экосистеме. Каждый ярус отличается своим микроклиматом и животным миром. Сообщество верхнего яруса пользуется большей частью солнечной радиации. Чем ниже к поверхности почвы, тем меньше уровень освещенности местообитаний, больше содержание СО2 в воздухе, выше относительная влажность воздуха и т.п. При этом увеличивается количество ниш и микроместообитаний, усиливаются темпы разложения органического вещества. Ярусы типичного лиственного леса:- древесный ярус (от 20 до 5 м) представлен доминантными растениями, например дубом, и кодоминантными видами - ясенем и кленом. Здесь обитают серая белка, птицы (неясыть обыкновенная, воробей, вяхирь, кукушка, сорока, галка, ворона, певчий дрозд, зяблик, большая синица, лазоревка, сойка, дятел, поползень обыкновенный, пищуха обыкновенная), гусеницы чешуекрылых (огневки, моли, листоверстки и др.). Большое количество насекомых (свыше 1600 видов) в своей жизни тесно связано с дубом;- кустарниковый ярус (от 2 до 5 м) составляют боярышник, терновник, кизил, бузина, калина обыкновенная, шиповник, крушина и т.д. В нем обитают серая белка и птицы, (например, восточный соловей, зорянка, черный дрозд, мухоловка- пеструшка, горихвостка, дятел, поползень обыкновенный, пищуха обыкновенная). Здесь очень много насекомых, таких же, как в травянистом ярусе.- травянистый ярус (от 0 до 2 м) представлен травами, кустарничками и полукустарничками, подростом, папоротниками. Здесь нашли свои ниши птицы: славки, синицы, лесная завирушка и др., а также мелкие (соня) и крупные

млекопитающие (лань, косуля). Насекомые представлены бабочками, пчелами, осами, журчалками, кровососущими, мухами, жуками, пауками и клопами.- приземный ярус (до 3 см от поверхности почвы) составляют лишайники, мхи, низкие травы, грибы. Здесь получили распространение мелкие прыгающие беспозвоночные, мухи, жуки, пауки, сенокосцы, муравьи, полевки, землеройки, лесные мыши.- подстилка содержит мертвые и разлагающиеся организмы, редуценты (бактерии и грибы), многоножки, мокрицы, моллюски, нематоды и иные организмы.- гумусовый горизонт почв - местообитание для дождевых червей, личинок мух, жуков-навозников и могильщиков, мокриц, ногохвосток, клещей, нематод, кротов. Горизонт насыщен бактериями, актиномицетами и грибами.- в переходном горизонте находятся норы барсуков и лисиц.Все перечисленные ярусы включаются в структурные подразделения лесной экосистемы, или синузии. К синузиям относят также отдельные части стволов с лишайниками, мхами. Водорослями, насекомыми и др.

Главную роль в любой лесной экосистеме играют растения. По их доминирующим видам представителей флоры принято выделять следующие виды:

1. Экосистема смешанных лесов2. Экосистема хвойных лесов3. Экосистема тропических лесов4. Экосистема широколиственных лесов

Уникальность ЛЭ можно объяснить тремя факторами:

Во-первых, это практически единственный вид экосистемы, сохранившийся в

первозданном и практически неизмененном человеком виде.

Во-вторых, ЛЭ являются одними из крупнейших на планете.

В-третьих, ЛЭ считаются одними из самых продуктивных для человечества.Рассмотрим каждый из видов лесных экосистем подробнее.

Экосистема смешанного леса

Смешанные леса представляют собой симбиоз экосистем хвойных и лиственных лесов. Они дополняют друг друга, укрепляют, поэтому такая экосистема считается наиболее устойчивой из всех лесных. Смешанными леса считаются, если к основному виду деревьев добавляются другие породы, но в численном коэффициенте — не более 5%. Поэтому такие леса располагаются между хвойными на севере и широколиственными на юге — в полосе, где расположены территории юга Скандинавии, Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин, Карпат, Кавказа, Дальнего Востока и Юго-Восточной Азии. На американском континенте это территория Великих озер и Калифорнии. В южном полушарии экосистема смешанных лесов располагается в большей части Южной Америки и в Новой Зеландии. Доминантами в этой экосистеме являются такие деревья как дуб, клен, ель, сосна, липа, вяз. В Америке — секвойя, в горах — лиственница, на Кавказе и дальнем Востоке — бук и пихта. Потребителями, или консументами в экосистеме смешанных лесов являются животные, птицы, рыбы, земноводные, насекомые, грибы. Замыкают пищевую цепочку могильщики: черви, личинки, микроорганизмы. Главная особенность экосистемы смешанного леса — устойчивость, которая обуславливается способностью полного заменения вида. То есть, если популяция какого-либо вида исчезнет, ее место спокойно замещается возросшим количеством особей другого вида.Уязвимое место такой экосистемы — насекомые. Если они исчезнут, то экосистема смешанного леса станет затухать и погибнет.

Экосистема хвойного леса

Для формирования экосистемы хвойного леса необходим холодный климат. Поэтому такие образуются в основном на севере, где средние колебания температуры воздуха колеблются в пределах от -5°C до +5°C. Осадков мало — до 200 мм в год, и чаще всего они выпадают в виде снега. Лето в таких краях холодное и короткое, а зима — продолжительная и морозная. Эти климатические условия великолепно подходят для произрастания хвойных пород деревьев: сосен, елей, пихт, кедров, лиственниц. Именно они занимают доминирующее положение в данной экосистеме и расположены на верхнем ярусе.Хвойные леса, объединенные в массивы, называют тайгой. Эта экосистема распространена в северном полушарии, в основном, в Сибири и в Канаде. В южном полушарии хвойные леса не создают таких массивов и встречаются в виде отдельных участков. А в Австралии и Южной Америке хвойные леса произрастают в горах. Хвойные породы деревьев вместо листьев имеют иглы, которые. За счет своей маленькой площади прекрасно сохраняют тепло и влагу. А смола, укутывающая хвойные деревья позволяет свободно переносить продолжительные морозы. Фотосинтез в этих деревьях не замирает даже при 0°C. В экосистеме хвойных лесов практически не присутствует средний ярус. А нижний заселяют мхи и лишайники. Вместе с деревьями эти виды растительности являются продуцентами — они активно участвуют в фотосинтезе, перерабатывая солнечную энергию. Кроме того, они являются кормом для следующего звена экосистемы — животных. Вершиной пищевой цепочки в таких лесах являются хищники: рыси, тигры, медведи, волки, лисы. Из травоядных млекопитающих особенно распространены парнокопытные: олени, лоси, изюбры. Много животных с ценным мехом: соболей, куниц, белок, ласок. Это организмы-потребители.К организмам-разрушителям относятся грибы, бактерии и черви.

Пищевые цепочки в экосистеме хвойных лесов зачастую короткие. Например, дерево — травоядное животное (белка) — хищник (лиса). Если человек не вмешивается в экосистему хвойного леса, то здесь происходит процесс саморегуляции: один вид животных никогда не уничтожает полностью особей другого вида. Что делает этот вид экосистемы очень устойчивым.

Экосистема широколиственного леса

Широколиственные леса распространены на большей части Европы и Восточной Азии, в Северной Америке и к югу от Чили. Д оминирующую роль играют листопадные деревья — те, которые сбрасывают листву с наступлением холодов. Это липы, дубы, ясени, вязы, клены, каштаны. На среднем ярусе растут черемуха, бересклеты. Нижний полностью занимают травы и ягоды: пролесник, медуница, земляника и пр.Класс потребителей в этой экосистеме представлен млекопитающими (лисы, волки, тигры, медведи, ежи, еноты, кабаны, зайцы, белки), птицами (соловьи, снегири, чижи, глухари, кукушки, аисты), рептилиями, амфибиями и рыбами.Редуцентами являются все те же могильщики, черви и микроорганизмы. Экосистема широколиственного леса весьма устойчива. Уязвимой она становится во время холодов, когда деревья сбрасывают листву и процесс фотосинтеза замирает. В этот период особая роль отводится редуцентам, которые преобразуют органику в неорганические вещества.

Экосистема тропического леса

Тропические леса опоясывают нашу планету по экватору и захватывают субтропическую, тропическую и экваториальную климатические зоны. При этом огромную роль играет влажность воздуха. Во влажном климате тропические леса вечнозеленые, в сухом (вдали от океанов и морей) леса зеленые только в теплое время года. Экосистема тропического леса самая богатая из всех лесных ЭС по видовому разнообразию. Доминируют здесь пальмы, миртовые, бобовые, в сухих тропиках — бамбук, лавр, альбиции. Одна из особенностей экосистемы тропического леса: смазанность границ ярусов. Так, травы могут вырастать до 6 м в высоту, забираясь на средний ярус. Папоротники вообще могут занимать сразу все три яруса. Добавляет размытости и обилие лиан, эпифитов, которые плотной сетью окутывают все растения.Еще одна особенность экосистемы тропического леса в том, что большинство видов потребителей обитают сразу на деревьях. Это и многочисленные животные (обезьяны, ленивцы, белки-летяги), птицы (попугаи, колибри, дятлы, туканы), пресмыкающиеся (змеи, ящерицы, гекконы, хамелеоны). Даже лягушки — и те стремятся забраться повыше. Сухопутных животных в этой экосистеме мало, зато все они очень крупные: слоны, жирафы, носороги, бегемоты, буйволы.Редуцентами являются, в основном, грибы и термиты.

Устойчивость лесных экосистем

(схема устойчивости экосистем России)

Среди всех лесных экосистем наиболее устойчивой является экосистема смешанного леса. Далее, в порядке убывания следуют широколиственные, хвойные и тропические леса. Это объясняется плотностью произрастания деревьев и степенью проникновения солнечных лучей в самые нижние ярусы леса. Так, например, в смешанных лесах деревья растут не плотно, оставляя свободное пространство для солнечных лучей. Лучи проникают до самой земли, оказывая значительное влияние на деятельность редуцентов, которые, в свою очередь, вырабатывают полезные вещества для роста самих деревьев. В хвойных лесах макушки деревьев нередко смыкаются, препятствуя солнечному свету. То же происходит и в тропиках, где из-за обилия растений редуценты просто не в состоянии перерабатывать такое огромное количество органики. А потому в тропиках, несмотря на то, что растения здесь вырабатывают самое большое количество кислорода, и углекислый газ консервируется в огромных количествах. 

Экосистема степи

Степные экосистемы отличает отсутствие древесного яруса. Среди продуцентов господствующее положение занимают злаки и осоки (7,10,15). Совместно с другими видами растений (9,13,16) они образуют густой бескрайний зеленый ковёр, изредка перемежающийся небольшими группами кустарников.Обилие травы позволяет размножаться бесчисленным растительноядным животным, среди которых доминируют насекомые: жуки, кузнечики, саранча, бабочки и их личинки (8). В больших количествах встречаются грызуны: полевки (12), мыши, суслики (14), слепыши, сурки. Стадные копытные представлены сайгаками (4,20), домашними овцами, коровами, лошадьми. Обилие травоядных привлекает большое количество хищных животных – волков (5), лис (18), хорьков (17), в воздухе парят степные орлы (1), канюки, летают соколы (например, пустельга – 2). Многие животные питаются бесчисленными насекомыми, это ящерицы (11), птицы (жаворонки – 3, дрофы – 6), землеройки.

В степных экосистемах преобладают многолетние травы, например, такие злаки как ковыль, типчак. Они образуют плотный дерновый покров. Основное отличие степных экосистем - недостаток влаги. Степные травы имеют различные приспособления к жизни в условиях недостаточного увлажнения: узкие и жесткие листья, густое опушение или восковой налет, что позволяет испарять мало влаги при палящем солнце; глубоко проникающую в землю корневую систему. Кроме того, степи характеризуются, населяющими их животными, особенно грызунами: сурками, сусликами, тушканчиками, мышами и т. п. Растительный и животный мир степных экосистем разнообразен и ценен своим видовым составом.

Еще в недавнем прошлом степи были разнообразны и многолики, воспевались писателями и поэтами. Н.В. Гоголю степь представлялась как «зелено-золотой океан, по которому брызнули миллионы цветов». В настоящее время густой и многоярусный травянистый покров степей распахан на значительных территориях и уступил место возделанным человеком полям.

Другая ценность, которую многие почвоведы называют величайшей ценностью России, - рожденный степями чернозем, который является уникальной, плодороднейшей почвой. Именно поэтому степи, недавно занимавшие обширные пространства России, были превращены в сельскохозяйственные угодья. Территории степей и лесостепей - главная хлебная житница нашей страны. Здесь сосредоточены основные площади зерновых культур, прежде всего, пшеницы.

Ценность луговых и болотных экосистем. Луга - это экосистемы, в состав которых входят многолетние травы и разнообразные представители животного мира. Луговые травы обычно высокие, сочные, образующие густой покров. Они не выносят ни сильного иссушения почвы, ни ее длительного переувлажнения.

Луга формируются там, где лес не растет (в равнинной части лесной зоны, где выпадает много осадков, в речных поймах, затопляемых половодьем, в альпийском поясе гор). Луговые сообщества, особенно по поймам рек, служат прекрасными пастбищами и лучшими сенокосными угодьями. Они дают высококачественный корм сельскохозяйственным животным. Многие луговые травы являются ценным лекарственным сырьем. Кроме того, луга играют важную роль в сохранении почв, защищая их от эрозии плотной дерновиной. Там, где почва перенасыщена влагой, развиваются болота. Это экосистемы с избыточно увлажненной почвой, но без сплошного зеркала воды на поверхности. Болотные сообщества образованы растениями, не выносящими иссушения: камышом, рогозом, осоками, мхами. Часто на болотах, особенно на севере России, растут ягодные растения: клюква, морошка, голубика. В связи с труднодоступностью на болотах сохраняются редкие виды растений и животных. Болота имеют биосферное значение, поддерживая стабильность климата Земли. Они запасают огромное количество воды и подпитывают множество ручьев, рек. В болотах стекающие с полей воды очищаются (фильтруются) от вредных веществ (минеральных и органических удобрений, пестицидов), поэтому вытекающие из них ручьи не содержат ядовитых примесей. Торф, образованный мхом сфагнумом, человек использует в качестве удобрения, на подстилку скоту, а высохший торф служит топливом.

Водные экосистемы и их значение. Обитатели озер, рек, ручьев, прудов образуют хрупкие пресноводные экосистемы. Они состоят из прикрепленных ко дну (кувшинок, кубышек) и плавающих (ряски, водокраса лягушачьего, пузырчатки) растений, мелких ракообразных (дафний, циклопов), различных насекомых (жуков-плавунцов, личинок комаров и стрекоз), разнообразных рыб, земноводных, водных млекопитающих, многочисленных микроорганизмов.

Водные экосистемы способны обеспечивать естественный процесс формирования чистых вод. Например, одно из величайших озер планеты - озеро Байкал - имеет самый большой запас пресной воды, удивительной по своему качеству. Чистоту воды Байкала обеспечивает его уникальная флора и фауна.

Но в настоящее время большинство водных экосистем подвержено негативному влиянию деятельности человека. В водоемы сбрасывают огромное количество промышленных и бытовых отходов, сливают сельскохозяйственные стоки. Многие реки и озера испытывают влияние гидротехнических сооружений (гидроэлектростанций, плотин). В результате в этих экосистемах нарушаются процессы самоочищения, наносится урон растительным, животным и другим сообществам, входящим в их состав, ухудшается качество воды.

В 1995 г. в Российской Федерации был принят Водный кодекс, который регулирует использование и охрану водных ресурсов, определяет режим использования их территорий, то есть проводит государственный мониторинг водных объектов и охрану их от загрязнений.

Взаимосвязь природных экосистем. Все экосистемы планеты взаимосвязаны. Эта взаимосвязь осуществляется, прежде всего, благодаря круговороту веществ. Часть веществ из одних экосистем переносится воздушными потоками и течениями в другие экосистемы, поступает в понижения рельефа третьих экосистем, перемещается вместе со стоками и подземными водами в четвертые.

Большую роль во взаимодействии экосистем играют живые организмы, прежде всего, животные. Перемещаясь по суше, воздуху, воде, животные могут становиться обитателями различных экосистем. Например, лососевые рыбы большую часть своей жизни проводят в море, а на нерест поднимаются в реки, становясь на время речными

жителями. В это время медведи, обитатели лесных экосистем, становятся заядлыми рыболовами, с удовольствием питаются свежей рыбой. Погибшая после нереста рыба - пища для животных-падальщиков. В данном примере прослеживается взаимосвязь на уровне обитателей морских, речных, лесных экосистем.

Кроме того, изменения в одних экосистемах, происходящие, в том числе, и под влиянием деятельности человека, могут привести к изменениям структуры и стабильности других. Осушение болот часто ведет к гибели прилегающего леса. Сведение лесов приводит к усилению выветривания почвенного слоя, снижению уровня грунтовых вод. Результатом этого будет обмеление рек, водохранилищ, а значит - уменьшение запасов пресной воды. Поэтому необходимо поддерживать разнообразие экосистем - основу биоразнообразия планеты. Важно сохранять заповедные участки с богатым видовым составом, которые могут стать источником видов для формирующегося сообщества.

Все экосистемы планеты оказываются компонентами единой глобальной экосистемы - биосферы. Из многих связанных друг с другом круговоротов отдельных экосистем складывается глобальный биологический круговорот веществ, поддерживающий существование биосферы в целом.