Условия среды влияющие на живые организмы биоценозов. Урок-презентация

08.02.2024 | Красота

Биоценоз

Биоценоз - это совокупность популяций различных видов живых организмов, населяющих какой-либо более или менее однородный участок земной поверхности (суши или водоема). Биоценоз характеризуется определенными отношениями организмов между собой и приспособленностью к окружающей их среде (биотопу). Он моет быть составлен немногими (олигоценоз) и многими (полиценоз) видами. Один вид биоценоз составлять не может: даже в сельскохозяйственной монокультуре (пшеничное поле, яблоневый сад и пр.) всегда участвуют многие виды наземных и почвенных организмов.

Биоценоз принято делить по систематическим признакам на фитоценоз, зооценоз и микробоценоз. Функционально-экологически биоценоз делится по ступеням экологической пирамиды на группы организмов - продуцентов, консументов и редуцентов, объединенных трофическими связями. Вместе с биотопом биоценоз составляет биогеоценоз. Структурно биоценоз делят на горизонты, слои, ярусы, пологи, меротопы. Биоценозы, развиваясь, либо самообновляются, либо после фазы самообновления стареют и в результате сукцессии относительно быстро и закономерно сменяются другими биоценозами.

Как функциональные части биогеоценозов биоценозы составляют практически непрерывный биоценотический покров - континуум. Как сложное своеобразное образование биоценоз характеризуется биомассой (первичной и вторичной) и биологической продуктивностью.

Более широким понятием, чем экосистема, является ландшафт. Ландшафт - конкретная территория, однородная по своему происхождению и истории развития и неделимая по зональным и азональным признакам, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом, общим климатом, единообразным сочетанием гидротермических условий, почв, биоценозов и определенной структурой, т.е. закономерным сочетанием его морфологических частей (местностей, урочищ, фаций); это основная единица физико-географического районирования. В зависимости от происхождения различают ландшафт: природный, геохимический, культурный, акультурный, антропогенный, агрикультурный, болотный, географический, элементарный и др.

Важное свойство ландшафта - быть средовоспроизводящей системой условий, необходимых для жизнедеятельности живых организмов, - поддерживать газовый состав воздуха, качество воды и почвы в экологически оптимальных пределах.

Экологические факторы как специфические элементы природной среды

Организмы не могут существовать изолированно от окружающей их среды со всем многообразием ее природных условий. Взаимодействия между компонентами биоценоза осуществляются через определенные элементы среды, т.е. посредством определенных факторов, действующих на биологические объекты. Однако не все факторы одинаково влияют на организм. Есть такие элементы среды, факторы, которые безразличны для организма. Поэтому необходимо различать средообразующие элементы, или факторы вообще, и экологические факторы, оказывающие определенное воздействие на организм.

Раздел экологии, который занимается изучением взаимоотношений живых организмов с окружающей их средой носит название аутэкология (факторальная экология). Так что же такое вообще экологический фактор?

Экологическими факторами называют элементы среды, оказывающие существенное влияние на живой организм. Они по своим особенностям весьма разнообразны, имеют различную природу и специфику действия.

Понятие экологического фактора - одно из наиболее общих и чрезвычайно широких понятий экологии. В соответствии с этим задача классификации экологических факторов оказалась весьма сложной, так что общепринятого варианта до сих пор нет. В то же время достигнуто согласие относительно целесообразности использования при классификации экологических факторов определенных признаков. Прежде всего экологические факторы делятся на внешние (экзогенные или энтопические) и внутренние (эндогенные) по отношению к данной экосистеме. К внешним относятся факторы, действие которых в той или иной степени определяют изменения, происходящие в экосистеме, но сами они практически не испытывают ее обратного воздействия. Таковы солнечная радиация, интенсивность атмосферных осадков, атмосферное давление, скорость ветра, скорость течения и т.д. В отличие от них внутренние факторы соотносятся со свойствами самой экосистемы (или отдельных ее компонентов) и в действительности образуют ее состав. Таковы численности и биомассы популяций, запасы различных веществ, характеристики приземного слоя воздуха, водной или почвенной массы и т.д.

Второй распространенный классификационный принцип - это деление факторов на биотические, абиотические и антропогенные.

Абиотические факторы - температура, свет, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, ветер, течения, рельеф местности - это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы (климатические, эдафические, топографические, гидрофизические, гидрохимические факторы).

Биотические факторы - это все формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других, вступает в связь с представителями своего вида и других видов - растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Окружающий органический мир - составная часть среды каждого живого существа. К этой группе принадлежат топические взаимоотношения организмов на почве их совместного проживания (антагонизм организмов, выделение фитонцидов, антибиотиков и др.), трофические поглощения (автотрофы и гетеротрофы), генеративные отношения (на основе размножения).

Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни. В ходе истории человечества развитие сначала охоты, а затем сельского хозяйства, промышленности, транспорта сильно изменило природу нашей планеты. Значение антропогенных воздействий на весь живой мир Земли продолжает стремительно возрастать.

Следует отметить, что деление факторов на эндогенные и экзогенные, как и на биотические и абиотические не совпадает. В частности, существуют как экзогенные биотические, например интенсивность заноса извне (из другой экосистемы) семян некоторых видов в экосистему, так и эндогенные абиотические факторы, такие, как концентрация О2 или СО2; в приземном слое воздуха или в воде (биогенное происхождение О2 и СО2 не превращает их в биотические факторы).

Широкое использование в экологической литературе находит классификация факторов в основном по отличительным свойствам экосистемы и внешней среды, специфическое влияние которых они характеризуют. Например, среди экзогенных различают метеорологические (климатические), геологические, гидрологические, миграционные (биогеографические), антропогенные факторы, а среди эндогенных - микрометеорологические (называемые также микро - или биоклиматическими), почвенные (эдафические), водные (относящиеся к водной массе) и биотические (характеризующие свойства растений, животных и микроорганизмов). Существуют и другие классификации. Важным классификационным показателем служит характер временной динамики экологических факторов, в особенности наличие или отсутствие ее периодичности (суточной, лунной, сезонной, многолетней).

Особая роль среди экологических факторов принадлежит суммативным (аддитивным) факторам, характеризующим численности, биомассы или плотности популяций организмов, а также запасы или концентрации различных форм вещества и энергии, временные изменения которых подчиняются законам сохранения. Например, говорят о ресурсах тепла, влаги, органической и минеральной пищи и т. д. В отличие от них такие факторы, как интенсивность и спектральный состав радиации, уровень шума, окислительно-восстановительный потенциал, скорость ветра или течения, размер и форма пищи и т.д., которые также сильно влияют на организмы, не относятся к категории ресурсов, так как к ним неприменимы законы сохранения.

Один и тот же фактор среды имеет различное значение в жизни совместно обитающих организмов разных видов. Например, сильный ветер зимой неблагоприятен для крупных, обитающих открыто животных, но не действует на более мелких, которые укрываются в норах или под снегом. Солевой состав почвы важен для питания растений, но безразличен для большинства наземных животных и т.п.

Изменения факторов среды во времени могут быть:

1. Регулярно-периодическими, меняющими силу воздействия в связи со временем суток или сезоном года или ритмом приливов и отливов в океане;

2. Нерегулярными, без четкой периодичности, например изменения погодных условий в разные годы, явления катастрофического характера - бури, ливни, обвалы и т.п.;

3. Направленными на протяжении известных, иногда длительных, отрезков времени, например при похолодании ли потеплении климата, зарастании водоемов, постоянном выпасе скота на одном и том же участке и т.п.

Экологические факторы среды могут оказывать на живые организмы воздействия разного рода:

1. Как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций;

2. Как ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях;

3. Как модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов;

4. Как сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей.

Все экологические факторы или во всяком случае основные, ведущие, довольно тесно взаимосвязаны друг с другом. Обычно изменение одного из них влечет за собой и изменение других. Однако следует помнить и о том, что каждый экологический фактор или комплекс взаимодействующих факторов по-разному действует на организмы в разные фазы их онтогенеза. Экологические свойства особей меняются с возрастом и в зависимости от жизненного состояния. Своеобразие действия фактора зависит и от того, каким путем размножается особь - генеративным или вегетативным. Наконец, надо учитывать и генетическую неоднородность популяций

Главные задачи экологии сводятся к познанию законов действия различных экологических факторов, взятых как в отдельности, так и в совокупности.

Факторы природной среды биосферы приходится рассматривать в двух системах - элементарной и комплексной.

Элементарная разделяет их по принципу разделения наук о природе. К физическим факторам относятся температура, свет, давление, электрические явления и все остальное, что изучает физика, к химическим - реакция среды, наличие веществ и элементов, к биологическим - влияние микроорганизмов, растений и животных.

Но факторов этих чрезвычайно много, и, работая в природе, изучать их сразу все очень трудно, и иногда невозможно. Однако можно выйти из положения, если учесть, что элементарные факторы в природе действуют не независимо друг от друга, а объединяются в закономерные комплексы. Например, стоит сказать, что такой комплекс, как ясная погода, сменился другим, пасмурной, - и каждый специалист поймет, что при этом давление понизилось, облачность и влажность увеличились, доля прямой радиации (солнечного излучения) резко уменьшилась, рассеянной возросла, суточные колебания температуры сократились... К основным подразделениям комплексной системы факторов относятся: климат - все воздействия, идущие через атмосферу; геологические условия - все особенности строения земной поверхности, почвы; биотические факторы - воздействия живой природы и, наконец, человеческая деятельность.

Какой системой факторов удобнее пользоваться - это зависит от обстоятельств, от целей работы. Если мы ставим полевой или тем более лабораторный опыт по подбору лучших дозировок удобрений, то удобна элементарная система. Если оцениваем хозяйственные угодья или ведем экспедиционные исследования, то все преимущества - у комплексной. Но оба метода познания, аналитический, заключенный в использовании элементарной системы факторов, и синтетический, связанный с комплексной системой, как всегда, дополняют друг друга в деле познания истины.

Действие одного фактора может быть изменено другим, но не может быть замещено. Однако при комплексном действии среды может наблюдаться как бы «эффект замещения», или, лучше, «эффект компенсации».

Чтобы судить о значении экологического фактора, надо учитывать продолжительность и повторяемость его экспериментального действия в течение жизни данного организма и потомков этого организма.

Каждый экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями - интенсивностью и диапазоном действия. То есть влияние экологического фактора сильно зависит от его «дозировки». Действия фактора прежде всего характеризуются его амплитудой, размахом колебаний. В этом отношении еще со времен Сакса принято выделять три кардинальные точки для жизни (и отдельных функций) организма или вида (рис. 2) и значения интенсивности фактора.

Рис. 2.

Две точки - минимум и максимум - характеризуют «пороговое» действие фактора, при котором развитие организма или вида идет хуже всего. Этих точек две: одна в области недостаточного, другая в области избыточного значения фактора. Эти точки называют «пессимумом», зоной угнетения. Вся заштрихованная зона - зона жизнедеятельности организма. Наилучшее развитие идет при оптимальной интенсивности фактора (средняя часть). Зона действия фактора - от минимума до максимума - представляет собой экологическую валентность вида.

Вышесказанное может быть выражено и более простой кривой (рис. 3), в двух координатах, где по оси абсцисс отложена интенсивность фактора, а по оси ординат - изменение состояния организма «теоретически» оно бы шло по прямой (1), но действительное действие фактора оказывается иным (2). Диапазоном действия фактора являются такие его интенсивности, в пределах которых может существовать организм.

Рис. 3.

Таким образом, биологический процесс может осуществляться не при любых изменениях фактора, а в пределах двух его значений - максимального и минимального, которые представляют собой границы (пределы) толерантности данного процесса относительно данного фактора.

Однако следует помнить, что экологические факторы действуют не по отдельности, а в совокупности. Правило, или «закон», совокупного действия экологических факторов было установлено еще в начале XX в. В 1909 г немецкий агрохимик и физиолог растений А. Митчерлих вывел закон, который он назвал «закон эффективности факторов». В 1918 г. этот «закон» был пересмотрен и переименован Б. Бауле в «закон совокупного действия». Согласно этому закону: величина урожая () зависит не только от какого-нибудь одного (пусть даже лимитирующего) фактора, но и от всей совокупности действия факторов одновременно, т.е. = (Х1, X2, Х3, ....., Хn). Закон совокупного действия факторов иногда называют законом Митчерлиха-Бауле. Экспериментально установлено, что в природе один экологический фактор может воздействовать на дугой; поэтому успех вида в окружающей среде зависит от взаимодействия факторов. Например, повышенная температура способствует ускорению испарения влаги, снижение освещенности обусловливает снижение потребностей растений в содержании цинка в почве, животные труднее переносят высокие температуры при большой влажности.

Фактор, который при определенном наборе условий окружающей среды ограничивает какое-либо проявление жизнедеятельности организмов; называется лимитирующим фактором. Иначе можно сказать лимитирующий фактор - это экологический фактор, концентрация которого выше или ниже оптимальной.

Понятие о лимитирующем факторе ведет начало от закона минимума Либиха (1840) и закона толерантности Шелфорда (1913). Как лимитирующий фактор особенно часто выступают температура, свет, биогенные вещества, течение и давление среды, почва, пожары и т.д.

Закон минимума Либиха, иначе закон ограничивающих факторов, гласит, что факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальное значение, т.е. наиболее удаляющиеся от оптимума, особенно затрудняют (ограничивают) возможность существования вида в данных условиях несмотря на оптимальное сочетание остальных условий. Такие уклоняющиеся от оптимума факторы приобретают первостепенное значение в жизни вида или отдельных особей, определяя их географический ареал. Например, растениям для нормального развития нужны К, N, Р и комплекс микроэлементов. В почвах конкретного поля некоторые из этих элементов могут быть в достаточном, другие - в явно недостаточном, количестве. Бездумное внесение всех без исключения удобрений нанесет вред окружающей среде, так как будут использованы только нужные элементы, а ненужные - будут смыты в водоемы и могут стимулировать цветение воды (эвтрофикацию).

Закон толерантности Шелфорда, закон, согласно которому лимитирующим фактором процветания может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет величину толерантности (выносливости) организма к данному фактору. Иными словами этот закон можно пояснить так: отсутствие или невозможность существования вида определяется как недостатком, так и избытком любого из ряда факторов, имеющих уровень, близкий к пределам переносимого данным организмом.

Однако надо сформулировать ряд положений, дополняющих «закон толерантности» Шелфорда.

Некоторым организмам свойственно иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий - в отношении другого.

Наиболее распространенными будут виды, имеющие широкий диапазон толерантности ко всем факторам.

В связи с первыми двумя положениями иногда выделяют противоположные пары видов: стенотермный - эвритермный (по температуре); стеногидрический - эвригидрический (по воде); стеногалинный - эвригалинный (по засоленности); стенойкный - звриойкный (местообитание). Соотношение этих пар видов можно изобразить графически (рис. 4), например зависимость роста (ордината) от температуры (абсцисса). В этом случае вид 1 будет стенотермным (узкая амплитуда) и, кроме того, олиготермным, т.е. развивающимся при малых температурах; иначе говоря, его минимум и максимум сближены («стено»), но оптимум лежит при низких температурах. Вид 2 будет тоже стенотермным, но в то же время мегатермным, приспособленным к высоким температурам. А вид 3 - эвритермный с промежуточно лежащим оптимумом.

Рис. 4.

3. Третьим дополнением к «закону толерантности» будет следующее: если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то диапазон толерантности может сузиться и по отношению к другим экологическим факторам.

4. Использованию организмами оптимальных физических условий среды во многих случаях мешают конкурентные отношения.

5. Многие факторы среды становятся лимитирующими в критические периоды жизни организмов, особенно в периоды размножения.

Подводя итог сказанному о лимитирующих факторах, можно сказать, что всякое условие, которое приближается к пределам толерантности (терпимости) или выходит за эти пределы, называется лимитирующим фактором. Следовательно, в природе организмы зависят не только от содержания необходимых веществ, от соотношения и состояния критических физических факторов, но также и от диапазона толерантности (устойчивости) самих организмов к этим и другим компонентам среды.

Биоценоз (или сообщество ) — исторически сложившаяся устойчивая совокупность популяций организмов разных видов, населяющих сравнительно однородный участок территории или акватории и связанных определенными взаимоотношениями. (К. Мебиус, 1877 г.).

Примеры биоценозов: сообщества на стволе дерева, в норе, на участке леса, луга, озера, болота, пруда и т.д.

Различные популяции биоценоза должны быть приспособлены к совместной жизни. Это означает, что:

■ у всех видов биоценоза должны быть сходные требования к абиотическим условиям среды (свету, температуре, влажности и т.д.);

■ должны существовать закономерные трофические (пищевые), топические, форические и фабрические взаимосвязи между организмами разных популяций, необходимые для осуществления их питания, размножения, расселения и защиты.

❖ Составные части биоценоза:

■ фитоценоз (устойчивое сообщество растений); имеет легко распознаваемые характерные черты и границы, является главным структурным компонентом любого биоценоза, определяет видовой состав зоо-, мико- и микробоценозов;
■ зооценоз (совокупность взаимосвязанных видов животных);
■ микоценоз (сообщество грибов);
■ микробоценоз (сообщество микроорганизмов).

Экотоп — это первичный комплекс абиотических факторов среды и некоторых компонентов живого происхождения (почва, грунт), имевшихся на участке земной поверхности (суши или водоема), занимаемом тем или иным биоценозом, без учета изменений, привнесенных живыми существами данного биоценоза.

■ Все факторы экотопа можно разделить на климатоп , эдафотоп и гидротоп .
Климатоп - совокупность климатических факторов экотопа.
Эдафотоп — совокупность почвенно-грунтовых факторов.
Гидротоп — совокупность гидрофакторов (наличие и характеристики водоема, содержащейся в нем воды и т.п.).

Биотоп — это участок среды (суши или водоема), имеющий относительно однородные условия обитания и занимаемый одним биоценозом. При этом условия среды рассматриваются с учетом всех видоизменений, которые были привнесены в них организмами данного биоценоза.

Биогеоценоз и экосистема

Биогеоценоз (кратко — БГЦ ) — это лежащий в границах определенного фитоценоза и связанный взаимным обменом веществ и энергии единый природный комплекс, образованный участком земной поверхности (суши) с определенными условиями среды обитания (биотопом) и популяциями всех видов организмов, населяющих этот биотоп (биоценозом), см. рис.

Примеры биогеоценозов: ельник, дубрава, сфагновое болото, суходольный луг и др.

Биогеоценоз функционирует как целостная самовоспроизво-дящаяся, саморегулирующаяся открытая система. Популяции организмов получают из неорганической среды ресурсы, необходимые для поддержания жизни, и одновременно выделяют продукты жизнедеятельности, восстанавливающие среду.

Экологическая система (или экосистема ) — любая совокупность совместно обитающих организмов и неорганических компонентов, при взаимодействии которых происходит круговорот веществ и поток энергии .

Примеры экосистем; гниющий пень, муравейник, лужа с дождевой водой, парк, аквариум, биосфера и др.

Отличие экосистемы от биогеоценоза . Понятие экосистемы не требует каких-то ограничений на занимаемую ею территорию или акваторию и может применяться к любым комплексам организмов и их среды обитания (включая водную), не только к естественным (природным), но и к созданным человеком. Биогеоценоз — это природная, выделяемая на суше экосистема, границы которой определены фитоценозом, т.е. растительным сообществом. Поэтому экосистема — понятие более широкое, чем биогеоценоз: любой биогеоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема является биогеоценозом .

❖ Компоненты биогеоценоза:
■ неорганические вещества, включающиеся в круговорот (соединения углерода и азота, кислород, вода, минеральные соли);
■ климатические факторы (температура, освещенность, влажность);
■ органические вещества (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды и др.);
■ организмы различных функциональных групп — продуценты, консументы, редуценты.

Продуценты — автотрофные организмы (в основном зеленые растения и водоросли), синтезирующие органические вещества из неорганических. Продуценты используют энергию Солнца, преобразуя ее в химическую энергию органических веществ, доступную всем остальным организмам.

Редуценты — гетеротрофные организмы (бактерии, грибы), которые в процессе своего питания разрушают органическое вещество отмерших растений и животных и экскременты животных, превращая их в простые неорганические соединения, пригодные для усвоения растениями.

Характеристики биогеоценоза (экосистемы): биомасса, продуктивность, видовое разнообразие, плотность популяций каждого вида, соотношение видов по численности и плотности популяций, пространственная и трофическая (пищевая) структуры и т.д.

Биомасса — суммарная масса всех организмов экосистемы или отдельных ее трофических уровней.

■ Биомасса выражается обычно в единицах массы вещества на единицу площади или объема экосистемы (кг/га, кг/м 3 и др.).

■ Биомасса всех организмов Земли составляет 2,4 10 12 т сухого вещества, 90% от этого количества составляет биомасса наземных растений.

Продуктивность — прирост биомассы, созданный организмами экосистемы за единицу времени на единице площади или объема.

■ Продуктивность выражается в единицах массы вещества на единицу площади или объема за определенный отрезок времени (кг/м 2 в год и др.).

Первичная продуктивность экосистемы — количество биомассы, продуцированной за единицу времени всеми растениями этой экосистемы в результате фотосинтеза.

Вторичная продуктивность экосистемы — количество биомассы, продуцированной всеми консументами этой экосистемы за единицу времени.

■ Общая годовая продукция сухого органического вещества на Земле 150-200 млрд, т (из них 2/3 дают наземные экосистемы, 1/3 — водные экосистемы).

■ Наиболее продуктивные экосистемы: тропический дождевой лес (около 2 кг/м 2 в год) и приполярные области Мирового океана (около 0,25 кг/м 2 в год).

Видовая структура биогеоценоза (экосистемы)

Видовая структура БГЦ или экосистемы — разнообразие видов всех входящих в БГЦ (или экосистему) популяций и соотношение этих видов по численности (или биомассе) и плотности популяций.

■ В каждой экосистеме происходит естественный отбор организмов, наиболее приспособленных к данным экологическим условиям.

■ Различают экосистемы, богатые видами (коралловые рифы, дождевые тропические леса и др.), и бедные ими (арктическая тундра, пустыни, болота и др.).

Виды-доминанты — виды, преобладающие по численности особей или занимающие большую площадь в данной экосистеме.

Виды-эдификаторы — виды-доминанты (чаще растения, иногда животные), играющие главную роль в определении состава, структуры и свойств экосистемы путем создания среды для всего сообщества (в ельнике — ель, в березняке — береза и т. д.).

■ Например , в еловом лесу освещенность значительно меньше, а температура воздуха ниже, чем в лиственном; дождевые воды, стекающие с крон елей, имеют кислую реакцию, а под деревьями формируется мощная подстилка из очень медленно разлагающейся хвои с низким содержанием гумуса. В результате ель в процессе своей жизнедеятельности настолько изменяет условия среды, что данный биотоп становится непригодным для существования многих видов организмов и заселяется только видами, хорошо приспособленными к жизни в таких условиях.

Роль редких и малочисленных видов: они увеличивают разнообразие связей в сообществе и служат резервом для замещения видов-доминантов.

■Чем специфичней условия среды, тем беднее видовой состав и выше численность отдельных видов. И наоборот, в богатых сообществах все виды малочисленны.

■ Чем выше видовое разнообразие, тем устойчивее сообщество.

Пространственная и экологическая структуры биогеоценоза

Пространственная структура — распределение организмов (в основном растений) по достаточно четко ограниченным в пространстве (по вертикали и/или по горизонтали) элементам структуры — ярусам и микрогруппировкам .

Ярусы характеризуют вертикальное расчленение фитоценозов. Их образуют надземные вегетативные органы растений и их корневые системы.

■ Основной фактор, определяющий вертикальное распределение растений, — количество света, обусловливающее температурный и влажностный режимы на разных уровнях над поверхностью почвы в биогеоценозе. Верхние ярусы образуются светолюбивыми и лучше приспособленными к колебаниям температуры и влажности воздуха растениями; в нижних ярусах обитают растения, менее требовательные к свету.

■ Ярусы хорошо выражены в лесу (древесный, кустарниковый, травянистый, моховой и т.д.). Животные также распределены по ярусам (обитатели кустарников, мохового покрова, почвы и т. д.).

■ Подземная ярусность фитоценозов выражена слабо или отсутствует. Как правило, общая масса подземных органов закономерно снижается сверху вниз.

Мозаичность — расчлененность (неоднородность) биогеоценоза по горизонтали, выражающаяся в наличии в нем различных микрогруппировок, которые различаются видовым составом, количественным соотношением разных видов, продуктивностью и другими признаками и свойствами.

Мозаичность обусловлена:
■ неоднородностью микрорельефа;
■ особенностями биологии размножения и формы растений;
■ деятельностью растений, животных и человека (образованием муравейников, вытаптыванием травостоя, выборочной вырубкой деревьев и др.).

Экологическая структура БГЦ — это соотношение различных экологических групп организмов, составляющих данный биогеоценоз.

■ Разнообразие и обилие представителей той или иной экологической группы зависят от условий среды (в пустынях преобладают приспособленные к жизни в условиях недостатка воды растения ксерофиты и животные ксерофилы; в водных сообществах — растения гидрофиты и животные гидрофилы и т.д.) и складываются в течение длительного времени в определенных климатических, почвенно-грунтовых и ландшафтных условиях строго закономерно.

■ Это разнообразие обеспечивает высокую плотность организмов в расчете на единицу территории, их максимальную биологическую продуктивность и оптимальные конкурентные отношения.

Сообщества со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав, так как одни и те же экологические ниши могут занимать разные виды (пример: одну и ту же экологическую нишу в европейской тайге занимает куница, в сибирской — соболь).

Трофическая структура экосистемы. Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах

Все организмы в любой экосистеме объединяет общность питательных веществ и энергии, необходимых для поддержания жизни. Необходимое условие существования экосистемы — постоянный приток энергии извне. Основным способом движения веществ и энергии в экосистеме является питание.

Трофический уровень — совокупность организмов, объединенных типом питания.

Различают следующие трофические уровни:

■ первый уровень образуют автотрофные организмы (продуценты ), создающие органические вещества из неорганических за счет солнечной энергии;

■ второй трофический уровень образуют травоядные животные (консументы 1-го порядка: гусеницы бабочек, мыши, полевки, зайцы, козы и т. п.), потребляющие органические вещества, созданные растениями-продуцентами;

■третий трофический уровень составляют плотоядные животные (консументы 2-го порядка: хищные насекомые, насекомоядные птицы и т.п.), поедающие мелких травоядных животных;

■ четвертый трофический уровень образуют плотоядные животные (консументы 3-го порядка : хищные птицы и звери), потребляющие консументов 2-го порядка, и т.д.

Плотоядные животные могут переходить с третьего на четвертый уровень и обратно, а также на более высокие трофические уровни.

Трофическая (пищевая) цепь (или цепь питания ) — ряд организмов, связанных друг с другом пищевыми взаимоотношениями (путем поедания одних видов другими) и составляющих определенную последовательность, по которой осуществляется круговорот веществ и поток энергии в экосистеме путем их передачи с одного трофического уровня на другой.

■ Отдельными звеньями трофической цепи являются организмы, принадлежащие к разным трофическим уровням.

Трофическая сеть экосистемы — сложное соединение всех характерных для данной экосистемы цепей питания, в которых звенья одной цепи являются составными частями других цепей.

■ Трофическая сеть отражает трофическую структуру экосистемы.

❖ Типы трофических цепей:

■ пастбищные цепи (цепи выедания или потребления ) начинаются с фотосинтезирующих организмов-продуцентов: на суше : растения → насекомые → насекомоядные птицы → хищные птицы; или растения → растительноядные млекопитающие → хищные млекопитающие; в море : водоросли и фитопланктон → низшие ракообразные (зоопланктон) → рыбы → млекопитающие (и частично птицы). Пастбищные цепи преобладают в морях на относительно небольших глубинах.

■ детритные цепи (цепи разложения ) начинаются с отмерших мелких остатков растений, трупов и экскрементов животных (детрита ): детрит → питающиеся им микроорганизмы-редуценты (бактерии, грибы) → мелкие животные (детритофаги: дождевые черви, мокрицы, клещи, ногохвостки, нематоды) → хищники (птицы, млекопитающие). Такие цепи наиболее распространены в лесах, где более 90% ежегодного прироста биомассы растений отмирает, подвергаясь разложению сапро-трофными организмами и минерализации.

❖ Основные характеристики пищевой цепи внутри биогеоценоза: длина цепи, количество, размер и биомасса организмов на каждом трофическом уровне.

■ Цепь питания обычно состоит из 3-5 звеньев (трофических уровней) вследствие больших потерь энергии на построение новых тканей и дыхание организмов.

Продуктивность организмов каждого последующего трофического уровня пищевой цепи всегда меньше (в среднем в Ю раз) продукции предыдущего, поскольку:

■ консументами ассимилируется лишь часть пищи (остальное выделяется в виде экскрементов);

■ большая часть питательных веществ, всасываемых кишечником, расходуется на дыхание и другие процессы жизнедеятельности.

Экологическая пирамида — графическое изображение соотношения между численностями особей, биомассами или энергиями организмов, составляющих трофические уровни в экосистеме, выраженное в числе особей.

■ При этом отдельные звенья пищевой цепи изображают в виде прямоугольников, площадь которых соответствует численным значениям звеньев.

Типы экологических пирамид:

■ пирамида чисел графически отображает соотношение численностей особей разных трофических уровней экосистемы;

■ пирамида биомасс графически показывает количество биомассы (массы живого вещества) на каждом трофическом уровне;

■ пирамида энергии графически отображает величины потоков энергии, передаваемой с одного трофического уровня на другой.

❖ Свойства экологических пирамид:

■ высота пирамид определяется длиной пищевой цепи;

■ биомасса и численность особей каждого последующего звена в цепи питания прогрессивно уменьшается — правило экологической пирамиды; оно действует в большинстве (но не во всех) наземных экосистем; в таких экосистемах основания пирамид чисел и биомасс больше последующих уровней;

■ в водных экосистемах основания пирамид чисел и биомасс могут быть меньше, чем размеры последующих уровней (пирамиды перевернуты), что объясняется небольшими размерами организмов-продуцентов (одноклеточных водорослей -фитопланктона);

■ пирамида энергии в наземных и водных экосистемах всегда суживается кверху, так как энергия, затраченная на дыхание, не передается на следующий трофический уровень и уходит из экосистемы.

Самовоспроизводство. саморегуляция и устойчивость экосистем

Любая экосистема является сложной динамической системой, состоящей из многих сотен, иногда тысяч видов организмов, объединенных трофическими, топическими и другими связями.

Самовоспроизводство — способность экосистем воссоздавать поток энергии и обеспечивать круговорот основных веществ и элементов между живыми и неживыми компонентами.

■ Живые организмы извлекают из среды ресурсы и поставляют в нее продукты жизнедеятельности (растения используют световую энергию, СО 2 , Н 2 О, пополняют атмосферу О 2 ; животные поглощают из атмосферы О 2 , выделяют в нее СО 2 и т.д.).

Саморегуляция — способность населения экосистемы восстанавливать свой видовой и количественный состав после какого-либо отклонения, а также способность его различных видов существовать совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем.

■ Регулирующие факторы формируются в самой экосистеме: хищники регулируют численность своих жертв, деятельность травоядных животных влияет на растения и т.д.

Экосистемный гомеостаз — свойство относительного постоянства видового состава и численности особей различных видов в экосистеме, а также относительной стабильности и целостности генетической структуры экосистемы.

■ Указанное постоянство соблюдается лишь в среднем и отражает динамическое равновесие противоположно действующих факторов.

Устойчивость — способность экосистемы выдерживать изменения, вызванные внешними (природными или антропогенными) воздействиями, и восстанавливать связи и динамическое равновесие между основными ее компонентами, нарушенные внешним воздействием.

■ Устойчивость каждой экосистемы имеет свои пределы: если интенсивность или время действия внешнего воздействия превысит некоторый порог, экосистема может погибнуть.

♦ Факторы, обеспечивающие устойчивость и длительность существования экосистемы:
■ постоянный приток солнечной энергии;
■ общий круговорот веществ, осуществляемый продуцентами, консументами и редуцентами;
■ саморегуляция экосистемы;
■ биологическое разнообразие и сложность трофических связей организмов, входящих в ее состав;
■ возможность переключения организмов на питание другим видом взамен вида, ставшего редким (так как почти все виды животных могут использовать несколько источников пищи); при этом малочисленный вид, освобожденный от пресса выедания, постепенно будет восстанавливать свою численность;
■ высокий потенциал размножения основных групп организмов экосистемы (экосистема устойчива, если уменьшение осадков на 50% приводит к уменьшению массы продуцентов на 25%, травоядных консументов на 12,5%, хищных консументов на 6,2% и т.д.);
■ генетическое разнообразие особей популяций; чем оно выше, тем больший шанс у популяции иметь организмы с аллелями, ответственными за появление признаков и свойств, позволяющих выжить и размножаться в изменившихся условиях существования и восстановить прежнюю численность;
■ невысокая степень колебаний условий внешней среды. Например, высоко устойчивы тропические экосистемы, поскольку для тропиков характерны относительное постоянство температуры, влажности, освещенности. Наоборот, для тундры характерны резкие перепады температуры, влажности, освещенности, поэтому тундровые экосистемы менее устойчивы, и им свойственны резкие колебания численности популяций разных видов.

Основанные на знании законов динамики экосистем расчеты их продуктивности и потоков энергии позволяют регулировать численность популяций и круговорот веществ в экосистемах так, чтобы добиться наибольшего выхода необходимой для человека продукции.

Непродуманное вмешательство человека в экосистемы может нарушить природные цепи питания и привести к неконтролируемому росту или снижению численности особей определенных популяций и к нарушению природных экосистем.

Саморазвитие и сукцессия экосистем

Абсолютно устойчивое состояние экосистемы никогда не достигается по причине:
■ непостоянства условий внешней среды;
■ изменений, происходящих в самой экосистеме вследствие жизнедеятельности ее организмов.

Саморазвитие экосистемы — ее способность к циклическим и поступательным изменениям, вызванным различными причинами.
■ Циклические изменения обычно связаны с суточными и сезонными изменениями внешних условий и биологическими ритмами организмов.
■ Поступательные изменения вызываются постоянно действующими внешними или внутренними факторами и приводят к смене одного биогеоценоза другим (сукцессии).

Сукцессия — закономерная, последовательная, необратимая и направленная смена (на определенной территории) одного биогеоценоза другим.

Смена одного фитоценоза в экосистеме другим составляет сукцессионный ряд . При отсутствии нарушений сукцессия завершается образованием более устойчивого сообщества, находящегося в относительном равновесии с абиотической средой (ельник, дубрава, ковыльные степи, торфяное болото и др.).

❖ Причины сукцессий:

■ внешние : постоянно действующие внешние факторы: изменение на данной территории климата и почвенно-грунтовых условий (заболачивание, засоление), в том числе в результате хозяйственной деятельности человека (вырубки лесов, орошения земель в засушливых районах, осушения болот, внесения удобрений на луга, распашки, усиленного выпаса скота и т.д.);

■ внутренние: изменения, возникающие в биотопе вследствие жизнедеятельности организмов при длительном существовании популяций на одном месте, из-за чего биотоп становится малопригодным для одних видов, но пригодным для других. В результате на этом месте развивается другой, более приспособленный к новым условиям биоценоз.

Изменение условий среды обитания (биотопа) неизбежно приводит к изменению (смене) биоценоза. В результате на месте прежнего биогеоценоза (экосистемы) возникает новый. Ведущая роль в процессе смены биогеоценозов принадлежит растениям, хотя биогеоценозы изменяются как единое целое. Одновременно с изменением растительности изменяется и животный мир.

❖ Классификация сукцессий в зависимости от состояния и свойств среды:

■ первичные , начинающиеся на участках, лишенных почвы и растительности (на голых скалах, песчаных дюнах, образовавшихся водоемах, наносах рек, застывших лавовых потоках и т.п.; они длятся сотни и тысячи лет. Важнейшей стадией таких сукцессий является образование почвы путем накопления отмерших растительных остатков или продуктов их разложения;

■ вторичные , происходящие на месте сформировавшихся сообществ после их нарушения в результате эрозии, пожара, вырубки, засухи, вулканического извержения и т.п. Поскольку в таких местах обычно сохраняются богатые жизненные ресурсы, эти сукцессии протекают быстро (в течение десятков лет).

Агроиеноз

Агроценоз (или агробиоценоз ) — искусственно созданная человеком экосистема, структуру и функции которой он поддерживает и контролирует в своих интересах. Это сообщество организмов, обитающих на землях сельскохозяйственного пользования, занятых посевами или посадками культурных растений.

Примеры; поля, огороды, сады, парки, лесопосадки, пастбища, оранжереи, аквариумы, водоемы для разведения рыбы и т.п.

Роль человека в агроценозе: он создает агроценоз, обеспечивает его высокую продуктивность с помощью комплекса специальных агротехнических приемов, собирает и использует урожай.

❖ Роль агроценозов:

■ в настоящее время они занимают 10% всей поверхности суши (около 1,2 млрд, га) и ежегодно дают 2,5 млрд, т сельскохозяйственной продукции (около 90% всей пищевой энергии, необходимой человечеству);

■ они обладают огромными потенциалом для увеличения продуктивности, реализация которого возможна при постоянном, научно обоснованном уходе за почвой, обеспечении растений влагой и элементами минерального питания, охране растений от неблагоприятных абиотических и биотических факторов.

В состав агроценоза входят культурные растения, сорняки, насекомые, дождевые черви, мышевидные грызуны, птицы, бактерии, грибы и другие организмы, связанные между собой трофическими взаимоотношениями.

Пищевые цепи в агроценозе те же, что и в природной экосистеме: продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (насекомые, птицы, полевки, лисы) и редуценты (бактерии, грибы); обязательное звено пищевой цепи — человек.

❖ Отличия агроценозов от естественных биогеоценозов:

■ в агроценозах действует преимущественно не естественный, а искусственный отбор , который направлен человеком главным образом на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Это резко снижает экологическую устойчивость агроценозов, которые не способны к саморегуляции и самообновлению, не могут существовать самостоятельно (без поддержки человека) в течение более-менее длительного времени (превращаются в биогеоценоз) и могут погибнуть при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней;

■ в агроценозах отсутствует полный круговорот веществ и резко нарушен баланс питательных элементов (их основная часть изымается человеком при сборе урожая); для возмещения потерь необходимо постоянное внесение в почву различных питательных веществ в виде удобрений;

■ агроценозы, помимо солнечной энергии, имеют дополнительный источник энергии в виде энергии вносимых человеком минеральных и органических удобрений, химических средств защиты от сорняков, вредителей и болезней, энергии, затраченной на обработку почвы, орошение или осушение земель и т.д.;

■ смена агроценозов происходит по воле человека (в полевых агроценозах — севооборот );

■ продуктивность агроценозов выше , чем биогеоценозов.

♦ Методы повышения продуктивности агроценозов:
■ осушение и орошение почв;
■ борьба с эрозией (укрепление склонов, безотвальная вспашка, залуживание бывших торфяников);
■ нормированное внесение удобрений;
■ дозированное применение средств борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений;
■ применение биологических способов борьбы с вредителями;
■ использование высокопроизводительной техники;
■ выведение и использование новых высокоурожайных сортов культурных растений, устойчивых к болезням и вредителям;
■ соблюдение научно обоснованных севооборотов;
■ использование теплиц и парников;
■ применение методов выращивания овощей без грунта — гидропоники (в качестве субстрата используется гравий, орошаемый растворами солей) и аэропоники (субстрат отсутствует, а корни периодически опрыскиваются растворами минеральных солей).

Цель: выяснить, что такое факторы среды, их взаимодействие и влияние на биоценозы.

Сформировать знания учащихся о закономерностях влияния различных факторов среды на организм.
Научить школьников выявлять в природе основные факторы среды и давать им краткую сущностную характеристику.
Сформировать у учащихся познавательный интерес к процессу изучения различных типов экологических взаимодействий.
Расширить знания школьников о влиянии человека и его хозяйственной деятельности на окружающую природу.

Оборудование:

таблицы с изображением животных, иллюстрирующие приспособленность их к среде обитания;
презентация;
компьютер;
мультимедийный проектор.

Тип урока: комбинированный, систематизирующий ЗУН.

Методы обучения: эвристическая беседа, объяснительно-иллюстрированный, частично поисковый с элементами исследовательской работы.

Основные понятия и термины урока: абиотические, биотические и антропогенные факторы среды.

Приёмы деятельности учителя: введение в тему; рассказ с опорой на знания из курса биологии за 6 класс; организация и закрепление в форме биологических задач и тестов в ходе изучения материала.

Организация деятельности учащихся: отработка отдельных, касающихся темы данного урока, элементов опорного конспекта; ответы на биологические задачи и тесты в ходе закрепления; обобщение знаний.

ПЛАН УРОКА

I. Организационный момент.

III. Представление учебного проекта.

V. Домашнее задание.

I. Организационный момент.

II. Изучение нового материала с закреплением.

Каждый организм в процессе своей жизни испытывает воздействие разнообразных экологических факторов.

Показ слайда № 1 и слайда № 2 (Приложение 1)

Зависимость каждого организма и любой популяции от абиотических, биотических и антропогенных факторов можно показать на примере всем известного растения пшеницы.

Показ слайда №3 (Приложение 1)

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Климат является главным фактором внешней среды. Основные компоненты климата – свет, температура, влажность. Все они относятся к абиотическим факторам.

Различные животные могут отрицательно или положительно реагировать на свет, что тесно связано с их образом жизни. Воздействие света на организмы может иметь, например, следующие последствия:

наступление периода размножения у птиц (при увеличении длины светового дня);
суточные и сезонные ритмы у растений и животных;
подготовка к перелётам птиц;
наступление стадии покоя у насекомых;
начало цветения у растений;
изменение интенсивности процесса фотосинтеза у растений, а также их скорости роста и развития.

На жизнедеятельность различных организмов очень серьёзно влияет температурный фактор. Его воздействие может приводить, например, к следующим последствиям:

ускорение или замедление темпов эмбрионального развития у рыб, земноводных, пресмыкающихся и других животных;
увеличение или уменьшение двигательной активности;
наступление периода летней или зимней спячки;
изменение интенсивности питания;
активизация или ослабление процесса дыхания;
наступление периода размножения;
начало сокодвижения у растений;
увеличение или уменьшение скорости прорастания семян.

Верхний температурный предел жизни – 45-50° С тепла. Это связано с тем, что при температуре выше 50° С, как правило, начинается необратимое разрушение белка.

Изменение температурного фактора по-разному влияет на организмы холоднокровных и теплокровных животных. В первом случае это приводит к понижению интенсивности процессов жизнедеятельности, а во втором – к их активизации.

Третьим важнейшим экологическим фактором является влажность. Роль этого фактора в жизни растений, животных, грибов, микроорганизмов связана с тем, что вода:

входит в состав различных клеточных структур;
принимает участие в растворении и транспортировке многих веществ в клетке;
обеспечивает терморегуляцию в организме;
образует внутриклеточную среду, необходимую для нормального функционирования различных органоидов.

Вопрос учащимся: назовите приспособления растений и животных к низкой влажности воздуха и почвы.

Совместное рассуждение.

Биологическая задача № 1

Даны животные: черепаха, ящерица, божья коровка (жук).

Объясните, в чём проявляется зависимость насекомых и пресмыкающихся от такого фактора среды как температура? Почему большинство этих наземных животных в период активности не переносят холода и погибают?

III. Представление учебного проекта

Показ-представление учебного проекта “Влияние абиотических факторов среды на амфибионтов”, см. Приложение 2.

Вывод № 1: к основным абиотическим факторам относятся температура, свет, влажность.

БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Популяции биологических видов, живущие в пределах одного ареала, могут вступать друг с другом в экологические взаимодействия разных типов.

Показ слайда № 4 (Приложение 1).

Биологическая задача № 2

Жизнь животных зависит не только от абиотических факторов среды. Как вы это понимаете? Какое значение для животных имеют растения? Приведите примеры взаимосвязи растений и животных.

Вывод № 2: взаимодействия между особями и популяциями одного или разных видов называется биотическими факторами.

АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ

На первых этапах своей эволюции человек общался со многими другими биологическими видами “на равных”, и его влияние на природную среду не выходило за пределы её возможностей к самовосстановлению. Однако дальнейший прогресс человеческого общества привёл к всё более усиливающемуся воздействию на природу. В ряде случаев это воздействие привело к полному вымиранию многих видов животных и растений. В настоящее время антропогенные факторы можно рассматривать как важнейшую силу, преобразующую природную среду, населённую различными видами живых организмов.

Показ слайда № 5 (Приложение 1)

Антропогенные факторы могут отрицательно влиять не только на окружающую нас природную среду, но и на самого человека. Разнообразные источники загрязнения, возникновение которых непосредственно связано с деятельностью человека, выбрасывают в окружающую среду огромное количество химических веществ, представляющих серьезную опасность для здоровья человека. Возникающие по этим причинам болезни сокращают жизнь каждого из нас.

Показ слайда № 6 (Приложение 1)

Вопрос учащимся: назовите положительные воздействия, которые человек оказывает на природу.

Вывод № 3: человечество обязано ограничить своё отрицательное воздействие на природу, проявляющееся в прямом истреблении биологических видов, загрязнении среды обитания промышленными отходами.

IV. Закрепление: тест-контроль.

I-е задание

Подберите к вопросам правильные ответы.

1) Все компоненты природной среды, влияющие на состояние организмов, сообществ, называют факторами:

а) абиотическими,

б) биотическими,

в) экологическими,

г) антропогенными.

2) Что относится к биотическим факторам среды:

а) растения, животные, грибы, бактерии,

б) температура воды, атмосферное давление,

в) влажность, солёность воды.

II-е задание

Закончите недописанные фразы.

1) Взаимоотношения между организмами, соревнующимися за одни и те же ресурсы среды, имеющиеся в недостатке называются…

Ответ: конкуренцией.

2) Взаимоотношения организмов в биоценозе называются…

Ответ: биотическими отношениями.

3) В биосфере живые организмы активно взаимодействуют друг с другом. Характер этих взаимодействий – предмет изучения науки…

Ответ: экологии.

V. Домашнее задание.

§ 54 учебника (Биология: Животные: Учебник для 7 классов общеобразоват.учеб.заведений / В.В.Латюшин, В.А.Шапкин. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002)
Вопрос 1 и 2 – устно, вопрос 3 – письменно (стр.274).

Литература

Биология: Животные. Учебник для 7-го классов общеобразоват.учеб.заведений / В.В.Латюшин, В.А.Шапкин. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.
Кулев А.В. Исследовательская работа школьников по изучению земноводных // Биология в школе. 1993. № 4.
Ноздрачев А.Д., Поляков Е.Л. Анатомия лягушки. – М.: Высшая школа, 1994.
Чернова Н.М. Учителю биологии об основах экологии (лекции). – М. Педагогический университет “Первое сентября”, 2006.

7 класс Учебник Биология. Животные. 7 класс Авторы: Латюшин В.В., Шапкин В.А.

Называть основные среды жизни.

Описывать условия среды обитания.

Приводить примеры положительного и отрицательного влияния человека на природу.

Объяснять влияние среды обитания на животных. создание условий для развития представлений о влиянии человека на окружающую среду и необходимости рационального природопользования.

Воспитание биологического мышления, любви к природе.

· представлений о значении биологических знаний в жизни человека

· Развивать умения работать в группах, анализировать, сравнивать, выделять главное, устанавливать причинно-следственные связи; развивать умения работать со справочной литературойПосмотрите фрагмент мультфильма

Что такое среда обитания?

Тема урока Факторы среды и их влияние на биоценозы (тетрадь)

- это совокупность условий жизни, прямо или косвенно действующая на живые организмы (термин в тетрадь) стр 272

С чем связан метаморфоз лягушки (изменение среды изменяющиеся условия)

Работа с учебником - прочитайте стр 273 до пункта Антропогенные факторы

Сейчас мы выполним небольшое тренировочное упражнение по определению экологических факторов. Прочитайте отрывок из книги Н. Сладкова «Разноцветная земля», в котором речь пойдёт о тайге (Зелёной земле), а вам надо будет так же, в два столбика выписать все знакомые экологические факторы. (учащимся раздаётся текст на парты)

Зелёная земля (Тайга)

Там светлые боры-сосняки. Тут тёмные пятна ельников. Голубые извивы рек. Чёрные гари, пропахшие дымом. Жёлтые зыбуны-болота. И синие, туманные, бескрайние дали. Самый большой лес на земле. Тайга.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Тема Факторы среды и их влияние на биоценозы

Называть основные среды жизни.

Описывать условия среды обитания.

Приводить примеры положительного и отрицательного влияния человека на природу.

Воспитание биологического мышления, любви к природе.

представлений о значении биологических знаний в жизни человека

Развивать умения работать в группах, анализировать, сравнивать, выделять главное, устанавливать причинно-следственные связи; развивать умения работать со справочной литературой

Задачи урока:

повторить понятийный аппарат по теме Развитие и закономерности размещения животных на Земле
закрепить причины устойчивости биоценозов, значение звеньев биоценоза
выявить факторы среды, влияющие на жизнь биоценоза
научиться составлять логические связи между понятиями
развивать умение работать с литературным текстом, используя знания биологии

Ход урока

I.Организационный момент.

Рефлексия. Как вы оцениваете свою готовность к уроку (смайлики)

II. Актуализация знаний.

Составление понятийной карты в парах и индивидуально по теме Развитие и закономерности размещения животных на Земле (карта на парте)

Проблемные вопросы по д.з

Вопрос 1. Докажите, что пространственная и временная ярусность повышают устойчивость биоценоза .

(Пространственная и временная ярусность позволяет большому количеству видов уживаться на одной территории, так как обеспечивает более широкое использование света, тепла, влаги и тем самым уменьшает конкуренцию. А у сообщества с большим видовым разнообразием шире возможность приспособления к меняющимся условиям живой и неживой природы, т. е. выше устойчивость.)

Вопрос 2. Приведите известные вам примеры, подтверждающие наличие временной или пространственной ярусности у животных.

(Примером пространственной ярусности у животных может служить распределение гнездовий у птиц. Есть виды птиц, гнездящиеся на земле (куриные, тетеревиные, овсянки, коньки и др.), в кустарниковом ярусе (снегири, славки, соловьи, певчие дрозды и др.), в кронах деревьев (корольки, щеглы, зяблики и др.). Временную ярусность иллюстрируют различные календарные сроки гнездования. Так, например, зяблики выводят птенцов весной, а клесты - зимой)

Вопрос 3. Почему есть консументы II и более порядков, но нет продуцентов II порядка ?

(Продуцентами являются организмы, которые производят первичные органические вещества из неорганических. Например, растения, используя энергию солнца, производят их из углекислого газа и воды. Поэтому продуцентов II порядка быть не может. Все они относятся к первому трофическому уровню. Консументы - это потребители органических веществ. Их можно разделить на растительноядных и хищных, т. е. отнести к I и II порядку)

Вопрос 4. Почему в естественных биоценозах значительно реже, чем в искусственных, наблюдаются случаи массового размножения вредителей? (Это объясняется тем, что в естественных биоценозах видовой состав и взаимоотношения между видами сбалансированы. Внедрение в устойчивую систему естественного биоценоза инородного вида и его массовое размножение затруднительно. В искусственном же биоценозе законы взаимодействия между видами направленно нарушены (для получения высокой продуктивности одного вида) и массовому размножению вредителей нет естественных преград.)

III. Изучение нового материала.

Посмотрите фрагмент мультфильма

В каком биоценозе происходят события?

Какой процесс в жизни главного героя показан?

Что характерно для представителей данного класса?

В каких биоценозах герой может обитать?

Что такое среда обитания?

Тема урока Факторы среды и их влияние на биоценозы (тетрадь)

- это совокупность условий жизни, прямо или косвенно действующая на живые организмы (термин в тетрадь) стр 272

С чем связан метаморфоз лягушки (изменение среды изменяющиеся условия)

Работа с учебником - прочитайте стр 273 до пункта Антропогенные факторы

Заполните таблицу Экологические факторы

Зелёная земля (Тайга)
Тайга – самый огромный на земле лес. Царство колючей хвои. Сосны, пихты, кедры и ели. Тяжелый гул зеленых вершин. Унылый скрип обомшелых стволов. Сыро, сумрачно, глухо. Пахнет прелью и таежной водой. Корни-выворотни, словно медведи, поднялись на дыбы, растопырили косматые лапы.
Ни ярких цветов, ни пёстрых бабочек. Не видно птиц, не слышно зверей. Все прячутся и таятся. Лишь осторожная тень проскользнёт в чаще. Дрогнет задетая кем-то ветка, распрямится примятая кем-то трава. И опять тишина и безлюдье.
Тропа выбита звериными лапами и копытами. Человеку трудно идти звериной тропой. Ноги то тонут во мху, то скользят на упругой хвое. Суковатые валежины цепляются за одежду, еловые лапы бьют по лицу. И чёрные дупла старых осин следят за тобой, словно чьи-то глаза.
Хорошо смотреть на зелёную тайгу с горы.

Пример заполнения таблицы учащимися, после прочтения текста:

Экологические факторы Таблица №2

Физкультминутка - ладошки, уши, улыбка

Ребята, среди экологических факторов выделяют не только биотические и абиотические, но еще и антропогенные.

Антропогенные факторы и будут объектом нашей дальнейшей работы на уроке

Ребята, значение понятий «биотические» и «абиотические факторы» вам уже известно, давайте определимся в понятии антропогенные факторы . Вам знакомы слова с таким же корнем?

(Ответы учащихся: антропология, антропогенез, антрополог . Если учащиеся затрудняются, учитель помогает им).

Значение слов: антропос и генезис

Запишите значение этих слов в рабочий лист.

(от греч. «антропос» -человек, «генез»-происхождение).

Давайте теперь попробуем сформулировать определение: антропогенные факторы это…

(Звучат ответы учащихся. Обычно, после проделанной работы, у учащихся не возникает сложностей, но если вдруг заминка произошла, то необходимо попросить учащихся обратиться к справочной литературе на их столах и учебнику).

Запишите определение в ваши тетради

Антропогенные факторы – это факторы, связанные с деятельностью человека в природе.

Актуальность темы

Ребята, к какому царству живой природы принадлежит человек? (К царству животные).

Не кажется ли вам, что «человеческий фактор» можно было бы занести в группу «Биотические факторы»? Какая, по вашему мнению, причина заставила ученых и ряд исследователей выделить его в отдельную категорию. (Звучат ответы, догадки, домыслы)

Учитель обобщает и дополняет ответы учащихся рассказом:

На заре развития человечества степень воздействия людей на среду обитания не отличалась от воздействия других организмов. Но в настоящее время влияние человека на окружающую среду стало таким огромным, что нуждается в пристальном изучении и контроле со стороны человека.

По своим последствиям воздействия человеческого общества на среду обитания могут быть положительными и отрицательными.

Пользуясь своими знаниями, учебником «наполните» чаши весов в ваших рабочих листах

Ребята, какой вывод можно сделать, глядя на заполненные чаши весов? (отрицательное воздействие превышает положительное). Запишите результат в ваши рабочие листы

А что плохого в том, что отрицательного воздействия больше? (учащиеся перечисляют последствия для живой природы, в том числе и для человека). Какой вывод можно сделать? (Пагубное воздействие человека на окружающую среду негативно отражается на жизни и здоровье самого человека) .

4. Подведение итогов. ОЦЕНИВАНИЕ

1. Фронтальная беседа.

Что сегодня узнали на уроке?
Задайте вопрос к новой теме
Какие группы факторов мы можем выделить

2. Рефлексия.

Выберите смайл, который соответствует вашей работе на этом уроке.

Итак …придешь домой и расскажешь о………….

5. Домашнее задание

Информация о домашнем задании.

Параграф 54, определения, вопросы в конце параграфа 1-3

Творческое задание. Нарисовать плакат, или сочинить стихотворение на тему: «Земля – наш дом»

Предварительный просмотр:

Дата

Ф.И.

КАРТА ПОНЯТИЙ

РАЗВИТИЕ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ЖИВОТНЫХ НА ЗЕМЛЕ

Стрелками покажите, как связаны эти понятия между собой и напишите над стрелками, в чем суть данной связи

АТАВИЗМЫ
РУДИМЕНТЫ
БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ
ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР
НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ
ИЗМЕНЧИВОСТЬ
ГОМОЛОГИЧНЫЕ ОРГАНЫ
ЭВОЛЮЦИЯ
ПАЛЕОНТОЛОГИЯ
ЭМБРИОЛОГИЯ
АНАТОМИЯ
ДИВЕРГЕНЦИЯ
ВИДООБРАЗОВАНИЕ
АРЕАЛ ОБИТАНИЯ
МИГРАЦИЯ
ЭНДЕМИК
КОСМОПОЛИТ
РЕЛИКТ
ЧАРЛЬЗ ДАРВИН
АРХИОПТЕРИКС

В каких биоценозах герой может обитать?

Прочитайте и выпишите в два столбика все знакомые экологические факторы

Зелёная земля (Тайга)

Тайга – самый огромный на земле лес. Царство колючей хвои. Сосны, пихты, кедры и ели. Тяжелый гул зеленых вершин. Унылый скрип обомшелых стволов. Сыро, сумрачно, глухо. Пахнет прелью и таежной водой. Корни- выворотни, словно медведи, поднялись на дыбы, растопырили косматые лапы.
Ни ярких цветов, ни пёстрых бабочек. Не видно птиц, неслышно зверей. Все прячутся и таятся. Лишь осторожная тень проскользнёт в чаще. Дрогнет задетая кем-то ветка, распрямится примятая кем-то трава. И опять тишина и безлюдье.
Тропа выбита звериными лапами и копытами. Человеку трудно идти звериной тропой. Ноги то тонут во мху, то скользят на упругой хвое. Суковатые валежины цепляются за одежду, еловые лапы бьют по лицу. И чёрные дупла старых осин следят за тобой, словно чьи-то глаза.
Хорошо смотреть на зелёную тайгу с горы.
Там светлые боры-сосняки. Тут тёмные пятна ельников. Голубые извивы рек. Чёрные гари, пропахшие дымом. Жёлтые зыбуны-болота. И синие, туманные, бескрайние дали. Самый большой лес на земле. Тайга.

Николай Сладков «Разноцветная земля»

Пользуясь своими знаниями «наполните» чаши весов

Почему есть консументы II и более порядков, но нет продуцентов II порядка?

05.02.2016 Факторы среды и их влияние на биоценозы

Экологические факторы Абиотические факторы Биотические факторы 1. Освещенность. 2. Температура. 3. Влажность. 4. Почва. 5. Горные породы и др. 1. Животные, их влияние на окружающую природу. 2. Растения, их влияние на окружающую природу. Прочитайте учебник стр 273 до статьи Антропогенные факторы Экологические факторы Абиотические факторы Биотические факторы

Абиотические факторы Биотические факторы – «сумрак», т.е. недостаток света; – «сыро», т.е. повышенная влажность; – тишина; – заболоченность, деревья во влажной почве падают – «корни- выворотни»; – отсутствие ветра- «пахнет сыростью, прелью», «обомшелые стволы». – наличие зверей, в том числе хищных; – птицы; – густая хвойная растительность: сосны, кедры, пихты, ели; – осины (тоже растут во влажной почве); – моховая растительность говорит о заболоченности. Абиотические факторы Биотические факторы

Параграф 54, определения, вопросы в конце параграфа 1-3 Творческое задание. Нарисовать плакат, или сочинить стихотворение на тему: «Земля – наш дом» Семашкова Елена Александровна учитель биологии ГБОУ СОШ 348 Санкт-Петербург

Данный урок проводится в рамках ФГОС при изучении раздела «Биоценозы». В ходе урока учащиеся знакомятся с понятием «среда обитания». С помощью учебной ситуации моделируются представления о факторах среды, влияющих на жизнедеятельность организмов. Учащиеся учатся их опознавать и определять значение этих факторов в жизнедеятельности животного в рамках взаимодействия с живой и неживой природой. Особое влияние уделяется значению антропогенного фактора среды.

Просмотр содержимого документа
«КОНСПЕКТ Факторы среды и их влияние на биоценозы»

План-конспект

урока по теме

«Факторы среды и их влияние на биоценозы»,

Составлен

учителем биологии

высшей квалификационной категории

МАОУ «Лицей №78 им. А. С. Пушкина» города Набережные Челны

Сальниковой Гульзерой Рустамовной

г. Набережные Челны

Название УМК: Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология. Животные. М., Дрофа, 2012.

Предмет : Биология

Класс : 7

Тема урока : Факторы среды и их влияние на биоценозы

Место и роль урока в изучаемой теме: Второй урок в теме «Биоценозы»

Тип урока: Изучение нового материала с использованием мультимедийной технологии

Цель урока: сформировать знания учащихся о среде обитания, факторах среды обитания, их взаимодействии и влиянии на биоценозы; о роли антропогенного фактора и его воздействии на среду обитания животных и их жизнь. Сформировать умение характеризовать влияние факторов среды на процессы жизнедеятельности организмов, приводить примеры. Воспитание биологического мышления, бережного отношения к природе.

Задачи урока:

Образовательные: рассмотреть понятие среда обитания организмов, сформировать представления об экологических факторах (биотические, абиотические, антропогенные), рассмотреть влияние антропогенных факторов на биоценозы; формировать умения структурировать излагаемый материал, составлять схемы (формировать метапредметные универсальные учебные действия); выяснить в ходе совместной деятельности с учащимися, какие экологические факторы и как влияют на животный мир.

Развивающие: развивать познавательные универсальные учебные действия: анализ, синтез, умение сравнивать, выделять главное; продолжить работу по развитию интеллектуальных способностей учащихся: внимание, память, речь, мышление.

Воспитательные: воспитывать познавательный интерес; продолжить работу по развитию навыков и приемов умственной деятельности учащихся: сравнивать, обобщать; творчески мыслить.

Предметные УУД: определяют понятия: «среда обитания», «абиотические факторы среды», «биотические факторы среды», «антропогенные факторы среды»

Познавательные УУД: характеризуют взаимосвязь организмов со средой обитания, влияние окружающей среды на биоценоз и приспособление организмов к среде обитания.

Регулятивные УУД: ставят учебную задачу на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено

Коммуникативные УУД: используют адекватные языковые средства для отображения своих чувств, мыслей и побуждений

Личностные УУД: Формирование основ экологической культуры.

Методы, приемы работы : информационный, частично поисковый, объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, контроля и самоконтроля, рефлексия по окончанию урока.

Необходимое оборудование и материалы : Компьютер (Microsoft Office 2007), медиапроектор, экран.

Формы организации учебной деятельности : Фронтальная, индивидуальная, самостоятельная.

Использованная литература:

Латюшин В. В., Шапкин В. А. Биология. Животные. 7 класс. – М.: Дрофа, 2012 г.

Парфилова Л. Д. Тематическое и поурочное планирование по биологии. – М. Экзамен, 2006.

План урока.

№ п/п	Этапы урока	Время
	Организационный момент.
	Постановка целей урока и актуализация знаний.
	Изучение нового материала а) изучение понятия «среда обитания» б) изучение понятий «экологический фактор», виды экологических факторов
	Закрепление
	Итог урока

Технологическая карта урока

Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность ученика
1. Организационный момент	Приветствие, настрой на плодотворную работу во время урока	Приветствуют учителя.
2. Постановка целей урока и актуализация знаний.	Тема нашего урока «Факторы среды и их влияние на биоценозы». Что мы должны вспомнить? Дайте определение понятию «биоценоз». Итак, что же мы должны узнать на этом уроке?	Что такое биоценозы? Биоценоз – это совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих конкретный участков суши или водоема, характеризующийся определенными взаимоотношениями между собой и приспособленность к условиям среды обитания. Что такое среда, какие существуют факторы среды и как они влияют на биоценозы.
3. Домашнее задание	С каким параграфом мы будем работать на уроке?	С параграфом 54. Записывают домашнее задание
4. Изучение нового материала а) изучение понятия «среда обитания»	Обратите внимание на слайд. Что объединяет этих животных? Что же такое среда обитания? Найдите ответ на стр. 273. Вновь обратим внимание на слайд. Какие среды обитания данных животных представлены? А какую среду обитания занимают глисты, вши, блохи? Верно, отразим это в виде схемы. Как вы думаете отличаются ли эти среды обитания по специфике условий? Какая среда обитания была заселена живыми организмами первой? Почему? В какой среде обитания больше всего кислорода? Меньше? В какой среде обитания больше всего воды? Меньше? Какая среда имеет минимальную плотность? Максимальную? Какая из сред максимально освещена? Минимально? Какая среда характеризуется минимальными перепадами температуры?	Они обитают в одной среде обитания. Работа с текстом учебника. Среда обитания – это совокупность условий жизни, прямо или косвенно действующая на живые организмы. Водная, наземно-воздушная, почвенная. Организменную. Записывают схему Водная, так как жизнь зародилась в воде. Водная. Наземно-воздушная. Наземно-воздушная. Почвенная. Наземно-воздушная. Почвенная. Наземно-воздушная. Организменная. Организменная.
б) изучение понятий «экологический фактор», виды экологических факторов	Как вы думаете, влияет ли среда обитания на организмы? А как она влияет? Найдите, пожалуйста, на стр. 273 первый абзац, как называются условия среды влияющие на организмы. [Учебная ситуация] Сейчас мы с вами попробуем рассмотреть влияние среды на конкретный организм. Пусть это будем мышка. А сколько выделяют факторов среды? Перечислите их, пожалуйста. Запишем это в виде схемы. Давайте выделим эти факторы на нашем примере с мышкой, для этого каждый экологический фактор будем обозначать определенной фигурой. Например, абиотические – овал, биотические – прямоугольник, антропогенные – треугольник. Учитель совместно с учениками работает со слайдом 7, происходит само- и взаимопроверка понимания учащимися учебного материала. Теперь нам необходимо составить характеристику экологических факторов. Делимся по рядам. 1 ряд – абиотические факторы 2 ряд – биотические факторы 3 ряд – антропогенные факторы	Организмы вынуждены приспосабливаться к среде обитания. Работа с текстом учебника. Условия среды, влияющие на живые организмы биоценозов называются экологическими факторами или факторами среды. Записывают определение в тетради. Рисуют в тетради посередине листа мышку и стрелками показывают факторы, влияющие на нее. Абиотические, биотические и антропогенные. Записывают схему в тетради. Работа с текстом учебника и тетрадью. После окончания работы учащиеся дополняют друг друга и дописывают схему.
5. Закрепление	Определить среду обитания животного. Распределить факторы на три группы: абиотические, биотические, антропогенные. Поедание малины медведем. Холодная зима. Выбросы вредных веществ в атмосферу. Опыление растений насекомыми. Минеральный состав и содержание гумуса в почве Симбиоз бобовых растений и клубеньковых бактерий Эрозия почв в результате загрязнения химическими элементами Ультрафиолетовое излучение Рельеф местности Лесной пожар, возникший из-за окурка.
6. Итог урока	Рефлексия. Итак, что же мы сегодня изучали? Как мы это изучали? Что нового узнали? Все ли из запланированного мы изучили? Что понравилось? Что не понравилось? Выставление оценок. Спасибо за урок.