Презентация к уроку по теме «Изменения в природных экосистемах. Смена биогеоценозов».

1. Презентация к уроку по теме «Изменения в природных экосистемах. Смена биогеоценозов». Подготовлена Сафьяновой Лидией Петровной учителем биологии высшей квалификационной категории МКОУ «Лахденпохская средняя школа », Республика Карелия.

2. Цели и задачи Цели урока: • Показать соответствие процессов, протекающих в биогеоценозах, основным законам природы. • Продолжить воспитание у учащихся бережного отношения к окружающей среде, активной жизненной позиции в решении вопросов охраны природы. Задачи урока: • Обобщить и расширить знания учащихся об изменениях в биогеоценозах. • Научить школьников выявлять внешние и внутренние причины смены биогеоценозов. • Убедить учащихся в том, что знания об изменениях в биогеоценозах необходимы для их охраны.

3. Сукцессия • Сукцессия — это последовательная смена сообществ в одном местообитании. Это направленный, контролируемый сообществом процесс, ведущий к определенному состоянию. • Основная причина сукцессий — отсутствие равновесия между продукцией и дыханием в экосистеме, то есть неравновесность экологического баланса. Это приводит к изменению запаса органики в экосистеме и, в конечном счете, к изменению сообщества.

4. Факторы, вызывающие сукцессии Смена сообщества Экзогенетическая – Смену вызывают внешние по отношению к нему факторы. Эндогенетическая – Смена возникает в результате процессов внутри сообщества

5. Смена сообществ. Для развития биоценозов в ходе сукцессии характерен целый ряд общих закономерностей: постепенное увеличение видового разнообразия, смена доминирующих видов, усложнение цепей питания, увеличение в сообществах доли видов с длительными циклами развития, усиление взаимовыгодных связей в биоценозах и т. д. Рис. 1. Смена сообществ при зарастании водоема Сафьянова Л.П. Рис. 2. Смена мелких организмов в сенном настое

8. Зарастание водоёма При зарастании водоема со дна обычно наблюдаются следующие стадии (Лепилова, 1934): 1. Господство планктона. 2 . Подводные луга с глубины 5, иногда 6 м, до нижнего предела существования растительности макрофитов. 3. Заросли широколиственных рдестов, развитые на глубинах 3-5 м 4. Заросли растений с плавающими листьями, развитые на глубинах 2-3 м, иногда более (до 5 м) 5. Пояс камыша и тростника. Развит с глубины 0,5 до 2-3 м, редко глубже 6. Прибрежная растительность мелководий. Обитает от уреза воды до глубины 0,5 м,. 7. Прибрежная растительность. Сафьянова Л.П.

10. Естественные сукцессии. Сафьянова Л.П.

11. Типы сукцессий Гетеротрофная Автотрофная В ней последовательно сменяют друг друга группы детритофагов и редуцентов и связанные с ними хищники и паразиты. Начинаются «от нуля», где практически не было жизни, которая в ходе сукцессии осваивает новое пространство;

12. Виды сукцессий Автогенные Деградационные Гетеротрофные Автотрофные Виды, последовательно сменяя друг друга, используют какой-либо один ограниченный ресурс: листовой спад, труп животного, навоз, упавшее дерево. Первичная Вторичная осваивает новое пространство, где практически не было жизни начинается после полного или частичного разрушения экосистемы под влиянием нарушений

13. Развитие сообществ на вновь образовавшихся, ранее не заселенных местообитаниях (субстратах), где растительность отсутствовала — на песчаных дюнах, застывших потоках лавы, породах, обнажившихся в результате эрозии или отступления льдов, то такая сукцессия называется первичной Лишайники и мхи Камни

14. Первичная сукцессия • Первичная сукцессия — сукцессия, которая шла там, где не было запасов органического вещества от прежних сообществ.

15. Вторичная сукцессия (восстановительная) проходит в местообитаниях, где сохранились остатки органического вещества от предыдущих этапов развития данной экосистемы

16. Вторичные сукцессии. Лес до пожара Лес после пожара Например, после пожара в еловом лесу ель не может возобновиться сразу, так как ее проростки не выдерживают конкуренции светолюбивых и быстрорастущих трав: кипрея (иван-чая), вейника и др. Климакс — это конечный этап развития биоценоза, когда сообщество приходит в равновесие со средой и его энергопродукция приближается к энергопотреблению. Сафьянова Л.П.

17. Вторичные сукцессии Вырубка – причина вторичной сукцессии, происходящей на месте сформировавшегося биоценоза после его нарушения. Эта сукцессия под действием внешних причин, в данном случае хозяйственной деятельности человека, будет еще и экзогенной сукцессией. Вторичные сукцессии (зарастание вырубки) требуют для восстановления устойчивого сообщества – климакса – сотен лет. Сафьянова Л.П.

18. Смена биогеоценозов. Изменение экологических факторов Нарушение круговорота веществ в биогеоценозе, изменение видового состава. Смена одного биогеоценоза другим. В стабильных биогеоценозах происходят определённые изменения. Изменение почвы и климата. Изменение характера растительности. Изменение животного мира. Сафьянова Л.П.

19. Естественная смена биогеоценоза. Сафьянова Л.П.

20. Растения эдификаторы • Эдификаторы – преобладающие в фитоценозах виды растений с сильно выраженной средообразующей способностью. • Лиственница хорошо переносит суровые климатические условия, доживает до 500 и более лет.

21. Деградационная сукцессия Лишайники на дереве Заселение пня При ней виды, последовательно сменяя друг друга, используют какой-либо один ограниченный ресурс. Это может быть листовой спад, труп животного, навоз, упавшее дерево. Сукцессия здесь проходит довольно быстро — в течение нескольких месяцев или лет. Любая мертвая органика (детрит) используется микроорганизмами или животными детритофагами

22. Смена лесного биогеоценоза. Первыми из деревьев на вырубках, местах пожарищ, залежах, брошенных лугах поселяются березы. Березняк – лес недолговечный. Его развитие продолжается примерно 100–150 лет и сменяется характерным зональным типом растительности – например, широколиственным лесом или ельником. В динамике естественных растительных сообществ может проходить смена доминирующего вида. Так, во влажные годы среди злаков преобладает лисохвост, а в сухие – костер и пырей. Сафьянова Л.П.

23. Изменения экосистем во времени • Суточные изменения В суточном ритме меняются и функциональные параметры экосистемы – интенсивность фотосинтеза и переработки первичной биологической продукции во вторичную • Сезонные изменения. В зависимости от сезона года существенно различаются и функциональные параметры экосистемы. • Многолетние (разногодичные) изменения. Под влиянием климатических особенностей года (динамики температуры, количества осадков, паводков в пойменных экосистемах) изменяется величина первичной и вторичной биологической продукции. • В целом любые циклические изменения экосистем – это отражение их пластичности, т.е. приспособленности состава, структуры и функции к колебаниям условий среды и жизненным циклам «ключевых» видов.

24. Климаксная экосистема • заключительное, относительно устойчивое состояние сменяющих друг друга экосистем, возникающее в результате смен, или сукцессий, и в значительной мере соответствующее экологическим условиям определенной местности Климаксное сообщество Биологическое разнообразие Сложные пищевые цепи Ельник (еловый лес) — типичный пример климаксного сообщества, развивающегося на некоторых суглинистых почвах Сосновый лес как климаксное сообщество, наоборот, развивается на песчаных и супесчаных почвах Множество экологических ниш

25. Закономерности сукцессии по Клементсу. • Возникновение незанятого жизненного участка • Миграция на него различных организмов или их зачатков. • Приживание их на данном участке. • Конкуренция организмов между собой и вытеснение отдельных видов • Преобразование живыми организмами местообитания, постепенная стабилизация условий и отношений. Этапы сукцессии • Разрушение горных пород лишайниками, накопление органических и минеральных веществ. • Рушение бактериями и грибами органических веществ, созданных лишайниками, продолжение накопления минеральных веществ в почве. • Появление травянистых растений. • Появление кустарников, скрепление почвы корнями. • Появление леса. • Увеличение количества видов, усложнение пищевых цепей. • Возникновение саморегуляции и устойчивости. Сафьянова Л.П.

26. Общие закономерности сукцессии • Линейные пищевые цепи с преобладанием травоядных животных превращаются в сложные пищевые цепи. Все большую роль в них начинают играть детритоядные формы (потребители мертвой органики). • Размеры организмов по ходу сукцессии растут. • Общее количество органических веществ, скапливающихся в экосистеме, на первых порах (в пионерных биоценозах) невелико, но неуклонно возрастает. Одновременно увеличивается видовое и биохимическое разнообразие. • Отношение валовой продукции к дыханию, превышающее единицу в пионерных сообществах, стремится к единице в климаксных биоценозах. Отношение же валовой продукции к биомассе, вначале высокое, начинает уменьшаться. Это отношение соответствует скорости обновления сообщества.

27. Это надо знать. Неустойчивые экосистемы, в которых не сбалансирован круговорот вещества, легко наблюдать на примере зарастания прудов или мелких озер. В таких водоемах, особенно если в них смываются с окружающих полей удобрения, бурно развиваются и прибрежная растительность, и различные водоросли. Растения не успевают перерабатываться водными обитателями и, отмирая, образуют на дне слои торфа. Озеро мелеет и постепенно прекращает свое существование, превращаясь сначала в болото, а затем – в сырой луг. Если водоем небольшой, такие изменения могут протекать достаточно быстро, за несколько лет. Сафьянова Л.П.

28. Эвтрофирование водоёма, опустынивание. Опустынивание и засуха – процессы связанные, и их совместный эффект оказывается особенно губительным. Среди процессов опустынивания выделяют следующие этапы: сокращение растительного покрова, ветровую и водную эрозию почвы, засоление почв, исчезновение многолетних растений (в первую очередь деревьев и кустарников), наступление песков. Эвтрофикация – процесс повышения уровня первичной продукции вод из-за увеличения концентрации биогенных элементов. Для пресноводных водоемов такими служат в основном фосфор и иногда азот. Биогенные элементы могут поступать путем смыва удобрений с полей, со стоками, с атмосферными осадками, в результате эрозии и распашки почв, сведения лесов. Сафьянова Л.П.

29. Значение леса. Сафьянова Л.П.

30. Последствия вырубки лесов Вырубка леса Увеличение размаха воздушных течений Понижение испарения Потеря зелёного покрова Земли ПОНИЖЕНИЕ ИСПАРЕНИЯ ПОТЕРЯ ЗЕЛЁНОГО ПОКРОВА ЗЕМЛИ УВЕЛИЧЕНИЕ РАЗМАХА ВОЗДУШНЫХ ТЕЧЕНИЙ Пониженная способность к сохранению влаги Вымывание верхнего слоя почвы Пониженное выпадение дождей Увеличение незащищённости почвы от солнечных лучей Выветривание верхнего слоя почвы засуха Жизнь растений не может восстановиться Затвердение почвы Сафьянова Л.П. наводнения опустынивание

31. Выполни задание • Какое климаксовое сообщество характерно для вашей местности? • Назовите последовательные стадии зарастания заброшенного поля в вашей местности. • Почему сукцессия на заброшенном поле постепенно замедляется? • Почему неуравновешенная система гибнет? • Могут ли в процессе естественного отбора сохраняться устойчивые экосистемные отношения? • Какие экосистемы подвержены большей опасности гибели – относительно молодые или старые? Почему? Сафьянова Л.П.

32. Антропогенные сукцессии • Большинство сукцессий, наблюдаемых в настоящее время, антропогенные, т.е. они происходят в результате воздействия человека на природные экосистемы. Это выпас скота, рубка лесов, возникновение очагов возгорания, распашка земель, затопление почв, опустынивание и т.п.

33. Влияние человека на экосистемы. Современный уровень устойчивости экосистем, Карта нарушенности природных экосистем [2]. Сафьянова Л.П.

34. Ответь на вопросы. 1.Экологи считают, что в северных районах лес можно рубить и вывозить только зимой по глубокому снегу. Объясните, почему 2.Какие изменения в популяциях растений с красными цветками могут возникнуть в результате интенсивного сбора цветущих экземпляров на букеты: а)популяция исчезнет б)видимых изменений не произойдёт в)возможны изменения в структуре ареала г)возможны изменения в морфофункциональной организации растений 3. Почему в национальных парках и заповедниках посетителям можно ходить только по дорожкам или тропинкам? Сафьянова Л.П.

35. Это интересно • Водоем, как и любой биоценоз, — целостная система, взаимосвязи в которой порой бывают очень сложны. Так, уничтожение бегемотов в некоторых африканских озерах привело к исчезновению рыбы. Фекалии бегемотов служили естественным удобрением водоемов и основой развития фито- и зоопланктона. • Россия издавна славилась жемчугом, добытым из раковин жемчужниц. Личинки пресноводных двустворчатых моллюсков европейской жемчужницы первые недели могут развиваться только на жабрах лососевых — семги, форели, хариуса. Перевылов лососей в северных реках сократил численность жемчужниц. Теперь без моллюсков реки очищаются недостаточно эффективно, и икра лосося не может в них развиваться.

36. Домашнее задание • Приведите конкретные примеры влияния деятельности человека на экосистемы вашего города и района. § 86 учебник А.А. Каменский, Е.А Крискунов, В.В. Пасечник «Общая биология 10 – 11 классы

37. Литература • 1. Т.А. Козлова, Т.С. Сухова, В.И. Сивоглазов «Экология» книга для учителя Москва «Школа – Пресс» 1966 год • 2. Одум Ю. Экология: В 2 т. - М.: Мир, 1986. • 3. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека Среды: Словарь-справочник . - М.:Просвещение, 1992. - 320 с. • 4. Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология. • - М.: Высш. шк., 1988. - 272 с. http://blog.webyana.ru/?page_id=136http://readtiger.com/wkp/ruhttp://www.coolreferat.comhttp://ours-nature.ru/b/book/5/page/9-glava-9-ekosistemihttp://spbk100.narod.ru/literatura/ekologiya/ekology/ecology2.htm Интернет ресурсы Сафьянова Л.П.