Форма работы: индивидуальная, электронное обучение.
Урок изучения нового материала
Цель: изучить понятие устойчивости экосистемы, выяснить причины смены экосистем.
Основные понятия: биоценоз, сукцессия, устойчивость экосистем, смена экосистем.
Используемая литература: учебник Общая биология 11 класс, В.И.Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова, изд. Дрофа 2014 год
Интернет-ресурсы https://www.google.com/search?q=%D1%81%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B0+%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC+%D0%BD%D0%B0+%D0%BC%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B5+%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0&tbm=isch&source=univ&sa=X&ved=2ahUKEwiPzrSBodvoAhVlAxAIHS_SBUAQsAR6BAgHEAE&biw=1343&
Ход урока.
1. Организационный этап.
Познакомимся с понятием сукцессий, изучим причины смены экосистем и их устойчивость. Определим последовательность этапов смены экосистем.
2. Основная часть.
Причины устойчивости экосистем. Каждая экосистема – это динамическая структура, состоящая из сотен и даже тысяч видов продуцентов, консументов и редуцентов, связанных друг с другом сложной сетью пищевых и непищевых взаимоотношений. Устойчивость экосистемы зависит от её видового многообразия и сложности цепей питания. Чем сложнее и разветвлённее цепи, тем стабильнее существование экосистемы. Экологические возможности разных видов так дополняют и компенсируют друг друга, что в случае незначительных изменений условий окружающей среды сложная система сохраняет свою целостность.
Каждый вид в составе экосистемы представлен популяцией, поэтому стабильное существование экосистемы определяется стабильным существованием входящих в неё популяций. Изменение внешних условий воздействует на некоторые виды неблагоприятно, их численность уменьшается, и они могут вовсе исчезнуть из экосистемы. Такое направленное увеличение или уменьшение численности особей какой-либо популяции может привести к изменению экосистемы в целом. Например, при резком увеличении численности копытных в степной зоне может произойти полное уничтожение растительности. Нарушение травяного покрова вызовет ветровую эрозию почвы, и верхний плодородный слой может быть полностью уничтожен. Количество копытных в отсутствие основного корма снизится, но это не приведёт к автоматическому восстановлению растительности в экосистеме.
Абсолютно неизменной и статичной может быть только неживая система. Даже в самых стабильных экосистемах в зависимости от сезона, времени суток, погодных влияний происходят определённые изменения. Если эти изменения отражают некие циклические процессы во внешней среде, они не приводят к направленному преобразованию экосистемы. Все показатели такой экосистемы колеблются около некой средней величины, т. е. поддерживается динамическое равновесие.
Равновесное состояние экосистемы означает, что то количество продукции, которое синтезируют зелёные растения и другие продуценты, в энергетическом отношении соответствует потребностям экосистемы. В этом случае биомасса экосистемы остаётся постоянной, а положение экосистемы равновесным. Если затраты в экосистеме снизятся, она не сможет перерабатывать всю продукцию, и органическое вещество начнёт накапливаться, если энергозатраты повысятся – исчезать. В обоих случаях равновесие нарушится, что вызовет изменение сообщества. Эти изменения могут затронуть видовое разнообразие, структуру пищевых цепей, продуктивность и другие показатели системы, что в конце концов приведёт к смене экосистем.
Смена экосистем. Этот процесс заключается в том, что в определённом районе в строго
определённой последовательности происходит закономерная смена популяций различных видов. Как правило, это очень длительный процесс, однако иногда изменения в экосистеме можно проследить на протяжении жизни нескольких поколений. Примером таких быстрых изменений может служить зарастание небольшого озера (рис. 80).
Сначала по периметру озера образуется сплавина – сплошной ковёр плавающих растений, которые, погибая, опускаются на дно водоёма. В придонных слоях в условиях нехватки кислорода редуценты не успевают перерабатывать все отмирающие части растений и животные остатки. В результате образуются торфяные отложения, озеро постепенно мелеет и превращается в болото. В дальнейшем болото зарастает с краёв, превращаясь в луг, а позднее в лес. Таким образом, полностью меняется видовой состав и растительной, и животной части экосистемы. На месте бывшего озера формируется экосистема леса.
Рис. 80. Смена сообществ при зарастании водоёма. Растительность продвигается от берегов к центру водной поверхности (А). Этот процесс продолжается, и озеро постепенно заполняется торфом (Б, В). После того как озеро полностью заполнится торфом, на его месте вырастает лес (Г)
Экосистемы всегда стремятся к сохранению равновесия, поэтому при смене экосистем каждая последующая стадия развития длительнее и устойчивее предыдущих.
В природе смены экосистем происходят постоянно и характеризуются определёнными закономерностями: увеличивается видовое разнообразие, нарастает общая биомасса, усложняются цепи питания. Всё это постепенно приводит к формированию стабильных сообществ.
Конечный этап развития экосистем зависит от климатических, почвенных, водных и топографических условий. В одних районах земного шара наиболее устойчивым сообществом будет лес, в других – степь, а в третьих – тундра. С течением времени условия на земном шаре постепенно изменяются в том или ином направлении, и то сообщество, которое было стабильным в определённый период исторического развития, спустя тысячи лет уступит место иному стабильному сообществу, чья структура соответствует изменившимся условиям. Так, более 10 тыс. лет назад в эпоху последнего оледенения на месте нынешних широколиственных листопадных лесов находилась тундра.
Если не считать землетрясений, оползней, извержений вулканов и других природных катастроф, естественные смены экосистем происходят постепенно. Однако вмешательство человека часто вызывает резкие и глобальные изменения, приводящие к нарушениям или гибели экосистем.
3. Обобщение материала.
Записать конспект в тетрадь
а) Причины устойчивости экосистем
Экосистема – это динамическая структура, состоящая из продуцентов, консументов и редуцентов, связанных друг с другом сложной сетью пищевых и непищевых взаимоотношений. Чем сложнее и разветвленнее цепи, тем стабильнее существование экосистемы.
Абсолютно неизменной и статичной может быть только неживая система. Все показатели экосистемы колеблются около средней величины – поддерживается динамическое равновесие. Равновесное состояние экосистемы означает, что то количество продукции, которое синтезируют зелёные растения и другие продуценты, в энергетическом отношении соответствует потребностям экосистемы. Изменения затрагивающие видовое разнообразие, структуру пищевых цепей, продуктивность и другие показатели системы приводят к смене экосистем.
б) Смена экосистем – строго определенная последовательность смены популяций различных видов. Это длительный процесс, протекающий на протяжении нескольких поколений.
Рассмотреть процесс зарастания озера и смены экосистем. (стр 157.)
Экосистема всегда стремится к сохранению равновесия, поэтому при смене экосистем каждая последующая стадия развития длительнее и устойчивее предыдущих.
3. Домашнее задание
Составить схему смены экосистемы елового леса на месте лесного пожара. Указать примерную продолжительность существования каждой популяции. Например: однолетние травы -1 год, многолетние травы от 2 до 5 лет, кустарнички и кустарники от3 до 7 лет и т.д.
4. Литература. https://www.google.com/search?q=%D0%BE%D0%B1%D1%89%D0%B0%D1%8F+%D0%B1%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F+11+%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81+%D1%81%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2+%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C+%D0%BE%D0%BD%D0%BB%D0%B0%D0%B9%D0%BD&oq=%D0%BE%D0%B1%D1%89%D0%B0%D1%8F+%D0%B1%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F+11+%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81+&aqs=chrome.6.69i57j0l7.17993j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8