Сезонные изменения в биоценозе кратко
Обновлено: 02.07.2024
Материал учебной темы "Биогеоценотический уровень жизни" по программе И.Н. Понамарёвой в 10 классе содержит большое количество терминов и новых понятий, которые могут потеряться в процессе изучения материала. В связи с этим изучение темы проходит с опорой на составляемую учащимися совместно с учителем по ходу урока карту темы.
Создавать общую картину темы необходимо, опираясь на примеры из живой природы, накопленные в процессе изучения биологии и личных наблюдений.
В конце каждого урока проводится срезовая работа, имеющая три уровня, которые позволят определить уровень усвоения материала.
Разработка может быть использована в общеобразовательных учреждениях (основной общеобразовательной школе; средней (полной) общеобразовательной школе, в т.ч. с углубленным изучением отдельных предметов; центре образования; гимназии).
Оборудование: мультипроекторная установка
Обзор предыдущего урока учащимися
Учитель: В дикой природе невозможно увидеть неизменную, неосвоенную жизнью, территорию. Будь-то вулканический остров, песчаная дюна или земляная горка выбросов кротов и т.д. всё в ближайшее время заселится живыми организмами. Идет восстановление, типичных для климата, природных сообществ. Однако прежде на этих местах возникает ряд сообществ, которые, сменяя друг друга, подготовят дорогу для конечного результата. Эти сообщества по структуре и функционированию могут решительно отличаться от конечного результата, допустим леса, которые разовьются на данном участке.
Развитие биоценозов, при котором наблюдается замена во времени одного сообщества живых организмов другими, принято называть экологической сукцессией.
Например, зарастание небольших озер можно проследить на протяжении одного или нескольких поколений людей.
Развитие леса на оставленном поле является примером сукцессии, происходящей в ясно выраженном автотрофном состоянии, ибо в первый момент появляются автотрофные организмы. Такая сукцессия носит название автотрофной. Видовой состав организмов меняется от года к году, а в сообществе идет накопление органического вещества.
Если рассмотрим как пример реку, загрязненную большим количеством органических отбросов (сточные воды от птицефабрик), то это органическое вещество активно используется гетеротрофами. Это - гетеротрофная сукцессия. Она завершается после того, как исчерпан излишек органического вещества.
Поток энергии, проходящий через сообщество, в ходе гетеротрофной сукцессии падает.
Она завершается после того, как исчерпан излишек органического вещества. В противоположность этому при автотрофном типе сукцессии поток энергии может даже возрастать.
При избытке ресурса всегда найдутся виды, которые его могут освоить. При недостатке ресурса часть видов вымрет. Такие изменения и составляют сущность экологической сукцессией. Главная особенность этого процесса состоит в том, что изменения сообщества всегда происходят в направлении к равновесному состоянию.
Основная причина неустойчивости экосистем - несбалансированность круговорота веществ.
Если в биоценозах деятельность одних видов не компенсирует деятельность других, то условия среды неминуемо изменяются. Популяции меняют среду в неблагоприятную для себя сторону и вытесняются другими видами, для которых новые условия экологически более выгодные. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не сформируется уравновешенное сообщество, которое способно поддержать баланс веществ в экосистеме.
Таким образом, в природе происходит саморазвитие экосистем от неустойчивого состояния к устойчивому
Для саморазвития биоценозов 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.
Саморазвитие экосистем начинается на любом участке суши, который обнажился: на осыпях, отмелях, сыпучих песках, голых скалах, обвалах горных пород и т.д.
Это первичные сукцессии. Они проходят ряд закономерных этапов.
(Вместе с учащимися).
На первом этапе обнажившийся участок заселяется случайно попадающими сюда организмами из окружающих местообитаний: семенами, спорами, летающими и ползающими насекомыми, расселяющими грызунами, птицами и т.д.
На втором этапе прижившиеся виды осваивают и изменяют окружающую среду, еще не мешают друг другу.
На третьем этапе обостряются конкурентные отношения, так как освоена территория полностью. Часть видов вытесняется и заменяется новыми. Процесс постепенной смены видового состава может длиться достаточно долго.
На конечном этапе устанавливается постоянный состав сообщества. Виды ?аспределены по экологическим нишам, не мешают друг другу, связаны пищевыми цепями и взаимовыгодныни отношениями, осуществляющими круговорот веществ.
Такие биогеоценозы называют коренными, кпнечными или климаксовыми.
Вторичная сукцессия относится к сообществам, которые развиваются на месте уже существовавшего ранее сформированного сообщества. Примером являются изменения, происходящие после раскорчевки и запашки площадей, вырубки леса и т.д.(примеры учащихся)
Такие смены можно назвать восстановительными.
Смена внезапная, не свойственная биогеоценозам, называется катастрофическая. Пример (учащиеся): пожары, затопления, деятельность вулканов : .
Вековые смены экосистем охватывают длительные периоды времени. Они происходят в связи с изменениями климата на планете, рельефа и других свойств поверхности Земли.
Вопрос: Что можно рассказать по годичным кольцам на спиле вековых деревьев? Вековые смены экосистем отражают историю развития биосферы.
В любом биогеоценозе всегда совершаются какие-то изменения:
- в состоянии жизнедеятельности членов сообществ,
- в соотношении популяций видов,
- в свойствах биотопа.
Такие изменения осуществляются в течение суток, сезона или года. Многие из них регулярно повторяются. Такие изменения называют циклическими.
В отличие от смены биогеоценозов, циклические изменения не производят принципиальных изменений в свойствах природного сообщества, не меняют его функциональной устойчивости, а отражают лишь комплекс приспособлений экосистемы в целом к суточной, сезонной и годичной динамике (изменениям) условий существования.
Суточные изменения характеризуются суточными ритмами активности процессов жизнедеятельности.
Примеры учащихся. Активность животных меняется - времени суток (ночные бабочки, совы, в ночное время раскрываются пахучие, светлые цветки). Это дает рациональное использование ресурсов биотопа, а значит, повышается устойчивость биогеоценоза.
Сезонные изменения связаны с контрастными условиями периодов года (теплого-холодного, влажного-сухого).
Примеры учащихся: Миграции птиц и млекопитающих; изменения у растений (листопад).
Основная роль в регуляции сезонных ритмов у животных организмов принадлежит изменениям в продолжительности дня и ночи, которые тесно связаны с годовым изменением температуры. Весной вслед за удлинением дня повышается температура, а осенью с укорочением дня она снижается. Следовательно, длина дня служит сигнальным фактором, определяющим направление всех биологических процессов.
Реакцию живых организмов на продолжительность светового периода суток называют фотопериодизмом.
Большое влияние на жизнедеятельность биогеоценозов оказывают годичные циклические изменения. Изучая спилы деревьев - долгожителей можно четко проследить циклические изменения климата, связанные с активностью Солнца.
Суточные, сезонные и годичные изменения биогеоценоза не приводят к его смене, но доказывают тесную зависимость от условий внешней среды. А это очень важно знать человечеству в век интенсивного использования природных ресурсов. Превращение нашей биосферы в один обширный ковер пахотных земель таит в себе огромную опасность.
Человечество, с его интенсивным ростом численности, заинтересовано в высокой продуктивности сообществ. Уничтожая естественные стабильные экосистемы, мы подвергаем окружающую среду к неминуемым сукцессионным изменениям, которые при неграмотном управлении могут привести к экологической катастрофе.
Остатки цивилизаций и пустыни, возникновение которых обязано деятельности человека, является прекрасным доказательством того, что человек никогда не осознавал свою тесную связь с природой, необходимость приспосабливаться к естественным процессам, а не командовать ими.
I. Составить по памяти схему " Основные процессы. Изменения."
II. Как регулируются сезонные ритмы у живых организмов? Ответ обоснуйте
III. Опишите виды экологических сукцессий. Ответ обоснуйте.
VI. Почему чужеземные виды растений чаще всего внедряются в местную растительность по обочинам дорог, насыпям, берегам рек, пашням и другим подобным местообитаниям и не приживаются в лесах, на лугах или в степях?
- Учебник "Общая биология " И.Н.Пономарева (10 класс) пп.28,29.
- Составить карту " Изменения биогеоценозов".
Основные обобщенные, прогнозируемые результаты изучения темы:
1. формируется представление о целостности и устойчивости окружающего мира, о хрупкости живой природы, активно реагирующей на разные формы воздействия;
2. развиваются способности:
* выделять основные понятия темы, несущие главную смысловую информацию,
* сопоставлять, обобщать, анализировать тексты,
* формировать общую картину изучаемого материала,
* подводить смысловой итог.
3. воспитывается уважение к окружающей живой природе, её значение для жизни человечества.
Список используемой литературы
1. Энциклопедия " Экология". М., " Аванта". 2004.
2. Учебник " Экология" Е.А.Криксунов (9 класс) " Дрофа", 1995.
3. Учебник " Основы экологии" Н.М.Чернова (9 класс) " Просвещение", 1998.
В любом биогеоценозе всегда происходят какие-то изменения — в состоянии жизнедеятельности его компонентов, в соотношении популяций видов и в свойствах биотопа. Такие изменения происходят в течение суток, сезона или года. Многие из них регулярно повторяются, нося циклический характер.
Повторяющиеся изменения, происходящие в биогеоценозе в течение суток, сезона или года, называют циклическими изменениями.
В отличие от смены биогеоценоза, циклические изменения не производят принципиальных изменений в свойствах природного сообщества, не меняют его функциональной устойчивости, а отражают лишь комплекс приспособлений экосистемы в целом к суточной, сезонной и годичной динамике (изменениям) условий существования.
Обусловленные годовым ритмом сезонные изменения видового состава биогеоценоза не меняют его общую характеристику, так как закономерно повторяются из года в год. Например, ежегодные относительно дальние осенние перелеты птиц из биогеоценозов, где идет их гнездование и выкармливание птенцов, в область зимовок с последующим возвращением обратно в весенний период повторяются каждый год.
Суточные изменения в биогеоценозе
Обычно суточные изменения в экосистеме выражены тем сильнее, чем более значительной оказывается разница температур, влажности, освещенности и других факторов среды днем и ночью. Суточные изменения характеризуются суточным ритмом активности процессов жизнедеятельности видов, населяющих биогеоценоз.
Суточные движения листьев фасоли: 1 — лист днем; 2 — лист ночью
У растений это выражается в суточном движении побегов, листьев и цветков, в том, что фотосинтез идет только в светлое время суток, большинство видов раскрывает цветки днем, всасывание питательных веществ корнями тоже более активно совершается днем. В дневное время в лесах умеренной зоны господствуют насекомые, птицы и некоторые животные отличающиеся дневной активностью. В ночное время в тех же биогеоценозах проявляется активность животных, ведущих ночной образ жизни: ночных бабочек, жаб, ежей, из птиц — козодоя, совы, многих млекопитающих. В ночное время раскрываются пахучие, светлые цветки некоторых видов растений, в опылении которых участвуют ночные животные.
Суточные изменения обеспечивают разделение активности жизнедеятельности популяций видов в биогеоценозе во времени, что позволяет снизить уровень конкуренции между видами. Тем самым видам со сходными потребностями в ресурсах биотопа открывается возможность сосуществовать на общей территории. Расхождение видов во времени по суточной активности приводит к усложнению структуры биогеоценоза, повышению биологического разнообразия в нем и более полному использованию ресурсов биотопа.
Суточные изменения приводят к усложнению структуры биогеоценоза и тем способствуют его устойчивости.
Сезонные изменения биогеоценозов
Сезонные изменения наиболее отчетливо выражены в климатических зонах и областях с контрастными условиями теплого и холодного (или сухого и влажного) периодов года. Известно, что в неблагоприятные сезоны года ряд видов мигрирует в районы с лучшими условиями существования. Миграции широко распространены среди птиц и млекопитающих. У растений также наблюдаются значительные сезонные изменения в активности жизнедеятельности — в зависимости от сезона растения меняют интенсивность фотосинтеза и накопления биомассы. Развитие побегов, цветение и плодоношение, развертывание листьев и листопад — это все сезонные явления в жизни растений, во многом определяющие внешний вид и структуру биогеоценоза.
Увеличение числа активных видов (летом) или уменьшение (зимой) влечет за собой изменение структуры биогеоценоза, общего уровня круговорота веществ и потока энергии в нем, но не меняет самого биогеоценоза.
Сезонные изменения выражаются не только в степени активности видов, но и в количественном соотношении отдельных видов (в зависимости от сезонных миграций животного населения, от циклов его развития и размножения и продолжительности жизни особей). Если в течение года несколько раз посетить один и тот же биогеоценоз, например широколиственный лес, можно установить, что его облик очень сильно меняется в течение лета. Это обусловлено тем, что различные виды растений цветут в разное время, а в период цветения они достигают наибольшей степени участия в жизнедеятельности экосистемы. Некоторые виды вообще заметны только в период цветения. Например, очень ранней весной, до раскрытия листьев на деревьях, появляются раннецветущие растения (подснежники). Их цветение непродолжительно, но массово. Спустя некоторое время цветущие побеги отмирают, и летом их уже не найти.
Обычно первыми начинают цвести печеночница и селезеночник, чуть позже зацветают хохлатка и гусиный лук желтый, за ним цветет медуница, затем чина весенняя, ветреница дубравная и лютичная, чуть позже — примула-баранчик. Их цветение, разное по окраске — голубое, синее, лиловое, желтое, белое и розовое, — одно за другим сменяет друг друга. Сроки массового цветения этих видов очень коротки. И у многих их представителей все надземные побеги, дав плоды, к лету отмирают, а их место занимают другие виды трав. С появлением листьев на деревьях и кустарниках меняются условия освещения для травянистых растений. В это время цветущими оказываются лишь виды, имеющие белые цветки (купена, звездчатка, ландыш), которые лучше видны насекомым.
Изменение количества активно функционирующих видов в биогеоценозе в течение года обусловлено не только глубокими (наследственными) адаптациями к переживанию неблагоприятных сезонных условий существования (нехватки света, холода, бескормицы), но и коадаптациями к максимальному использованию благоприятных весенних или летних условий для сосуществования с другими видами, для успешного развития, размножения и расселения.
Годичные циклические изменения
Такие изменения связаны с циклическими многолетними изменениями климата, обусловленные активностью Солнца в виде его 11-летнего, векового и еще более длительных циклов, вызванных различными космическими влияниями. Циклы изменений среды в разные годы оказывают заметное влияние на жизнедеятельность населения биогеоценозов. Это хорошо заметно на примере многолетних растений — деревьев-долгожителей, у которых периодичность годичных изменений условий среды проявляются в величине годичных приростов и толщине годичных колец.
Подобные исследования имеют большое значение, позволяя по колебаниям годичных приростов у деревьев реконструировать колебания климатических условий в прошлые десятилетия и даже столетия, особенно в случаях, когда нет непосредственных метеорологических данных о климате в тот период времени.
Суточные, сезонные и годичные изменения биогеоценоза, хотя и не ведут к его смене, но свидетельствуют о динамическом характере его функционирования в зависимости от условий внешней среды, что оказывается важным фактором регуляции устойчивости не только биогеоценотических, но и многих биосферных процессов.
1)Периодические. В биоценозе отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность. Она обусловлена циклами в природе. Все нижеперечисленные периодичсекие изменения не изменяют саму сущность биоценоза => не приводят к смене биоценоза.
*Суточные изменения- связаны с изменением силы экологич.факторов среды (освещенность, t, влажность и тд) при смене дня и ночи.
Набл-ся во всех географ.зонах, даже там где нет смены дня и ночи. Динамика биоценоза – в изменении активности организмов. В течение суток может происходить миграция орг-мов (планктон). Суточная динамика носит строго периодический хар-р и в основном связана со сменой активности, в рез-те чего изменяются кач. характеристики биоцеза.
*Сезонные изменения- связаны с изменением силы экологич.факторов, но при смене сезонов. Закл-ся не только в активности организмов, но и в колич.соотношении. Некоторые иды почти полностью искл-ся в отд.периоды (спячка, миграции, анабиоз).
Сезонной изм-ти подвержены и ярусы. Некотоеы из них могут исчезать. Сезонные изменения больше всего выражены от экватора к полюсам..
*Многолетние – обусловлены периодичностью локальных изменений климата, которые связаны с изм-нием общей циркуляции атм-ры, обусловлены усилением/ослаблением солнечной акт-ти.
2)Непериодические изменения- не имеют закономерного повторения во времени.
*Случайные – выз-ся резким изменением силы экологич.факторов, из-за природных катаклизмов. Непредсказуемы, не имеют закономерности протекания.
*Поступательные – происходят в 1 направлении, т.к вызываются однонаправленным изм-нием силы экологич.ф-ров либо в сторону усиления, либо- ослабления. В итоге они приводят к смене 1 биоценоза другим.
Экологическая СУКЦЕССИЯ – закономерный исторический процесс последовательной смены 1 биоценоза другим в рез-те направленного изменения абиотического окружения.
Термин был введен в науку Клементсом. Основная его позиция: изменение во времени – естетсв.св-во биоценоза.
ПРИМЕР: первопричиной смены растит.биоценоза он считал изм-ние отд. климатических ф-ров или их комплексов, а реакция экосистем в иже последств. Смены биоценозов – адаптивный ответ на экосистемном ур-не.
Сукцессия по Клементсу завершается формированием биоценоза, наиб.адаптированного к климатич.условиям и называется климаксовой стадией/климаксом.
Ряд неустойчивых биоценозов, которые сменяют друг друга во времени – сукцессионные серии, асами биоценозы – сериальные стадии.
*Сукцессии бывают первичными(экосистема возникает на безжизненном месте,) и вторичными (сообщество развивается на месте уже существующего). *Бывают автотрофные (растущий лес), гетеротрофные (расходуется больше вещества, чем производится), климаксная система (состояние равновесия).
1)Периодические. В биоценозе отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность. Она обусловлена циклами в природе. Все нижеперечисленные периодичсекие изменения не изменяют саму сущность биоценоза => не приводят к смене биоценоза.
*Суточные изменения- связаны с изменением силы экологич.факторов среды (освещенность, t, влажность и тд) при смене дня и ночи.
Набл-ся во всех географ.зонах, даже там где нет смены дня и ночи. Динамика биоценоза – в изменении активности организмов. В течение суток может происходить миграция орг-мов (планктон). Суточная динамика носит строго периодический хар-р и в основном связана со сменой активности, в рез-те чего изменяются кач. характеристики биоцеза.
*Сезонные изменения- связаны с изменением силы экологич.факторов, но при смене сезонов. Закл-ся не только в активности организмов, но и в колич.соотношении. Некоторые иды почти полностью искл-ся в отд.периоды (спячка, миграции, анабиоз).
Сезонной изм-ти подвержены и ярусы. Некотоеы из них могут исчезать. Сезонные изменения больше всего выражены от экватора к полюсам..
*Многолетние – обусловлены периодичностью локальных изменений климата, которые связаны с изм-нием общей циркуляции атм-ры, обусловлены усилением/ослаблением солнечной акт-ти.
2)Непериодические изменения- не имеют закономерного повторения во времени.
*Случайные – выз-ся резким изменением силы экологич.факторов, из-за природных катаклизмов. Непредсказуемы, не имеют закономерности протекания.
*Поступательные – происходят в 1 направлении, т.к вызываются однонаправленным изм-нием силы экологич.ф-ров либо в сторону усиления, либо- ослабления. В итоге они приводят к смене 1 биоценоза другим.
Экологическая СУКЦЕССИЯ – закономерный исторический процесс последовательной смены 1 биоценоза другим в рез-те направленного изменения абиотического окружения.
Термин был введен в науку Клементсом. Основная его позиция: изменение во времени – естетсв.св-во биоценоза.
ПРИМЕР: первопричиной смены растит.биоценоза он считал изм-ние отд. климатических ф-ров или их комплексов, а реакция экосистем в иже последств. Смены биоценозов – адаптивный ответ на экосистемном ур-не.
Сукцессия по Клементсу завершается формированием биоценоза, наиб.адаптированного к климатич.условиям и называется климаксовой стадией/климаксом.
Ряд неустойчивых биоценозов, которые сменяют друг друга во времени – сукцессионные серии, асами биоценозы – сериальные стадии.
*Сукцессии бывают первичными(экосистема возникает на безжизненном месте,) и вторичными (сообщество развивается на месте уже существующего). *Бывают автотрофные (растущий лес), гетеротрофные (расходуется больше вещества, чем производится), климаксная система (состояние равновесия).
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СУКЦЕССИИ
Рисунок 1. Схема возобновления елового леса после вырубки
К вторичным сукцессиям относятся и такие, при которых исходной силой, вызывающей смену сообществ, оказываются нарушения стабильных взаимодействий в биоценозе. Таковы, в частности, зоогенные сукцессии, выражающиеся в изменении фитоценоза при чрезмерном выпасе скота. Процесс перестройки и ксерофизации фитоценоза в результате перевыпаса сопровождается расселением и ростом численности сухолюбивых видов животных — насекомых, птиц, млекопитающих (суслики, тушканчики, степные виды полевок и др.). На пастбищах увеличивается число копрофагов, специфических паразитов домашнего скота, а также концентрируются крупные хищники и падальщики.
Читайте также: