Рассмотрим вариант решения задания из учебника Беляев, Дымшица 11 класс, Просвещение: § 30. Экосистема: устройство и динамика Рассмотрите рисунок 59 и объясните, как связаны с липой изображённые на рисунке животные. Дрозды (1) и лесные мыши (3) питаются семенами липы, способствуя их распространению. Жуки-листоеды (2) и гусеницы шелкопряда (6) поедают листву, но в умеренных количествах не наносят дереву критического вреда. Пчёлы (5) играют ключевую роль в опылении цветков липы, обеспечивая образование нектара, который служит основой для знаменитого уральского липового мёда. Жуки-короеды (4) и личинки хруща (8) могут повреждать кору и корни, но обычно их численность регулируется естественными врагами. Крупные млекопитающие, такие как олени (7), редко питаются липой, предпочитая другие виды, но могут использовать молодые побеги в зимний период. Какие ещё виды могут входит в консорциум липы? • Муравьи, которые защищают дерево от вредителей, питаясь их яйцами • Дятлы, уничтожающие короедов и других стволовых вредителей • Белки, запасающие семена липы на зиму • Почвенные грибы, образующие микоризу и улучшающие питание корней Активность многих животных (в том числе домашних) меняется на протяжении суток. Попробуйте выделить группы с разными ритмами среди видов, обитающих в вашей местности. Чем выгоден тот или иной образ жизни? Как будет выглядеть соотношение между животными с дневной, сумеречной и ночной активностью в других районах? В чём могут проявляться отличия суточной активности домашних животных от таковых у их собратьев, живущих в природе? • Дневные виды (белки, сороки) наиболее активны летом, когда продолжительность светового дня максимальна • Сумеречные (ежи, зайцы) избегают дневной жары и ночного холода, особенно в континентальном климате Урала • Ночные (филины, рыси) используют темноту для охоты, что особенно важно в зимний период Домашние животные (например, кошки и собаки) часто адаптируются к человеческому распорядку, но сохраняют элементы естественных ритмов, проявляя повышенную активность на рассвете и закате. Какие природные процессы в вашем регионе могут создавать предпосылки для начала первичной сукцессии? • Обвалы гор • Образование каменных осыпей • Климатические изменения Какие вторичные сукцессии типичны для вашего региона? Почему? • Восстановление леса после вырубок: берёза и осина быстро заселяют нарушенные участки, создавая условия для последующего роста хвойных (ель, сосна) • Зарастание заброшенных сельхозземель Представьте себе, что в местности, в которой вы живёте, на каком-то участке исходное сообщество оказалось полностью уничтоженным. С каких групп живых организмов и жизненных форм должно начаться формирование нового сообщества? Если участок леса полностью уничтожен (например, пожаром), восстановление начнётся с: • Травянистых растений • Микроорганизмов, разлагающих органические остатки • Насекомых-опылителей Как вы думаете, будет ли оно значительно отличаться от ранее существовавшего? Почему? Новое сообщество может отличаться от исходного из-за появления инвазивных видов, изменения микроклимат, смены доминирующих пород деревьев (берёза вместо ели). 1. Прочитайте описание работы и сформулируйте её цель. Цель: рассмотреть аквариум как экосистему 2. Рассмотрите обитателей аквариума в кабинете биологии либо у себя дома. В аквариуме можно наблюдать разнообразные виды организмов: растения (например, элодея, роголистник), водоросли, рыбы (гуппи, сомики, неоны), моллюски (улитки), ракообразные (дафнии, креветки) и микроорганизмы. 3. Выделите представителей основных блоков - продуцентов, консументов (в том числе разных порядков), редуцентов. Продуценты в аквариуме — это водные растения и водоросли, которые производят органические вещества в процессе фотосинтеза. Консументы включают рыб и хищных беспозвоночных. Редуценты — это бактерии и грибы, разлагающие органические остатки. 4. Постройте трофическую сеть данного аквариума. 5. Попытайтесь определить, как меняется распределение внутри аквариума особей разных видов с утра до вечера. Днём растения активно фотосинтезируют, выделяя кислород, и многие рыбы держатся ближе к ним. Ночью, когда фотосинтез прекращается, рыбы могут опускаться на дно или прятаться в укрытиях, а некоторые виды (например, сомики) становятся активнее. 6. Сравните построенную трофическую сеть и трофическую сеть пшеничного поля (см. рис. 57, с. 155). В отличие от аквариума, здесь больше цепей, связанных с наземными животными, и меньше водных организмов. В аквариуме выше доля консументов I порядка (из-за обилия водорослей), тогда как на поле преобладают травоядные насекомые и грызуны. 7. Какие источники энергии важны для аквариума? Основные источники энергии для аквариума — свет (для фотосинтеза) и корм, вносимый человеком. Насколько различаются трофические сети аквариума и пшеничного поля? На каких трофических уровнях это выражено? Чем это определяется? Почему на протяжении дня меняется распределение видов животных внутри аквариума? В пшеничном поле главный источник — солнечный свет, а дополнительный — удобрения. Различия сетей выражены на уровне консументов: в аквариуме больше водных хищников, а на поле — наземных. Это определяется средой обитания и доступностью ресурсов. Что произойдёт, если изолировать аквариум от атмосферного кислорода? Если аквариум изолировать от атмосферного кислорода, растения не смогут компенсировать его расход, и рыбы погибнут от удушья. 1. Какие животные могут входить в консорцию рыжих лесных муравьёв? • Тли (выделяют падь, которой питаются муравьи, получая взамен защиту) • Жуки-стафилины (живущие в муравейниках и питающиеся их запасами или личинками) • Гусеницы бабочек-голубянок (некоторые виды выделяют сладкий секрет, привлекающий муравьёв) • Клещи-симбионты (живущие на муравьях и питающиеся их выделениями) • Птицы (дятлы, поползни), разоряющие муравейники в поисках пищи 2. Какие основные типы динамических изменений экосистем вы знаете? • Циклические – периодические, например флуктуация • Направленные (поступательные) – в конечном счете приводят к смене сообщества, например сукцессия 3. Как проявляются флуктуации? Приведите примеры. Флуктуации – изменения, носящие колебательный характер, когда через какой-то промежуток времени сообщество возвращается к ранее пройденному состоянию. Флуктуации особенно хорошо выражены во внетропических широтах, в том числе на всей территории России. В сообществах суточные и сезонные флуктуации в первую очередь проявляются в сходной активности разных видов. Например, сезонные перелёты птиц совпадают с появлением доступной в большом количестве пищи. Многолетние флуктуации не так заметны, однако в России они часто хорошо прослеживаются и сопряжены с климатическими изменениями. 4. Чем различаются флуктуации и сукцессии? Закономерную и направленную (в отличие от флуктуаций) смену на определённом участке земной поверхности одних состояний экосистемы другими называют сукцессией (от лат. successio – преемственность). 5. В чём состоит биологическая роль сукцессий? Что такое климакс? Биологическая роль сукцессий заключается в постепенном преобразовании экосистемы, повышении её устойчивости и биоразнообразия. Климакс — это завершающая стадия сукцессии, относительно устойчивое сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой. 6. Используя дополнительные источники информации, подготовьте сообщение или компьютерную презентацию о нарушениях сукцессий, связанных в вашей местности с деятельностью человека. На Урале, известном своей интенсивной промышленной деятельностью, нарушения сукцессий происходят по следующим причинам: • Загрязнение воды нефтепродуктами и химикатами • Вырубка лесов и распашка земель • Горнодобывающая промышленность • Пожары Нарушения сукцессий имеют серьёзные последствия. Снижение биоразнообразия. Многие виды, включая редкие, указанные в Красной книге Челябинской области, теряют свои местообитания. Например, насекомоядные птицы и животные страдают из-за исчезновения насекомых, на которых они питаются. Нарушение круговорота веществ. Утрата растительности ухудшает связывание углерода и регулирование водного баланса, что усугубляет климатические изменения. Изменение почвенного состава. Загрязнение тяжёлыми металлами и химикатами делает почву непригодной для восстановления растительности без искусственного вмешательства. Одним из самых заметных примеров антропогенного влияния является деградация экосистемы реки Урал. Загрязнение промышленными отходами и сельскохозяйственными стоками привело к массовой гибели рыб и других водных организмов. В ответ Россия и Казахстан разрабатывают совместную программу для сохранения экосистемы реки. Для восстановления экосистем необходимы: • Реабилитация загрязнённых территорий с использованием фиторемедиации и других технологий • Создание охраняемых природных территорий для защиты ключевых местообитаний • Внедрение устойчивых практик ведения хозяйства, таких как севообороты и минимальная обработка почвы Сукцессии играют ключевую роль в поддержании устойчивости экосистем. Они обеспечивают восстановление природных ресурсов, защиту от эрозии и поддержание биоразнообразия. Нарушения этих процессов ставят под угрозу не только отдельные виды, но и саму способность природы к саморегулированию. 7. Прочитайте материал параграфа и сформулируйте определения понятий «первичная сукцессия» и «вторичная сукцессия». Первичная сукцессия — это процесс формирования экосистемы на ранее безжизненных субстратах, где почва изначально отсутствует. Вторичная сукцессия — восстановление экосистемы после частичного разрушения, когда почва и некоторые организмы сохраняются. Что такое экосистема? биомасса? продукция? (§ 29.) Экосистема — природный комплекс, где живые организмы взаимодействуют с абиотической средой, образуя устойчивую систему с круговоротом веществ. Биомасса — общая масса живых организмов в экосистеме на определённый момент времени, измеряемая в единицах массы на единицу площади. Продукция — количество органического вещества, создаваемого за определённый период.
