Способность выдерживать изменения среды леса и пшеничного поля
Обновлено: 18.09.2024
Экосистемой может быть как искусственная среда, так и биогеоценоз, созданный природой. В любом случае это будет сложная система организмов, населяющих одну территорию.
Характеристики и основные признаки экосистем
Образованные людьми экосистемы существенно отличаются от возникших самостоятельно. Основные отличия связаны с отношениями видов между собой и с ареалом.
Природных (биогеоценозы)
В естественных средах обитания живые организмы тесно взаимодействуют с неживыми. Такие экологические сообщества полностью зависят от природных условий и подстраиваются под них. Биогеоценозы саморегулируются, поэтому устойчивы к внешним изменениям.
Антропогенных (агроценозы)
Антропогенная экосистема контролируется людьми. Стоит понимать, что борт космического судна – та же искусственная среда обитания, предназначенная для существования человека в нетипичных условиях.
Однако, наибольшую ценность имеют агроценозы, так как создаются в сельскохозяйственных целях. Эти сообщества занимают около 10% поверхности суши и дают 90% источников пищи людей (2,5 млрд тонн продукции ежегодно).
Сравнение естественных и искусственных экосистем
Сравнительную характеристику природных и искусственных экосистем проводят по внушающему числу критериев. Рассмотрим важнейшие из них.
Основные источники энергии
Естественные сообщества полагаются лишь на энергию солнечных лучей для поддержания жизнедеятельности. Ключевое значение имеет фотосинтез: поглощая свет, растения производят органические вещества, потребляемые остальными участниками биогеоценоза.
Искусственные экосистемы существуют за счёт дополнительных ресурсов – энергии, затрачиваемой людьми и техникой при выполнении следующих работ:
- внесение удобрений;
- рыхление почвы;
- распашка земель;
- уничтожение сорняков;
- борьба с насекомыми-вредителями;
- регулярный полив растений;
- подкормка животных.
Круговорот веществ в экосистеме
В биогеоценозах происходит полный (замкнутый) круговорот веществ, то есть созданная растениями органика в конце цикла разлагается микроорганизмами, что способствует плодородию почв.
Сбор урожая – причина незамкнутого обмена веществ в агроценозах. Убирая выращенные культуры, люди как бы вырывают звено цепи, из-за чего в земле не остаётся органического материала для последующего гниения. Чтобы избежать истощения почв, приходится вводить минеральные компоненты через удобрения.
В антропогенных системах ограничено число звеньев пищевых цепей: от двух до четырёх. В диких сообществах цепи питания начинаются с трёх ступеней, образуют сложные сети.
Степень устойчивости веществ
Естественная экосистема способна к самовосстановлению: если один элемент (вид организмов) пропадает, структура незначительно нарушается, так как другие виды заменяют исчезнувший.
В отличие от биогеоценозов, искусственные системы неустойчивы и не возобновляются без помощи человека. Особую угрозу для них представляют массовые атаки вредителей, например саранчи. Без участия людей агроценозы существуют максимум столько:
- овощные и зерновые культуры – 1 год;
- многолетние травы – 4 года;
- плодовые рощи – 30 лет.
Видовое разнообразие
Дикие среды обитания населяет огромное число организмов, причём доминирование видов определяется естественным отбором: выживают наиболее приспособленные особи. В искусственных сообществах отбор производится человеком. Задачи сельского хозяйства – размножать плодовитые сорта и породы, уничтожать сорные растения, вредителей, поэтому разнообразие агроценозов невелико.
| Естественная экосистема | Искусственная экосистема |
|---|---|
| Единственный источник энергии – солнечный свет | Добавляется готовая пища, используется энергия машин и человека |
| Богатое разнообразие организмов | Преобладает один вид |
| Замкнутый круговорот веществ | Незамкнутый обмен |
| Самовосстанавливается, устойчива | Неустойчива без человеческого контроля |
| Создаёт плодородные почвы | Истощает почву |
| Поддерживает благоприятные среды обитания | Разрушает дикие ареалы |
| Высокая приспособленность к колебаниям внешних факторов | Беззащитность перед засолением, иссушением, вредителями |
| Длинные цепи питания, формирующие сети | Короткие пищевые цепи |
| Продуктивность соответствует нуждам участников сообщества | Большая продуктивность |
Примеры искусственных и естественных экосистем
Водные биогеоценозы представлены океанами, морями, реками, озёрами. Человеком создаются водохранилища, городские пруды (декорация и место отдыха), котлованы (место водопоя скота).
Аквариум – простейшая искусственная среда, где образующим фактором является вода. Водоросли служат фотосинтезирующим элементом, рыбы или улитки поглощают созданный водорослями кислород, микроорганизмы разлагают органические остатки. Даже в присутствии всех необходимых частей жизнь аквариума невозможна без своевременной фильтрации, добавления синтетического корма.
Примеры наземно-воздушных естественных экосистем – луга, леса, степи, пустыни, тундра. Распространённые агроценозы – поля, где средообразующими видами выступают злаки, бобовые, подсолнечники. Продуктивность полей поддерживают, обрабатывая их тракторами, комбайнами. Сады создают для сбора фруктов, ягод и разведения декоративных растений; огороды устраивают для получения овощного урожая.
Пастбища – регулируемые человеком луга, предназначенные для выпаса рогатого скота, лошадей, а также сенокошения. Парки для активного отдыха на свежем воздухе часто обустраивают на месте природных лесов. Для создания пешеходных дорожек часть деревьев вырубают, некоторые виды специально высаживают рощами.
Теплицы и оранжереи используют для выращивания теплолюбивых растений на дачных участках либо экзотических видов в ботанических садах. Экосистемы могут быть совсем небольшими, как сад Дэвида Латимера в закупоренной стеклянной бутылке.
Ульи – те же антропогенные экосистемы. Поддержание продуктивности живых организмов требует усилий, что доказывает работа пасечников, которые:
Цель: выявить черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.
Оборудование: учебник, таблицы.
Практическое занятие № 11
Тема: Сравнительное описание одной из естественных природных систем (например, леса) и какой-нибудь агроэкосистемы (например, пшеничного поля).
Цель: выявить черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.
Оборудование: учебник, таблицы.
Плотность видовых популяций
Источники энергии и их использование
Круговорот веществ и энергии
Способность выдерживать изменения среды
3. Сделать вывод о мерах, необходимых для создания устойчивых искусственных экосистем.
Вопросы контроля
1) Чем отличаются агроценозы от естественных экосистем? Назовите известные вам агроценозы.
2) Как по вашему мнению можно сократить потери энергии в цепях питания в искусственном сообществе организмов – агроценозе?
3) Какая экосистема искусственная или естественная характеризуется большим видовым разнообразием?
Константинов В.М. и др. Биология для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник для студентов профессиональных образовательных организаций, осваивающих профессии и специальности СПО. – М., 2017
Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т. Биология. Общая биология: базовый уровень, 10-11 класс. – М., 2014.
Чебышев Н.В., Гринева Г.Г. Биология: учебник для студентов профессиональных образовательных организаций, осваивающих профессии и специальности СПО. – М., 2017.
1) Наука о различных аспектах взаимодействия организмов между собой, с факторами окружающей среды и человеком, а также о путях оптимизации таких отношений называется … (экологией).
2) Совокупность абиотических и биотических условий жизни организма называется … (средой обитания).
3) Тремя важнейшими компонентами среды, окружающей человека, являются … (абиотический, биотический и социальный).
4) Экологические факторы делятся на группы … (абиотические, биотические, антропогенные).
5) Важнейшими абиотическими факторами являются … (температура, свет, влажность).
6) Для синиц характерна … среда обитания (наземно-воздушная).
7) Плотность внешней среды большая в … (воде).
8) Способность организмов выдерживать изменения условий жизни называется … (толерантностью).
9) Минимум и максимум воздействия фактора … для организма (губителен).
10) Для организма наиболее благоприятным является … интенсивности фактора (оптимум).
1) Форма взаимоотношений, при которой один вид получает какое-либо преимущество, не принося другому ни вреда, ни пользы, называется:
2) Симбиотические отношения, при которых присутствие каждого из двух видов становится обязательным для другого партнера, называются:
3) В желудке и кишечнике жвачных млекопитающих постоянно обитают бактерии, вызывающие брожение. Это является примером:
4) Форма взаимосвязей между видами, при которой организмы одного вида живут за счет питательных веществ или тканей организма другого вида, называется:
5) Если рыба горчак откладывает икру в мантию двустворчатого моллюска, это пример:
а) взаимополезных отношений;
б) полезно-нейтральных отношений;
в) полезно-вредных отношений;
г) взаимовредных отношений.
6) Беспозвоночные разных видов поселяются в норах грызунов, находя там благоприятные для себя условия и не являясь при этом паразитами хозяина норы. Это явление называется:
а) не оказывает существенного влияния на хозяина;
б) всегда приводит хозяина к смерти;
в) приносит определенную пользу хозяину;
г) приносит вред, но лишь в некоторых случаях приводит к скорой гибели хозяина.
8) Некоторые грибы растут на корнях определенных деревьев. Такой тип взаимоотношений называется:
9) Хищники в природном сообществе:
а) уничтожают популяцию жертв;
б) способствуют росту популяции жертв;
в) оздоровляют популяцию жертв и регулируют ее численность;
г) не влияют на численность популяции жертв.
10) Организм, в теле которого происходит размножение паразита, называется:
а) основным хозяином;
б) промежуточным хозяином;
Выберите правильные суждения.
1) Внутривидовые отношения – механизм, обеспечивающий саморегуляцию численности популяций.
2) Межвидовая конкуренция играет важную роль в формировании природного сообщества.
3) Пространственное распределение животных в популяции регулируется их поведением.
4) Абиотические факторы не оказывают влияния на конкурентные отношения двух родственных видов.
5) Территориальное поведение у животных – способ регуляции численности популяции.
6) Организмы двух видов одинаково реагируют на повышение плотности их популяции.
7) Конкуренция не является формой биотических взаимоотношений.
8) Конкурентные взаимоотношения, как правило, полезны для обоих организмов.
9) Самоизреживание у елей – это пример межвидовой конкуренции.
10) Примером внутривидовой конкуренции являются взаимоотношения между волками в стае.
Ответ: 1, 2, 3, 5, 10.
4. ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕХАРАКТЕРИСТИКИ ПОПУЛЯЦИИ
1) Старые особи составляют бульшую долю в популяциях:
а) быстро растущих;
б) находящихся в стабильном состоянии;
в) со сниженной численностью;
г) в которых не наблюдается четкой закономерности роста.
2) Если скорость роста популяции N равна нулю, наблюдается одна из следующих возможностей:
а) популяция увеличивается и ожидается сильная конкуренция за пищу и территорию;
б) популяция увеличивается и ожидается высокая активность паразитов и хищников;
в) популяция уменьшается вследствие накопления мутаций;
г) популяция достигает максимальных размеров.
3) Число особей вида на единицу площади или на единицу объема жизненного пространства показывает:
а) видовое разнообразие;
в) плотность популяции;
г) обилие популяции.
4) Общее число особей популяции, или общая масса особей на определенной территории, – это:
а) индекс численности;
б) обилие популяции;
в) плотность популяции;
г) экологическая пирамида.
5) Соотношение особей популяции по возрастному состоянию на-зывают:
а) средней продолжительностью жизни особей в популяции;
б) возрастным спектром популяции;
в) физиологической плодовитостью;
г) экологической рождаемостью.
6) Наиболее устойчивыми являются популяции, состоящие:
а) из одной генерации (поколения);
б) двух генераций;
в) трех генераций;
г) нескольких генераций и потомков каждой из них.
7) Популяцию характеризуют следующие свойства:
а) рождаемость, смертность;
б) площадь территории;
в) распределение в пространстве;
г) среда обитания, условия жизни.
8) Знания демографических показателей популяции имеет важное практическое значение:
а) в охотничьих хозяйствах;
б) для медико-санитарной службы;
в) в рыболовстве.
9) Возрастная структура популяции:
а) определяется внешними условиями;
б) не зависит от жизненного цикла вида;
в) зависит от интенсивности смертности и от величины рождаемости;
г) зависит от размеров популяции.
10) Заяц-беляк и заяц-русак, обитающие в одном лесу, составляют:
а) одну популяцию одного вида;
б) две популяции одного вида;
в) две популяции двух видов;
г) одну популяцию двух видов.
1) В наименьшей степени связано с численностью популяции действие фактора:
б) накопления отходов жизнедеятельности;
2) Популяция может увеличивать численность с возрастающей скоростью, то есть экспоненциально:
а) когда ограничена только пища;
б) при освоении новых мест обитания;
в) только в случае отсутствия хищников;
г) только в лабораторных условиях.
3) Численность популяции из года в год остается примерно одинаковой, потому что:
а) каждый год погибает примерно одинаковое количество особей;
б) организмы размножаются более интенсивно при меньшей плотности и менее интенсивно при большей плотности;
в) организмы прекращают размножение, после того как численность популяции превысит средний уровень;
г) смертность и рождаемость примерно одинаковы.
4) Если n – число организмов, t – время, то формула ∆ n /∆ t означает:
а) среднюю скорость изменения числа организмов в расчете на одну особь;
б) среднюю скорость изменения числа организмов во времени;
в) скорость роста популяции в процентах;
г) скорость изменения числа организмов за единицу времени на определенной территории.
5) Колебания численности популяции связаны:
а) с изменением условий жизни (температуры, влажности);
б) с загрязнением окружающей среды;
в) со средой обитания;
г) с уровнем организации организмов.
6) Показателем процветания популяций в экосистеме служит:
а) связь с другими популяциями;
б) связь между особями популяции;
в) их высокая численность;
г) колебания численности популяций.
7) Численность популяций колорадского жука, завезенного из Америки в Европу, сильно выросла:
а) из-за благоприятного здесь климата;
б) более снежных зим;
в) более влажного климата;
г) отсутствия врагов этого насекомого.
8) Сохранению популяций и видов промысловых животных способствует:
а) полный запрет на охоту;
б) вселение их в новую экосистему;
в) регуляция численности частичным запретом на охоту;
г) полное уничтожение их врагов.
9) Популяции угрожает гибель, если ее численность:
в) колеблется по сезонам;
г) колеблется по годам.
10) Истребление хищниками больных и ослабленных животных способствует тому, что численность популяций жертв:
в) изменяется по сезонам года;
г) поддерживается на определенном уровне.
1) Совокупность взаимосвязанных между собой и со средой обитания видов, длительное время обитающих на определенной территории с однородными природными условиями, представляет собой:
2) Примером природной экосистемы служит:
а) пшеничное поле;
3) Разнообразие видов, переплетение цепей питания в экосистеме служит показателем:
б) ее устойчивости;
в) ее закономерного развития;
г) конкуренции видов.
4) Одна из главных причин сокращения разнообразия видов жи-
вотных:
а) колебания численности растительноядных;
б) межвидовая борьба;
в) чрезмерное размножение хищников;
г) разрушение мест обитания животных.
5) Почему дубраву считают биогеоценозом?
а) Между всеми обитающими в ней видами существуют родственные связи;
б) между обитающими в ней видами отсутствуют родственные связи;
в) особи разных видов скрещиваются между собой и связаны родством;
г) обитающие в ней виды связаны между собой и с факторами неживой природы.
6) Наибольшее число видов характерно для экосистемы:
а) березовой рощи;
б) экваториального леса;
7) Наименьшее число видов входит в биоценоз:
а) тропического леса;
в) широколиственного леса;
8) Ярусное строение фитоценоза:
а) дает растениям возможность более полно использовать ресурсы среды;
б) не имеет никакого значения для растений;
в) связано с ярусным распределением животных в сообществе;
г) приводит к уменьшению видового разнообразия.
9) Основными причинами утраты биологического разнообразия может быть:
а) возрастающее потребление ресурсов;
б) эволюционное старение видов;
в) расселение видов в другие экосистемы.
10) К важнейшим показателям, характеризующим структуру сообщества, относят:
а) видовой состав, видовое разнообразие;
б) перемещение (круговорот) веществ и энергии;
в) экологические взаимодействия организмов.
б) консумент I порядка;
в) консумент II порядка;
2) Можно считать, что львы и тигры находятся на одном и том же трофическом уровне, потому что и те, и другие:
а) поедают растительноядных животных;
б) живут в сходных местообитаниях;
в) имеют примерно одинаковые размеры;
г) имеют разнообразную кормовую базу.
3) Организмы, питающиеся готовыми органическими веществами, относят:
4) Азотфиксирующие бактерии относятся:
а) к продуцентам;
б) консументам I порядка;
в) консументам II порядка;
5) Наземные цепи питания, в основе которых лежат пищевые связи, начинаются с растений, так как:
а) они обеспечивают все живые организмы пищей и энергией;
б) на Земле существует огромное разнообразие растений;
в) растения расселились во все среды обитания;
г) численность растений каждого вида очень высокая.
6) Большое разнообразие цепей питания, сбалансированный круговорот веществ в экосистеме обеспечивают ее:
г) сходство с агроценозом.
7) Процессы фотосинтеза, в результате которого неорганические вещества превращаются в органические и дыхание, при котором органические вещества расщепляются до неорганических, составляют основу:
а) обмена веществ;
б) круговорота веществ;
в) пищевых связей;
г) территориальных связей.
8) Неоднократному использованию живыми организмами химических веществ в экосистеме способствует:
б) обмен веществ и энергии;
в) колебание численности популяций;
г) круговорот веществ.
9) Определите правильно составленную пищевую цепь:
а) ястреб → дрозд → гусеница → крапива;
б) крапива → дрозд → гусеница → ястреб;
в) гусеница → крапива → дрозд → ястреб;
г) крапива → гусеница → дрозд → ястреб.
10) Главный источник энергии, обеспечивающий круговорот веществ:
а) реакции, протекающие в земных недрах;
б) органические вещества тел животных;
в) солнечное излучение;
г) хемосинтезирующие организмы.
1) Количество энергии, передаваемой с одного трофического уровня на другой, составляет от количества энергии предыдущего уровня:
2) Согласно правилу пирамиды чисел общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном:
в) остается неизменным;
г) изменяется по синусоидному графику (циклически).
3) Ряд организмов, в котором от предшествующего организма к последующему происходит передача вещества, называют:
а) экологической пирамидой массы;
б) экологической пирамидой энергии;
в) цепью питания;
4) Первоначальным источником веществ и энергии в большинстве экосистем являются:
5) Прогрессивное уменьшение биомассы и энергии от продуцентов к консументам и от них к редуцентам называют:
а) круговоротом веществ;
б) правилом экологической пирамиды;
в) развитием экосистемы;
г) законом превращения энергии.
6) Перевернутая пирамида численности характерна для:
а) водных экосистем;
б) наземных экосистем;
в) не встречается вообще;
г) почвенных биоценозов.
7) Потери вещества и энергии при переходе с одного трофического уровня на другой составляют:
8) Для каждого следующего уровня пищевой цепи:
а) биомасса организмов значительно больше, чем для предыдущего;
б) биомасса организмов сравнима с биомассой предыдущего уровня;
в) сумма биомасс организмов двух следующих уровней равна биомассе предыдущего;
г) биомасса организмов обычно меньше, чем для предыдущего.
9) Пирамида численности отражает:
а) плотность населения организмов на каждом трофическом уровне;
б) скорость самовозобновления (оборота) организмов;
в) количество биомассы на каждом трофическом уровне.
10) Большое разнообразие видов в экосистеме – основа формирования разнообразных цепей питания, сбалансированного круговорота веществ и …
а) устойчивого развития экосистем;
б) колебания численности популяций;
в) появления новых видов;
г) расселения видов в другие экосистемы.
1) Из перечисленного ниже примером первичной сукцессии являются:
а) мхи – лишайники – травянистые растения;
б) лишайники – травянистые растения – мхи;
в) лишайники – мхи – травянистые растения;
г) травянистые растения – мхи – лишайники.
2) В процессе сукцессии в сообществе происходят следующие основные изменения:
а) смена видового состава растений и животных;
б) уменьшение видового разнообразия организмов;
в) уменьшение биомассы органического вещества;
г) увеличение чистой продукции сообщества.
3) естественная смена одних растительных сообществ другими выражается в том, что:
а) ни один вид не уничтожается полностью другим видом;
б) в экосистеме постоянно происходит колебание численности видов;
в) менее приспособленные виды вытесняются более приспособленными;
г) на смену менее устойчивой экосистеме приходит более устойчивая.
4) Какие организмы первыми заселят остров, залитый вулканической лавой?
а) деревья; в) кустарники;
б) лишайники; г) лисицы.
5) Значительные изменения организмами среды обитания в процессе их жизнедеятельности, в результате чего она становится непригодной для их жизни, – это причина:
а) вымирания видов;
б) колебания численности популяций;
в) смены экосистем;
г) биологического прогресса.
6) Причинами смены одного биогеоценоза другим являются:
а) сезонные изменения в природе;
б) изменения погодных условий;
в) колебания численности популяций одного вида;
г) изменения среды обитания в результате жизнедеятельности организмов.
7) Слив в водоемы ядохимикатов, избыток удобрений в результате полива могут вызвать большие изменения в данной экосистеме, причиной которых является фактор:
Свойства экосистем: устойчивость (способность выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями), саморегуляция (способность поддерживать определенную численность особей популяции в сообществе).
Сукцессия–это постепенная, необратимая, направленная смена одних биоценозов другими на одной и той же территории под влиянием природных факторов или воздействия человека. Пример: зарастание небольшого озера с последующим появлением на его месте болота. Причины сукцессий: влияние изменения среды самими живыми организмами, смена климатических условий, влияние антропогенного воздействия.
Климакс(от греч. klimax — лестница) - заключительная стадия развития биоценоза, на которой он находится в равновесном состоянии с окружающей средой довольно продолжительное время.
Домашнее задание:
1. Что такое экосистема?
2. Каковы основные типы взаимоотношений между организмами в экосистеме?
3. Охарактеризуйте основные структурные части биогеоценоза.
4. Что составляет пространственную структуру биоценоза?
5. Назовите основные ярусы, составляющие вертикальную структуру лесного биоценоза.
6. Приведите примеры экосистем.
8. Дайте определение трофического уровня. Приведите примеры
организмов, относящихся к одному трофическому уровню.
9. Что такое экологическая сукцессия? В чем различие между первичной и вторичной сукцессией?
10. Дайте определение климаксового сообщества
Лабораторная работа №11
Тема: Сравнительное описание одной из естественных природных систем (например, леса) и какой-нибудь агроэкосистемы (например, пшеничного поля).
Цель:выявить черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.
Ход работы.
| Признаки сравнения | Природная экосистема | Агроценоз |
| Способы регуляции | ||
| Видовое разнообразие | ||
| Плотность видовых популяций | ||
| Источники энергии и их использование | ||
| Продуктивность | ||
| Круговорот веществ и энергии | ||
| Способность выдерживать изменения среды |
3. Сделать выводо мерах, необходимых для создания устойчивых искусственных экосистем.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12
Цель:закрепить умения правильно определять последовательность организмов в пищевой цепи, составлять трофическую сеть, строить пирамиду биомасс.
Оборудование:гербарные образцы растений, комнатные растения, чучела или рисунки животных различных мест обитания.
Задание на лабораторную работу:
1.Назовите организмы, которые должны быть на пропущенном месте следующих пищевых цепей:
2.Из предложенного списка живых организмов составить трофическую сеть: трава, ягодный кустарник, муха, синица, лягушка, уж, заяц, волк, бактерии гниения, комар, кузнечик. Укажите количество энергии, которое переходит с одного уровня на другой.
3.Зная правило перехода энергии с одного трофического уровня на другой (около10%), постройте пирамиду биомассы третьей пищевой цепи (задание 1). Биомасса растений составляет 40 тонн.
Читайте также: