Урок №22 «Естественные и искусственные экосистемы»
Тип урока – комбинированный
Методы:частично-поисковый, проблемного изложения, репродуктивный, объяснительно-иллюстративный.
Цель:
– осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;
Задачи:
Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.
Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.
Воспитательные:
Воспитывать культуру поведения в природе, качества толерантной личности, прививать интерес и любовь к живой природе, формировать устойчивое положительное отношение к каждому живому организму на Земле, формировать умение видеть прекрасное.
УУД
Личностные: познавательный интерес к экологии.. Понимание необходимости получения знаний о многообразии биотических связей в природных сообществах для сохранения естественных биоценозов. Способность выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе. Потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников
Познавательные: умение работать с различными источниками информации, преобразовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.
Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.
Коммуникативные: участвовать в диалоге на уроке; отвечать на вопросы учителя, товарищей по классу, выступать перед аудиторией, используя мультимедийное оборудование или другие средства демонстрации
Планируемые результаты
Предметные: знать – понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь – определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.
Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации;анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос
Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география. Планировать действия с поставленной целью; находить необходимую информацию в учебнике и справочной литературе; осуществлять анализ объектов природы; делать выводы; сформулировать собственное мнение.
Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая
Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Изучение нового материала
Естественные и искусственные экосистемы
Термин «экосистема» применим к биоценозам и биотопам самого различного размера. Можно выделить:
микроэкосистемы (например, ствол погибшего дерева);
мезоэкосистемы (например, лес или пруд);
макроэкосистемы (например, океан).
Все это естественные, экосистемы. В качестве примера естественной, сравнительно простой экосистемы рассмотрим экосистему небольшого пруда.
Экосистему пруда можно представить в виде нескольких основных компонентов.
Абиотический компонент.
Это основные органические и неорганические соединения – вода, углекислый газ, кислород, соли кальция, соли азотной и фосфорной кислот, аминокислоты, гуминовые кислоты, а также температура воздуха и воды и ее перепады в разное время года, плотность воды, давление и др.
Биотический компонент.
Продуценты.
В пруду они представлены в виде крупных растений, обычно обитающих только на мелководье, мелких плавающих растений (водорослей), называемых фитопланктоном, и наконец, донной флоры – фитобентоса, также представленной в основном водорослями. При изобилии фитопланктона вода приобретает зеленоватый цвет
Консументы.
К этой группе относятся животные (личинки насекомых, ракообразные, рыбы). Первичные консументы (растительноядные) питаются непосредственно -живыми растениями или растительными остатками. Они подразделяются на два типа: зоопланктон и зообентос. Вторичные консументы (плотоядные), такие, как хищные насекомые и хищные рыбы, питаются первичными кон- сументами или друг другом.
Сапротрофы.
Водные бактерии, жгутиковые и грибы распространены в пруду повсеместно, но особенно они обильны на дне, на границе между водой и илом, где накапливаются мертвые растения и животные.
Естественные экосистемы достаточно сложны, и изучать их с помощью традиционного научного приема «опыта и контроля» очень трудно. Поэтому ученые-экологи используют лабораторные искусственные микроэкосистемы, моделирующие процессы, протекающие в естественных условиях. На следующей странице показаны два примера лабораторных микроэкосистем. Попытайтесь объяснить механизм их функционирования.
Существует заблуждение, касающееся «равновесия» в аквариуме. Достигнуть в аквариуме приблизительного равновесия в отношении газового и пищевого режима возможно лишь при условии, что рыб в нем будет мало, а воды и растений много. Еще в1857 году Дж.
Уоррингтон установил «это удивительное и восхитительное равновесие между животными и растительным царством» в аквариуме объемом 12 галлонов (54,6 л), поселив в нем несколько золотых рыбок и улиток. Кроме того, он посадил большое количество многолетних водных растений валлиснерий, служащих кормом для рыб. Дж.
Уоррингтон правильно оценил не только взаимодействие рыб и растений, но и значение детритояд- ных улиток «для разложения остатков растений и слизи», в результате чего «то, что могло бы действовать как ядовитое начало, превращалось в плодородную среду для роста растений».
Большинство попыток любителей добиться равновесия в аквариуме оканчивается неудачей из-за того, что в аквариум помещают слишком много рыб (элементарный случай перенаселения). Поэтому любителям- аквариумистам приходится периодически искусственно поддерживать равновесие в аквариуме (дополнительное питание, аэрация, периодическая чистка аквариума).
Различают открытый и закрытый типы космического корабля.
В открытой системе (без регенерации) поток веществ и энергии идет в одном направлении, и жизнь системы будет зависеть от запасов воды, пищи и кислорода. Использованные материалы и отходы хранятся на космическом корабле до возвращения на землю или выбрасываются в космос (!).
В замкнутой по всем параметрам (кроме энергии) системе происходит круговорот веществ, который так же, как и поток энергии, можно регулировать при помощи внешних механизмов. Сегодня практически во всех космических кораблях используется система открытого типа с разными степенями регенерации.
Вопросы и задания
1.Расскажите об экосистеме пруда
2.Как в экологических исследованиях используются лабораторные искусственные экосистемы?
3.Какие бывают типы космических кораблей?
Захаренко Г.П. Естественные и искусственные сети и системы
Управление населением копытных животных в естественных и искусственных экосистемах
Искусственные и естественные экосистемы реферат
Искусственные или природные образования. Алтайский край
Ресурсы:
С. В. Алексеев. Экология: Учебное пособие для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений разных видов. СМИО Пресс, 1997. – 320 с
СайтYouTube: /
Хостинг презентаций
–
Экосистемы: естественные и искусственные. Экосистемы это одно из ключевых понятий экологии, которое представляет собой систему, включающую в себя несколько. – презентация
1 Экосистемы: естественные и искусственные
2 Экосистемы это одно из ключевых понятий экологии, которое представляет собой систему, включающую в себя несколько компонентов: сообщество животных, растений и микроорганизмов, характерную среду обитания, целую систему взаимосвязей, благодаря которым осуществляется взаимообмен веществами и энергиями. В науке существует несколько классификаций экосистем. Одна из них разделяет все известные экосистемы на два больших класса: естественные, созданные природой, и искусственные те, что создал человек.
3 Естественные экосистемы Для них характерны: Тесная взаимосвязь органических и неорганических веществ Полный, замкнутый круг круговорота веществ: начиная от появления органического вещества и заканчивая его распадом и разложением на неорганические компоненты. Устойчивость и способность к самовосстановлению.
4 Все природные экосистемы определяются следующими признаками: 1. Видовая структура: численность каждого вида животного или растения регулируется природными условиями. 2. Пространственная структура: все организмы располагаются в строгой горизонтальной или вертикальной иерархии. 3. Биотические и абиотические вещества. Организмы, составляющие экосистему, делятся на неорганические (абиотические: свет, воздух, почва, ветер, влажность, давление) и органические (биотические животные, растения). 4. В свою очередь биотический компонент делится на производителей, потребителей и разрушителей.
5 Искусственные экосистемы Искусственными экосистемами называют сообщества животных и растений, обитающих в условиях, которые создал для них человек. Их еще называют нообиогеоценозами или социоэкосистемами. Примеры: поле, пастбище, город, общество, космический корабль, зоосад, сад, искусственный пруд, водохранилище.
6 Особенности искусственных экосистем 1. Все искусственные экосистемы являются гетеротрофныйми, т.е потребляющими готовую пищу. 2. Незамкнутый цикл обмена веществ. 3. Видовая малочисленность.
7 Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем Природные экосистемы Искусственные экосистемы Главный компонент солнечная энергия.В основном, получает энергию из топлива, и готовой пищи (гетеротрофный) Формирует плодородную почву Истощает почву Все природные экосистемы поглощают углекислый газ и производят кислород Большинство искусственных экосистем потребляет кислород и продуцирует углекислый газ Большое видовое разнообразие Ограниченное количество видов организмов Высокая устойчивость, способность к саморегуляции и самовосстановлению Слабая устойчивость, так как такая экосистема зависит от деятельности человека Замкнутый обмен веществ Незамкнутая цепь обмена веществ Создает места обитания диких животных и растений Разрушает ареалы дикой природы
Презентация Естественные и искусственные экосистемы и их характеристика
Инфоурок › Биология › Презентации › Презентация Естественные и искусственные экосистемы и их характеристика
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд Описание слайда:
Разнообразие экосистем
2 слайд Описание слайда:
Экосисте́ма, или экологи́ческая систе́ма (от др.-греч. οἶκος — жилище, местопребывание и σύστημα — система) — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.
3 слайд 4 слайд Описание слайда:
Природные экосистемы – это естественные экосистемы, при изучении которых не учитываются какие бы то ни было антропогенные воздействия.
5 слайд Описание слайда:
Примеры природных экосистем Наземные экосистемы: – Тундра: арктическая и альпийская; – Бореальные хвойные леса; – Листопадный лес умеренной зоны; – Степь умеренной зоны; – Тропические лесостепи и саванны; – Чапараль; – Полупустыня: травянистая и кустарниковая; – Полувечнозеленый тропический лес; – Вечнозеленый тропический дождевой лес.
6 слайд Описание слайда:
Пресноводные экосистемы: – Лентические (стоячие воды): озера, пруды и т.д.; – Лотические (текучие воды): реки, ручьи и т.д.; – Заболоченные угодья: болота и болотистые леса. Морские экосистемы: – Открытый океан (пелагическая); – Воды континентального шельфа (прибрежные воды); – Районы апвеллинга (с продуктивным рыболовством); – Эстуарии (бухты, проливы, устья рек и т.д.).
7 слайд Описание слайда:
Экосистема пресного водоема
8 слайд Описание слайда:
Наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности организмов создаются в прибрежной зоне. Особенности — высокая плотность среды, низкое содержание в ней кислорода, незначительные колебания температуры.
9 слайд Описание слайда:
Продуценты: Вблизи берега – водоросли и высшие травянистые растения(камыш, рогоз, водяной хвощ); На дне – мхи и донный ил; Их роль: создание органических веществ из неорганических в процессе фотосинтеза и обогащение воды кислородом.
10 слайд Описание слайда:
Консументы: Гетеротрофы, разные виды животных – простейшие (жгутиковые, инфузории, амебы), моллюски, низшие ракообразные (дафнии, циклопы), рачки, насекомые, черви, амфибии (лягушки, тритоны) рыбы (щука, окунь – хищные, карась – травоядные), млекопитающие (выхухоль, бобры, выдры). Их роль: расщепление органических веществ, обогащение воды углекислым газом.
11 слайд 12 слайд Описание слайда:
Искусственные экосистемы — это экосистемы, созданные человеком.
13 слайд Описание слайда:
Примеры искусственных экосистем – Биологические очистные сооружения; – Парк; – Поле; – Сад; – Город; – Агроценозы; – Пашни; – Природно – хозяйственные системы; – Водохранилища и каналы.
14 слайд Описание слайда:
Экосистема пшеничного поля
15 слайд Описание слайда:
При использовании поля, человек применяет комплекс агротехнических приёмов: различные способы обработки почвы (вспашка, боронование, дискование и другие), мелиорацию (при избыточном увлажнении почвы), иногда искусственное орошение, посев (посадка) высокоурожайных сортов пшеницы, подкормку, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями растений.
16 слайд Описание слайда:
Продуценты: – Пшеница; – Сорняки. Консументы: – Насекомые (бабочки, гусеницы, жучки); – Дождевые черви; – Грызуны (полевка); – Птицы (куропатка); – Лисы; – Зерноядные (суслик).
17 слайд 18 слайд
Общая информация
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
лекция-5 Искуственные экосистемы. Лекция 5. Искусственные экосистемы 1 Естественные и искусственные экосистемы
Лекция №5 . Искусственные экосистемы
5.1 Естественные и искусственные экосистемыВ биосфере помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностью человека, — антропогенные экосистемы.
Естественные экосистемы отличаются значительным видовым разнообразием, существуют длительное время, они способны к саморегуляции, обладают большой стабильностью, устойчивостью. Созданная в них биомасса и питательные вещества остаются и используются в пределах биоценозов, обогащая их ресурсы.
Искусственные экосистемы – агроценозы (поля пшеницы, картофеля, огороды, фермы с прилегающими пастбищами, рыбоводные пруды и др.) составляют небольшую часть поверхности суши, но дают около 90% пищевой энергии.
Развитие сельского хозяйства с древних времен сопровождалось полным уничтожением растительного покрова на значительных площадях для того, чтобы освободить место для небольшого количества отобранных человеком видов, наиболее пригодных для питания.
Однако первоначально деятельность человека в сельскохозяйственном обществе вписывалась в биохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосфере.
В современном сельскохозяйственном производстве резко возросло использование синтезированной энергии при механической обработке земли, использовании удобрений и пестицидов. Это нарушает общий энергетический баланс биосферы, что может привести к непредсказуемым последствиям.
Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем
(по Миллеру, 1993)
| Природная экосистема(болото, луг, лес) | Антропогенная экосистема(поле, завод, дом) |
| Получает, преобразует, накапливает солнечную энергию | Потребляет энергию ископаемого и ядерного топлива |
| Продуцирует кислороди потребляет диоксид углерода | Потребляет кислород и продуцирует диоксид углерода при сгорании ископаемоготоплива |
| Формирует плодородную почву | Истощает или представляет угрозу для плодородных почв |
| Накапливает, очищает и постепенно расходует воду | Расходует много воды, загрязняет ее |
| Создает местообитания различных видов дикой природы | Разрушает местообитания многих видов дикой природы |
| Бесплатно фильтруети обеззараживает загрязнителии отходы | Производит загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения |
| Обладает способностьюсамосохраненияи самовосстановления | Требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления |
5.2 Искусственные экосистемы
5.2.1 Агроэкосистемы
Агроэкосистема (от греч. agros — поле) — биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользования.
К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими искусственными пастбищами.
Характерная особенность агроэкосистем — малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного (нескольких) видов или сортов культивируемых растений или животных.
Главное их отличие от естественных экосистем — упрощенная структура и обедненный видовой состав.
Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем рядом особенностей:
1.Разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции.
На ржаном или пшеничном поле кроме злаковой монокультуры можно встретить разве что несколько видов сорняков. На естественном лугу биологическое разнообразие значительно выше, но биологическая продуктивность во много раз уступает засеянному полю.
- Искусственная регуляция численности вредителей — по большей части необходимое условие поддержания агроэкосистем. Поэтому в сельскохозяйственной практике применяют мощные средства подавления численности нежелательных видов: ядохимикаты, гербициды и т.д. Экологические последствия этих действий приводят, однако, к ряду нежелательных эффектов, кроме тех, для которых они применяются.
2.Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора, и не могут выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.
В результате происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовому размножению вредителей и болезням.3. Агроэкосистемы более открыты, из них вещество и энергия изымаются с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв.В естественных биоценозах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.
В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением процессов почвообразования, при длительном выращивании монокультуры на культурных землях постепенно происходит снижение плодородия почв. Данное положение в экологии называется законом убывающего плодородия.
Таким образом, для расчетливого и рационального ведения сельского хозяйства необходимо учитывать обеднение почвенных ресурсов и сохранять плодородие почв с помощью улучшенной агротехники, рационального севооборота и других приемов.
Смена растительного покрова в агроэкосистемах происходит не естественным путем, а по воле человека, что не всегда хорошо отражается на качестве входящих в нее абиотических факторов. Особенно это касается почвенного плодородия.
Главное отличие агроэкосистемы от природных экосистем — получение дополнительной энергии для нормального функционирования.
Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимой в агроэкосистемы. Это может быть мускульная сила человека или животных, различные виды горючего для работы сельскохозяйственных машин, удобрения, пестициды, ядохимикаты, дополнительное освещение и т.д.
В понятие «дополнительная энергия» входят также новые породы домашних животных и сорта культурных растений, внедряемые в структуру агроэкосистем.
Следует отметить, что агроэкосистемы — крайне неустойчивые сообщества.
Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней.
Причина нестабильности состоит в том, что агроценозы слагаются одним (монокультуры) или реже максимум 2–3 видами. Именно поэтому любая болезнь, любой вредитель может уничтожить агроценоз. Однако человек сознательно идет на упрощение структуры агроценоза, чтобы получить максимальный выход продукции.
Агроценозы в гораздо большей степени, чем естественные ценозы (лес, луг, пастбища), подвержены эрозии, выщелачиванию, засолению и нашествию вредителей. Без участия человека агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, ягодных растений – 3–4, плодовых культур – 20–30 лет. Затем они распадаются или отмирают.
Преимуществом агроценозов перед естественными экосистемами является производство необходимых для человека продуктов питания и большие возможности увеличения продуктивности.
Однако они реализуются только при постоянной заботе о плодородии земли, обеспечении растений влагой, охране культурных популяций, сортов и пород растений и животных от неблагоприятных воздействий естественной флоры и фауны.
Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком.
В отношении к сообществам, складывающимся в агроэкосистемах, постепенно меняются акценты в связи с общим развитием экологических знаний.
На смену представлениям об обрывочности, осколочности ценотических связей и предельной упрощенности агроценозов возникает понимание их сложной системной организации, где человек существенно влияет лишь на отдельные звенья, а вся система продолжает развиваться по естественным, природным законам.
С экологических позиций крайне опасно упрощать природное окружение человека, превращая весь ландшафт в агрохозяйственный. Основная стратегия создания высокопродуктивного и устойчивого ландшафта должна заключаться в сохранении и умножении его многообразия.
Наряду с поддержанием высокопродуктивных полей следует особенно заботиться о сохранении заповедных территорий, не подвергающихся антропогенному воздействию. Заповедники с богатым видовым разнообразием являются источником видов для восстанавливающихся в сукцессионных рядах сообществ.
- Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем
| Природные экосистемы | Агроэкосистемы |
| Первичные естественные элементарные единицы биосферы, сформировавшиеся в ходе эволюции | Вторичные трансформированные человеком искусственные элементарные единицы биосферы |
| Сложные системы со значительным количеством видов животных и растений, в которых господствуют популяции нескольких видов. Им свойственно устойчивое динамическое равновесие, достигаемое саморегуляцией | Упрощенные системы с господством популяций одного вида растения или животного. Они устойчивы и характеризуются непостоянством структуры своей биомассы |
| Продуктивность определяется приспособительными особенностями организмов, участвующих в круговороте веществ | Продуктивность определяется уровнем хозяйственной деятельности и зависит от экономических и технических возможностей |
| Первичная продукция используется животными и участвует в круговороте веществ. «Потребление» происходит почти одновременно с «производством» | Урожай собирают для удовлетворения потребностей человека и на корм скоту. Живое вещество некоторое время накапливается, не расходуясь. Наиболее высокая продуктивность развивается лишь на короткое время |
5.2.2.Индустриально-городские экосистемы
Совсем по-другому обстоит дело в экосистемах к которым относятся индустриально-городские системы — здесь энергия топлива полностью заменяет солнечную энергию.
По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах — здесь ее расход на два-три порядка выше.
В связи со сказанным выше, следует отметить, что искусственные экосистемы не могут существовать без природных систем, в то время как природные экосистемы могут существовать без антропогенных..
Урбанистические системы
Урбанистическая система (урбосистема) — «неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем» (Реймерс, 1990).
По мере развития города в нем все более дифференцируются его функциональные зоны — это промышленная, селитебная, лесопарковая.
Промышленные зоны — это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей (металлургической, химической, машиностроительной, электронной и др.). Они являются основными источниками загрязнения окружающей среды.
Селитебные зоны — это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры, просвещения и т. п.
Лесопарковая — это зеленая зона вокруг города, окультуренная человеком, т. е. приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечения.
Возможны ее участки и внутри городов, но обычно здесь городские парки — древесные насаждения в городе, занимающие достаточно обширные территории и тоже служащие горожанам для отдыха.
В отличие от естественных лесов и даже лесопарков городские парки и подобные им более мелкие посадки в городе (скверы, бульвары) не являются самоподдерживающимися и саморегулируемыми системами.
Лесопарковая зона, городские парки и другие участки территории, отведенные и специально приспособленные для отдыха людей, называют рекреационными зонами (территориями, участками и т. п).
Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфраструктуры города.
Значительное место начинает занимать транспорт и транспортные сооружения (автомобильные дороги, автозаправочные станции, гаражи, станции обслуживания, железные дороги со своей сложной инфраструктурой, в том числе подземные — метрополитен; аэродромы с комплексом обслуживания и др.). Транспортные системы пересекают все функциональные зоны города и оказывают влияние на всю городскую среду (урбосреду).
Среда, окружающая человека в этих условиях, — это совокупность абиотической и социальных сред, совместно и непоредственно оказывающих влияние на людей и их хозяйство. Одновременно, по Н. Ф.
Реймерсу (1990), ее можно делить на собственно природную среду и преобразованную человеком природную среду (антропогенные ландшафты вплоть до искусственного окружения людей — здания, асфальт дорог, искусственное освещение и т. д.
, т. е. до искусственной среды).
В целом же среда городская и населенных пунктов городского типа — это часть техносферы, т. е. биосферы, коренным образом преобразованной человеком в технические и техногенные объекты.
Помимо наземной части ландшафта в орбиту хозяйственной деятельности человека попадает и его литогенная основа, т. е. поверхностная часть литосферы, которую принято называть геологической средой (Е. М. Сергеев, 1979).
Геологическая среда — это горные породы, подземные воды, на которые оказывает воздействие хозяйственная деятельность человека (рис. 10.2).
На городских территориях, в урбоэкосистемах, можно выделить группу систем, отражающую всю сложность взаимодействия зданий и сооружений с окружающей средой, которые называют природно-техническими системами (Трофимов, Епишин, 1985) (рис. 10.2). Они теснейшим образом связаны с антропогенными ландшафтами, с их геологическим строением и рельефом.
Таким образом, урбосистемы — это средоточие населения, жилых и промышленных зданий и сооружений. Существование урбосистем зависит от энергии горючих ископаемых и атомноэнергетического сырья, искусственно регулируется и поддерживается человеком.
Среда урбосистем, как ее географическая, так и геологическая части, наиболее сильно изменена и по сути дела стала искусственной, здесь возникают проблемы утилизации и реутилизации вовлекаемых в оборот природных ресурсов, загрязнения и очистки окружающей среды, здесь происходит все большая изоляция хозяйственно-производственных циклов от природного обмена веществ (биогеохимических оборотов) и потока энергии в природных экосистемах. И, наконец, именно здесь наибольшая плотность населения и искусственная среда, которые угрожают не только здоровью человека, но и выживанию всего человечества. Здоровье человека — индикатор качества этой среды.
открытая библиотека учебной информации
Биотоп
Структура биоценоза
Помимо разнообразия видового состава биогеоценозы характеризуются сложной структурой. Рассмотрим биоценоз лиственного леса. Растения в лесу различаются по высоте их наземных частей. В связи с этим в растительных сообществах выделяют несколько “этажей”, или ярусов. Первый ярус – древесный – составляют самые светолюбивые виды –дуб, липа.
Второй ярус включает менее светолюбивые и более низкорослые деревья – грушу, клен, яблоню. Третий ярус состоит из кустарников – лещины, бересклета и др. Четвертый ярус – травянистый. Такими же “этажами” распределœены в почве и корни растений.
Ярусность позволяет растениям лучше использовать солнечный свет и минœеральные запасы почвы.
Природное жизненное пространство, занимаемое сообществом, принято называть биотопом (от греческих слов биос – жизнь, топос – место). Биотоп вместе с сообществом образуют экосистему, в которой длительное время поддерживаются устойчивые взаимодействия между элементами живой и неживой природы.
10. Экосистемы. Саморегуляция и устойчивость экосистем. Искусственные экосистемы.
Кроме отмеченных, выделяют естественные и искусственные экосистемы. Естественные экосистемы отличаются значительным видовым разнообразием, существуют длительное время, они способны к саморегуляции, обладают большой стабильностью, устойчивостью.
Созданная в них биомасса и питательные вещества остаются и используются в пределах биоценозов, обогащая их ресурсы. искусственные экосистемы – агроценозы (поля пшеницы, картофеля, огороды, фермы с прилегающими пастбищами, рыбоводные пруды и др.
) составляют небольшую часть поверхности суши, но дают около 90% пищевой энергии.
Развитие сельского хозяйства с древних времен сопровождалось полным уничтожением растительного покрова на значительных площадях для того, чтобы освободить место для небольшого количества отобранных человеком видов, наиболее пригодных для питания.
Рисунок 10.2 – Классификация природных экосистем
(по В. А. Вронскому, 1997)
При этом первоначально деятельность человека в сельскохозяйственном обществе вписывалась в биохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосфере. В современном сельскохозяйственном производстве резко возросло использование синтезированной энергии при механической обработке земли, использовании удобрений и пестицидов.
Это нарушает общий энергетический баланс биосферы, что может привести к непредсказуемым последствиям. Одна из главных особенностей агроэкосистем состоит в том, что для их функционирования необходим приток дополнительной энергии извне. Без этого они не могут существовать.
По причине того, что в агроценозах значительная часть нужной человеку массы и связанной с ней потенциальной энергией изымается, снижается плодородие почв. Чтобы этого не происходило, в почву крайне важно постоянно вносить удобрения, отбирать соответствующие культуры для севооборота.
Агроценозы нельзя считать стабильными, причина нестабильности состоит в том, что агроценозы слагаются одним (монокультуры) или реже максимум 2–3 видами. Именно в связи с этим любая болезнь, любой вредитель может уничтожить агроценоз. При этом человек сознательно идет на упрощение структуры агроценоза, чтобы получить максимальный выход продукции.
Агроценозы в гораздо большей степени, чем естественные ценозы (лес, луг, пастбища), подвержены эрозии, выщелачиванию, засолению и нашествию вредителœей. Без участия человека агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, ягодных растений – 3–4, плодовых культур – 20–30 лет. Затем они распадаются или отмирают.
Преимуществом агроценозов перед естественными экосистемами является производство необходимых для человека продуктов питания и большие возможности увеличения продуктивности.
При этом они реализуются только при постоянной заботе о плодородии земли, обеспечении растений влагой, охране культурных популяций, сортов и пород растений и животных от неблагоприятных воздействий естественной флоры и фауны.
11. Круговорот веществ и поток энергии в биогеоценозе.
Читайте также
Цель: выявить особенности строения и функционирования экосистем различного происхождения в биосфере План лекции Сравнительная характеристика экосистем биосферы по происхождению. Естественные и искусственные экосистемы – проблемы поддержания их гомеостатического… [читать подробенее]
Биотоп Структура биоценоза Помимо разнообразия видового состава биогеоценозы характеризуются сложной структурой. Рассмотрим биоценоз лиственного леса. Растения в лесу различаются по высоте их наземных частей. В связи с этим в растительных сообществах… [читать подробенее]
Сукцессия – упорядоченное развитие экосистемы, связанное с изменением видовой структуры сообщества, и она всегда направлена, те.е предсказуема. Апогеем сукцессии является возникновение стабильной экосистемы с максимальной биомассой, максимальными межвидовыми… [читать подробенее]
По М.С.Соколову и др.(1994) расход фотосинтетической энергии растений в агроэкосистеме на примере лугопастбищных угодий средней полосы России выглядит следующим образом: ü около 1/6 части используемой растениями энергии расходуется на дыхание; ü около 1/4 части энергии… [читать подробенее]
Цель: выявить особенности строения и функционирования экосистем различного происхождения в биосфере План лекции Сравнительная характеристика экосистем биосферы по происхождению. Естественные и искусственные экосистемы – проблемы поддержания их гомеостатического… [читать подробенее]