какая смена биогеоценозов возможна в данном случае если известно
Смена биогеоценозов в растительном и животном мире
Каждый биогеоценоз испытывает закономерную смену своих сообществ — экологическую сукцессию. В процессе жизнедеятельности организмов изменяется окружающая среда.
Например, на глубине стоячего водоема из-за недостатка кислорода часть органических веществ остается неокисленной и не используется в дальнейшем круговороте веществ. Накапливается ил, водоем мелеет.
Прибрежная водная растительность все больше продвигается к центру водоема. Озеро или пруд постепенно заболачивается. Исчезают одни, поселяются другие животные. Окружающей наземной растительностью постепенно зарастают берега, площадь водоема уменьшается. В конце концов на его месте формируется луг, кустарниковая заросль или лес.
Лесные биогеоценозы меняются после пожаров или вырубки. Сначала гари зарастают травянистой растительностью, затем светолюбивыми кустарниками и древесными породами, наконец, елью.
Смена биогеоценозов в животном мире
Важность оценки состояния и регуляция численности популяций. Установление причин колебания численности популяций любого вида требует знания биологии этого вида, его врагов, влияния факторов экологической среды, сказывающихся на размножении и выживании организмов данного вида.
Также важны причины, влияющие на изменение интенсивности этих факторов. Из экологических факторов наибольшую роль играют ограничивающие факторы.
Деятельность человека оказывает существенное влияние на видовой состав биоценозов. Неограниченная охота и сбор лекарственных растений может не только сократить численность промысловых животных и растений, но и привести их на грань вымирания.
Разведение сельскохозяйственных культур способствует, массовому размножению вредителей. Применение химических средств для борьбы с вредителями сокращает численность не только вредителей, но и других насекомых, в том числе и врагов вредителей.
Из приведенных примеров понятно, сколь необходимо изучение динамики процессов в биогеоценозах для управления численностью популяций полезных и вредных для человека растений и животных.
Изменения в природных экосистемах. Смена биогеоценозов.
Данная тема изучается в разделе «Экосистемы». Цель: выявить внешние и внутренние причины смены биогеоценозов. Показать их значимость в охране природы.
Просмотр содержимого документа
«Изменения в природных экосистемах. Смена биогеоценозов.»
Презентация к уроку по теме «Изменения в природных экосистемах. Смена биогеоценозов».
Факторы, вызывающие сукцессии
Смену вызывают внешние по отношению к нему факторы.
Смена возникает в результате процессов внутри сообщества
Для развития биоценозов в ходе сукцессии 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 и т. д.
Рис. 1. Смена сообществ при зарастании водоема
Рис. 2. Смена мелких организмов в сенном настое
Характерные особенности R- видов
Размножаются быстро (высокая плодовитость, время генерации короткое, потому значение r высокое
Скорость размножения не зависит от плодовитости популяции
Скорость размножения зависит от плодовитости популяции, быстро увеличивается, если плотность падает
Энергия и вещество распределяются между многими потомками
Энергия и вещество концентрируются в немногих потомках, родители заботятся о потомстве
Размеры популяции некоторое время могут превышать К
Размеры популяции близки к равновесному уровню определяемому К
Вид не всегда устойчив на данной территории
Вид устойчив на данной территории
Расселяются широко и в больших количествах; у животных может мигрировать каждое поколение
Размножение идёт с большими затратами энергии и вещества
Малые размеры особей
Размножение идёт с относительно малыми затратами энергии и вещества, большая часть энергии и вещества расходуется на нерепродуктивный (вегетативный) рост
Крупные размеры особей; у растений деревянистые стебли и большие корни
Характерные особенности R- видов
Могут поселяться на открытом грунте
Плохо приспособлены к жизни на открытых местах
Местообитания сохраняют недолго
Местообитания устойчивы и сохраняются долго
Слабые конкуренты (способность к конкуренции не требуется)
Защитные приспособления развиты сравнительно слабо
Хорошие защитные механизмы
Лучше приспособлены к изменениям условий окружающей среды (менее специализированы)
Менее устойчивы к изменениям условий окружающей среды (высокая специализация для жизни в устойчивых местообитаниях
Крупные тропические бабочки
При зарастании водоема со дна обычно наблюдаются следующие стадии (Лепилова, 1934):
1. Господство планктона.
Подводные луга с глубины 5, иногда 6 м, до нижнего предела существования растительности макрофитов.
3. Заросли широколиственных рдестов, развитые на глубинах 3-5 м
4. Заросли растений с плавающими листьями, развитые на глубинах 2-3 м, иногда более (до 5 м)
5. Пояс камыша и тростника. Развит с глубины 0,5 до 2-3 м, редко глубже
6. Прибрежная растительность мелководий. Обитает от уреза воды до глубины 0,5 м,.
7. Прибрежная растительность .
В ней последовательно сменяют друг друга группы детритофагов и редуцентов и связанные с ними хищники и паразиты .
Начинаются «от нуля», где практически не было жизни, которая в ходе сукцессии осваивает новое пространство ;
Виды, последовательно сменяя друг друга, используют какой-либо один ограниченный ресурс: листовой спад, труп животного, навоз, упавшее дерево.
осваивает новое пространство, где практически не было жизни
начинается после полного или частичного разрушения экосистемы под влиянием нарушений
Развитие сообществ на вновь образовавшихся, ранее не заселенных местообитаниях (субстратах), где растительность отсутствовала — на песчаных дюнах, застывших потоках лавы, породах, обнажившихся в результате эрозии или отступления льдов, то такая сукцессия называется первичной
Вторичная сукцессия (восстановительная) проходит в местообитаниях, где сохранились остатки органического вещества от предыдущих этапов развития данной э косистемы
Например, после пожара в еловом лесу ель не может возобновиться сразу, так как ее проростки не выдерживают конкуренции светолюбивых и быстрорастущих трав: кипрея (иван-чая), вейника и др.
Климакс — это конечный этап развития биоценоза, когда сообщество приходит в равновесие со средой и его энергопродукция приближается к энергопотреблению.
Вырубка – причина вторичной сукцессии, происходящей на месте сформировавшегося биоценоза после его нарушения. Эта сукцессия под действием внешних причин, в данном случае хозяйственной деятельности человека, будет еще и экзогенной сукцессией.
Вторичные сукцессии (зарастание вырубки) требуют для восстановления устойчивого сообщества – климакса – сотен лет.
Изменение экологических факторов
Нарушение круговорота веществ в биогеоценозе, изменение видового состава.
Смена одного биогеоценоза другим.
В стабильных биогеоценозах происходят определённые изменения.
Изменение почвы и климата.
Изменение характера растительности.
Изменение животного мира.
Естественная смена биогеоценоза.
При ней виды, последовательно сменяя друг друга, используют какой-либо один ограниченный ресурс.
Лишайники на дереве
Это может быть листовой спад, труп животного, навоз, упавшее дерево. Сукцессия здесь проходит довольно быстро — в течение нескольких месяцев или лет. Любая мертвая органика (детрит) используется микроорганизмами или животными детритофагами
Первыми из деревьев на вырубках, местах пожарищ, залежах, брошенных лугах поселяются березы. Березняк – лес недолговечный. Его развитие продолжается примерно 100–150 лет и сменяется характерным зональным типом растительности – например, широколиственным лесом или ельником.
Смена лесного биогеоценоза.
В динамике естественных растительных сообществ может проходить смена доминирующего вида. Так, во влажные годы среди злаков преобладает лисохвост, а в сухие – костер и пырей.
Изменения экосистем во времени
Сложные пищевые цепи
Ельник (еловый лес) — типичный пример климаксного сообщества, развивающегося на некоторых суглинистых почвах
Сосновый лес как климаксное сообщество, наоборот, развивается на песчаных и супесчаных почвах
Множество экологических ниш
Общие закономерности сукцессии
Неустойчивые экосистемы, в которых не сбалансирован круговорот вещества, легко наблюдать на примере зарастания прудов или мелких озер. В таких водоемах, особенно если в них смываются с окружающих полей удобрения, бурно развиваются и прибрежная растительность, и различные водоросли. Растения не успевают перерабатываться водными обитателями и, отмирая, образуют на дне слои торфа. Озеро мелеет и постепенно прекращает свое существование, превращаясь сначала в болото, а затем – в сырой луг. Если водоем небольшой, такие изменения могут протекать достаточно быстро, за несколько лет.
Эвтрофирование водоёма, опустынивание.
Опустынивание и засуха – процессы связанные, и их совместный эффект оказывается особенно губительным. Среди процессов опустынивания выделяют следующие этапы: сокращение растительного покрова, ветровую и водную эрозию почвы, засоление почв, исчезновение многолетних растений (в первую очередь деревьев и кустарников), наступление песков.
Эвтрофикация – процесс повышения уровня первичной продукции вод из-за увеличения концентрации биогенных элементов. Для пресноводных водоемов такими служат в основном фосфор и иногда азот. Биогенные элементы могут поступать путем смыва удобрений с полей, со стоками, с атмосферными осадками, в результате эрозии и распашки почв, сведения лесов.
Последствия вырубки лесов
Увеличение размаха воздушных течений
Потеря зелёного покрова Земли
ПОТЕРЯ ЗЕЛЁНОГО ПОКРОВА ЗЕМЛИ
УВЕЛИЧЕНИЕ РАЗМАХА ВОЗДУШНЫХ ТЕЧЕНИЙ
Пониженная способность к сохранению влаги
Вымывание верхнего слоя почвы
Пониженное выпадение дождей
Увеличение незащищённости почвы от солнечных лучей
Выветривание верхнего слоя почвы
Жизнь растений не может восстановиться
Влияние человека на экосистемы.
Современный уровень устойчивости экосистем,
Карта нарушенности природных экосистем [2].
1.Экологи считают, что в северных районах лес можно рубить и вывозить только зимой по глубокому снегу. Объясните, почему
2.Какие изменения в популяциях растений с красными цветками могут возникнуть в результате интенсивного сбора цветущих экземпляров на букеты:
б)видимых изменений не произойдёт
в)возможны изменения в структуре ареала
г)возможны изменения в морфофункциональной организации растений
3. Почему в национальных парках и заповедниках посетителям можно ходить только по дорожкам или тропинкам?
Изменения в экосистеме
§ 86 учебник А.А. Каменский, Е.А Крискунов, В.В. Пасечник «Общая биология 10 – 11 классы
1. Т.А. Козлова, Т.С. Сухова, В.И. Сивоглазов «Экология» книга для учителя Москва «Школа – Пресс» 1966 год
4. Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология.
Задания части 2 ЕГЭ по теме «Экосистема»
1. Что служит основой устойчивости экосистем? Укажите не менее трех причин их устойчивости.
1) Постоянный приток энергии извне (поток энергии) поддерживает круговорот веществ.
2) Прямые и обратные связи, например, хищники контролируют количество организмов-жертв, количество жертв влияет на численность хищников.
3) Большое видовое разнообразие (биоразнообразие) экосистемы позволяет при уменьшении численности одного вида заменить его другим в пищевой цепи.
2. В результате вулканической деятельности в океане образовался остров. Опишите последовательность формирования экосистемы на недавно образовавшемся участке суши.
На камнях поселяются водоросли, бактерии и лишайники. Они обеспечивают формирование почвы. На почве поселяются растения, семена которых заносит ветром или водой. После этого на острове расселяются небольшие животные, попавшие сюда по воздуху или по воде.
3. Каковы причины смены биогеоценозов?
1) Внешняя причина: пожар, наводнение и т.п.
2) В экосистеме создаются хорошие условия для заселения другими видами (например, зарастание березняка елью).
3) В экосистеме накапливаются продукты выделений, происходит самоотравление.
4. Чем характеризуется биологическое разнообразие, и какова его роль в природе?
Биологическое разнообразие характеризуется количеством видов. Роль биологического разнообразия – придание устойчивости экосистемам (чем выше биоразнообразие – тем больше цепей питания, тем более сложные пищевые сети, тем экосистемы более устойчивы).
5. Вырытый в ходе изъятия грунта котлован заполнили водой и запустили туда карпов для воспроизводства. Можно ли при этом считать этот водоём биоценозом, а группу карпов популяцией? Ответ обоснуйте.
1. Биоценоз — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство, и связанных между собой окружающей их средой. Водоем с карпами возник совсем недавно, поэтому его нельзя назвать биоценозом.
2. Популяция — это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп. Карпов нельзя назвать длительно обитающими на этой территории, поэтому их нельзя назвать популяцией.
6. Что такое сукцессия? Укажите не менее трех признаков первичной сукцессии.
1) сукцессия – последовательная закономерная и необратимая смена одного биоценоза другим на определенном участке;
2) развитие экосистемы на ранее незаселенных участках;
3) происходит длительное время;
4) начинается со мхов и лишайников.
7. При каких условиях большой котлован, залитый водой, может стать экосистемой? Приведите три условия.
1) водоем должны заселить разнообразные виды организмов разных функциональных групп (продуценты, консументы, редуценты);
2) между организмами должны возникнуть биотические связи, образоваться цепи питания;
3) должен сформироваться относительно сбалансированный круговорот веществ, что обеспечит длительность существования экосистемы
8. Экосистемы влажного экваториального леса и пустыни Сахара получают сходное количество солнечной энергии за год. Как абиотические условия существования данных экосистем связаны с их продуктивностью? Чем обусловлена большая устойчивость экосистемы тропического леса к внешним воздействиям? Ответ поясните.
1) экваториальный лес получает большое количество влаги, что позволяет растениям активно фотосинтезировать;
2) из-за этого продуктивность экосистемы данного леса намного выше;
3) более высокая продуктивность экосистемы позволяет ей иметь более длинные и более разветвленные пищевые цепи, что обуславливает её устойчивость
«Зарождение и смена биогеоценозов» (10 класс)
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Автор: Шишкина Н.И. – учитель биологии МОАУ «Гимназия имени Александра Грина» г. Кирова Зарождение и смена биогеоценозов. Суточные и сезонные изменения биогеоценозов
Экологическая сукцессия развитие биоценозов, при котором наблюдается замена во времени одного сообщества живых организмов другими. 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.
Автотрофная сукцессия Развитие леса на оставленном поле является примером сукцессии, происходящей в ясно выраженном автотрофном состоянии, ибо в первый момент появляются автотрофные организмы. Видовой состав организмов меняется от года к году, а в сообществе идет накопление органического вещества.
Гетеротрофная сукцессия Река, загрязненная большим количеством органических отбросов (сточные воды от птицефабрик), это органическое вещество активно используется гетеротрофами. Завершается после того, как исчерпан излишек органического вещества.
Для саморазвития биоценозов характерны общие закономерности: Постепенное увеличение видового разнообразия Смена доминирующих видов Усложнение цепей питания Увеличение в сообществах доли видов с длительными циклами развития Усиление взаимовыгодных связей в биоценозах 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
Первичные сукцессии Саморазвитие экосистем начинается на любом участке суши, который обнажился: на осыпях, отмелях, сыпучих песках, голых скалах, обвалах горных пород и т.д.
Этапы первичной сукцессии 1. Обнажившийся участок заселяется случайно попадающими сюда организмами из окружающих местообитаний: семенами, спорами, летающими и ползающими насекомыми, расселяющими грызунами, птицами и т.д. 2. Прижившиеся виды осваивают и изменяют окружающую среду, еще не мешают друг другу. 3. Обостряются конкурентные отношения, так как освоена территория полностью. Часть видов вытесняется и заменяется новыми. Процесс постепенной смены видового состава может длиться достаточно долго. 4. Устанавливается постоянный состав сообщества. Виды распределены по экологическим нишам, не мешают друг другу, связаны пищевыми цепями и взаимовыгодными отношениями, осуществляющими круговорот веществ.
Вторичная сукцессия Развиваются на месте уже существовавшего ранее сформированного сообщества. Такие смены можно назвать восстановительными.
Смена внезапная Не свойственная биогеоценозам, называется катастрофическая
Вековые смены 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
Циклические изменения Осуществляются в течение суток, сезона или года. Многие из них регулярно повторяются. 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.
Сезонные изменения Связаны с контрастными условиями периодов года (теплого-холодного, влажного-сухого). Миграции птиц Листопад
Фотопериодизм 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.
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.
Экологические задачи 1. На дачном участке полностью прекратили обработку почвы. Какие изменения произойдут на участке? 2. На заброшенных полях первыми поселяются травянистые однолетние растения, через несколько лет их сменяют многолетние травянистые растения, затем кустарники и, наконец, деревья. Почему виды появляются в такой последовательности? Каковы могут быть в данном случае причины смены одних растений другими?
Кроссворд 1. Название ряда, при котором происходит смена биогеоценозов. 2. Способность экосистемы непрерывно поддерживать определённый круговорот веществ и сохранять в основных чертах свою структуру, характер связей между элементами и их функционирование в пределах естественного колебания физических и биологических параметров. 3. Биогеоценоз, характеризующийся устойчивым стабильным состоянием и большим разнообразием видов, находящийся в равновесии с окружающей средой и способный поддерживать самого себя. 4. Биоценозы, которые не могут долго находиться в состоянии устойчивого равновесия и поэтому быстро заменяются другими. 5. Сукцессии, начинающиеся на пустых, лишённых жизни местах. 6. Растительноядные животные. 7. Явление, при котором один биогеоценоз заменяется со временем качественно другим. 8. Сукцессии, на территории где были нарушены установившиеся связи между популяциями в уже сложившихся сообществ