9 класс. Биология. Понятие о биогеоценозе и экосистеме

Комментарии преподавателя

Еще сто лет назад для пу­те­ше­ствия на ты­ся­чу ки­ло­мет­ров по­на­до­би­лись бы неде­ли, се­год­ня мы тра­тим на это до двух часов в са­мо­ле­те. Ка­за­лось бы, можно вы­брать любое место на пла­не­те и по­се­лить­ся там. Од­на­ко мы свя­за­ны с нашей малой ро­ди­ной и ее эко­си­сте­ма­ми тес­ней, чем можем себе пред­ста­вить. Уче­ные вы­яс­ни­ли, что хи­ми­че­ский со­став воды в нашей крови имеет много об­ще­го с со­ста­вом прес­ных во­до­е­мов, рядом с ко­то­ры­ми мы ро­ди­лись и вы­рос­ли. Кроме того, жи­те­лям рав­нин необ­хо­ди­мо боль­ше кис­ло­ро­да, чем гор­цам. Про­гресс сде­лал гео­гра­фи­че­ские гра­ни­цы услов­но­стью, но каж­дый че­ло­век всё равно оста­ет­ся ча­стью сво­е­го био­гео­це­но­за.

 

По­ня­тие о био­гео­це­но­зе и эко­си­сте­ме

Каж­дый живой ор­га­низм свя­зан с окру­жа­ю­щей сре­дой по­то­ка­ми ве­ще­ства и энер­гии, про­хо­дя­щи­ми через его тело. По­треб­ляя и вы­де­ляя ве­ще­ство и энер­гию, живые ор­га­низ­мы вли­я­ют на среду сво­е­го оби­та­ния уже тем, что живут.

 

 

 

 

 

 

      

Ре­зуль­та­ты жиз­не­де­я­тель­но­сти каж­до­го от­дель­но­го су­ще­ства могут быть неве­ли­ки и ма­ло­за­мет­ны. Но все вме­сте они сли­ва­ют­ся в мощ­ную силу, пре­об­ра­зу­ю­щую зем­ную по­верх­ность.

Вы­да­ю­щий­ся оте­че­ствен­ный уче­ный, есте­ство­ис­пы­та­тель, автор ряда наук о Земле и уче­ния о био­сфе­ре, В.И. Вер­над­ский, писал: «На Земле нет силы, более мо­гу­ще­ствен­ной по своим по­след­стви­ям, чем живое су­ще­ство».

 

 

 

 

 

 

 

В био­це­но­зах все по­пу­ля­ции видов свя­за­ны друг с дру­гом слож­ной пи­ще­вой сетью. Энер­гия по­сту­па­ет в ор­га­низм жи­вот­но­го из рас­те­ний, ко­то­рые чер­па­ют за­па­сы энер­гии  из нежи­вой при­ро­ды.

 

 

 

 

 

 

 

В итоге любой био­це­ноз пред­став­ля­ет собой некое един­ство со своим био­то­пом, со­зда­вая це­лост­ную си­сте­му, ко­то­рую на­зы­ва­ют эко­си­сте­мой. Ор­га­ни­зо­ван­ная в эко­си­сте­мы, жизнь на Земле непре­рыв­но про­дол­жа­ет­ся уже мил­ли­о­ны лет.

Эко­си­сте­мы бы­ва­ют раз­ных мас­шта­бов: на­зем­ные и вод­ные (http://​spb.​ria.​ru/​Infographics/​20120420/​497641154.​html).

Пруд с его оби­та­те­ля­ми, озеро, море, океан, неболь­шой лес, целая тайга, степь и пу­сты­ня – всё это при­род­ные эко­си­сте­мы.

 

 

 

 

 

 

 

Ак­ва­ри­ум, сад, пше­нич­ное поле – эко­си­сте­мы, со­здан­ные че­ло­ве­ком. 

 

 

 

 

 

 

 

На­зем­ные эко­си­сте­мы, свя­зан­ные с участ­ка­ми од­но­род­ной рас­ти­тель­но­сти, на­зы­ва­ют био­гео­це­но­зом.

 

 

 

 

 

 

 

 

На­при­мер, ель­ник кис­лич­ный, ель­ник зе­ле­но­мош­ный и бе­рез­няк раз­но­трав­ный, сфаг­но­вое бо­ло­то, луг, ко­выль­ная степь и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В на­зва­нии «био­гео­це­ноз» под­чер­ки­ва­ет­ся тес­ная вза­и­мо­связь «био» – живых и «гео» – нежи­вых ком­по­нен­тов на опре­де­лен­ном участ­ке по­верх­но­сти.

 

 

 

 

Уче­ние о био­гео­це­но­зе и сам тер­мин со­здал рус­ский бо­та­ник Вла­ди­мир Ни­ко­ла­е­вич Су­ка­чёв.

Эко­си­стем на Земле очень много, су­ще­ствен­ным свой­ством каж­дой из них яв­ля­ет­ся кру­го­во­рот ве­ществ и по­то­ков энер­гии. Из-за боль­шой роли живых ор­га­низ­мов кру­го­во­рот в эко­си­сте­мах часто на­зы­ва­ют био­ло­ги­че­ским кру­го­во­ро­том ве­ществ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Био­ло­ги­че­ский кру­го­во­рот ве­ществ яв­ля­ет­ся глав­ным усло­ви­ем су­ще­ство­ва­ния  эко­си­сте­мы.

 

 

 

 

 

 

 

 Струк­ту­ра эко­си­сте­мы

Кру­го­во­рот ве­ществ в био­гео­це­но­зе осу­ществ­ля­ет­ся бла­го­да­ря на­ли­чию че­ты­рех неотъ­ем­ле­мых ком­по­нен­тов: абио­ти­че­ско­го ком­по­нен­та, то есть за­па­сов био­ген­ных  ве­ществ и сол­неч­ной энер­гии; про­ду­цен­тов – со­зда­ю­щих ор­га­ни­че­ское ве­ще­ство; кон­су­мен­тов – упо­треб­ля­ю­щих ор­га­ни­че­ское ве­ще­ство; ре­ду­цен­тов – раз­ла­га­ю­щих мерт­вое ор­га­ни­че­ское ве­ще­ство.

 

 

 

 

 

 

 

Био­ген­ны­ми ве­ще­ства­ми на­зы­ва­ют ми­не­раль­ные со­еди­не­ния, ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся для син­те­за ор­га­ни­че­ских ве­ществ.

Про­ду­цен­ты – ор­га­низ­мы,  со­зда­ю­щие эти ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства, за­па­са­ю­щие в них лу­чи­стую энер­гию Солн­ца. 

 

 

 

 

 

 

 

Это фо­то­син­те­зи­ру­ю­щие рас­те­ния и неко­то­рые про­ка­ри­о­ты (зе­ле­ные бак­те­рии, ци­анобак­те­рии).

Кон­су­мен­ты – пе­ре­ра­бот­чи­ки ор­га­ни­че­ской про­дук­ции, в ос­нов­ном жи­вот­ные, а также грибы и неко­то­рые па­ра­зи­ти­че­ские  и на­се­ко­мо­яд­ные рас­те­ния.

Ре­ду­цен­ты – ор­га­низ­мы, раз­ла­га­ю­щие мерт­вые остат­ки рас­те­ний, жи­вот­ных и дру­гих пред­ста­ви­те­лей жи­во­го мира, до ми­не­раль­ных со­еди­не­ний, газа, воды и ми­не­раль­ных солей.  В роли ре­ду­цен­тов вы­сту­па­ют, пре­иму­ще­ствен­но, бак­те­рии, грибы и неко­то­рые жи­вот­ные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сов­мест­ная де­я­тель­ность этих раз­ных по эко­ло­ги­че­ским функ­ци­ям групп ор­га­низ­мов яв­ля­ет­ся дви­га­те­лем био­ло­ги­че­ско­го кру­го­во­ро­та в био­гео­це­но­зе. Био­гео­це­но­зы, или эко­си­сте­мы, устой­чи­вы лишь в том слу­чае, когда все че­ты­ре ком­по­нен­та, вхо­дя­щие в их со­став, под­дер­жи­ва­ют кру­го­во­рот ве­ществ до­ста­точ­но полно.

 

 

 

 

 

 

 

 

Кру­го­во­рот ве­ществ под­дер­жи­ва­ет­ся в био­гео­це­но­зах по­сто­ян­но при­то­ком всё новых и новых пор­ций энер­гии. Хотя по за­ко­ну со­хра­не­ния энер­гии, она не ис­че­за­ет бес­след­но, а лишь пе­ре­хо­дит из одной формы в дру­гую, кру­го­во­ро­та энер­гии в эко­си­сте­мах быть не может. Рас­хо­ду­ясь на жиз­не­де­я­тель­ность ор­га­низ­мов, усво­ен­ная ими энер­гия по­сте­пен­но пе­ре­хо­дит в теп­ло­вую и рас­се­и­ва­ет­ся в окру­жа­ю­щем про­стран­стве. Таким об­ра­зом, де­я­тель­ность эко­си­сте­мы на­по­ми­на­ет кру­го­вое вра­ще­ние мель­нич­но­го ко­ле­са в по­то­ке воды.

 

 

 

Если взять для при­ме­ра пи­ще­вую цепь «кочан ка­пу­сты, коза и волк» – можно про­сле­дить, как рас­хо­ду­ет­ся энер­гия, по­лу­чен­ная от Солн­ца и свя­зан­ная в ко­чане ка­пу­сты.

 

 

 

 

 

 

 

От усво­ен­ной жи­вот­ным пищи лишь неболь­шая ее доля идет на рост ор­га­низ­ма, то есть укла­ды­ва­ет­ся в теле жи­вот­но­го, осталь­ная тра­тит­ся на обмен ве­ществ, обес­пе­че­ние раз­мно­же­ния, часть уда­ля­ет­ся из ор­га­низ­ма, как неусво­ен­ная пища. Под­счи­та­но, что на рост идет около 10 про­цен­тов усво­ен­ной энер­гии. Сле­до­ва­тель­но, в теле козы за­дер­жит­ся даже менее де­ся­той части энер­гии, за­клю­чен­ной в ко­чане ка­пу­сты, так как часть ве­ще­ства не усва­и­ва­ет­ся. Когда же волк съест козу, то на рост его тела также до­ста­нет­ся 1 про­цент энер­гии, ко­то­рая пер­во­на­чаль­но была в ка­пу­сте.

В каж­дом по­сле­ду­ю­щем звене цепи пи­та­ния ко­ли­че­ство со­дер­жи­мой энер­гии  умень­ша­ет­ся при­мер­но в 10 раз, и уже через 4-5 зве­ньев она прак­ти­че­ски пол­но­стью ис­те­ка­ет.

Это так на­зы­ва­е­мое пра­ви­ло 10% имеет огром­ное прак­ти­че­ское зна­че­ние. Это пра­ви­ло поз­во­ля­ет по­нять, как рас­хо­ду­ет­ся в эко­си­сте­ме про­дук­ция, т.е. ор­га­ни­че­ское ве­ще­ство, со­зда­ва­е­мое рас­те­ни­я­ми, за опре­де­лен­ный про­ме­жу­ток вре­ме­ни.

На со­зда­ние 1 кг массы рас­ти­тель­но­яд­ных жи­вот­ных за­тра­чи­ва­ет­ся в де­сять раз боль­ше сол­неч­ной энер­гии, чем на 1 кг массы рас­те­ний.

Про­дук­ция пло­то­яд­ных по­это­му об­хо­дит­ся до­ро­же в сто раз. Пе­ре­да­ча ор­га­ни­че­ско­го ве­ще­ства и энер­гии по цепям пи­та­ния под­чи­ня­ет­ся пра­ви­лу 10%.

Че­ло­ве­че­ское об­ще­ство живет за счет пер­вич­ной и вто­рич­ной про­дук­ции рас­те­ний и жи­вот­ных. Про­дук­ция жи­вот­ных об­хо­дит­ся и людям, и при­ро­де до­ро­же, чем рас­ти­тель­ная.  По­это­му про­бле­ма го­ло­да для на­се­ле­ния раз­ных стран на­чи­на­ет­ся, пре­жде всего, с нехват­ки вто­рич­ной про­дук­ции – жи­вот­ных бел­ков, необ­хо­ди­мых в ра­ци­оне че­ло­ве­ка. Даже в самых устой­чи­вых био­гео­це­но­зах Земли кру­го­во­рот ве­ществ не за­мкнут, часть ве­ще­ства пе­ре­но­сит­ся вет­ром, те­че­ни­я­ми, сно­сит­ся в по­ни­же­ние ре­лье­фа, ми­гри­ру­ет с по­верх­ност­ным сто­ком и под­зем­ны­ми во­да­ми. В ре­зуль­та­те все эко­си­сте­мы суши и оке­а­на ока­зы­ва­ют­ся свя­зан­ны­ми в еди­ную гло­баль­ную си­сте­му – био­сфе­ру.

 

 

 

 

 

 

 

Мно­же­ство свя­зан­ных друг с дру­гом кру­го­во­ро­тов скла­ды­ва­ют­ся в уста­но­вив­ший­ся за мно­гие мил­ли­о­ны лет гло­баль­ный кру­го­во­рот био­сфе­ры, под­дер­жи­ва­ю­щий жизнь на пла­не­те.

В. И. Вер­над­ский раз­ра­бо­тал уче­ние, ко­то­рое ха­рак­те­ри­зу­ет био­сфе­ру не толь­ко как об­ласть рас­про­стра­не­ния жизни на Земле, но и как часть пла­не­ты, пре­об­ра­зо­ван­ной жиз­нью. Со­глас­но Вер­над­ско­му, кру­го­во­ро­ты важ­ней­ших эле­мен­тов в био­сфе­ре со­зда­ют ор­га­низ­мы. Бла­го­да­ря им хи­ми­че­ские ве­ще­ства обо­ло­чек Земли пе­ре­мен­но пе­ре­хо­дят из  нежи­вой при­ро­ды в живое ве­ще­ство, а из жи­во­го ве­ще­ства – в нежи­вую при­ро­ду, по­это­му био­сфе­ру на­зы­ва­ют гло­баль­ной эко­си­сте­мой.

Био­ло­ги­че­ский кру­го­во­рот за­ро­дил­ся с мо­мен­та по­яв­ле­ния на земле пер­вых ор­га­низ­мов: кон­сер­ван­тов, или про­то­бион­тов, и про­дол­жа­ет­ся на про­тя­же­нии мил­ли­о­нов лет. Так под­дер­жи­ва­ет­ся жизнь и су­ще­ство­ва­ние био­сфе­ры. Био­сфе­ра – за­ко­но­мер­ный про­дукт эво­лю­ции пла­не­ты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Вме­сте с тем, био­сфе­ра яв­ля­ет­ся аре­ной жизни и хо­зяй­ствен­ной де­я­тель­но­сти че­ло­ве­ка. В своем гло­баль­ном про­яв­ле­нии био­сфе­ра, как гло­баль­ная эко­си­сте­ма, ак­ку­му­ли­ру­ет энер­гию с по­мо­щью рас­те­ний и Солн­ца и транс­фор­ми­ру­ет ее в живые си­сте­мы, обес­пе­чи­вая непре­рыв­ность и мно­го­об­ра­зие жизни.

 

Рас­пре­де­ле­ние энер­гии в тро­фи­че­ской сети

Одна и та же пор­ция ве­ще­ства и за­клю­чен­ная в нем энер­гия не могут бес­ко­неч­но пе­ре­да­вать­ся по слож­ной сети пи­та­ния, свя­зу­ю­щей ор­га­низ­мы в био­гео­це­но­зе. На самом деле, тро­фи­че­ская сеть со­сто­ит из пе­ре­пле­те­ния ко­рот­ких пи­ще­вых цепей. Каж­дое звено ряда на­зы­ва­ют тро­фи­че­ским уров­нем. При­ме­ром ко­рот­кой пи­ще­вой цепи яв­ля­ет­ся по­сле­до­ва­тель­ность «ка­пу­ста (І тро­фи­че­ский уро­вень), коза (ІІ тро­фи­че­ский уро­вень) и волк (ІІІ тро­фи­че­ский уро­вень)».

 

 

 

 

 

 

Ка­пу­ста с эко­ло­ги­че­ской точки зре­ния – про­ду­цент, коза – кон­су­мент І по­ряд­ка, а хищ­ный волк – кон­су­мент ІІ по­ряд­ка.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пра­ви­ло 10%

Пра­ви­ло 10% можно вы­ра­зить гра­фи­че­ски и в виде так на­зы­ва­е­мых эко­ло­ги­че­ских пи­ра­мид. В пи­ра­ми­дах отоб­ра­жа­ют число осо­бей, вклю­чен­ных в пи­ще­вую цепь, – пи­ра­ми­да чис­лен­но­сти; био­мас­су эко­си­сте­мы – пи­ра­ми­да био­мас­сы, во­вле­чен­ную в обо­рот энер­гию – пи­ра­ми­да энер­гии. Ниж­няя сту­пень со­от­вет­ству­ет пер­во­му тро­фи­че­ско­му уров­ню, а каж­дая по­сле­ду­ю­щая сту­пень по­ка­зы­ва­ет на де­сять раз мень­ше, чем преды­ду­щая.

 

 

 

 

 

 

 

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/9-klass/undefined/ponyatie-o-biogeotsenoze-i-ekosisteme

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=KR0w0hACwoE

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=zBwgFSFfSLA

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=l7tAxPtdPxg

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=1vZVFZzQHZ8

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=4nmJHuEiwyo

источник виедо - http://www.youtube.com/watch?v=b9Ztl9wevFY

источник презентации - http://prezentacii.com/ekologiya/1477-ekosistemy.html

Файлы