Слайд 1Саморазвитие экосистемы
Русанова Людмила Ивановна
МБОУ СОШ № 16
г. Смоленск
2011
Слайд 2Цель
Сформировать представление о развитии и смене биогеоценозов.
Задачи
Познакомиться
с понятием «экологическая сукцессия», её видами, природой и механизмом.
Получить представление
о стадиях сукцессионных изменений.
Определить характер воздействия человека на развитие экосистем.
Выяснить каково значение знаний о сукцессиях для человека.
Слайд 3Понятие смены биогеоценоза
Наблюдая за каким-либо биогеоценозом в течение ряда лет,
можно заметить, что в нём меняются условия жизни, появляются новые
виды, подчас обладающие сильными средообразующими свойствами, что сказывается на взаимоотношениях видов, входящих в биогеоценоз, и на его структуре.
Одни изменения непродолжительны=>сообщество легко восстанавливает свою стабильность
Другие приводят к существенным изменениям общей структуры биогеоценоза, замене господствующих видов. =>Изменяются строение и особенности взаимоотношений между организмами. =>Биогеоценоз становится качественно отличным от того, который был раньше: с новым типом круговорота веществ, иной направленностью потока энергии, новым составом видов и особым ритмом их развития, с иной продуктивностью.
Слайд 4В природе существуют как стабильные, так и нестабильные экосистемы
Стабильные –
длительно существующие устойчивые экосистемы (дубрава, ковыльная степь, ельники тёмнохвойной тайги)
Нестабильные
– пустоши, сырые луга, мелкие водоёмы
Слайд 5Что произойдёт с пахотным полем, если его прекратить возделывать?
Слайд 6Что произойдёт с сообществом после пожара?
Слайд 7Что произойдёт с сообществом при постепенном зарастании озера?
Слайд 8Что такое сукцессия?
Сукцессия – последовательная смена одних сообществ другими на
определённой территории в результате действия природных факторов или воздействия человека.
Учение
о сукцессии разработали американские ботаники Г. Коулес в 1899 г. и Ф. Клементс в 1916 г.
Ф. Клементс
Слайд 9Сукцессия управляется самим сообществом
Не зависит от местоположения
Не зависит от видовой
принадлежности составляющих её организмов.
Сукцессия – это закономерный и направленный процесс.
Слайд 10Чем может быть вызвана смена сообщества?
Естественный путь
Изменение
климата
Суточные изменения
Почвообразование
Природные
катаклизмы
Сезонные изменения
Деятельность
самих организмов
Эволюционные
изменения
Изменение
рельефа
Изменение
гидрологического
режима
Слайд 11Чем может быть вызвана смена сообщества?
Деятельность человека
Может продлить
жизнь сообщества
(оазис
в пустыне,
рекультивация
земель и т.д.)
Сократить жизнь
сообщества
(вырубка леса,
осушение болот,
загрязнение
окружающей среды,
распашка
степей и т.д.)
Слайд 12Экологические сукцессии обусловлены
Экзогенетическая
смена – действие
внешних
геохимических сил
(ураган, землетрясение,
пожары, изменение
рельефа, изменение
почвы, изменение гидрологического режима, деятельность человека и т.д.)
Эндогенетическая смена
– внутренние противоречия (резкое увеличение численности одного из видов, изменение связей, новые адаптации организмов, изменение структуры сообщества.
Слайд 131938 г. В.Н. Сукачёв
экзогенетическая
смена
эндогенетическая смена
Итог: формирование
сообщества,
наиболее адаптированного по
отношению к комплексу
климатических условий.
Слайд 14Какова основная причина неустойчивости экосистем?
Несбалансированный круговорот веществ. Деятельность одних организмов
не компенсируется деятельностью других. Условия среды изменяются. Популяции одних видов
вытесняются другими, для которых новые условия экологически более выгодны.
Биогеоценозы со сбалансированным круговоротом веществ могут существовать бесконечно долго, пока внешние силы не выведут их из состояния равновесия.
Слайд 15Равновесие в биоценозах бывает трёх типов
Общее дыхание сообщества - это
суммарные энергозатраты.
1. В идеальном
случае процессы продуцирования уравновешиваются процессами дыхания. Биомасса организмов остаётся постоянной, а сама система неизменной, или равновесной
Создание веществ = расходу веществ
(замкнутое сообщество)
2. Создание веществ + приток извне = расходу веществ
(открытое сообщество)
3.Создание веществ + изъятие < расхода веществ
(сельскохозяйственные экосистемы)
Слайд 16Изменение количества
биомассы в экосистеме
Слайд 17Главная особенность экологической сукцессии
Изменения сообщества всегда происходят в направлении, возвращающем
его к равновесному состоянию.
В экологических системах уравновешиваются процессы создания и
разрушения органического вещества автотрофами и гетеротрофами за счёт деятельности множества видов.
Каждая стадия сукцессии представляет собой сообщество с преобладанием тех или иных видов и жизненных форм. Они сменяют друг друга, пока не наступит состояние устойчивого равновесия.
Слайд 18Основные типы сукцессионных изменений
1. По выраженному автотрофному типу (поле →
лес), т.к. в первый момент появляются автотрофные организмы.
2. По гетеротрофному
типу (загрязнение реки органическими удобрениями).
Слайд 20Загрязнение реки органическими удобрениями
Слайд 21Автотрофная и гетеротрофная сукцессии
Пример стадии автотрофной сукцессии — лес вырастает на
месте залежи
Пример стадии гетеротрофной сукцессии — заболоченный луг
Слайд 22Классификация сукцессий
Прогрессивные – в ходе которых повышается продуктивность и видовое
богатство.
Регрессивные – носят обратный характер.
Природные – естественные.
Антропогенные – участвует человек.
Постоянные
и непостоянные – по масштабу времени, обратимости.
Первичные - начинаются на лишённом жизни месте.
Вторичные – развиваются на месте существовавшего ранее сообщества.
Слайд 23Первичная сукцессия - начинается на лишённом жизни месте.
Заселение
Осыпей
Сыпучих
песков
Отмелей
Отвалов,
созданных
человеком
Голых скал
Искусственных
водоёмов
Слайд 26Стадии заселения новых пространств при первичной сукцессии
(скорость невелика, длительна
по времени 200-300 лет и более)
Выветривание горных пород
↓
Разрушение горных пород лишайниками, накопление органических и минеральных веществ
↓
Появление травянистых растений
↓
Появление кустарников
↓
Формирование комплекса видов, характерных для данного типа экосистем
↓
Появление в экосистеме устойчивости и саморегуляции
Слайд 28Вторичная сукцессия – развивается на месте ранее существовавшего сообщества
1. Нарушения
экосистемы происходят после:
Лесного пожара
Рубки леса
Вспашки целины
Раскорчевки площадей, занятых лесом
Устройства пруда
и т.д.
2. Скорость восстановления сообщества выше, чем при первичной сукцессии, т. к первичное сообщество оставляет после себя достаточное количество питательных веществ, развитую почву.
3. Продолжительность по времени меньше (150-200 лет), чем при первичной сукцессии.
Слайд 30Вторичная сукцессия
(антропогенное воздействие)
Слайд 31Стадии развития вторичной (восстановительной) сукцессии
Изменение территории
↓
Внесение новых
видов животных и растений
↓
Адаптация организмов
↓
Формирование нового сообщества
Слайд 33Общая картина вторичной сукцессии на покинутом сельскохозяйственном участке
Слайд 34Сообщества изменяются во времени =>значение сукцессии
Сменяется видовой состав (соперничество за
ресурсы)
Смена доминирующих видов
Повышение видового разнообразия
Увеличивается время жизнедеятельности видов
Увеличение биомассы органического
вещества
Изменяется обилие тех или иных групп организмов
Изменяется трофическая структура
Изменяется пространственная структуры
Изменяется морфологическая структура
Изменяется продуктивность сообщества и все остальные показатели. Снижение скорости прироста биомассы и увеличение количества энергии, требуемой для поддержания жизни.
Меняется облик сообщества и функционирование экосистемы
Слайд 35Продолжительность сукцессии определяется
Структурой
сообщества
Видом
сукцессии
Природными
катаклизмами
Физическим
окружением
Периодическими
изменениями
климата
Возрастом
сообщества
Масштабом
сукцессии
Слайд 36Стадии развития, сукцессионный ряд
Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в данном
сообществе
В сукцессионном ряду каждый сериальный биоценоз представляет собой определённую стадию
конечного сообщества – климаксного.
Слайд 37Коренной биогеоценоз
Биогеоценоз, характеризующийся устойчивым стабильным состоянием и большим разнообразием видов,
находящийся в равновесии с окружающей средой и способный поддерживать самого
себя долгое время, называют коренным или конечным.
Слайд 38Формирование елового леса
Процесс формирования елового леса как коренного сообщества занимает
не менее 80—120 лет. Иногда в силу особых почвенно-климатических условий
эта смена затягивается на более длительный срок, надолго задерживая появление ценного в биологическом и хозяйственном отношении елового леса
Слайд 39Временные биогеоценозы
Временные биогеоценозы не могут долго находиться в состоянии устойчивого
равновесия =>
Быстро заменяются другими.
Средообразующая деятельность основных видов такого биогеоценоза
производит настолько глубокие изменения в биотопе, что жизнь их самих и многих сопутствующих им видов становится невозможной.
Появляются условия для внедрения новых видов, в том числе обладающих сильными средообразующими свойствами. Часто такие виды оказываются ведущими компонентами другого, нового биогеоценоза, который со временем и заменит предыдущий.
Временные биогеоценозы характеризуются неполнотой биологического круговорота
Отличаются небольшой продолжительностью существования и потому называются «временными».
Слайд 40Н.Ф. Реймерс
Механизм сукцессии заключается в том, что биотическое
сообщество, создавая биосреду и поддерживая её, постепенно «стареет». Накапливаются условия
для его деградации из-за того, что возникают предпосылки для образования более сложного сообщества или более соответствующего условиям среды. «Постаревшее сообщество закономерно сменяется другим, вплоть до образования стабильной экосистемы.
Слайд 41Масштабы сукцессии
Крупномасштабные и долгосрочные
Мелкомасштабные и кратковременные (земляные выбросы кротов, завалы
деревьев в лесу, сусликовины в степях, днища высохших луж и
т.д.)
Слайд 42Зрелое сообщество и молодое сообщество
Слайд 43Сравнительная характеристика зрелых и молодых сукцессионых стадий
Слайд 44Вековые смены экосистем
Биогеоценозы находятся в постоянном развитии
Даже хорошо сложившееся
коренное сообщество, хотя и довольно медленно, изменяется. Такие сукцессии охватывают
очень длительные периоды времени, поэтому их называют вековыми сменами экосистем.
Они происходят в связи с изменением климата на планете, рельефа и других свойств поверхности Земли.
Вековые смены начинаются не с заселения не занятых жизнью местообитаний, а с перестройки внутренних связей уже сложившихся и функционирующих биогеоценозов. Этот процесс сопровождается и эволюцией самих видов, появлением среди них более адаптированных к новым условиям.
Вековые смены отражают историю развития биосферы.
Развитие и смена живого покрова на нашей планете, многообразие видов и биогеоценозов тесно связаны с вековыми сменами, идущими на Земле с момента появления на ней живого вещества и биосферы.
Слайд 45Важно осознавать последствия экологических нарушений, совершаемых в погоне за экономической
выгодой
Нужно уделять одинаковое внимание зрелым и молодым сукцессионным стадиям.
Человек может
сократить или продлить жизнь сообщества.
Необходимо нормировать антропогенную нагрузку на сообщество.
Превращение нашей биосферы в один обширный ковёр пахотных земель таит в себе огромную опасность.
Определённые ландшафты должны быть представлены естественными сообществами.
Слайд 46Источники
Белова Н.И., Наумова Н.Н. Экология мастерских. Методическое пособие – СПб.,
2004
Биология. Введение в общую биологию и экологию: учебник для 9
класса общеобразовательных учреждений/Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. – М., 2010
Общая биология. 10-11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В.- М., 2010
Основы экологии: учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений/Чернова Н.М., Галушин В.М, Константинов В.М.- М., 2010
Слайд 47Источники
[Электронный ресурс]. URL: http://elementy.ru (Дата обращения 27.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://www.vgorode.ru
(Дата обращения 27.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://udivitelno.com (Дата обращения 28.11.2011)
[Электронный ресурс].
URL: http://www.nat.cross-ipk.ru (Дата обращения 27.11.2011)
Слайд 48Источники
[Электронный ресурс]. URL: http://foto.mail.ru (Дата обращения 21.01.2010)
[Электронный ресурс]. URL:
http://ru.wikipedia.org (Дата обращения 28.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://picsdesktop.net (Дата обращения 29.03.2009)
[Электронный
ресурс]. URL: http://900igr.ne (Дата обращения 27.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://bugabooks.com (Дата обращения 27.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://botsad.ru (Дата обращения 27.11.2011)
Слайд 49Источники
[Электронный ресурс]. URL: http://proceedings.usu.ru (Дата обращения 27.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org
(Дата обращения 27.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://rnns.ru (Дата обращения 27.11.2011)
[Электронный ресурс].
URL: http://www.vgorode.ru (Дата обращения 27.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://udivitelno.com (Дата обращения 28.11.2011)
Слайд 50Источники
[Электронный ресурс]. URL: http://foto.mail.ru (Дата обращения 21.01.2010)
[Электронный ресурс]. URL:
http://ru.wikipedia.org (Дата обращения 28.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://dic.academic.ru (Дата обращения 29.03.2009)
[Электронный
ресурс]. URL: http://www.risk-techno.ru (Дата обращения 28.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://www.livekuban.ru (Дата обращения 28.11.2011)
Слайд 51Источники
[Электронный ресурс]. URL:
http://fotki.yandex.ru (Дата обращения 28.11.2011)
[Электронный ресурс].
URL:
http://dic.academic.ru (Дата обращения 29.03.2009)
[Электронный ресурс]. URL:
http://www.risk-techno.ru (Дата обращения 28.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL:
http://www.livekuban.ru (Дата обращения 28.11.2011)
[Электронный ресурс]. URL: http://www.lipetsktime.ru (Дата обращения 20.03.2009)