Тема 2. Основы учения о биосфере

Задачи занятия: сформировать у студентов знания о биосфере и ее основных компонентах, об эволюции планеты Земля и роли живого вещества в ее формировании; о непрерывности развития биосферы; о роли человека в этом процессе; о вещественно - энергетических связях в экосистемах и биосфере; о многократности использования заключенного в ней вещества; о пирамидах питания, о количественных изменениях энергии переносимой по пищевой цепи.

Методические указания к теме практического занятия

I. Внеаудиторная работа студентов

1. Знать содержание и уметь пользоваться следующими терминами: биосфера, атмосфера, гидросфера, литосфера, тропосфера, живое вещество, косное вещество, биокосное вещество, пирамида питания, трофические уровни, пищевые цепи, консументы, редуценты, биогеохимические циклы, природный объект, природный ресурс, биологические ресурсы, генетические ресурсы, генетический материал, биологическое разнообразие, биотические факторы, абиотические факторы.

2. Схематически изложить связь организмов, круговорот биогенных веществ и энергии в экосистемах.

3. Заполните таблицу. Обоснуйте необходимость сохранения разнообразия живого мира.

Таблица 2.1

Роль различных групп организмов в круговороте веществ

Группы организмов	Значение в круговороте веществ
Бактерии
Грибы
Растения (включая водоросли)
Животные

4. Проанализируйте содержание таблицы 2.2. Сопоставьте плотность животных на 1 км² в заповеднике «Брянский лес» (12,2 тыс. га) и в лесном фонде Брянской области – 728,5 тыс. га. Сделайте вывод, во сколько раз отличается плотность отдельных видов животных в заповеднике и лесном фонде. Отметьте, какую роль играют особо охраняемые территории в сохранении животного мира. Проанализируйте данные приложений 25-27 и сделайте вывод о сохранности среды обитания животного и растительного мира.

Примечание: 1 км²=100 га.

5. Зная правило 10 %, рассчитайте, сколько понадобится фитопланктона, чтобы выросла одна щука весом 10 кг пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – мелкие рыбы – окунь – щука. Условно принимается, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня.

6. Подготовиться к занятию по вопросам, выносимым для обсуждения.

Таблица 2.2

Численность некоторых видов животных в заповеднике и в

лесном фонде

(Доклад о состоянии окружающей природной среды

по Брянской области в 1998, 2002, 2003 году)

Животные	Численность особей
	1998		2002			2003
	заповедник	лесной фонд	заповедник	лесной фонд	заповедник		лесной фонд
Лось	65	1020	164	890	91		850
Кабан	195	1810	465	1780	220		1830
Олень европейский	68	340	53	230	24		230
Косуля	195	4700	297	3920	207		3670
Заяц	390	8700	175	7800	385		8100
Белка	297	43800	543	39900	163		38900
Горностай	–	3900	52	2800	66		3900

При подготовке к первому вопросу необходимо уяснить отличие понятия «биосфера», предложенного австрийским ученым Эдуардом Зюссом, от понятия, используемого Владимиром Ивановичем Вернадским. Дать анализ основных положений учения Вернадского о биосфере. Обосновать границы биосферы в пределах атмосферы, литосферы, гидросферы. Показать соотношение биосферы и географической оболочки Земли. Раскрывая продуктивность биосферы, указывается значение разных континентов в общую первичную продукцию суши Мирового океана. Критерии деградации биосферы. Ответ на вопрос об эволюции биосферы должен включать следующие ее этапы:

1. Добиотическая (образование планеты и ее атмосферы, возникновение абиотического круговорота веществ, образование органических соединений, возникновение круговорота органических соединений);

2. Биотическая эволюция (возникновение жизни, развитие фотосинтеза и обусловленное им изменение среды (увеличение биологического разнообразия, появление человека)).

Раскрыть главные закономерности эволюции органического мира (микроэволюция и макроэволюция).

Для ответа по второму вопросу необходимо изучить основные свойства и функции живого вещества: энергетическую, разрушительную (деструктивную), накопительную, средообразующую, газовую, транспортную, концентрационную, окислительно-восстановительную и информационную. Изложение материала о функциях живого вещества осуществляется с использованием конкретных примеров. Показать, как функции живого вещества обеспечивают механизм устойчивого функционирования биосферы.

При подготовке к третьему вопросу необходимо выявить взаимосвязи организмов, взаимоотношения, выгодные для организмов (симбиоз), взаимоотношения, которые положительны для одного вида и отрицательны для другого (хищничество и паразитизм), взаимоотношения, невыгодные обоим партнерам (конкуренция) и др. Раскрыть значение хищничества как экологического явления, биологическое и экологическое значение межвидовой конкуренции, роль паразитов в распространении инфекционных заболеваний.

При подготовке к четвертому вопросу необходимо раскрыть содержание трех основных типов экологических пирамид (пирамида чисел, пирамида биомассы, пирамида продукции или энергии), характер питания в экосистемах. Раскрыть содержание циклов основных биогенных элементов и поток энергии в биосфере. На основании знаний трофических связей в природе показать, чем отличается «производство» биосферы от производства человеческого общества.