Практическая работа № 6 Экологические системы: структура и функционирование
Основные понятия темы
Структура экосистемы. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Взаимосвязь их в экосистеме. Синтез и разложение органических веществ в природе. Биотический круговорот веществ. Принцип биологического усиления. Круговорот биогенных элементов: углерода, азота и фосфора. Нарушение их человеком. Продуктивность экосистем. Первичная (валовая и чистая) и вторичная продуктивность. Функционирование экосистемы как термодинамический процесс.
Основные экосистемы Земли. Особенности наземных и водных экосистем. Эвтрофикация водоемов.
Вопросы для обсуждения
Что такое экологическая система? Приведите примеры. Перечислите характерные особенности экологических систем.
Охарактеризуйте видовую и пространственную структуру экосистемы.
Какие функциональные группы организмов выделяют в экосистеме? Каким образом они связаны между собой?
Введите понятие биогеоценоза, заполнив схему на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Компоненты биогеоценоза
Что такое биомы и как они взаимосвязаны с ландшафтами? Приведите классификацию биомов. Какие основные признаки лежат в основе выделения наземных биомов. Дайте характеристику основным наземным биомам.
Каковы отличительные особенности агроэкосистем? Почему для повышения урожайности в 2 раза в настоящее время необходимо в 10 раз увеличить расход энергии?
Прокомментируйте следующее высказывание:
«Первые экосистемы, существовавшие 3 млрд. лет назад, были населены мельчайшими анаэробными гетеротрофами, существовавшими за счет органического вещества, синтезируемого в абиотических процессах. Затем последовало возникновение и популяционный взрыв автотрофных водорослей, преобразовавших восстановительную атмосферу в кислородную. На протяжении длительного геологического времени эволюционировали и возникали системы, все возрастающие по сложности и разнообразию, которые 1) могли контролировать атмосферу и 2) содержали в себе всё более крупные и высокоорганизованные виды многоклеточных» (Ю. Одум).
Почему экосистемы тундры очень неустойчивы? Каковы причины большого биологического разнообразия горных экосистем?
Заполните схему на рис. 6.2, выбрав из расположенного ниже списка циклические и поступательные изменения экосистем:
листопад, зарастание озера, нашествие саранчи, сезонные миграции птиц, цветение растений, зарастание пожарища, зарастание болота кустарником, смыв почвы после рубок леса, зарастание заброшенной лесной дороги.
Рис. 6.2. Примеры периодических изменений экосистем
Охарактеризуйте виды биологической продуктивности, дополнив необходимой информацией схему на рис. 6.3.
Рис. 6.3. Типы биологической продуктивности
Охарактеризуйте геологический, биогеохимический и антропогенный круговороты веществ, дополнив схему на рис. 6.4 необходимой информацией.
Сформулируйте законы сохранения вещества и энергии, которым подчиняется движение атомов элементов в экосистеме в круговороте веществ.
Рис. 6.4. Круговороты веществ
Какие типы биогеохимических круговоротов Вам известны? Охарактеризуйте их. Приведите примеры.
Опишите поток энергии в экосистемах. Почему не может быть круговорота энергии?
Представьте схему передачи вещества и энергии в экосистеме.
Какие природные экосистемы имеют наибольшую продуктивность? Прокомментируйте таблицу 6.1.
Таблица 6.1
Первичная продукция наземных экосистем
Наземная экосистема |
Чистая продукция, г/м2 |
Тропические дождевые леса |
1000 – 3500 |
Леса северных средних широт |
400 – 2000 |
Степи умеренной зоны |
200 – 1500 |
Продуктивность всех возделываемых земель |
От 10 до 3500 (в зависимости от выращиваемой культуры) |
В чем суть процесса эвтрофикации?
Темы сообщений
1. Пищевые цепи в природе
2. Оценка качества экосистем
3. Особенности биогеоценозов.
4. Экологические законы и принципы.
5. Экосистемы: структура и свойства, законы и закономерности.