3164

21

влияние на все оболочки. Растения изменили состав атмосферы: обогатили её кислородом и уменьшили содержание углекислого газа. Химический состав океанских вод сформирован и в значительной степени при фильтрации воды живыми организмами. Большое влияние оказали живые организмы на литосферу. Они принимают активное участие в процессах выветривания, в создании органогенных горных пород (известняков, каменного угля, торфа, по одной из теорий, нефти и др.), а также некоторых форм рельефа, например коралловых островов (атоллов), термитников. Велика роль живых организмов в создании особого природного образования – почвы.

Развитие жизни шло неравномерно. Некоторые виды (например, синезеленые водоросли) сохранились с архея до наших дней; другие дали начало возникновению сложных форм живого, вплоть до человека; многие вымерли, не сумев приспособится к меняющимся условиям среды. За всю историю биосферы существовало примерно 500 млн. видов, а в настоящее время их только около 2 млн. видов. Удивительно высока потенциальная возможность размножения живых организмов, и приспособляемость их к условиям среды. Микроорганизмы были обнаружены в исландских гейзерах, имеющих температуру 93 °С. Споры некоторых бактерий сохраняют жизнеспособность при температуре – 253 °С. Чтобы захватить всю поверхность планеты, холерной бактерии при благоприятных условиях хватило бы 1,2 суток, комару – 203 дня, а крысе – 8 лет; потомство одного одуванчика через 10 – 12 лет покрыло бы всю сушу.

Максимальная плотность живого вещества (свыше 90 % общей биомассы) отмечается на поверхности суши, главным образом в тропических лесах (до 500 т/га); минимальная – в высокогорьях, пустынях и полярных областях; в пределах гидросферы биомасса концентрируется в поверхностном (планктонном) слое зоны морского мелководья. Число видов животных (1,5 млн) много больше, чем растений (около 500 тыс.), но по массе вещества растения в тысячу раз превышают массу животных. На суше биомасса растений значительно больше биомассы животных, в океане, наоборот, по массе преобладают животные.

По условиям обитания в органическом мире океана выделяют планктон – пассивно плавающие в воде и не имеющие двигательного аппарата растения (фитопланктон – 70 % биомассы) и животные (зоопланктон); нектон – активно плавающие животные (рыбы, плавающие моллюски, китообразные и др.) и бентос – растения и животные, живущие на дне. Общие закономерности географического распределения живого вещества в Мировом океане таковы: в тропиках мала биомасса (менее 0,01 кг/т2), поскольку в теплой воде содержится недостаточное количество кислорода, но велико видовое разнообразие. Повышенная биопродуктивность и биомасса (до 0,5 кг/м2) свойственны районам подъема холодных глубинных вод (зоны апвеллинга) у западных побережий материков; районам расходимости поверхностных течений (зоны дивергенции) в восточных частях Атлантического, Индийского и Тихого океана в умеренных и субтропических широтах. В холодных водах на севере Тихого океана, на

22

стыке Атлантического и Северного Ледовитого биомасса достигает 2 кг/м2, но видовое разнообразие невелико. \

Распределение биомассы на суше, в целом, обратно океаническому и важнейшими определяющими факторами здесь являются – количество приходящей солнечной энергии и соотношение тепла и влаги. Количественно это соотношение выражается различными коэффициентами, например, радиационным индексом сухости (отношением радиационного баланса к количеству тепла, необходимому для испарения годовой суммы осадков). Максимум биомассы и видовое разнообразие приходится на влажные экваториальные леса, по мере движения к полюсам биомасса и видовое разнообразие снижается. Однако на этом пути наблюдается еще два пика повышения биомассы (вечнозеленые субтропические леса и смешанные и широколиственные леса умеренного пояса), приуроченных к районам, где тепло и влага сбалансированы, т. е. индекс сухости близок к единице. Биомасса Земли составляет 1,8 х 1012 т сухого вещества и неизмеримо мала по сравнению с массой Земли (около 6 х 1027 т). Однако роль живого вещества огромна. Основные его функции – использование солнечной энергии фотосинтезирующими организмами и биологический круговорот вещества и энергии, который обеспечивает динамику всех жизненных процессов. Сущность круговорота сводится к двум противоположным процессам: созданию органического вещества и его превращению в дальнейшем в простые минеральные вещества. Эти процессы состоят из трех главных этапов: создания в результате фотосинтеза с использованием солнечной энергии органического вещества первичной продукции (при этом выделяется кислород), превращения первичной (растительной) продукции во вторичную (животную), разрушения первичной и вторичной биологической продукции. По способу участия в биологическом круговороте организмы делятся на 3 большие группы: 1) продуценты – производящие органическое вещество из неорганического, в основном это растения; 2) консументы – питающиеся органическим веществом

– все животные, грибы, часть дробянок; 3) редуценты – микроорганизмы и грибы, превращающие продукты жизнедеятельности организмов и погибшие организмы в простые неорганические соединения, которые усваиваются из почвы высшими растениями. Ряды видов растений, животных, микроорганизмов и грибов, связанных друг с другом отношениями «пища – потребитель» образуют пищевые цепи или цепи питания. По этим цепям передаются вещество и энергия, а в ряде случаев и вредные и опасные химические соединения, концентрация которых на каждом следующем уровне увеличивается. Иногда это порождает экологические проблемы, а порой приводит и к гибели людей, потребляющих в пищу организмы, накопившие токсины.

Воздействие человека на биосферу возрастает и существенно затрагивает все ее составляющие. Человек создал десятки тысяч новых сортов растений и пород животных, ускоряет эволюцию видов в природе, обогащает природные сообщества путем акклиматизации живых организмов, повышает плодородие

23

почв. В 30-40 годы XX века В. И. Вернадским выдвинуто понятие о ноосфере как о новом состоянии биосферы, при котором главным определяющим фактором ее развития становится разумная деятельность человека. Однако последствия этой деятельности неоднозначны, часто приводят к интенсивному уничтожению естественной растительности, животных, ухудшению условий обитания живых организмов, разрушению почв в результате эрозии и т. д.

В Красную книгу внесено более 320 видов млекопитающих, около 500 видов птиц и около 200 видов рыб, более 680 видов сосудистых растений, находящихся под угрозой исчезновения. Многие виды истреблены полностью. Это, например, странствующий голубь, морская корова, птица дронт. Около 4,5 млн. км2 или 3% территории планеты занято сейчас так называемым антропогенным бедлендом – землями, подверженными эрозии, засолению, заболачиванию и другим негативным процессам, спровоцированным деятельностью человека. Все это, в конечном счете, ухудшает условия жизни самого человека, порою делая их просто непригодными. Поэтому охрана биосферы, разумное использование ее богатств.

Задание № 1. Выберите правильный ответ. Почему биосфера – открытая система?

1) состоит из экосистем, 2) способна изменяться во времени, 3) связана с Космосом обменом веществ и энергии, 4) способна к саморегуляции

Задание № 2. Выберите правильный ответ: Почему биосферу считают динамичной системой?

1)способна изменяться во времени, 2) обладает устойчивостью, 3) связана

сКосмосом обменом веществ, 4) не способна к саморегуляции

Задание № 3. Выберите правильный ответ:

Как изменяется биомасса растений суши от полюсов к экватору?

1)уменьшается или увеличивается по сезонам года, 2) увеличивается

3)уменьшается, 4) практически не изменяется

Задание № 4. Выберите правильный ответ:

Какой процесс жизнедеятельности у млекопитающих животных обеспечивает выполнение ими окислительно-восстановительной функции в биосфере? 1) биоритмы, 2) клеточный метаболизм, 3) фотопериодизм, 4) размножение

Задание № 5. Выберите правильный ответ:

Какой процесс жизнедеятельности у одноклеточных животных обеспечивает выполнение ими концентрационной функции в биосфере? 1) размножение, 2) движение, 3) питание, 4) рост

Задание № 6. Выберите правильный ответ: Биосфера представляет собой:

1) комплекс видов, обитающих на определенной территории, 2) оболочку Земли, заселенную живыми организмами, 3) гидросферу, заселенную живыми организмами, 4) совокупность наземных биогеоценозов

Задание № 7. Выберите правильный ответ: Границы биосферы определяются:

24

1) условиями, непригодными для жизни, 2) колебаниями положительных температур, 3) количество выпадающих осадков, 4) облачность атмосферы

Задание № 8. Выберите правильный ответ: Живое вещество биосферы – это совокупность всех

1)растений и животных планеты, 2) многоклеточных организмов

планеты,

3)микроорганизмов планеты 4) живых организмов планеты Задание № 9. Выберите правильный ответ:

Вмасштабе геологического времени большая роль в преобразовании вещества и энергии принадлежит

1)атмосфере, 2) живому веществу, 3) воде, 4) почве

В скверах вблизи крупных магистралей городов листовой опад осенью сгребают и вывозят, так как опавшие листья: 1) накапливают свинец, 2) не подвергаются гниению, 3) ухудшают освещенность почвы, 4) препятствуют доступу воздуха к корням

Задание № 13. Выберите правильный ответ:

Космическая роль растений на Земле состоит в том, что они 1) аккумулируют солнечную энергию, 2) поглощают из окружающей среды минеральные вещества, 3) поглощают из окружающей среды углекислый газ 4) выделяют кислород

Задание № 14. Выберите правильный ответ: Каковы последствия расширения озоновых дыр?

1) частые извержения вулканов, 2) усиление ультрафиолетового излучения, 3) понижение температуры воздуха, 4) повышение интенсивности инфракрасного излучения

Задание № 15. Выберите правильный ответ:

Ведущую роль в сокращении рыбных запасов Мирового океана сыграли факторы:

1) антропогенные, 2) абиотические, 3) биотические, 4) климатические Задание № 16. Выберите правильный ответ:

Некоторые виды растений стали редкими, так как 1) сократилась их численность в связи с возрастом, 2) их уничтожили животные, 3) они погибли

25

от болезней, 4) человек сильно изменил их среду обитания Задание № 17. Выберите правильный ответ:

Необходимое условие устойчивого развития биосферы – 1) сокращение численности хищных животных, 2) уничтожение насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур, 3) создание искусственных агроценозов, 4)

сортов растений и пород животных, 2) вселение новых видов в экосистему, 3) уничтожение паразитов и хищников, 4) внедрение в производство малоотходных технологий

Задание № 19. Выберите правильный ответ:

Основу стабильного существования биосферы обеспечивает: 1) наличие в ней хищников, 2) применение на полях высокой агротехники, 3) создание заповедных территорий, 4) биологический круговорот веществ

Задание № 20. Выберите правильный ответ:

В целях устойчивого развития и сохранения биосферы человек 1) полностью уничтожает хищников в экосистемах, 2) регулирует численность популяций отдельных видов, 3) увеличивает численность травоядных животных, 4) увеличивает численность насекомых-вредителей

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

Биоритмы Биоритмы организма – периодически повторяющиеся изменения в ходе

биологических процессов. Все биоритмы начинают работать одновременно в момент рождения. Биоритмы практически остались неизменными с первобытных времен и не могут угнаться за ритмами современной жизни. Напряжение ослабляет нервную систему. Исчезает ритм – приходит смерть. У каждого человека в течение суток четко прослеживаются пики и спады важнейших жизненных систем.

Со дня рождения человек находится в трех биологических ритмах: физическом, эмоциональном и интеллектуальном. 23-дневный ритм. Это физический ритм. Он определяет здоровье, силу и выносливость человека. 28дневный ритм. Это эмоциональный ритм. Он влияет на состояние нервной системы, настроение, любовь, оптимизм и т.п. 33-дневный ритм. Это интеллектуальный ритм. Он определяет творческие способности личности. Благоприятные дни 33-дневного ритмического цикла характеризуются творческой активностью, человеку сопутствует удача и успех. В неблагоприятные дни происходит творческий спад.

26

Рис. 1. Биоритмы человека

Важнейшие биоритмы могут быть зафиксированы в хронограммах. Основными показателями в них служат температура тела, пульс, частота дыхания в покое и другие показатели, которые можно определить лишь при помощи специалистов. Знание нормальной индивидуальной хронограммы позволяет выявить опасности заболевания, организовать свою деятельность в соответствии с возможностями организма, избежать срывов в его работе.

Определить свой хронобиологический тип можно с помощью теста. Выяснив, кто вы по складу – «жаворонок», «голубь» или «сова», постарайтесь построить дневной график работы и отдыха, ориентируясь на свои природные склонности. Стоит помнить, что трудовой график, построенный вопреки собственным биоритмам, создает мощную предрасположенность к болезням. Ослабевают все защитные функции, организм в большей степени подвержен инфекции, легче развиваются любые недуги.

Самую напряженную работу надо делать в те часы, когда главнейшие системы организма функционируют с максимальной интенсивностью. Чтобы определить это время, надо в течение дня через каждые три-четыре часа измерять температуру и пульс. Тот отрезок дня, когда эти показатели максимальные, и является периодом наивысшей работоспособности. Но можно обойтись и без измерений. Если вы «голубь», то пик работоспособности приходится на 3 часа дня. Если «жаворонок», то время наибольшей активности организма падает на полдень. «Совам» рекомендуется самую напряженную работу выполнить в 5-6 часов вечера.

Выяснив свой хронотип, необходимо планировать дневной график так, чтобы с высшей интенсивностью трудиться именно в такие часы «пик». И, наоборот, избегать «мучить» организм мощными физическими или интеллектуальными нагрузками в тот период суток, когда главные показатели: пульс, температура – понижаются до минимума. Как правило, у «сов» эта пора наименьшей работоспособности падает на 7-11 ч. утра, у «жаворонков» она приходится на 7 ч. вечера. В такое время организм функционирует в режиме отдыха, совершенно не готов к затрате сил. Ничего, кроме, переутомления, тяжелая работа в эти часы не дает. Соблюдение биоритмов – один из способов сохранить здоровье.

27

ТЕСТ

Определение биоритмов

(После каждого ответа в скобках указана сумма баллов)

1.Когда Вы любите вставать в свободный день?

С 500 до 630 (5); с 630 до 800 (4); с 800 до 930 (3); с 930 до 11.00 (2); с 1100 до 1200(1).

2. Когда Вы предпочитаете ложиться спать, если нет планов

на завтра?

С 2000 до 2100 (5); с 2100 до 2230 (4); с 2230 до 0 (3); с 0 до 1.30 (2); с 130 до 300(1).

3.Всегда ли Вы можете рано встать без будильника? Всегда (4), иногда (3), редко (2), никогда (1).

4.Легко ли Вы встаете утром?

Очень тяжело (1), достаточно тяжело (2), сравнительно легко (3), очень легко (4).

5.Насколько Вы бодры в первые полчаса после вставания?

Большая вялость (1), небольшая вялость (2), относительно деятелен (3), очень деятелен (4).

6.Какой у Вас аппетит после вставания?

Нет аппетита (1), слабый аппетит (2), сравнительно хороший (3), очень хороший (4).

7.Как Вы себя чувствуете в первые полчаса после вставания?

Очень усталый (1), немного усталый (2), относительно бодр (3), очень бодр (4).

8.Если на завтра нет никаких дел, когда Вы ложитесь спать по сравнению с обычным временем?

Почти всегда как обычно (4), позже на 1 ч. (3), позже на 2 ч. (2), позже более чем на 2 ч. (1).

9.Занятия физкультурой по утрам между 7 и 8 часами для Вас благоприятное время?

Да (4), относительно приемлемо (3), довольно тяжело (2), очень тяжело

(1).

10. Когда Вы настолько сильно устаете, что должны лечь спать?

До 2100 (5), до 2200 (4), до 030 (3), до 200, (2), после 200 (1).

11.Когда у Вас период высшей работоспособности?

С800 до 1000 (6), с 1100 до 1300 (4), с 1500 до 1700 (2), с 1900 до 2100 (0).

12.Если Вы ложитесь спать в 2300, Вы очень устали? Очень (5), относительно (3), слегка (2), совсем нет (0).

13. Если Вы заснули позже обычного, а на завтра нет дел, когда Вы встанете?

Как обычно (4), как обычно, но подремлю (3), как обычно, но снова засыпаю (2), позже обычного (1).

28

14. Если Вам пришлось отработать ночную смену, как Вы поступаете?

Сплю сразу после смены (1), перед сменой дремлю, а после сплю (2), перед сменой сплю, а после дремлю (3), полностью высыпаюсь перед сменой

(4).

15. Какое время Вы выбираете для тяжелой физической работы?

С 800 до 1000 (4), с 1100 до 1300 (3), с 1500 до 1700 (2), с 1900 до 2100 (1).

16.Вас устраивает время для занятий спортом от 2200 до 2300?

Да, полностью (1), в общем-то да, буду в неплохой форме (2), не слишком

(3), нет (4).

17. Какой рабочий график Вам предпочтительней?

С 2400 до 400 (1), с 400 до 800 (5), с 800 до 1400 (3), с 1400 до 1800 (2), с 1800 до 2400

(1).

с1500 до 2100 (2).

19.Говорят "утренний" или "вечерний" человек. К какому типу Вы себя относите?

Четко к "утреннему" (6), пожалуй, к "утреннему" (4), индифферентный тип (3), скорее к "вечернему" (2), четко к "вечернему" (0).

менее 31 баллов – «Сова», сильно выраженный «вечерний» тип.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7

Сравнительная оценка состояния лесной экосистемы по фитокомпанентам.

Лес, как природное единство, представляет собой сложную систему с ее взаимосвязанными биотическими и абиотическими компонентами. Главное объединяющее звено в этой системе — древостой, связан с окружающей средой, от нее зависит и на нее оказывает влияние: почвозащитная функция леса, влагообмен между атмосферой и литосферой и т.д.

В нелесных природных зонах: степях, полупустынях, пустынях овраги чаще формируются. Корневые системы деревьев и кустарников в большей степени, чем травянистой растительности, задерживают грунт при его смыве водными потоками, поэтому в местах произрастания лесной и кустарниковой растительности овраги формируются реже, чем на полях, в степях и пустынях.

29

При полном отсутствии растительности (включая травянистую) любой поток воды будет вызывать почвенную эрозию. При уничтожении растительности человеком (пахота, выпас скота, строительство и т. д.) всегда будет наблюдаться усиленная эрозия почвы.

Чем гуще растительный покров, тем меньше нагревается почва и, следовательно, меньше будет испаряться воды

Почему лес задерживает влагу: над открытыми пространствами воздух нагревается быстрее и сильнее, чем над лесом. Поднимаясь вверх, горячий воздух превращает капли дождя в пар. В результате во время дождя над обширным полем изливается меньше воды, чем над лесом. Участки с разреженной растительностью или лишенные ее вообще сильнее нагреваются солнечными лучами, что вызывает усиленное испарение влаги, а в итоге – истощение запасов подземных вод, засоление почвы. Горячий воздух поднимается вверх. Если участок пустыни достаточно большой, то это способно значительно изменять направление воздушных потоков. В результате на оголенные участки выпадает меньше осадков, что приводит к еще большему опустыниванию территории.

Внекоторых странах и на островах законом запрещен ввоз живых коз. Власти мотивируют это тем, что козы могут навредить природе страны и изменить климат. Объясняется это тем, что козы питаются не только травой, но

илистьями, а также корой деревьев. Козы способны быстро размножаться. Достигнув высокой численности, они беспощадно уничтожают деревья и кустарники. В странах с недостаточным количеством осадков это вызывает дальнейшее иссушение климата. В итоге обедняется природа, что негативно сказывается на экономике страны.

Влесном фитоценозе выделяют наземную часть, включающую ряд основных компонентов: древостой, подрост, подлесок, напочвенный покров и подземную, в которой располагаются корни наземных лесных растений и, кроме того, обитают многочисленные микро- и макроорганизмы. Подземная часть это почва, как составная часть леса, и материнская горная порода, из которой образуется почва, и куда, также, могут проникать корни отдельных деревьев. Почва дает влагу и пищу растительным компонентам леса, придает лесу физическую и физиологическую устойчивость.

Древостой - основной биологический компонент лесного сообщества. Один древостой может отличаться от другого по многим признакам, прежде всего по составу пород. Если древостой состоит из одной породы (например, сосны), он называется чистым, если из нескольких (сосна, дуб, береза) - смешанным.

Кроме состава различают еще форму древостоев. Если все деревья в древостое имеют примерно одинаковую высоту (с примерными колебаниями от средней до 15 %), вследствие чего образуется как бы один общий ярус, то это будет простой древостой. Если же образуются два (и более) ярусов, то это пример сложного древостоя. В природе часто встречается, например, 2-ярусный

30

древостой, когда верхний ярус занимает береза или осина, а в нижнем ярусе растет ель.

Важное биологическое значение имеет возраст древостоя, с которым связаны этапы роста. Древостои бывают одновозрастные и разновозрастные. Одновозрастные древостои образуются в результате одновременно проведённой посадки или посева. Иногда они возникают и в естественном лесу после пожара в год обильного урожая семян.

Древостои отличаются также по своему происхождению, т. е. образовались ли они естественным путем или же искусственно созданы человеком. Эти древостой могли произойти двумя главными путями, от семян или же вегетативным способом.

Формирование древостоя связано с ростом молодого поколения древесных растений. Молодое поколение, способное в будущем войти в верхний ярус и занять место старого древостоя, под пологом которого оно растет, называется подростом. К подросту надо относить и молодняк древесных пород, не находящийся под пологом (на вырубках, гарях, других открытых местах), поскольку он "подрастет" и из него сформируется будущий зрелый древостой. Подрост может состоять из пород как входящих, так и не входящих в состав материнского древостоя. Он бывает семенного и вегетативного происхождения.

В лесу есть еще группа растений, состоящая из кустарниковых и отчасти древесных пород. Представители этой группы никогда не займут место господствующего древесного полога, в отличие от подроста они никогда не придут на смену старому древостою. Кустарники, реже древесные породы, произрастающие под пологом леса и не способные образовывать древостой в данных условиях местопроизрастания, называются подлеском.

Следующим компонентом лесного фитоценоза является живой надпочвенный покров, представляющий собой совокупность мхов, лишайников, травянистых растений и полукустарников, покрывающих почву под пологом, на вырубках и горах.

Существует еще одна своеобразная особенность в лесу – наличие мертвого покрова в виде опавших на землю: хвои, листвы, сучков, которые обычно называют опадом или лесной подстилкой, переходящей в состав почвы.

Лес является незаменимым союзником в охране почв от смыва и размывов, лучший регулятор стока и хранитель плодородия почв. Он предотвращает развитие оврагов, останавливает и укрепляет сыпучие пески, очищает воду от взвешенных частиц и вредных примесей. Под влиянием леса прекращаются эрозионные процессы, улучшается плодородие почв. Эрозия – разрушение плодородного почвенного слоя талыми, ливневыми водами (водная эрозия) или ветрами (ветровая эрозия). Под лесом появляется гумусовый горизонт, увеличивающийся с возрастом леса. Расположенные в оврагах, по их периферии и на склонах леса способствуют повышению урожайности с/х культур.

Выполнение работы: произвольно берутся два участка однотипного леса; Один вблизи населенных мест с явными признаками активного посещения