МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОКУРСУ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ЗАОЧНИКОВ.
МОСКВА 2008 год.
Автор: преподаватель высшей категории СПТ «Спарта».
Кучерявый Всеволод Владимирович.
Рецензенты:
Кандидат педагогических наук, преподаватель высшей категории
Никуличев Валерий Алексеевич.
Преподаватель высшей категории средней шк. 262 г. Москвы
Дикарев Сергей Дмитриевич.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ЗАОНИКОВ ПО КУРСУ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ.
Пояснительная записка.
Данные методические рекомендации представляют собой адаптированный вариант школьной программы для полной средней школы. Она рассчитана на 34 часов учебного времени и поэтому ряд тем несколько сокращены. Программа состоит из четырех разделов, которые являются одновременно образовательными модулями. Первый раздел посвящен экологическим факторам среды, второй – посвящен экологии популяций, третий – экологии сообществ, а четвертый – биосфере. Таким образом, сохранена обычная структура курса экологии.
Биотические факторы. Взаимоотношения между организмами: антибиоз (конкуренция, хищничество, паразитизм), нейтрализм и нахлебничество, симбиоз.
Практические работы. 1. Экологические факторы среды.
Требования к знаниям и умениям. Студенты должны знать действие основных факторов внешней среды на организмы, уметь давать определения и приводить примеры основных взаимоотношений между живыми организмами.
Раздел 2. Экология популяций.
Основные методы изучения популяций. Кривые роста и кривые выживания. Колебания численности популяций, стратегия популяций. Мониторинг будущего популяции.
Практические работы. 2. Экология популяций.
Требования к знаниям и умениям студентов. Студенты должны знать основные методы изучения популяций. Знать, что представляют из себя кривые роста и выживания, стратегия популяций и к чему приводят колебания численности популяций.
Раздел 3. Экология сообществ. Экологические сообщества, биоценозы, биогеоценозы, экосистемы. Продуктивность экологических сообществ. Экологическая сукцессия: первичная сукцессия, вторичная сукцессия. Теория моноклимакса и поликлимакса.
Практические работы. 3. Экология сообществ.
Требования к знаниям и умениям. Студенты должны знать такие понятия как биоценоз, биогеоценоз, экосистема и уметь различать их. Представлять, что такое экологическая сукцессия.
Раздел 4.Биосфера.
Учение В. И. Вернадского о биосфере. Основные биохимические функции биосферы. Эволюция биосферы. Глобальные экологические катастрофы прошлого. Возможные варианты будущего биосферы.
Практические работы. 4. Биосфера.
Требования к знаниям и умениям. Студенты должны знать основные функции биосферы: газовую, концентрационную, биохимическую. Уметь рассуждать о моделях будущего биосферы.
Основные образовательные модули программы.
Модуль 1. Экологические факторы среды.
Модуль 2. Экология популяций.
Модуль 3. Экология сообществ.
Модуль 4. Экология биосферы.
Средства обучения и литература.
1. Кинофильмы из серии «Спасите нашу планету».
ЛИТЕРАТУРА.
1. Одум Ю. Основы общей экологии. В 2 тт. М. МИР, 1986.
2. Чернова Н. М. , Былова А. М. Экология. М. Просвещение 1999.
3. Экологические очерки о природе и человеке. М. Прогресс. 1988.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕДАЦИИ ПО КУРСУ.
Разделы курса.
Предмет экологии. Экологические факторы.
Экология популяций.
Экологические сообщества и экосистемы.
Биосфера.
Раздел 1. ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИИ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.
1. Предмет экологии. Основные экологические подходы.
Слово «экология», пожалуй, одно из самых упоминаемых как в нашей обиходной речи, так и в средствах массовой информации. Чаще всего можно слышать сочетание «плохая» экология, «хорошая» экология. Вместе с тем, экология не может быть плохой или хорошей, так как экология – это, прежде всего, наука.
В научное употребление слово экология было введено еще в 19 веке одним из соратников Дарвина Эрнстом Геккелем. Термин этот состоит из двух греческих слов «ойкос», что значит дом, и «логос», что значит изучение. Геккель определил экологию как «учение о балансе между организмом и средой», предметом которого являются связи живых существ, как с неорганической, так и с органической природой.
Экология – это наука о взаимоотношениях живых существ друг с другом и окружающей средой.
Таким образом, плохими или хорошими могут быть эти взаимоотношения, но не наука, их изучающая.
Задача экологии состоит в изучении закономерностей размещения живых организмов в пространстве, изменения численности организмов и круговорота веществ и потока энергии, которые происходят при участии живых систем.
Экология – наука весьма сложная, она связана со многими другими науками и дисциплинами, так как для правильного понимания экологической обстановки порой требуется учет самых разнообразных факторов. Обычно, чтобы вычленить главное, экологи применяют один из нескольких подходов: экосистемный подход, изучение сообществ, популяционный подход, изучение местообитаний, эволюционный и исторический подходы.
2. Экологические факторы среды. Свет.
Важное место в экологии занимает изучение влияния различных факторов среды на экологические системы. Различают две группы факторов внешней среды, влияющих на живые системы – абиотические и биотические факторы.
Абиотические факторы составляют неживой компонент экологических систем. Это, прежде всего, свет, влажность, температура, а также геомагнитное поле Земли, состав водной, воздушной и почвенной среды.
Биотические факторы связаны с влиянием живых существ друг на друга.
Иногда выделяют отдельную группу антропогенных факторов, куда относят различные проявления деятельности человека, влияющие на живую природу.
Мы начнем наш разговор об экологических факторах со света. Именно свет Солнца дает нам энергию и, по-видимому, играет ведущую роль в жизни живых организмов на Земле, даже для тех из них, кто, буквально, света белого не видит.
Свет выполняет в отношении живых систем две основные функции. Во-первых, свет источник тепла и энергии. Во-вторых, свет определяет жизненный ритм.
По физической природе свет – это электромагнитные волны определенной длины. Природа устроила так, что до поверхности нашей планеты доходит лишь ограниченный спектр электромагнитных волн.
По отношению к свету все живые организмы на Земле можно разделить на две группы: фототрофы и гетеротрофы.
Фототрофы – это растения и некоторые бактерии, то есть живые существа способные к фотосинтезу. С помощью особых пигментов, главнейшим из которых является хлорофилл, фототрофы способны превратить солнечную энергию в энергию химических связей.
Растения по отношению к свету разделены на три группы: светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые. Светолюбивые растения – это растения открытых пространств – степей, лугов. Среди светолюбивых растений в основном травы, многие из которых принадлежат к семейству злаков. Однако, даже у светолюбивых у растений, увеличение освещенности сверх оптимальной вызывает подавление фотосинтеза.
В лесу отношение к свету выражается в ярусности. Растения верхних ярусов – светолюбивые, а растения нижних ярусов – теневыносливые. Растения нижних ярусов имеют экологический оптимум в области слабой освещенности и не выносят сильного света. Они способны ловить даже отраженный свет. Среди этих растений распространены папоротникообразные и мхи.
Теневыносливые растения хорошо адаптируются к разным режимам освещенности. Например, многие деревья, начинают свой рост под пологом леса, а затем выходят в верхние ярусы.
Большое значение в жизни всех живых существ имеет продолжительность освещения или фотопериод.
Фотопериодизм – это реакция организмов на сезонные изменения длины дня.
Свет задает животным и растениям жизненный ритм. От светового режима, по-видимому, зависит скорость физиологических процессов, образ жизни живых существ. Например, сокращение продолжительности дня – это сигнал для деревьев к сбрасыванию листьев осенью, а его увеличение – к набуханию почек весной, причем, имеет значение не всегда температура окружающей среды. Для животных осеннее укорачивание дня – это сигнал к созданию запасов на зиму. На основе фотопериодизма работает такой важный механизм как «биологические часы».
3. Температура и другие абиотические факторы.
Другим важным фактором, определяющим жизнь живых существ, является температура. Живые организмы по отношению к температуре делятся на две группы: пойкилотермные и гомойотермные.
Пойкилотермные живые существа зависят от температуры окружающей среды. Гомойотермные живые существа имеют постоянную температуру тела.
Гомойотермными живыми существами являются только птицы и млекопитающие. Только эти две группы животных полностью контролируют температуру собственного тела.
Исключение составляют в этом смысле только млекопитающие и птицы. А ведь от температуры тела зависит скорость химических процессов протекающих в организме. Наиболее комфортными условиями для живых существ считается температура около + 25 градусов по Цельсию. Однако живые существа встречаются и в Антарктиде, где не редкость морозы до – 50 и в пустынях, где температура в тени достигает +50. Ни одно живое существо, за исключением человека, не способно в активном состоянии переносить весь диапазон температур. Поэтому температуру можно отнести к одному из лимитирующих факторов распространения живых существ на земном шаре.
Для пойкилотермных живых существ характерны различные способы приспособления к холодным условиям. На Крайнем Севере все деревья карликового роста. Их высота соответствует высоте снегового покрова, так как все части выступающие над снегом гибнут от замерзания и высыхания. Некоторые кустарники и деревья переходят к горизонтальному росту. К ним относятся можжевельник, кедровый стланик и другие растения. Это опять позволяет растениям не подниматься выше снегового покрова.
Некоторые растения и животные впадают в анабиоз при понижениитемпературы.
Анабиоз – это такое состояние организма, при котором процессы жизнедеятельности настолько замедленны, что отсутствуют все видимые проявления жизни.
Анабиоз позволяет организмам пережить самые неблагоприятные условия. Мхи и лишайники, например, переживают промерзание в зимнее время года в состоянии анабиоза, и после оттаивания оказываются вполне жизнеспособными. Лишайники в состоянии анабиоза могут находиться более двух лет!
Анабиоз не следует путать с зимней спячкой, хотя в этих явлениях много общего. Зимняя спячка характеризуется также некоторым снижением температуры тела, а значит уровня обмена веществ, но не в такой сильной степени, как при анабиозе.
Многие растения и животные приспособлены к перегреву. Густое опушение придающее листьям светлую окраску и усиливающее отражение падающего света, уменьшение поверхности листьев – вот лишь неполный перечень приспособлений растений засушливых и жарких районов земного шара.
Пойкилотермные животные регулируют температуру, главным образом, с помощью изменения поведения. В жаркие часы многие животные прячутся в тень или норы, а в холодных условиях впадают в анабиоз. Акулы теряют активность при температурах ниже 18 градусов по Цельсию и поэтому живут в хорошо прогретых водах или в местах, где имеются теплые течения.
Гомойотермные животные тоже зависят от температуры окружающей среды, но в гораздо меньшей степени, нежели пойкилотермные.
Зимой, в бескормицу и холод, многие из них впадают в спячку, Однако, например, пингвины – жители Антарктиды – активны круглый год. Они выбирают для размножения более теплое время года. В холода они сбиваются в плотную кучу. Внутри организованной таким образом стаи температура достигает 37 градусов по Цельсию.
Важным абиотическим фактором является влажность.
Вода – непременный компонент живых систем. Она во многом определяет климат многих частей Земли.
Растения по отношению к воде экологи и ботаники обычно разделяют на три группы: гидрофиты, ксерофиты и мезофиты. Первые – это растения либо живущие в воде, либо приспособленные к очень влажному климату, вторые – это растения пустынь и полупустынь, а третьи – это растения со средней выносливостью.
Для животных и растений, живущих в воде, существует проблема избытка соли внутри клеток. Эти живые существа в значительной степени зависят от солености окружающей среды. Например, пресноводные простейшие вынуждены удалять через сократительные вакуоли лишнюю соль, чтобы поддержать баланс между внутренней и внешней средой.
Состав солей в почвах сильно влияет на обитателей различных частей земного шара.
Помимо описанных выше факторов на живые существа оказывает влияние магнитное поле Земли, микроклиматические особенности данного региона и даже лунный свет.
Биотические факторы.
Помимо взаимодействия с факторами неживой природы все организмы взаимодействуют друг с другом. Такие взаимодействия называются биотическими.
Различают три типа биотических взаимодействий: нейтрализм, антибиоз и симбиоз.
2020-02-04
180
Обсуждений (0)
