Природная экосистема естественный отбор таблица. Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем. Высокая благодаря человеку

Естественные, природные экосистемы образовались в результате действия сил природы. Для них характерны:

• Тесная взаимосвязь органических и неорганических веществ
• Полный, замкнутый круг круговорота веществ: начиная от появления органического вещества и заканчивая его распадом и разложением на неорганические компоненты.
• Устойчивость и способность к самовосстановлению.

Все природные экосистемы определяются следующими признаками:

• 1. Видовая структура : численность каждого вида животного или растения регулируется природными условиями.
  2. Пространственная структура : все организмы располагаются в строгой горизонтальной или вертикальной иерархии. Например, в лесной экосистеме четко выделяются ярусы, в водной - размещение организмов зависит от глубины воды.
  3. Биотические и абиотические вещества . Организмы, составляющие экосистему, делятся на неорганические (абиотические: свет, воздух, почва, ветер, влажность, давление) и органические (биотические - животные, растения).
  4. В свою очередь биотический компонент делится на производителей, потребителей и разрушителей. К производителям относят растения и бактерии, которые с помощью солнечного света и энергии создают из неорганических веществ органику. Потребители - это животные и плотоядные растения, которые питаются этой органикой. Разрушители (грибы, бактерии, некоторые микроорганизмы) являются венцом пищевой цепочки, так как производят обратный процесс: органику превращают в неорганические вещества.

Искусственные экосистемы

Искусственными экосистемами называют сообщества животных и растений, обитающих в условиях, которые создал для них человек. Их еще называют нообиогеоценозами или социоэкосистемами. Примеры: поле, пастбище, город, общество, космический корабль, зоосад, сад, искусственный пруд, водохранилище.

Самым простым примером искусственной экосистемы является аквариум. Здесь ареал обитания ограничен стенками аквариума, приток энергии, света и питательных веществ осуществляется человеком, он же регулирует температуру и состав воды. Численность обитателей также изначальна определена.

Первая особенность: все искусственные экосистемы являются гетеротрофными , т.е потребляющими готовую пищу. Возьмем для примера город - одну из самых больших искусственных экосистем. Здесь огромную роль играет приток искусственно созданной энергии (газопровод, электричество, продукты питания). В то же время, такие экосистемы характеризуются большим выходом ядовитых веществ. То есть, те вещества, которые в природной экосистеме в дальнейшем служат для производства органики, в искусственных зачастую становятся непригодными.

Еще одна отличительная особенность искусственных экосистем - незамкнутый цикл обмена веществ. Возьмем для примера агроэкосистемы - наиболее важные для человека. К ним относятся поля, сады, огороды, пастбища, фермы и прочие сельскохозяйственные угодья, на которых человек создает условия для выведения продуктов потребления. Часть пищевой цепочки в таких экосистемах человек вынимает (в виде урожая), а потому пищевая цепочка становится разрушенной.

Третьим отличием искусственных экосистем от природных является их видовая малочисленность . Действительно, человек создает экосистему ради выведения одного (реже нескольких) видов растений или животных. Например, на пшеничном поле уничтожаются все вредители и сорняки, культивируется лишь пшеница. Это дает возможность получить лучший урожай. Но в то же время, уничтожение «невыгодных» для человека организмов делает экосистему неустойчивой.

Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем

Сравнение природных экосистем и социоэкосистем удобнее представить в виде таблицы:

Природные экосистемы	Искусственные экосистемы
Главный компонент - солнечная энергия.	В основном, получает энергию из топлива, и готовой пищи (гетеротрофны)
Формирует плодородную почву	Истощает почву
Все природные экосистемы поглощают углекислый газ и производят кислород	Большинство искусственных экосистем потребляет кислород и продуцирует углекислый газ
Большое видовое разнообразие	Ограниченное количество видов организмов
Высокая устойчивость, способность к саморегуляции и самовосстановлению	Слабая устойчивость, так как такая экосистема зависит от деятельности человека
Замкнутый обмен веществ	Незамкнутая цепь обмена веществ
Создает места обитания диких животных и растений	Разрушает ареалы дикой природы
Накапливает воду, разумно расходуя ее и очищая

Для решения задач экологизации земледелия необходимо представлять закономерности функционирования природных и создаваемых человеком фитоценозов. Основные отличительные особенности функционирования природных экосистем и агроэкосистем заключаются в следующем:

1.Разное направление отбора . Для природных экосистем характерен естественный отбор, который ведет к фундаментальному свойству – устойчивости, отметая нежизнеспособные формы организмов и сообществ.

Агроэкосистемы создаются и поддерживаются человеком. Главным направлением отбора здесь является искусственный, который направлен на повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Часто урожайность сорта не связана с его устойчивостью к факторам окружающей среды, вредными организмами.

2.Естественные экосистемы используют единственный источник энергии – солнце. КПД использования солнечной энергии мал, однако естественные экосистемы устойчиво существуют на этом количестве энергии, трансформируя ее в различных пищевых цепях.

Агроценозы получают наряду с солнечной энергией дополнительное количество антропогенной в виде широкого применения удобрений, гербицидов, инсектицидов, мелиорации почв, горючего, техники, химических добавок к кормам и др. Доля антропогенной энергии от всей энергии, аккумулированной в урожае, при средних дозах удобрений, без поливов составляет 5-10%.

3.Разнообразие экологического состава фитоценоза обеспечивает устойчивость продукционного процесса при колебании погодных условий по годам. Угнетение одних растений приводит к повышению продуктивности других вследствие ослабления конкуренции. В результате фитоценоз сохраняет способность к созданию определенного уровня продукции в разные годы.

Агроценоз полевых культур – сообщество монодоминантное, часто – односортовое. На всех растениях агроценоза действие неблагоприятных факторов отражается одинаково. Не может быть компенсировано угнетение роста и развития основной культуры усиленным ростом других видов растений. И как результат, устойчивость продуктивности агроценоза ниже, чем в естественных экосистемах.

4.Наличие разнообразия видового состава растений с различными фенологическими ритмами дает возможность фитоценозу как целостной системе осуществлять непрерывно в течение всего вегетационного периода продукционный процесс, полно и экономно расходуя ресурсы тепла, влаги и питательных элементов.

Период вегетации культивируемых растений в агроценозах короче вегетационного сезона. В отличие от естественных фитоценозов, где виды различного биологического ритма достигают максимальной биомассы в разное время вегетационного сезона, в агроценозе рост растений одновременен и последовательность стадий развития, как правило, синхронизирована. Отсюда, время взаимодействия фитокомпонента с другими компонентами (например, почвой) в агроценозе намного короче, что сказывается на интенсивности обменных процессов в целой системе.

5.Существенным различием естественных экосистем и агроэкосистем является степень скомпенсированности круговорота веществ внутри экосистемы. Круговороты веществ (химических элементов) в естественных экосистемах осуществляются по замкнутым циклам или близки к скомпенсированности: приход вещества в цикл за определенный период в среднем равен выходу вещества из цикла, а отсюда внутри цикла приход вещества в каждый блок приблизительно равен выходу вещества из него.

Антропогенные воздействия нарушают замкнутость круговорота веществ в экосистемах. Часть вещества в агроценозах безвозвратно изымается из экосистемы. При высоких нормах внесения удобрений для отдельных элементов может наблюдаться явление, когда величина входа элементов питания в растения из почвы оказывается мень

ше величины поступления элементов питания в почву из разлагающихся растительных остатков и удобрений. С хозяйственно полезной продукцией в агроценозах отчуждается 50-60% органического вещества от его количества, аккумулированного в продукции.

6.Природные экосистемы являются системами авторегуляторными, агроценозы – управляемыми человеком . Для того чтобы достигнуть своей цели (обеспечить пищу), человек в агроценозе контролирует или изменяет в значительной степени влияние природных факторов, а также дает преимущества в росте и развитии только компонентам, продуцирующим пищу. Главная задача в данной связи – найти условия повышения урожайности при минимизации энергетических и вещественных затрат и повышении почвенного плодородия. Решение данной задачи состоит в наиболее полном использовании агрофитоценозами природных ресурсов и создании скомпенсированных циклов химических элементов в агроценозах. Полнота использования ресурсов определяется генетическими особенностями сорта, продолжительностью вегетации, неоднородностью компонентов в совместных посевах, ярусностью посева и т.д.

По мере развития сельскохозяйственных экосистем воздействие на природу, обусловленное перераспределением энергии и веществ на поверхности Земли, постоянно возрастает. Совершенствование орудий труда, внедрение высокоурожайных культур и сортов, требующих большого количества питательных веществ, стали резко нарушать природные процессы.

Уменьшение содержания гумуса ухудшает условия развития полезной микрофлоры, в том числе и «почвоочистительной», приводит к утрате запасов внутрипочвенной энергии, элементов минерального питания, к усилению процессов смыва и вымывания, т.е. обусловливает деградацию базиса.

Некоторые процессы в агроэкосистемах проходят не так, как в природных системах. Так, скорость инфильтрации воды в природных экосистемах выше, что существенно снижает и поверхностный сток, и вероятность развития эрозии почвы. В естественных условиях эрозию сдерживает также растительный покров, сохраняющийся в течение всего года.

Потери влаги в природной экосистеме обычно выше. Вследствие больших потерь влаги по почвенному профилю перемещается меньший объем воды, что снижает вымывание и поступление в грунтовые воды питательных веществ.

В природных экосистемах в больших количествах содержатся органические коллоиды , которые обеспечивают ионообменную и водоудерживающую способность почвы. Потери почвой коллоидов в агроэкосистемах вызваны окислением и разрушением органического вещества, что происходит в результате длительной обработки почвы, а также при орошении. Параллельно окислению органического вещества происходит и интенсивная минерализация, что ведет к значительным потерям его подвижной части. В агроэкосистемах процессы окисления и минерализации усиливаются вследствие снижения густоты растительного покрова и повышения температуры почвы.

Цикл круговорота биогенных элементов в природных экосистемах более закрытый, чем в агроэкосистемах, где значительная их часть отчуждается с урожаем. Газообразные потери азота из почвы в агроэкосистемах значительно выше, чем в природных, вследствие большей активности денитрифицирующих микроорганизмов.

В природных экосистемах способность растений поглощать элементы питания выше, чем скорость образования доступных их форм в почве. Растения природных экосистем имеют более разнообразную корневую систему, что позволяет полнее использовать почвенный профиль. Агротехника, при которой уменьшается разнообразие возделываемых культур, не только снижает эффективность использования влаги, но и увеличивает угрозу потери питательных веществ при вымывании их за пределы корнеобитаемого слоя почвы.

Естественные экосистемы выполняют три основные жизнеобеспечивающие функции (место, средство, условия жизни). Агроэкосистемы в отличие от них формируются для получения максимально возможного количества продукции, служащей первоисточником пищевых, кормовых, лекарственных и сырьевых ресурсов, т.е. функции агроэкосистем в основном ограничиваются предоставлением средств жизни. В этом главная причина преобладания ресурсоемкого и природоразрушающего типов агросистем. Перспектива за природоохранными агроэкосистемами. Добиться этого можно лишь при выполнении агроэкосистемами функций воспроизводства и сохранения условий жизни.

Научно обоснованная организация агроэкосистем предусматривает создание рациональной природной и природно-хозяйственной инфраструктуры (дороги, каналы, пруды, лесные насаждения, сельскохозяйственные угодья и др.), соответствующей особенностям местного ландшафта и хозяйственному использованию территории в целом.

Ю. П. Одум

Агроэкосистемы - это «одомашненные экосистемы», которые во многих отношениях занимают промежуточное положение между природными экосистемами, такими, как луга и леса, и искусственными, например городами.

Как и природные экосистемы, их питает солнце, однако имеются и отличия: 1) в агроэкосистемах источником дополнительной энергии, повышающей продуктивность, служит в первую очередь преобразованная энергия топлива, а также тягловая сила животных и труд человека; 2) человек значительно уменьшил разнообразие систем ради увеличения урожайности продовольственных культур или создания других продуктов; 3) преобладающие в агроэкосистеме растения и животные подвергаются искусственному, а не естественному отбору; 4) все управление системой в отличие от саморегулирующихся природных экосистем ведется извне и подчинено внешним целям.

Агроэкосистемы сходны с урбанизированными промышленными системами своей зависимостью от внешних факторов, т. е. от окружающей среды на входе и выходе системы. Однако в отличие от последних агроэкосистемы по преимуществу автотрофны. Удельные энергозатраты (величина потока энергии через единицу площади) в доиндустриальном сельском хозяйстве, характерном для экономически слаборазвитых стран, примерно те же, что и в природных экосистемах, однако в индустриальном сельском хозяйстве они по меньшей мере в 10 раз выше из-за значительных дополнительных вложений энергии и средств химизации. В результате по воздействию почвенной эрозии или загрязняющих среду химических веществ на водоемы, атмосферу или среду обитания в целом агроэкосистемы не уступают промышленным и городским территориям.

Поскольку затраты на энергию и охрану окружающей среды непрерывно возрастают, необходимы значительные усилия в области технологии, экономики и политики для снижения затрат на входе и выходе сельскохозяйственных и городских систем, чтобы их избыточный рост не превратился в угрозу для природных систем, от которых зависит их существование. Изучение полей, пастбищ и лесопосадок как производных экосистем, составляющих функциональные части больших региональных или глобальных экосистем, т. е. иерархический подход к их анализу, - первый шаг на пути к объединению научных дисциплин, позволяющих решать долгосрочные задачи. Ни одна из этих дисциплин, например агрономия, в одиночку не в состоянии решить так называемую мировую продовольственную проблему. И экология не сулит скорого или прямого ее решения, однако целостный и системный подход, лежащий в основе экологической теории, может стать основой для междисциплинарного подхода к разрешению этой проблемы.

За последние полвека в Соединенных Штатах и других развитых странах произошло резкое изменение свойств агроэкосистем и путей их воздействия на другие экосистемы. Обращаясь к истории проблемы, мы можем лучше рассмотреть ее сегодняшнее состояние и задачи дальнейших исследований. Вот как описывает Оклер три последовательных этапа развития сельского хозяйства на Среднем Западе США:

1833-1934 гг. Около 90 % прерии, 75 % переувлажненных земель и все леса на хороших почвах превращены в пашни, пастбища или леса, используемые в интересах сельскохозяйственного производства. Природная растительность сохраняется только на неудобьях или на мелких неплодородных почвах. Однако преобладают мелкие фермы, на которых возделывают разные культуры при значительных затратах труда людей и тягловой силы животных, так что воздействие сельского хозяйства на качество воды, почвы и воздуха на этом этапе было минимально вредным.

1934-1961 гг. Интенсификация сельского хозяйства, связанная с низкими ценами на нефть, химические средства и машины, и увеличение специализации хозяйств и доли монокультур. Увеличение производительности сельского хозяйства и уменьшение занятости на фермах приводят к общему снижению площади пашни на 10 % при соответствующем увеличении площади под лесом.

1961-1980 гг. На лучших почвах возрастают энерговложения, размеры ферм и интенсивность земледелия в связи с производством товарного зерна и сои, в значительной своей части на экспорт. Природоохранные меры - севообороты, оставление земель под пар, террасирование или сохранение растительности вдоль русел стока влаги - отступают под натиском товарных культур, расширение посевов которых призвано оплатить всевозрастающую стоимость энергии и машин. Урожайность растет, но для некоторых зерновых культур в этот период она достигает потолка. Усиливается потеря сельскохозяйственных земель из-за урбанизации и эрозии почвы, а смыв и вымывание применяемых в избытке удобрений и пестицидов снижают качество воды.

Анализ химического состава датируемых кернов из донных отложений озера в Коннектикуте (Линсли Понд) позволяет проследить за историей воздействия сельского хозяйства и растущих городов на окружающие экосистемы. В XIX в. сельское хозяйство не оказывало заметного влияния на озеро, однако интенсификация сельского хозяйства примерно с 1915 г. и приток питательных веществ удобрений вызвали эвтрофикацию. В последние 25 лет быстрая урбанизация и повышение интенсивности сельского хозяйства привели к «гиперэвтрофикации», обусловленной поступлением в озеро отходов сельского хозяйства и промышленности ft почвенной эрозией. Поступление в озеро почвы, тяжелых металлов и других токсичных веществ привело к хорошо документируемым изменениям биоты.

Таким образом, требования рынка и другие экономические и политические силы, действующие одновременно с ростом населения и урбанизацией территории, превратили «одомашненные» экосистемы, в той или иной степени вписанные в окружающую среду, во все более искусственные агроэкосистемы, сходные с городскими и промышленными экосистемами как своей зависимостью от поступления энергии и материалов, так и образованием отходов.

В экологической перспективе агроэкосистемы, гармонически связанные с природными экосистемами, - это системы жизнеобеспечения на космическом корабле Земля: ведь они поставляют пищу, воду и очищенный воздух, все то, без чего невозможна наша жизнь. Однако, когда растущие цены на сельскохозяйственную продукцию заставляют относиться к ней скорее как к товару, чем как к необходимой человеку пище, доля товарных однолетних культур возрастает ценой снижения долговременной устойчивости сельскохозяйственного производства и агроэкосистемы из системы жизнеобеспечения превращаются в пути утечки необходимых ресурсов.

По мере того как эти нежелательные тенденции становятся все более очевидными, растет интерес к природоохранной агротехнике, которая возникла в 30-х годах вслед за почвенной эрозией и пыльными бурями. Новые приемы ведения сельского хозяйства и углубление наших знаний о превращениях воды и питательных веществ в агроценозах, несомненно, будут способствовать: 1) более эффективному использованию энергии; 2) снижению потерь воды при орошении и почвенной эрозии; 3) увеличению отдачи питательных веществ и снижению расхода удобрений; 4) использованию пожнивных остатков для мульчирования почвы, силосования или в качестве энергетических ресурсов; 5) увеличению разнообразия культур и севооборотов; 6) снижению нежелательной зависимости от пестицидов широкого спектра действия и 7) переходу к минимальной или нулевой обработке почвы. Одного последнего было бы достаточно, чтобы вполовину уменьшить эрозию почвы и расходы на горючее лишь при небольшом кратковременном снижении урожайности. В долгосрочной перспективе урожай при нулевой обработке почвы теоретически должен быть выше, чем при обычной вспашке, благодаря повышению «качества» почвы и ослаблению эрозии, однако в условиях, когда многолетние опыты экономически не поощряются, трудно проверить эти предположения.

Все природоохранные агротехнические мероприятия приближают агроэкосистемы к природным системам, уводя их от городских и промышленных систем и превращая в гармоничные составные части общего ландшафта Земли.

Используя национальную межрегиональную модель на основе линейного программирования, Олсон и др. предсказывают, что широкое распространение так называемого органического земледелия могло бы увеличить рентабельность ферм и способствовать решению многих проблем сельского хозяйства в США. Повышение потребительских цен на продукты питания стимулировало бы фермеров повышать плодородие почвы, а не истощать его в отчаянной попытке расплатиться с долгами. Однако природоохранное земледелие резко уменьшило бы тот избыток производимой продукции, который идет сейчас на экспорт. Таким образом, существует дилемма: природоохранное земледелие полезно для почвы и для фермера, но неблагоприятно сказывается на национальной экономике, если она ориентирована на: 1) вывоз продовольствия для оплаты ввозимой нефти и минерального сырья и 2) дальнейшее расширение производства сельскохозяйственных машин и средств химизации сельского хозяйства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Практические работы по экологии по профессии/специальноси "Повар, кондитер"; "Парикмахер".

Луганской Народной Республики

Практические работы

по дисциплине «Экология»

1. Введение
2. Инструкция по безопасности жизнедеятельности во время проведения практических работ по экологии.

Практическая работа №1

Практическая работа №2

Практическая работа №3

Практическая работа №4

Пояснительная записка

• Соблюдение правил по ТБ;
• Оформление работы.

Практическая работа № 1

Тема:

Цель:

Общие сведения

Большая часть людей живёт в городах, поэтому находящиеся в равновесии с природой города - это цель деятельности человечества. Одной из задач в достижении этой цели является разумная деятельность в плане проектирования и организации культурных ландшафтов.

Задание.

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

5.Ответить на вопросы:

6. Сформулировать вывод

Практическая работа № 2

Цель:

Общие сведения

Квартира — не только укрытие от неблагоприятных условий окружающего мира, но и мощный фактор, воздействующий на человека и в значительной степени определяющий состояние его здоровья. На качество среды в жилище влияют:

Наружный воздух;

Вещества, возникающие в процессе приго-товления пиши;

Продукты табакокурения;

Комнатные растения;

Концентрация загрязняющих веществ в квартирах в 2-5 раз выше, чем на улице города. Квартира как экосистема является гетеротрофной системой, похожей на город, но миниатюрный. Она существует за счет поступления энергии и ресурсов, так как главные ее обитатели - люди и животные, гетеротрофы.

Автотрофы в квартире - это комнатные растения (цветы в горшках, петрушка в ящиках на подоконнике или на лоджии, водные растения и микроорганизмы в аквариумах и т.п.). Растения в квартире улучшают эстетическую и гигиеническую картину: улучшают настроение, увлажняют атмосферу и выделяют в нее полезные вещества - фитонциды, убивающие микробов. Живут в домах и лекарственные растения - алоэ, каланхоэ, лук и подобные им. Лучший очиститель воздуха в квартире - хлорофитум, а борец с микробами - герань.

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

4. Выполните задания

Задание 1.

1. характеристика почвы

Задание2.

а

в

6. Сформулировать вывод

Практическая работа № 3

Тема:

Цель работы : Закрепить знания о том, что энергия, заключенная в пище, передается от первоначального источника через ряд организмов, что такой ряд организмов называется цепью питания сообщества, а каждое звено данной цепи - трофическим уровнем.

Ход работы

Пример решения

Задача 1.

Решение:

30 000кг.- 10%

Х = 300 000кг

Ответ:

1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков -> мышь -> полевка -> хорек -> филин.

2.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> лягушки-> змеи-> орел.

3.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> насекомоядные птицы-> орел.

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

5. Сформулировать вывод

Практическая работа № 4

Цель работы:

Оборудование:

Общие сведения

Биогеоценоз (синоним - экосистема) - однородный участок земли, в котором:

1. Продуценты - Производители - зеленые растения, производящие живое вещество из неживого. Они аккумулируют солнечную энергию в процессе фотосинтеза и создают органические вещества, побочно выделяя кислород.

Тип питания - автотрофный.

2. Консументы - Потребители - организмы, использующие органические вещества продуцентов. К ним относятся животные:

Травоядные животные - Потребители 1-го порядка едят растительную пищу

Плотоядные хищники - Потребители 2-го порядка - животную пищу.

Тип питания - гетеротрофный.

3.Редуценты - грибы и бактерии, черви превращающие органическое вещество в минеральное, разлагая остатки мертвых растений, животных микроорганизмов. Гумус (перегной) вновь используются продуцентами.

Тип питания - гетеротрофный.

Но есть деление по типу возникновения. Искусственная экосистема, созданная человеком - агроэкосистема.

2. Выполните задания

Задание 1.

Движущие силы	Природная экосистема	Агроэкосистема
Естественный отбор
Искусственный отбор

· Действует на экосистему

· Не действует на экосистему

Задание 2.

	Природная экосистема	Агроэкосистема
Видовой состав
Продуктивность

· Меньше · Больше

Задание 3.

1. Основной источник энергии - Солнце

Просмотр содержимого документа
«Практические работы по экологии по профессии/специальности "Повар, кондитер"; "Парикмахер"»

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего специального образования

Луганской Народной Республики

«Алчевский торгово-кулинарный колледж»

Практические работы по дисциплине «Экология»

по профессии/ специальности (на базе рабочей профессии)

19.01.17 «Повар, кондитер»; 43.01.02 «Парикмахер»

«Описание антропогенных изменений в естественных природных ландшафтах местности»

Практическая работа №2

«Описание жилища человека как искусственной экосистемы»

Практическая работа №3

«Решение экологических задач на устойчивость и развитие»

Практическая работа №4

«Сравнительное описание естественных природных систем и агроэкосистемы»

Пояснительная записка

Обучающийся допускается к выполнению практической работы при наличии тетрадей для практических работ, включающих общие правила по технике безопасности, название и номер практической работы, цель, оборудование, ход работы (инструкцию по выполнению) и практическую часть (таблицу).

Обучающийся должен знать правила техники безопасности при работе в кабинете экологии. Перед началом выполнения практической работы обучающийся должен изучить правила по технике безопасности при работе с оборудованием по данной практической работе и в журнале инструктажа по технике безопасности в определённой графе должен поставить свою подпись.

Обучающийся подробно изучает инструкцию по выполнению практической работы, затем приступает к её выполнению.

В конце занятия преподаватель оценивает практическую работу определённой суммой баллов (по пятибалльной системе) и ставит итоговую оценку, учитывая при этом следующие характеристики:

Проведение практической работы;

Соблюдение правил по ТБ;

Оформление работы.

Практическая работа № 1

Тема: Описание антропогенных изменений в естественных природных ландшафтах местности

Цель: Определить роль и место человека по отношению к экосистемам в биосфере.

Общие сведения

Под нишей в экологии понимают место вида в пространстве. Под статусом понимают отношение к факторам среды. В природном ландшафте, где ещё не отмечено влияние современной культуры, преобладают крупные деления - лесные массивы, степи или водные пространства. Освоение человеком территорий вызывает дробление ландшафта на части. Появляются новые факторы, влияющие на облик ландшафта: включение в него, во-первых, элементов, изменяющих поверхность земли, - сельскохозяйственных площадей, водоемов, автомобильных и железных дорог, отвалов пустой породы, заброшенных карьеров и прочих неудобных земель. Во-вторых, элементов, изменяющих объемно-пространственную структуру ландшафта, - населенных пунктов, промышленных сооружений, сети электропередач и прочих сооружений. Эти факторы сильно изменяют природный ландшафт. Часто, неразумное использование природных богатств, приводит к обезображиванию отдельных элементов ландшафта, а порой и к полному разрушению естественного облика целых районов.

Хозяйственная деятельность человека привела к появлению в природной среде планеты не свойственных ей ландшафтов; характеризуемых как антропогенные ландшафты. К ним относятся:

Городские ландшафты и их компоненты, включающие жилые и индустриальные районы. Особенностью таких ландшафтов является изменение и загрязнение в результате техногенной урбанизации компонентов природных ландшафтов и условий формирования поверхностного стока, общее сокращение площадей, занятых растительностью, наличие производственных сфер, оказывающих на окружающую среду вредное воздействие

Сельскохозяйственные ландшафты, отличающиеся от природных однообразием, вследствие возделывания монокультур, когда почвы обеднены элементами питания, естественные природные сообщества угнетены

Ландшафты, образованные в результате деятельности горнодобывающих предприятий, характеризуемые изменением вертикальной планировки местности и создания карьеров, отвалов, терриконов

Ландшафты, сформированные в ходе нефтедобычи, отличающиеся изменением состава почв и грунтовых вод, а также искажением путей миграции сухопутных животных

Большая часть людей живёт в городах, поэтому находящиеся в равновесии с природой города – это цель деятельности человечества. Одной из задач в достижении этой цели является разумная деятельность в плане проектирования и организации культурных ландшафтов.

Задание. Построить схему и описать модель естественного природного ландшафта местности с учетом антропогенных изменений.

Форма отчета к практической работе № 1

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

4.Изобразить схему, сделать к ней описание

5.Ответить на вопросы:

Перечислите, чем отличается действие антропогенных факторов от природных на живые организмы, экосистемы, биосферу. Объясните причину этих отличий.

2.Назовите основные элементы среды, окружающей человека.

6. Сформулировать вывод

Практическая работа № 2

Тема: Описание жилища человека как искусственной экосистемы

Цель: Выяснить, является ли квартира экосистемой; что ее отличает от природной экосистемы; что входит в понятие «экологически чистое» жилище.

Общие сведения

Квартира - не только укрытие от неблагоприятных условий окружающего мира, но и мощный фактор, воздействующий на человека и в значительной степени определяющий состояние его здоровья. На качество среды в жилище влияют:

Наружный воздух;

Продукты неполного сгорания газа;

Вещества, возникающие в процессе приго­товления пиши;

Вещества, выделяемые мебелью, книгами, одеждой и т. п.;

Продукты табакокурения;

Бытовая химия и средства гигиены;

Комнатные растения;

Соблюдение санитарных норм проживания (количество людей и домашних животных);

Электромагнитное загрязнение и др.

Концентрация загрязняющих веществ в квартирах в 2-5 раз выше, чем на улице города. Квартира как экосистема является гетеротрофной системой, похожей на город, но миниатюрный. Она существует за счет поступления энергии и ресурсов, так как главные ее обитатели – люди и животные, гетеротрофы.

Автотрофы в квартире – это комнатные растения (цветы в горшках, петрушка в ящиках на подоконнике или на лоджии, водные растения и микроорганизмы в аквариумах и т.п.). Растения в квартире улучшают эстетическую и гигиеническую картину: улучшают настроение, увлажняют атмосферу и выделяют в нее полезные вещества – фитонциды, убивающие микробов. Живут в домах и лекарственные растения – алоэ, каланхоэ, лук и подобные им. Лучший очиститель воздуха в квартире – хлорофитум, а борец с микробами – герань.

Форма отчета к практической работе № 2

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

4. Выполните задания

Задание 1. Дайте экологическую характеристику своего места жительства по плану:

название населенного пункта его местонахождение

характеристика почвы

наличие вблизи автомобильных дорог, предприятий, зеленой зоны

характеристика двора, тип здания

наличие водоемов, характер водоснабжения

Задание2. Схематично изобразить квартиру и внести в нее следующие параметры:

а ) виды энергии, поступающие в квартиру извне;

б) какие продуценты, консументы и редуценты участвуют в образовании экосистемы квартиры, привести примеры и укажите их роль.

в )определить виды отходов в своей квартире, укажи, как эти вещества воздействуют на человека, как снизить их влияние в квартире.

6. Сформулировать вывод

Практическая работа № 3

Тема: Решение экологических задач на устойчивость и развитие

Цель работы : Закрепить знания о том, что энергия, заключенная в пище, передается от первоначального источника через ряд организмов, что такой ряд организмов называется цепью питания сообщества, а каждое звено данной цепи – трофическим уровнем.

Ход работы

Пример решения

Задача 1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, что бы в море вырос один дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, дельфин.

Решение: Дельфин, питаясь хищными рыбами, накопил в своем теле только 10% от общей массы пищи, зная, что он весит 300 кг, составим пропорцию.

300кг – 10%,

Найдем чему равен Х. Х=3000 кг. (хищные рыбы) Этот вес составляет только 10% от массы нехищных рыб, которой они питались. Снова составим пропорцию

3000кг – 10%

Х=30 000 кг(масса нехищных рыб)

Сколько же им пришлось съесть планктона, для того чтобы иметь такой вес? Составим пропорцию

30 000кг.- 10%

Х = 300 000кг

Ответ: Для того что бы вырос дельфин массой 300 кг. необходимо 300 000кг планктона

Задачи для самостоятельного решения

1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков - мышь - полевка - хорек - филин.

2.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки - кузнечики- лягушки- змеи- орел.

3.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки - кузнечики- насекомоядные птицы- орел.

4. Какие из перечисленных организмов экосистемы тайги относят к продуцентам, первичным консументам, вторичным консументам: бактерии гниения, лось, ель, заяц, волк, лиственница, рысь? Составьте цепь питания из 4 или 5 звеньев.

Форма отчета к практической работе № 3

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

4. Решить задачи Изобразить схему, сделать к ней описание

5. Сформулировать вывод

Практическая работа № 4

Тема: Сравнительное описание естественных природных систем и агроэкосистемы

Цель работы: Закрепление знаний о строении, свойствах и устойчивости природных и антропогенных экосистем.

Оборудование: фотографии и видеоматериалы (продолжительность 2-3 мин.) природных и искусственных экосистем.

Общие сведения

Биогеоценоз (синоним – экосистема) - однородный участок земли, в котором:

1.все его живые организмы (биоценоз) и 2. косное вещество (абиотические факторы)

объединены обменом веществ и энергии в единый устойчивый природный комплекс.

Примеры биогеоценоза: пруд, дубрава, луг, моховая кочка, трухлявый пень и др.

В биогеоценозе (экосистеме) три функциональные группы организмов по типу питания:

1. Продуценты – Производители - зеленые растения, производящие живое вещество из неживого. Они аккумулируют солнечную энергию в процессе фотосинтеза и создают органические вещества, побочно выделяя кислород.

Тип питания – автотрофный.

2. Консументы – Потребители - организмы, использующие органические вещества продуцентов. К ним относятся животные:

Травоядные животные – Потребители 1-го порядка едят растительную пищу

Плотоядные хищники - Потребители 2-го порядка – животную пищу.

Тип питания - гетеротрофный.

3.Редуценты – грибы и бактерии, черви превращающие органическое вещество в минеральное, разлагая остатки мертвых растений, животных микроорганизмов. Гумус (перегной) вновь используются продуцентами.

Тип питания - гетеротрофный.

Но есть деление по типу возникновения. Искусственная экосистема, созданная человеком – агроэкосистема.

Форма отчета к практической работе № 4

1.Номер, тема, цель практической работы

2. Выполните задания

Задание 1. Дать оценку движущим силам, формирующим природные и агроэкосистемы.

Движущие силы	Природная экосистема	Агроэкосистема
Естественный отбор
Искусственный отбор

· Действует на экосистему

· Не действует на экосистему

· Действие направленно на достижение максимальной продуктивности

· Действие на экосистему минимально

Задание 2. Оценить некоторые количественные характеристики экосистем.

	Природная экосистема	Агроэкосистема
Видовой состав
Продуктивность

· Меньше · Больше

Задание 3. Сравнить природную экосистему и агроценоз, выбирая правильные характеристики из предложенных вариантов.

Общие характеристики	Характерно только для природной экосистемы	Характерно только для агроэкосистемы

Наличие в цепях питания редуцентов

Экосистема устойчива во времени без вмешательства человека

Наличие в цепях питания продуцентов

Наличие в цепях питания консументов

Часть энергии или химических веществ может искусственно вносится человеком

Основной источник энергии – Солнце

Обязательным элементом цепей питания является человек

Экосистема быстро разрушается без вмешательства человека

Человек слабо влияет на круговорот веществ

Неорганические вещества извлекаются продуцентами из почвы, удаляются из экосистемы

Характеризуется многообразие экологических ниш

3.Сформулируйте вывод в котором перечислите черты сходства агроценоза и природного биогеоценоза.

• Сходство природных экосистем и агроценозов;
• Различия между природными экосистемами и агроценозами.

1. Наличие трёх функциональных групп

(продуценты, консументы, редуценты)

Пшеничное поле

продуценты

консументы

редуценты

Сходства агроценоза с природной экосистемой:

2. Наличие пищевых сетей

наездник

растения

филин

гусеницы

перепел

жаворонок

лиса

мышь

Пищевая сеть агроценоза

растения

гусеницы

мышь

наездник

перепел

жаворонок

лиса

филин

Сходства агроценоза с природной экосистемой:

3. Ярусная структура

Сходства агроценоза с природной экосистемой:

абиотические факторы

Сходства агроценоза с природной экосистемой:

4. Влияние экологических факторов

биотические факторы

Сходства агроценоза с природной экосистемой:

4. Влияние экологических факторов

антропогенные факторы

Сходства агроценоза с природной экосистемой:

5. Часто есть вид - доминант

Вид – доминант – вид, преобладающий в экосистеме по численности и влиянию

Отличия

характеристики

Природная экосистема

1. Видовое разнообразие

Агроценоз

Много видов, образующих сильно разветвлённые пищевые сети

Видов меньше, вид – доминант определяет человек

Отличия агроценоза и природной экосистемы:

характеристики

Природная экосистема

2. Устойчивость

Агроценоз

Неустойчив, без человека погибает

Устойчива

Отличия агроценоза и природной экосистемы:

характеристики

Природная экосистема

3. Действие отбора

Агроценоз

Действует естественный отбор , остаются более приспособленные особи

Естественный отбор ослаблен, действует искусственный отбор , остаются ценные для человека особи

Отличия агроценоза и природной экосистемы:

характеристики

Природная экосистема

4. Источник энергии

Агроценоз

Энергия Солнца и энергия, вносимая человеком (полив, прополка, внесение удобрений и т.д.)

Энергия Солнца

Отличия агроценоза и природной экосистемы:

характеристики

Природная экосистема

5. Круговорот элементов

Агроценоз

Часть элементов забирает человек с урожаем, круговорот неполный

Полный круговорот

Отличия агроценоза и природной экосистемы:

характеристики

Природная экосистема

6. Саморегуляция

Агроценоз

Регулирует человек

Способна к саморегуляции

Отличия агроценоза и природной экосистемы:

характеристики

Природная экосистема

7. Продуктивность (создание органических веществ при фотосинтезе в единицу времени)

Агроценоз

Высокая благодаря человеку

Зависит от природных условий

Заполните таблицу.

Природное сообщество

Естественный отбор

Агроценоз

Искусственный отбор

Дайте оценку движущим силам, формирующим природные и искусственные экосистемы:

• Не действует на экосистему;
• Действует на экосистему;
• Действие на экосистему минимально;
• Действие направлено на достижение максимальной продуктивности.

Видовой состав сообщества

Природное сообщество

Видовой состав

Агроценоз

Меньше/ больше по каждой позиции.

Распределите характеристики:

Общие характерно характерно

характеристики только для только для

природных агроценоза

экосистем

Характеристики:

1. Неорганические вещества, поглощаемые продуцентами из почвы, удаляются из экосистемы.

2. Наличие в экосистеме редуцентов.

3. Экосистема быстро разрушается без вмешательства человека.

4. Наличие в цепях питания продуцентов.

5. Основной источник энергии – солнце.

6. Неорганические вещества, поглощаемые продуцентами из почвы, возвращаются в экосистему.

Характеристики:

7. Экосистема устойчива во времени без вмешательства человека.

8. Часть энергии или химических веществ может искусственно вноситься человеком.

9. Человек слабо влияет на круговорот веществ.

10. Характеризуется многообразием экологических ниш.

11. Наличие в цепях питания консументов.

12. Обязательным элементом цепей питания является человек.

Природные экосистемы и созданные человеком агроценозы имеют общие характеристики: _____________________.

Различия связаны с _________________

____________________________________.