Растительные сообщества

Задачи. Образовательные: развивать основные понятия "растительность", "растительное сообщество" и частные понятия - определенный флористический состав, ярусность в пространстве (надземная и подземная) и во времени (разные сроки развития растений), приспособленность растений к совместному обитанию; изучать взаимоотношения между растениями, между растениями и животными, между растениями и средой, цепи питания, развитие сообщества (динамика сезонная - смена аспектов и историческая - смена сообществ), роль человека, влияющего на растения и сообщество в целом; учиться работать на геоботанической площадке. Воспитательные: воспитывать диалектико-материалистическое понимание приспособленности растений как результата их совместного обитания в определенном биогеоценозе; сознательное отношение к природе (действовать в природе необходимо на основе строгого соблюдения сложившихся в ней взаимосвязей, не нарушая их).

Место экскурсии в системе уроков темы "Растительные сообщества". Тема изучается в феврале, экскурсия проводится в мае. К этому времени учащиеся приобретают знания о беспозвоночных животных, поэтому на экскурсии можно установить и наблюдать связи между растительными и животными организмами.

Подготовка учителя к экскурсии. Для ознакомления учащихся с характерными признаками растительного сообщества педагогически целесообразно провести экскурсию в биоценоз леса. Лес - это основной тип растительности, покрывающий огромную территорию СССР. Общая площадь лесов СССР измеряется в 1 млрд. га. В лесу ярко выражены основные черты растительного сообщества, биоценоза, биогеоценоза. Наконец, учащиеся подготовлены к усвоению сложного понятия "биоценоз леса", так как сезонные экскурсии проводились в лес; они ориентируются в его флористическом составе, понимают причины сезонных изменений. Эти знания помогут учащимся познать лес как растительное сообщество, как биоценоз.

Задача учителя-гак организовать познавательную деятельность учащихся, чтобы они прежде всего увидели явления, присущие растительному сообществу: его структуру, количественное и качественное соотношение растительных видов, их влияние друг на друга и на окружающую среду, цепи питания, развитие сообщества, и на основе этого смогли сделать обобщения о растительном сообществе в целом и усвоить его основные закономерности. Руководствуясь программными требованиями, учитель изучает литературу, посещает местный лес, определяет маршрут и места площадок, где учащиеся будут выполнять самостоятельные задания. В задания необходимо ввести следующее:

- определение растений на заданной площадке, их количественного соотношения и особенно соотношения между взрослыми древесными растениями и подростом;

- описание состава ярусов и выявление экологически равноценных растений в каждом ярусе и экологически разноценных в разных ярусах; знакомство с приспособительными особенностями растений одного яруса и разных ярусов;

- рассмотрение влияния растений друг на друга (угнетение, паразитизм, симбиоз, приспособление к совместному существованию); влияние растений на среду (ослабление ветра, вертикальные потоки воздуха, повышенная влажность, изменение температуры воздуха); выявление связей между растительными и животными организмами (опыление, распространение плодов и семян, влияние на всхожесть семян, паразитизм и т. д.);

- участие в природоохранительных мероприятиях (очистка леса, посадка деревьев, развешивание гнездовий и др.) после предварительного согласования с лесничеством. .

Заранее обдумываются основные вопросы обобщающих бесед, которые завершают каждое задание.

За день до экскурсии учитель и учащиеся, увлекающиеся биологией, посещают место экскурсии, измеряют температуру воздуха около школы, у дороги, на опушке леса и в разных участках леса; для определения влажности воздуха на опушке леса и в лесу вывешивают смоченные водой носовые платки (одинаковых размеров и из одинаковой ткани) и отмечают время их полного высыхания.

Влажность почвы в лесу, на лесной поляне и незадернованной поверхности проезжей части дороги можно определить по степени загрязнения рук при сдавливании комочков почвы и по степени комковатости почвы. Чем сильнее испачканы руки, тем влажнее почва.

Данные, полученные кружковцами, помогут продемонстрировать воздействие лесного сообщества на среду.

Вместе с учащимися учитель находит места геоботанических площадок и обозначает границы площадок с помощью колышков. Число площадок соответствует числу звеньев. При их выборе учитывают характерные особенности местного леса.

Подготовка учащихся к экскурсии. Учитель проводит в классе вводную беседу по вопросам: что такое лес? Можно ли парк и сад назвать лесом? Какие леса вы знаете? Какие из них встречаются в нашей местности? Чем объяснить, что леса разные: хвойные, лиственные, смешанные? Почему в одной и той же местности встречаются разные типы лесов? Как человек обязан относиться к лесу?

Вводная беседа позволяет определить задачу экскурсии: для того, чтобы знать, как правильно относиться к лесу, разумно использовать его природные богатства, не истощая их, надо изучить лес как растительное сообщество, знать его структуру и исторически сложившиеся взаимосвязи между растениями, животными, микроорганизмами, неживой природой.

Учащиеся вспоминают правила поведения в природе и кратко знакомятся с тем, что они будут делать на экскурсии.

Оборудование для каждого звена: инструктивные карточки, "Школьный ботанический атлас" Т. В. Асеевой и В. Н. Тихомирова или школьный определитель "Что растет вокруг тебя" И. В. Ивановой; четыре шнура, каждый длиной 10 м; дидактические карточки с изображением всходов различных древесных растений (рис. 7).

Проведение экскурсии. Первая познавательная задача: определить тип леса и дать ему название. Для этого необходимо знать виды растений и их количественное соотношение в данном лесу.

Первое задание оформляется на карточке. Каждое звено работает на выделенной ему геоботанической площадке. Примерное содержание задания.

1. На площадке 100 м² (площадка заложена заранее) определить:

а) какие деревья и кустарники живут на этой площадке, их количество;

б) подрост каких видов имеется на площадке и в каком количестве; есть ли проростки семян деревьев и кустарников на площадке, их количество (определяется словами "много", "мало").

Наблюдения занесите в таблицу 1.

Таблица 1

2. Какие травянистые растения встречаются очень часто, какие редко. Заполните таблицу 2.

Таблица 2

3. Сколько видов папоротников, плаунов, хвощей, мхов растет на площадке? Имеются ли лишайники, водоросли, грибы на почве, деревьях и кустарниках? Данные внесите в таблицу 3.

Таблица 3

Перед выполнением первого задания учитель инструктирует .учащихся, дает время ознакомиться с содержанием задания (отпечатано или написано), демонстрирует дидактический материал с изображением особенностей проростков и всходов деревьев и кустарников, объясняет, как правильно заполнить таблицы.

При подведении итогов школьники подсчитывают количество видов растений на площадке; учатся давать название леса по преобладающим видам древесных и травянистых растений; находят причины появления на площадке всходов рябины, бузины, черемухи (деятельность птиц) и отсутствия взрослых растений этих видов (мало света); устанавливают обилие елового подроста и отсутствие соснового (ель - теневыносливое растение, а сосна - светолюбивое); определяют прошлое и будущее леса. Будущее леса можно определить по виду, преобладающему в подросте, прошлое - по редко встречающимся травянистым видам. Например, копытень европейский указывает на то, что когда-то на этом месте существовала дубрава.

В конце беседы учитель сообщает о том, что для каждого леса характерны свои виды растений. На подбор видов влияет преобладающая древесная порода (эдификатор). Например, для соснового леса характерны вереск обыкновенный, кошачьи лапки, олений и исландский лишайники и др.; для елового - грушанки, кислица обыкновенная, седмичник европейский и др.; в дубраве - копытень европейский, сныть обыкновенная, вороний глаз и др. и отсутствие мхов. В дубраве сильный листовой опад препятствует росту мхов.

Выяснение видового состава леса позволяет повторить тему школьного курса ботаники "Основные группы растений" и подвести учащихся к выводу о том, что в лесу сосуществует большое число видов растений.

Второе задание. Выяснить, как распределяются растения в лесу, не мешая друг другу и извлекая пользу из совместного обитания. Учащиеся знакомятся с особенностями ярусного расположения растительности. Учитель сообщает число ярусов данного леса и предлагает установить: какие растения составляют первый ярус или полог леса? Каковы условия жизни растений в этом ярусе? Когда цветут и как опыляются цветки деревьев первого яруса? Какие особенности строения листовых пластинок деревьев первого яруса по сравнению с листовыми пластинками растений других ярусов и почему? Каковы особенности строения плодов и как распространяются плоды деревьев первого яруса?

В беседе уточняются ответы учащихся, вносятся коррективы; делается вывод об особенностях строения и жизни растений первого яруса. Эти растения живут в условиях полного освещения и значительного движения воздуха. Ветер - важный формообразующий фактор в жизни деревьев (ветроопыление, распространение плодов и семян ветром), исключение составляют липа (насекомоопыление), дуб (распространение желудей сойками и мелкими грызунами), сибирская сосна (распространение семян кедровками).

По аналогичной методике изучаются растения каждого яруса. В блокнотах учащиеся заполняют таблицу 4.

Таблица 4

Заполнение данной таблицы конкретизирует знания о взаимосвязях между неживой природой (свет, воздух, влажность) и растениями, между растениями и животными.

Обобщая результаты второго задания, учитель отмечает, что надземная ярусность не случайное явление, а результат длительного исторического развития, в процессе которого возникли виды растений каждого яруса; ярусность - это приспособление растений к экономному расходованию солнечной энергии и земной поверхности.

О ярусности во времени учитель рассказывает, обращая внимание учащихся на фенологические фазы развития растений: одни растения отцвели, другие зацветают, третьи цветут, четвертые плодоносят. Разные сроки развития способствуют обитанию большого числа живых организмов в биоценозе, в том числе микроорганизмов, насекомых, птиц, зверей, для которых различные органы растений служат постоянным кормом. Таким образом, ярусность во времени - разновременное развитие растений в течение вегетационного периода - еще один признак растительного сообщества. Ярусность в пространстве и во времени имеет большое значение для увеличения числа видов и особей на одной и той же территории, так как значительно уменьшает конкуренцию между растениями.

Совместное обитание растений и животных, влияние их друг на друга привело к появлению различных типов взаимоотношений.

Третье задание. Учащиеся выясняют основные взаимоотношения между организмами, сложившиеся в биоценозе, вспоминают об их разнообразии. Им предлагают в течение 10-15 мин наблюдать окружающую жизнь леса, подыскать примеры положительного и отрицательного воздействия живых организмов друг на друга и данные наблюдений внести в таблицу.

После обсуждения результатов наблюдений учитель демонстрирует те или иные объекты или явления и раскрывает их биологическую сущность. Задача учащихся- определить вид взаимоотношения.

Растение-полупаразит иван-да-марья имеет слаборазвитую корневую систему, на корнях присоски, с помощью которых растение прикрепляется к корням других растений и получает часть питательных (органических) веществ из этих растений; листья супротивные с небольшими черешками; соцветия хорошо заметны, так как желтые венчики резко выделяются на фоне лазурных или фиолетовых прицветников; семена имеют мешковидный придаток, муравьи охотно поедают этот придаток, способствуя распространению семян.

Учитель рассказывает о характерном явлении в жизни молодых деревьев и кустарников - образовании значительного чехла из сплетений гифов грибов и корней и его роли: гифы поглощают из почвы воду и растворенные минеральные соли, которые поступают в корни растений; корни растений могут переваривать гифы, получая таким образом азотистые соединения.

С интересом учащиеся рассматривают сосну и бузину красную. Корни бузины выделяют особые вещества, губительные для сосны. Бузина красная - сорняк леса. Такими же свойствами обладает корневая система кошачьих лапок и некоторых других растений.

Учитель демонстрирует результаты деятельности жуков короедов, долгоносиков, разнообразных гусениц; учащиеся наблюдают за насекомыми.

Четвертое задание. Нужно выяснить цепи питания в данном лесу. Каждому звену предлагается понаблюдать за пищевыми взаимоотношениями животного организма (паук-крестовик, улитки и др.).

С цепями выедания учащиеся справляются, как правило, самостоятельно, но о цепях разложения и цикле питания рассказывает учитель. Учащиеся рассматривают лесную подстилку, знакомятся с ее ролью в лесном биоценозе. Учитель сообщает о круговороте минеральных веществ в растительном сообществе, о расходовании органических веществ, синтезируемых растениями (поток веществ и распределение его между видами).

О влиянии растительного сообщества на неживую природу рассказывают кружковцы. Они приводят данные о температуре, влажности воздуха и почвы, об особом микроклимате, который создают растения.

Затем проводится обобщающая беседа по всей экскурсии. Учащиеся отвечают на вопросы: что такое ярусность в пространстве и во времени? Почему в разных лесах разное число ярусов? Почему в дубраве насчитывается до семи ярусов? Почему в темном еловом лесу два яруса (ель и мхи) и в светлом сосновом лесу два яруса (сосна и лишайники)? Что влияет на смену сообщества? Как растения влияют друг на друга, на животных леса, а животные - на растения? Как растения влияют на неживую природу? Что может произойти с травянистыми растениями леса, если вырубить деревья? Что произойдет с деревьями, если травянистые растения леса будут вытеснены торфяным мхом? В чем причина относительно длительного существования растительных сообществ? В какие взаимоотношения вступают растения, животные, микроорганизмы?

В блокнотах учащиеся записывают определение леса. "Лес - это не простая сумма деревьев, кустарников и трав, это биоценоз, включающий растительное сообщество и обитателей леса. Растительное сообщество - взаимосвязанные и взаимообусловленные исторически сложившиеся сочетания растений, влияющих друг на друга, на обитателей леса и на окружающую среду".

Пятое задание. Учащимся предлагают привести примеры положительного влияния человека на жизнь данного леса, примеры отрицательного поведения человека в лесу, составить программу природоохранительных мероприятий по восстановлению леса. Затем, по согласованию с лесничим, учащиеся принимают участие в уходе за лесом, в посадке древесных растений, уничтожении вредителей леса и др. Учитель сообщает некоторые сведения об основах лесного хозяйства. Правильное ведение лесного хозяйства требует определенной организации (лесхозы, участковые хозяйства, просеки, кварталы, квартальные столбы, вышки), рационального использования природных богатств леса, возобновления лесов (сохранение семенных деревьев, куртин, полос с обнаженным почвенным слоем); разведение леса (заготовка древесных семян, выращивание посадочного материала, посадка) и ухода за лесом (удаление сорных древесных и кустарниковых пород, прореживающие рубки, очистка лесосек и др.).

Учащиеся знакомятся с работой школьных лесничеств и с содержанием операций, которые нашли широкое распространение по всей стране: "Муравей", "Елочка", "Подснежник" и др.

Об экскурсии учащиеся отчитываются письменно по плану: красота леса; значение леса в природе, народном хозяйстве, жизни человека; ботаническое название местного леса и его местонахождение; ярусное расположение растений в лесу; схема, списки растений каждого яруса; описание условий жизни в каждом ярусе; характеристика приспособительных особенностей растений каждого яруса; примеры доказательств, что лес - это взаимосвязанная и взаимообусловленная жизнь исторически сложившегося сочетания растений, животных и микроорганизмов, влияющих на среду (почву, температуру, влажность); положительные и отрицательные примеры поведения человека в данном лесу; предложения по охране местного леса.

Учитель объявляет конкурс на лучший письменный отчет об экскурсии.