Биогеоценоз леса

Подготовка учителя к экскурсии. Благоприятные природные условия для успешного проведения экскурсии по изучению природных биогеоценозов в средней полосе складываются во второй половине мая. В зависимости от местных условий майская экскурсия может быть проведена в лес (смешанный, хвойный, дубовый), на водоем, на луг. Конечно, наиболее желательной была бы экскурсия в дубовый лес, так как именно на примере дубравы в учебнике "Общая биология" рассматриваются цепи питания, первичная продуктивность, биомасса и другие показатели функционирования биогеоценозов. Но в лесной зоне площадь дубрав сравнительно невелика, их вегетация начинается сравнительно поздно, поэтому данную экскурсию мы рекомендуем проводить в смешанный лес. Для сравнения естественного биогеоценоза с искусственным маршрут экскурсии проложите через лесные посадки, сад, поле с озимыми культурами.

Некоторые частные экскурсионные задачи школьники могут выполнить в процессе самостоятельной работы до экскурсии. Таким путем, например, с помощью люксметра можно установить различия в освещенности ярусов биогеоценоза; с помощью термометра и психрометра- охарактеризовать температуру и влажность воздуха. Пусть ученики посоветуются с учителем физики о том, как правильно выполнить измерения и оформить результаты наблюдений. На экскурсии учащиеся сообщают о результатах самостоятельной работы.

Подготовка учащихся к экскурсии. В процессе изучения раздела "Взаимоотношения организма и среды" покажите учащимся учебные кинофильмы: "Лес и его значение", "Природа смешанных лесов", "Растительные сообщества", "Охрана природы", "Насекомые - друзья и враги леса", "Муравьи", "Отряд жесткокрылые, или жуки" и кинофрагменты: "Плесневые грибы", "Грибы-паразиты" и др. Эти фильмы не посвящены специально биогеоценозам, поэтому перед демонстрацией поставьте вопросы, ориентирующие учащихся на восприятие биоценотических идей.

На уроке, предшествующем экскурсии, повторите содержание таблицы "Биоценоз дубравы" и просмотрите гербарий лесных растений, коллекции беспозвоночных животных, тушки птиц и млекопитающих.

Оборудование: рулетка и веревка для определения границ площади, пробирки с пробками для рассматривания беспозвоночных животных, сачок для энтомологического кошения, бумага, блокнот и карандаш.

Проведение экскурсии. Во вступительной беседе учитель называет основные задачи экскурсии: 1) рассмотреть строение конкретного биогеоценоза; 2) выяснить некоторые основные формы взаимодействия различных его компонентов; 3) установить различия естественных и искусственных биогеоценозов. Затем учитель предлагает учащимся дать определение биогеоценоза и уточняет его, подчеркивая, что основным свойством биогеоценоза является характер взаимоотношений между его компонентами^*. Далее он показывает несколько конкретных биогеоценозов, обращая особое внимание на их границы.

^* (Академик В. Н. Сукачев дает такое определение биогеоценоза: "Биогеоценоз - это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, почвы и гидрологических условий, растительности, животного мира и мира микроорганизмов), имеющих свою особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии". Сукачев В. Н. Основы лесной типологии и биогеоценологии. Избранные труды, т. I. Л.: Наука, Ленингр. отд., 1972, с. 329.)

Перед вами участок смешанного леса, однородный по рельефу, составу древесных пород, кустарниковой и травянистой растительности. Здесь растут сосна обыкновенная, ель обыкновенная и березы бородавчатая и повислая. В подлеске встречаются рябина, крушина ломкая, жимолость лесная. Этот участок леса можно рассматривать как саморегулирующуюся экологическую систему-биогеоценоз. Обратите внимание на иной характер деревьев, кустарников и трав в овраге. Его края окаймлены густыми зарослями орешника, по склонам растут черемуха и черная ольха; их стволы перевиты лианой - хмелем. Под ними буйно разрослась черная смородина; крапива, папоротники, хвощи и осоки заселили сырое дно оврага. Это второй биогеоценоз. Границы биогеоценоза определяются границами растительного сообщества.

Растения составляют основу биогеоценоза, так как именно в них сосредоточена основная масса органического вещества; они определяют структуру и облик биогеоценоза, внутренний климат, состав, обилие и размещение животных, грибов и микроорганизмов.

Определенный участок старого смешанного леса существует более столетия (устойчивость биоценоза!), но он постоянно изменяется по сезонам года, по отдельным годам; существуют и вековые изменения. Почему изменяется любой биогеоценоз? Это связано с изменениями окружающей неорганической среды (климат, почва), с взаимодействием компонентов биоценоза между собой и с различными формами взаимоотношений данного биогеоценоза с соседними.

Проанализируйте в беседе растительные компоненты биогеоценоза и попытайтесь определить биоценотические связи растений. Обратите внимание учащихся на ярусность и наличие у растений различных жизненных форм (деревья, кустарники, травы, лишайники, мхи), на борьбу за существование и конкуренцию, паразитические, симбиотические и эпифитные отношения.

Ярусность характеризуется расположением органов ассимиляции растений на разной высоте над землей в зависимости от их потребности в свете. Посоветуйте выпускникам двигаться по лесу так, чтобы не повредить всходы и подрост деревьев.

Назовите и покажите на пробной площади количество выделенных ярусов растительного сообщества, определите вместе с учениками, какими видами образован каждый ярус.

В лесу наряду с вертикальной дифференциацией хорошо наблюдается горизонтальная расчлененность растительного покрова - мозаичность. Основные виды деревьев, подроста, кустарников и травяного покрова неравномерно распределены по площади. Есть еще одна форма ярусности - "ярусность во времени". Чтобы установить ее, выясните, все ли взрослые растения одновременно проходят одну и ту же фенологическую фазу или находятся в разных фазах развития (вегетация, бутонизация, цветение, созревание семян). Обратите особое внимание на эфемеры: гусиный лук, хохлатки, медуницу лекарственную, сон-траву. Объясните приспособительное значение неодновременного развития растений в биоценозе. Наблюдается ли подобное явление в мире животных?

Установите на небольшой площадке соотношение числа взрослых деревьев, подроста и всходов деревьев (высота последних не более 10 см). Какие выводы сделал Ч. Дарвин, анализируя подобные соотношения разновозрастных организмов одного вида у растений и животных?

С возрастом число деревьев на единицу площади уменьшается. На 1 га соснового леса в возрасте 10 лет находилось 11 750 сосен, до возраста 100 лет сохранилось 461 дерево. Это результат конкуренции между особями одного вида. Старых деревьев на нашей пробной площадке в несколько раз меньше, чем молодых. Какие изменения происходят в биоценозе в результате увеличения возраста основных лесообразующих пород? Сравните средневозрастные и старые участки смешанного леса.

Возрастные изменения основных лесообразующих пород оказывают мощное воздействие на все компоненты биоценоза. Под пологом леса меняется освещенность, температура, влажность почвы и воздуха: количество опада влияет на свойства почвы, видовой состав и обилие микроорганизмов, простейших, круглых и кольчатых червей и других беспозвоночных. Изменения микроклиматических условий и свойств почвы сказываются на состоянии подроста, подлеска и травяного яруса. Этот пример иллюстрирует тесную зависимость всех компонентов биоценоза друг от друга.

В лесном биогеоценозе ярко выражены эпифитные отношения - одни растения используют как субстрат другие. На коре деревьев живут мхи, лишайники, водоросли. Одноклеточные (протококк, хлорококк) и нитчатые водоросли живут на пнях и коре деревьев в виде ярко-зеленых порошкообразных налетов. Наиболее часто эти водоросли встречаются при основании стволов с северной стороны. На коре берез и елей можно увидеть налеты нитчатой водоросли трентеполии, которые в сухую погоду окрашены в оранжевый цвет. Этот цвет обусловлен маслом, накапливающимся в клетках водоросли. В сырую погоду водоросли интенсивно растут, масло исчезает, и клетки зеленеют. Иногда водоросли (разрастаются на поверхности почвы в виде зеленых или коричневых налетов, пятен.

На стволах деревьев легко найти плодовые тела грибов-трутовиков. Это пример паразитических отношений между растениями в биоценозе.

В итоге учитель может сделать следующее заключение. Совместное существование растений привело к формированию различных жизненных форм, к вертикальному и горизонтальному расчленению растительного покрова. Сложная структура фитоценоза определяет дифференциацию остальных элементов биогеоценоза. Чем сильнее выражена ярусность и мозаичность растений, тем больше в ней мест обитания для животных, грибов, бактерий. Все ярусы - "этажи" леса - взаимодействуют между собой. Отмершие ветви, листья и хвоя из первых двух древесных ярусов - яруса кустарников и яруса трав - попадают в напочвенный ярус, где происходит интенсивное разложение органического вещества. Вода и зольные элементы из подземных ярусов переходят во все надземные ярусы (не забудьте про атмосферную воду!).

Вертикальное и горизонтальное расчленение свойственно и подземной части биогеоценозов. В лесном биогеоценозе необычайно важна роль подземного яруса трав и яруса корней деревьев, чаще всего срастающихся в единую систему. Она населена водорослями, грибами, простейшими и другими беспозвоночными, микроорганизмами. Для этих ярусов характерна микориза-- симбиотическое взаимоотношение между высшим растением и грибом. Так, белый гриб образует микоризу с корнями ели, березы, сосны, дуба; масленок - с корнями сосны и ели. В результате симбиоза улучшается рост деревьев. Другой пример симбиотических отношений - обитание клубеньковых бактерий на корнях ольхи.

Биоценотическая роль животных состоит в потреблении и разрушении органического вещества, синтезированного растениями, а также в создании органического вещества других трофических уровней. Основная часть биомассы животных лесного биоценоза представлена беспозвоночными.

Рис. 26. Беспозвоночные животные лесного биогеоценоза: 1 - красный клещик; 2 - личинка жука-щелкуна; 3 - личинка майского жука; 4 - жужелица; 5 - костянка (многоножка); 6 - короед-типограф и его ходы на коре ели; 7 - березовый трубковерт; 8 - личинка пилильщика; 9 - гусеница пяденицы

Путем наблюдения установите связи с растениями активно летающих насекомых (комары, бабочки, шмели, журчалки). Изучите комплекс насекомых, связанных с древесными породами. Тщательно осмотрите ветви и листья березы, осины, рябины, черемухи и других растений, хвою сосны и ели. На побегах орешника найдите мелких и неподвижных кокцид, или щитовок. Весенние колонии тлей (и связанных с ними муравьев) можно обнаружить на побегах и листьях березы, черемухи, рябины. Кокциды и тли сосут соки из молодых побегов. Экскрементами тлей питаются рыжие лесные муравьи. На разворачивающихся листьях крушины найдите яйца лимонницы. На опушке леса или на вырубке на листьях осины найдите ярких тополевых и осиновых листогрызов, а на листьях ивы - других листоедов.

Биоценотические связи между животными и растениями, сформированные на основе питания, широко распространены. Их можно продемонстрировать на примере опыления некоторых растений насекомыми.

Отряхните с тонкоствольных деревьев насекомых на расстеленное под деревом полотнище брезента, мешковины или клеенки (лучше это делать в утренние часы). Так вы соберете долгоносиков, щелкунов, тополевого листоеда, майского жука. Потом на поверхности стволов, в трещинах коры и дуплах найдите прячущихся днем бабочек-пядениц (рис. 23), других чешуекрылых и жуков из семейства дровосеков (рис. 26).

Осмотрите листья березы и осины и по характеру повреждений определите обитание жуков-трубковертов (рис. 26, 7; 27, 3) и гусениц листоверток. На поверхности коры упавших деревьев и пней иногда попадаются длинноусые серые дровосеки и короткоусые дровосекирагии, а также хищный жук, истребляющий короедов, - пестряк. За отставшей корой можно обнаружить различных жуков, куколочные колыбельки рагиев, а в пнях - многоножек, муравьев, личинок бронзовок.

Рис. 27. Некоторые весенние насекомые и их 'поделки': 1 - листоед тополевый; 2 - зорька (самец); 3 - 'кулек' черного березового трубковерта

Для изучения видового состава и обилия насекомых травяного яруса необходимо осмотреть растения и провести энтомологическое кошение сачком. В траве найдите мохнатых гусениц медведиц, травяного коконопряда, связанного с вейниками, и божьих коровок. Проследите за питанием рыжих лесных муравьев. Они поедают личинок пилильщиков, совок, пядениц и других насекомых. После созревания семян муравьи питаются их маслянистыми и мучнистыми придатками и растаскивают семена (чистотел, фиалки, ситники), чем способствуют возобновлению растений. Распространение семян и плодов с помощью животных - еще один пример биоценотических отношений. Некоторые растения не могут жить без животных, в свою очередь животные также не могут существовать без растений.

Проверьте, наблюдается ли ярусность в распределении беспозвоночных животных. Разложите несколько горстей лесной подстилки на чистый лист бумаги и найдите беспозвоночных животных. Не забудьте потом выпустить рассмотренных животных и положить на место лесную подстилку. Расскажите ученикам содержание рассказа американского фантаста Р. Брэдбери "И грянул гром".

Многоярусность растительного покрова, обилие растительной пищи в виде семян и зеленых частей растений, а также беспозвоночных животных (насекомые и их личинки, черви) создают благоприятные кормовые гнездовые и защитные условия для обитания позвоночных животных. Попробуйте обнаружить на этом участке леса земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих или следы их жизнедеятельности. Это погрызы деревьев и кустарников зайцем-беляком и лосем, помет этих зверей, поверхностные ходы крота, отверстия нор мышевидных грызунов (рис. 13, 4, 5).

Оценивая роль позвоночных животных в жизни биогеоценоза леса, учитель обращает внимание на незаметную весной, но важную роль птиц и зверей в распространении растений. Большую часть созревших плодов и семян поедают рыжие полевки, лесные мыши, белки, дятлы, клесты, некоторые синицы, зяблики, обыкновенные овсянки и некоторые другие птицы. Сойка и белка прячут желуди в лесную подстилку, чем способствуют возобновлению дуба. Птицы и звери используют растительные материалы не только для питания, но и для строительства гнезд.

В заключение побеседуйте о различии естественных и искусственных биогеоценозов. Искусственные биогеоценозы (агробиогеоценозы) созданы человеком по заранее намеченному плану на месте уничтоженных естественных биогеоценозов. К агробиогеоценозам относятся сады, парки, посевы полевых культур, искусственные лесные насаждения и некоторые другие культурные сообщества.

Естественный биогеоценоз, благодаря видовому разнообразию, сложному характеру взаимодействия всех его компонентов и сложной структуре, способен к саморегуляции.

Искусственный биогеоценоз может существовать при условии постоянной заботы о нем человека: он обрабатывает почву, формирует видовой состав растений и животных, ограничивает численность сорняков и вредителей, создает оптимальные условия роста и развития культурных растений, убирает значительную часть биомассы из дальнейшего круговорота веществ и вносит в почву минеральные и органические соединения.

Почему в агробиогеоценозе Сохраняются сорняки? Почему некоторые насекомые (озимая совка, кoлоpaдский жук и др.) в условиях монокультур стали вредителями? Объясните эти факты с позиции искусственного и естественного отбора. Приведите примеры смены лесной растительности под влиянием деятельности человека. Существуют ли естественные биогеоценозы, совершенно не затронутые деятельностью человека?

Итоги экскурсии. Итак, в состав биогеоценоза входят следующие компоненты: атмосфера, горная порода, вода, животный и растительный мир, микроорганизмы. Совместно обитающие растения, животные, грибы и микроорганизмы и неживая природа связаны между собой в единый комплекс круговоротом веществ и потоком энергии.

Исследованный участок смешанного леса - мощная природная лаборатория, где из неорганических веществ синтезируется органическое вещество, идет его накопление, превращение и разрушение. Какими путями осуществляется воздействие лесного биоценоза на нежевую природу?

При фотосинтезе поглощаются солнечная энергия, углекислота, создается органическое вещество и выделяется кислород. Дыхание сопровождается потерей энергии в виде тепла, поглощением кислорода и выделением углекислоты. В атмосферу растения выделяют воду и различные фитонциды. Кроны деревьев задерживают осадки; в свою очередь вода осадков вымывает из растений различные химические соединения. Корни растений выделяют в почву большое количество веществ.

Мышевидные грызуны, землеройки, дождевые черви, перемешивая лесную подстилку с верхним слоем почвы, улучшают ее аэрацию и способствуют проникновению влаги. При разложении опада (листья, хвоя, ветви и др.) пополняются запасы ряда минеральных веществ в почве, которые служат пищей для растений. Опад определяет состав и обилие почвенных животных и микроорганизмов. Почему толщина лесной подстилки не увеличивается с каждым годом? Дело в том, что опад быстро разлагается, а продукты разложения включаются в круговорот веществ данного биоценоза. Огромная поверхность и объем фитомассы в лесах создают условия для существования большого числа фитофагов. Животные превращают растительную массу в своих телах в новые органические соединения. Конкуренция между фитофагами уменьшается за счет хорошо выраженной специализации: одни виды поедают листья, другие - кору и молодые побеги, третьи - корни, четвертые - плоды и семена. Живую древесину поедают личинки усачей, короедов и златок, а трухлявую - личинки бронзовок. Цепи питания продолжают хищные насекомые: божьи коровки поедают тлей и кокцид, жужелицы используют в пищу гусениц листоверток, шелкопрядов, пядениц. Заканчивают цепи питания хищные птицы и млекопитающие.

Отношения в цепях питания, территориальные (отношения по местам обитания) и другие связи между видами, приводят к укреплению их взаимозависимости. Примером служат насекомые - опылители растений, птицы и млекопитающие, распространяющие семена деревьев, кустарников и трав и тем самым способствующие возобновлению растительности и связи между различными биоценозами.

Методические рекомендации по изучению биогеоценоза луга и биогеоценоза водоема излагаются более кратко. В частности, не повторяются основные задачи экскурсии, сокращен объем материалов, используемых при подведении итогов экскурсии. Основное внимание уделяется особенностям структуры лугового и пресноводного биогеоценозов по сравнению с лесным.

Если вы причисляетесь к числу молодых парней, желающих оттянуться в полный рост сексом с хорошыми шлюхами, перейдите на веб-сайт prostitutkipetrozavodskagid.date. Любимые шлюхи со всего мира готовы удовлетворить вас в кровати.