Структура и иерархия экосистем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный педагогический университет»

(ФГБОУ  ВПО «ОмГПУ»)

 

Факультет начального, дошкольного и специального образования

Кафедра предметных технологий начального и дошкольного образования

 

 

 

Структура и  иерархия экосистем

 

Курсовая работа

по специальности Педагогика и  методика начального образования (3,5 года)

 

 

 

                                                                                                       Выполнил: студент заочной

                                                                                                       формы обучения

                                                                                                        32 группы

                                                                                                       Колгина Юлия Александровна                                                                                                                                                                                                                                   

                                                                                                          _______________________

(подпись)

 

                                                                                                          Научный руководитель:

                                                                                                          Березина Елена Сергеевна,

                                                                                                           к.б.н., профессор

                                                              

Оценка  ________________

 

«__» _______________ 20___г.

 

_______________________

(подпись)

 

 

Омск, 2013                                                                

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………...3

Глава 1. Научно-теоретические обоснования природной экологической системы…………………………………………………………………………….5

1.1. Экосистема - основное понятие экологии. …………………………………5

1.2. Биогеоценоз. Учение о биогеоценозах…………………………………….11

1.3. Биоценоз как биологическая система. Понятие и структура биоценозов……………………………………………………………………….18

1.4. Основные среды жизни……………………………………………………..22

Глава 2. Формирование знаний об экосистемах в курсе Окружающий мир (УМК «Школа 2100»)……………………………………………………………26

2.1. Анализ УМК «Школа 2100» с 1 по 4 классы по курсу «Окружающий мир»……………………………………………………………………………....26

2.2. Тестовый материал для учащихся ………………………………………...32

Заключение……………………………………………………………...……….34

Библиографический список литературы……………………………………….36

Терминологический словарь……………………………………………………38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Понятие экологической  системы иеpаpхично. Это означает, что всякая экологическая система опpеделенного уровня включает в себя pяд экосистем предыдущего уровня, меньших по площади и сама она, в свою очеpедь, является составной частью более кpупной экосистемы. В качестве элементаpной экосистемы можно пpедставить себе кочку или мочежину на болоте, а более общей экосистемой, охватывающей множество аласов и межаласные пpостpанства, явиться соответствующая залесенная повеpхность теppасы или пенеплена. Пpодолжая этот pяд ввеpх можно подойти к экологической системе Земли – биосфере, а двигаясь вниз – к биогеоценозу, как элементарной биохорологической (хора – пространство, гр.) единице биосферы. Учитывая pешающее значение на pазвитие живого вещества Земли зональных фактоpов, пpавомеpно пpедставить себе такой теppитоpиальный pяд соподчиненных экосистем:  элементаpные, локальные,  зональные, глобальные.

Любая экологическая система состоит из подсистем. Их количество и качественное различие не могут быть строго фиксированы, но определяются физико-географическими и иными условиями жизнеобитания. Или, исходя из правила полноты составляющих: число функциональных составляющих экосистемы и связей между ними в условиях квазистационарного ее состояния – всегда оптимально.

   Итак, экосистема является  важнейшей  структурной  единицей  устройства окружающего мира.

Цель данной курсовой работы – теоретически обосновать понятия «биоценоз», «биогеоценоз», «экосистема»; рассмотреть их структуру и обязательные компоненты, а также провести анализ по формированию экологических знаний об экосистемах в курсе Окружающий мир в учебно-методическом комплексе  «Школа 2100».

 

Поставленная цель раскрывается через следующие задачи:

- осуществить подбор и анализ литературы по теме исследования;

- дать научно-теоретические обоснования природной экологической системы;

- провести анализ УМК «Школа 2100» с 1 по 4 классы по курсу «Окружающий мир»;

- разработать тестовые  задания для учащихся начальной  школы.

Объект  исследования – процесс формирования представлений об экологических системах.

Предмет исследования – структура и иерархия экосистем.

Курсовая работа состоит  из введения, основной части, включающей заключение и список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Научно-теоретические обоснования природной экологической системы

1.1. Экосистема - основное понятие экологии

 

Термин «экология» был  введен в употребление немецким естествоиспытателем  Э. Геккелем в 1866 году и в дословном  переводе с греческого обозначает науку о доме («oikos» - дом, жилище и «logos»- наука, знание). По этой причине экологию иногда связывают только с учением о среде обитания (доме) или окружающей среде. Однако среду нельзя рассматривать в отрыве от организмов, как и организмы вне их среды обитания. Это составные части единого функционального целого, что и подчеркивается приведенным выше определением экологии как науки о взаимоотношениях организмов и среды [15].

Основным понятием и  основной таксономической единицей в экологии является «экосистема». Этот термин, введен в употребление А. Тенсли в 1935 г., т. е. более полувека спустя после выделения экологии как отрасли научных знаний (1866).

Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых  существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое. Основные свойства экосистем - способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.

Живые организмы, взаимно  дополняя и обеспечивая жизнедеятельность, друг друга, образуют устойчивые сообщества, а в комплексе со средой обитания - устойчивую систему, которая получила название экосистема («oikos» - жилище, местопребывание) [21].

Океан, море, река, тундра, тайга, пустыня, лес, лужа, гнилое дерево - все это экосистемы.

В комплексе все экосистемы Земли составляют единую глобальную экосистему – биосферу («bios» - жизнь и «sphaira» - шар) . Биосфера – это особая оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью всех живых организмов. Экосистемы образовались в процессе длительной эволюции. Это сложный и устойчивый природный механизм, способный

путем саморегуляции  противостоять изменениям среды и численности [16].

В настоящее время  широкое распространение получило следующее определение экосистемы. Экосистема – это любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ. По Н. Ф. Реймерсу (1990), экосистема – это любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами. Следует подчеркнуть, что совокупность специфического физико-химического окружения (биотопа) с сообществом живых организмов (биоценозом) и образует экосистему. А. Тенсли (1935) предложил следующее соотношение:

Экосистема = Биотоп + Биоценоз

Первый блок состоит из взаимосвязанных организмов разных видов и носит название «биоценоз» (термин введен немецким зоологом К. Мебиусом в 1877 г.), второй блок составляет среда обитания, которую в данном случае называют «биотоп» или «экотон» [16].

Каждый биоценоз состоит из множества  видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями или их частями. Популяция – это относительно обособленная часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая определенное пространство и способная к саморегулированию и поддерживанию оптимальной численности особей. Каждый вид в пределах занимаемой территории (ареала), таким образом, распадается на популяции. Размеры их различны. В таком случае можно сказать, что биоценоз - это сумма взаимосвязанных между собой и с условиями среды популяций разных видов.

Экосистема – довольно гибкое понятие, к ней может относиться биотическое  сообщество любого масштаба со средой обитания – от пруда до Мирового океана, от дерева в лесу до обширного лесного массива.

При этом обычно между  экосистемами нет четких границ, и одна экосистема постепенно переходит в другую. В связи с этим выделяют: микроэкосистемы – (лишайник на стволе дерева, небольшой водоем, труп животного с населяющими его организмами или ствол дерева в стадии разложения, аквариум и даже лужица или капля воды, пока они существуют и в них присутствуют живые организмы, способные осуществлять круговорот веществ); мезоэкосистемы – (озеро, пруд, лесной массив); макроэкосистемы – (континент, океан, природная зона); глобальную экосистему – (биосфера Земли). В экологии также часто используется термин «биогеоценоз», который в 1944 г. ввел академик В.Н. Сукачев для обозначения элементарной природной системы [22].

Биогеоценоз – пространственно  обособленная и неограниченно долго существующая природная система, в которой функционально взаимосвязаны живые организмы и окружающая их среда. Это понятие обычно используют применительно к сухопутным системам. В биогеоценозах обязательно наличие в качестве основного звена растительного сообщества (фитоценоза). Примеры биогеоценозов – однородные участки леса, степи, болота и т. п.

Экосистемы могут и  не иметь растительное звено. Таким  примером являются системы, формирующиеся на базе разлагающихся органических остатков, гниющих в лесу деревьев, трупов животных и т. п. В них достаточно присутствие зооценоза и микробиоценоза или только микробиоценоза, способных осуществлять круговорот веществ.

Таким образом, каждый биогеоценоз может быть назван экосистемой, но не каждая экосистема относится к рангу биогеоценоза.

На рисунке 1 представлен  пример экосистемы пруда со всем многообразием  живых организмов.

Рис. 1 – Экосистема пруда

В состав экосистемы входят живые организмы (биота) и неживые (абиотические) компоненты – атмосфера, вода, питательные элементы, свет.

Живые организмы и  их абиотическое окружение нераздельно  связаны друг с другом и находятся  в постоянном взаимодействии. Организмы, составляющие сообщество, соединены  всевозможными видами связей, важнейшие из которых пищевые (трофические). По трофическим цепям в экосистемах энергия последовательно передается от одних организмов к другим [22].

 Пищевые связи,  или цепи, начинаются с уровня  создания продукции, за которым  следует несколько уровней потребления. На каждом из этих уровней находятся определенные группы организмов:

Трофические цепи начинаются с продуцентов – автотрофных  организмов, которые относятся к  первому трофическому уровню. Эти  организмы в процессе фотосинтеза преобразуют лучистую энергию Солнца в потенциальную химическую, откладывая ее в виде органических соединений.  К продуцентам относятся наземные растения, водоросли, а также некоторые бактерии, самостоятельно синтезирующие питательные элементы.  На втором трофическом уровне находятся консументы – гетеротрофные организмы, которые потребляют готовое органическое вещество. Различают консументов 1, 2, 3 и 4 порядка [15].

 Консументы 1 порядка  – растительноядные животные, 2 порядка  – организмы, питающиеся растительноядными животными (плотоядные или хищники). Консументы 3 и иногда 4 порядка всегда плотоядные организмы.  Последним звеном пищевой цепи являются редуценты – организмы, разлагающие органические остатки до минеральных веществ. К ним относятся бактерии, грибы, некоторые животные, микроорганизмы. Высвобожденные ими минеральные вещества повторно используются продуцентами. Роль организмов этого уровня потребления для биосферы огромна. Они осуществляют постепенную минерализацию органической материи и ее возврат в неорганический мир, обеспечивая тем самым круговорот элементов.