Презентация на тему: Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ

Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
1. Устойчивость биоценозов
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Если один вид вытеснит другой, то существенных изменений в биоценозе не произойдет, особенно если этот вид не относится к числу массовых
Если из состава биоценоза выпадают основные виды-средообразователи, это ведет к разрушению всей системы и смене сообществ. Очень часто причиной этому служит
2. Принципы функционирования экосистем
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
3. Потоки вещества и энергии в экосистеме
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Односторонний поток энергии – универсальное явление природы – обусловлен действием законов термодинамики:
4. Биологическая продуктивность экосистем
Может ли вторичная продукция быть больше первичной?
Примеры продуктивности разных экосистем (в гр. сухого вещества на 1м 2 площади за сутки):
Всем экосистемам отвечают определенные соотношения первичной и вторичной продукции
Прямая пирамида энергии
Перевернутая пирамида энергии
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Правило пирамиды чисел :
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
5. Динамика экосистем
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Существует множество классификаций сукцессий, по показателям, способным меняться в ходе сукцессии или по причинам смен:
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Пример первичной сукцессии
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Климакс – это
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Сукцессия сибирского тёмнохвойного леса (пихтово-кедровой тайги) после лесного пожара
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Превращение озера в низинное болото
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
При всех типах сукцессий происходят следующие изменения в биогеоценозах:
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Три типа жизненных стратегий у растений по Л.Г. Раменскому
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
6. Искусственные экосистемы
Особенности агроценозов:
Т.е. человек стремится создать экологический абсурд:
Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ
1/52
Средняя оценка: 4.7/5 (всего оценок: 89)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (5906 Кб)
1

Первый слайд презентации: Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ

Паринова Т.А. 1

Изображение слайда
2

Слайд 2: 1. Устойчивость биоценозов

Правило взаимоприспособленности (К. Мебиус и Г.Ф. Морозов): виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутреннее противоречивое, но единое и взаимно увязанное целое 2

Изображение слайда
3

Слайд 3

Иначе говоря, в природных биоценозах не существует полезных и вредных птиц, насекомых, растений и т.д.; там все (и даже хищники типа волка) служат друг другу и взаимно приспособлены 3

Изображение слайда
4

Слайд 4: Если один вид вытеснит другой, то существенных изменений в биоценозе не произойдет, особенно если этот вид не относится к числу массовых

Куница Соболь 4

Изображение слайда
5

Слайд 5: Если из состава биоценоза выпадают основные виды-средообразователи, это ведет к разрушению всей системы и смене сообществ. Очень часто причиной этому служит человек

5

Изображение слайда
6

Слайд 6: 2. Принципы функционирования экосистем

Первый принцип: получение ресурсов и избавление от отходов происходит в рамках круговорота всех элементов Совпадает с законом сохранения массы, т.к. атомы не возникают, не исчезают и не превращаются один в другой, они могут использоваться бесконечно в самых различных химических соединениях и запас их практически не ограничен 6

Изображение слайда
7

Слайд 7

Второй принцип: Экосистемы существуют за счет солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно Существование экосистем и жизни на Земле обусловлено постоянным круговоротом веществ. Каждый цикл круговорота сопровождается потерями энергии и поэтому необходим постоянный приток солнечной энергии 7

Изображение слайда
8

Слайд 8: 3. Потоки вещества и энергии в экосистеме

Поток вещества – перемещение вещества в форме химических элементов и их соединений от продуцентов к редуцентам (через консументы или без них) 8

Изображение слайда
9

Слайд 9

Поток энергии – переход энергии в виде химических связей органических соединений (пищи) по цепям питания от одного трофического уровня к другому (более высокому) При этом вещества могут вновь участвовать в круговороте, а энергия может быть использована только один раз 9

Изображение слайда
10

Слайд 10

П О Т О К Э Н Е Р Г И И Ч Е Р Е З Л И С Т В Е Н Н Ы Й Л Е С 10

Изображение слайда
11

Слайд 11: Односторонний поток энергии – универсальное явление природы – обусловлен действием законов термодинамики:

1-й закон термодинамики : энергия может переходить из одной формы (энергии света) в другую (энергию химических связей), но никогда не создается вновь и не исчезает бесследно 2-й закон термодинамики : Энергия при превращении из одной формы в другую, т.е. при совершении работы, частично переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающей среде 11

Изображение слайда
12

Слайд 12: 4. Биологическая продуктивность экосистем

Биомасса – масса тела живых организмов Биологическая продукция – скорость создания органического вещества в экосистемах, т.е. биомассы Первичная продукция – органическая масса, создаваемая растениями за единицу времени Вторичная продукция – продукция животных и других консументов 12

Изображение слайда
13

Слайд 13: Может ли вторичная продукция быть больше первичной?

13

Изображение слайда
14

Слайд 14: Примеры продуктивности разных экосистем (в гр. сухого вещества на 1м 2 площади за сутки):

1 гр – пустыни, глубокие моря 1-3 гр – луга, горные леса, пашни, мелкие моря, глубокие озера 3-10 гр – степи, мелкие озера, леса умеренной полосы 10-25 гр – тропические леса, коралловые рифы 14

Изображение слайда
15

Слайд 15: Всем экосистемам отвечают определенные соотношения первичной и вторичной продукции

Правило пирамиды продукции : на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времени, больше, чем на последующем Например, масса всех трав, выросших за год в степи, значительно больше, чем годовой прирост всех растительноядных животных, а прирост хищников меньше, чем растительноядных животных 15

Изображение слайда
16

Слайд 16: Прямая пирамида энергии

растения фитофаги хищники 1 порядка хищники 2 порядка Прямая пирамида энергии Причины рассеивания энергии: Не вся биомасса поедается, часть отмирает Не вся биомасса продуцентов превращается в биомассу консументов и т. д. часть энергии теряется с фекалиями и рассеивается в процессе дыхания 16

Изображение слайда
17

Слайд 17: Перевернутая пирамида энергии

Консументы II порядка Консументы I порядка Перевернутая пирамида энергии Продуценты фитопланткон Биомасса животных, потребляющих растительную пищу, больше биомассы растительных организмов! Из-за резких различий в продолжительности жизни: Продуценты – фитопланктон с короткой продолжительностью жизни (часы, дни) Косументы – более долгоживущие (зоопланктон) или другие животные (рыбы, моллюски, киты), которые накапливают биомассу годами и десятилетиями 17

Изображение слайда
18

Слайд 18

Экологическая пирамида наземной экосистемы Экологическая пирамида водной экосистемы 18

Изображение слайда
19

Слайд 19: Правило пирамиды чисел :

общее число особей, которые участвуют в цепях питания, с каждым последующим звеном уменьшается Хищник обычно крупнее своих жертв и для поддержания собственной биомассы ему необходимо несколько или много жертв – обычная пирамида 19

Изображение слайда
20

Слайд 20

ПИРАМИДА ЧИСЕЛ (численность особей на единице площади) ПИРАМИДА БИОМАСС (сухой вес биомассы г/м.кв) ПИРАМИДА ЭНЕРГИЙ (Дж/ м.кв *год) 20

Изображение слайда
21

Слайд 21: 5. Динамика экосистем

Циклические изменения отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявления внутренних ритмов организмов: периоды цветения, плодоношения осенний листопад зимний покой растений спячка миграции 21

Изображение слайда
22

Слайд 22

II) Поступательные изменения вызваны внешними факторами, длительное время воздействующими в одном направлении, и приводят в конечном итоге к смене одного сообщества другим Сукцессия (от лат. succession – преемственность) – последовательная необратимая смена биоценозов, преемственно возникающих на одной и той же территории в результате влияния природных факторов или воздействия человека 22

Изображение слайда
23

Слайд 23

23

Изображение слайда
24

Слайд 24

Впервые термин «экологическая сукцессия» ввел в 1916 г. американский эколог Фредерик Клеменс, который изучал состав растительных сообществ, сформировавшиеся при постепенном отступлении берегов озера Мичиган 24

Изображение слайда
25

Слайд 25: Существует множество классификаций сукцессий, по показателям, способным меняться в ходе сукцессии или по причинам смен:

по масштабу времени (быстрые, средние, медленные, очень медленные) по обратимости (обратимые и необратимые) по степени постоянства процесса (постоянные и непостоянные) по происхождению (первичные и вторичные) по тенденциям изменения продуктивности (прогрессивные и регрессивные) по тенденции изменения видового богатства (прогрессивные и регрессивные) по антропогенности (антропогенные и природные) по характеру происходящих во время сукцессии изменений (автотрофные и гетеротрофные) 25

Изображение слайда
26

Слайд 26

ПЕРВИЧНАЯ СУКЦЕССИЯ Если экосистема развивается на местах, прежде ненаселенных на новых песчаных дюнах, застывших потоках лавы, породах, обнажившихся в результате отступления ледников ВТОРИЧНАЯ СУКЦЕССИЯ Если экосистема восстанавливается после разрушения после вырубки, после пожара в лесу, на заброшенных сельскохозяйственных угодьях 26

Изображение слайда
27

Слайд 27: Пример первичной сукцессии

Заселение острова Кракатау (Индонезия) после извержения вулкана 1883 г, покрывшего часть острова слоем пепла толщиной до 60  м: ч ерез 1 год здесь обитало несколько видов травянистых растений и один вид пауков через 25  лет – уже 202 вида животных через 36  лет – 621  вид через 51 год здесь в настоящем молодом лесу обитало 880 видов животных 27

Изображение слайда
28

Слайд 28

28

Изображение слайда
29

Слайд 29

Динамика видового разнообразия на о. Кракатау после полного уничтожения аборигенной флоры и фауны вулканическим взрывом Прочие виды Виды растений Виды птиц 29

Изображение слайда
30

Слайд 30: Климакс – это

заключительное, относительно устойчивое состояние сменяющих друг друга экосистем, возникающее в результате смен, или сукцессий, и в значительной мере соответствующее экологическим условиям определенной местности Климакс зависит от климатических факторов, от местных особенностей почв и от воздействий человека на природу 30

Изображение слайда
31

Слайд 31

31

Изображение слайда
32

Слайд 32

климаксовые сообщества Некоторые биогеоценозы средней полосы нашей страны существуют, судя по анализу ископаемой пыльцы растений, десятки тысяч лет 32

Изображение слайда
33

Слайд 33: Сукцессия сибирского тёмнохвойного леса (пихтово-кедровой тайги) после лесного пожара

33

Изображение слайда
34

Слайд 34

Фаза Возраст, годы Примечания Пожар 0 Полное отсутствие почвенного и растительного покрова Вейниковый луг 15 – 25 Вначале преобладают однолетние сорняки, а затем многолетние травы Зарастание кустарником 25 – 50 Березовый или осиновый лес 75 – 100 Смешанный лес сосново-лиственного типа 100 – 150 Сосновые леса 125 – 175 Сосново -кедровые леса 150 – 200 Кедрово -пихтовые леса 200 – 250 Первичная автогенная сукцессия на примере формирования темнохвойного леса в Сибири после опустошительного пожара 34

Изображение слайда
35

Слайд 35

35

Изображение слайда
36

Слайд 36

Эндогенные сукцессии источник изменений находится в самой биоте и через изменение среды действует на нее, синоним – автогенная сукцессия Экзогенные сукцессии источник изменений находится в среде, обратная связь от биоты к среде здесь также присутствует, но экзоэкогенез обычно характеризуется тем, что внешние изменения среды значительно сильнее, и они определяют ход и направление сукцессии; синоним – аллогенная сукцессия 36

Изображение слайда
37

Слайд 37: Превращение озера в низинное болото

37

Изображение слайда
38

Слайд 38

Формирование сплавины 38

Изображение слайда
39

Слайд 39

Пример вторичной сукцессии: превращение небольшого озера вначале в луг, а затем в лиственный лес. 39

Изображение слайда
40

Слайд 40

Виды, поселяющимися первыми на свободных территориях, называются пионерными видами, которые способны быстро прижиться в нарушенной среде: мхи лишайники цветковые травянистые растения, однолетники «сорняки» Среди пионерных цветковых растений часто встречаются виды семейства бобовых, а также ольха Находящиеся с ними в симбиозе клубеньковые бактерии способы фиксировать атмосферный азот, поэтому эти растения могут выживать на малоплодородных почвах 40

Изображение слайда
41

Слайд 41

Пионерные виды могут настолько сильно изменить условия среды, что становится возможным поселение здесь новых видов На почвах, обогащенных связанными соединениями азота в результате деятельности клубеньковых бактерий, поселяются другие виды растений, требовательными к азоту Ольха также способствует сильному подкислению почвы – за 50 лет рН в ольшанниках может снизиться от 8,0 до 5,0 После этого ель, устойчивая к высокой кислотности почвы, используя накопленный в почве азот, вытесняет ольху и образует сплошной еловый лес Таким образом, пионерные виды впоследствии вытесняются более поздними вселенцами 41

Изображение слайда
42

Слайд 42: При всех типах сукцессий происходят следующие изменения в биогеоценозах:

ЭНЕРГЕТИКА БИОГЕОЦЕНОЗА : Возрастание биомассы и количества органического детрита Возрастание валовой первичной продукции Уменьшение чистой первичной продукции Вторичная продукция изменяется слабо Состояние между энергией прироста и энергией, затраченной на дыхание, на начальных этапах больше единицы, на конечных – приближается к ней Соотношение между продукцией и биомассой уменьшается Соотношение Шрёдингера снижается При всех типах сукцессий происходят следующие изменения в биогеоценозах: 42 Соотношение Шрёдингера =индекс термодинамической устойчивости=мера термодинамической упорядоченности экосистемы – это отношение затрат энергии на поддержание жизнедеятельности, или дыхания, к энергии, заключённой в структуре или биомассе сообщества

Изображение слайда
43

Слайд 43

Круговороты элементов становятся все более замкнутыми Увеличение времени оборота и запасов биогенных элементов ИЗМЕНЕНИЕ ВИДОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ БИОТЫ (ФЛОРИСТИЧЕСКИЕ И ФАУНИСТИЧЕСКИЕ ЭСТАФЕТЫ ): Раннесукцессионные пионерные виды обычно имеют очень короткий жизненный цикл. Обычно это однолетние травянистые растения, которые зимуют в виде семян. Они неспособны выдержать конкуренцию с более поздними вселенцами. С точки зрения концепции стратегии жизненных циклов они являются r - стратегами или эксплерентами (по Раменскому). Более поздние вселенцы являются К-стратегами, а также патиентами и виолентами 43

Изображение слайда
44

Слайд 44

Возрастание видового богатства и информации сообщества Возрастание выровненности Снижение доминирования отдельных видов r -стратеги постепенно вытесняются К-стратегами Усложнение пищевых цепей, увеличение трофических уровней Уменьшение количества отрицательных межвидовых взаимодействий и увеличивается количество положительных взаимодействий Развитие взаимовыгодные мутуалистические отношения УСТОЙЧИВОСТЬ БИОГЕОЦЕНОЗА : Возрастает 44

Изображение слайда
45

Слайд 45: Три типа жизненных стратегий у растений по Л.Г. Раменскому

Леонтий Григорьевич Раменский (1884-1953). Предложил свою концепцию в 1938 г. Грайм переоткрыл не зависимо от Раменского Виоленты («силовики») – виды, контролирующие ресурсы (конкуренты по Грайму) Патиенты («терпеливцы») – выносят дефицит ресурсов (стресс-толеранты по Грайму) Эксплеренты («заполняющие») – быстро размножающиеся виды, характерные для нарушенных местообитаний (рудералы по Грайму) 45

Изображение слайда
46

Слайд 46

46

Изображение слайда
47

Слайд 47

47

Изображение слайда
48

Слайд 48

Определите тип сукцессии: Превращение заброшенных полей в дубравы Появление лишайников на остывшей вулканической лаве Постепенное обрастание голой скалы Появление на песчаном грунте соснового леса Превращение гарей в еловые леса Постепенная смена вырубок лиственницей Превращение деградированных пастбищ в березовый лес Задание 48

Изображение слайда
49

Слайд 49: 6. Искусственные экосистемы

Агроценозы – биоценозы на землях сельскохозяйственного пользования 49

Изображение слайда
50

Слайд 50: Особенности агроценозов:

пониженное разнообразие видов слабая способность видов противостоять конкурентам (сорнякам) и вредителям растения, кроме солнечной, получают дополнительную энергию чистая первичная продукция удаляется с полей практически полностью человеком и не поступает в цепи питания 50

Изображение слайда
51

Слайд 51: Т.е. человек стремится создать экологический абсурд:

агроценоз должен состоять из 1-2 видов, а идеальная пищевая цепь должна иметь 2 звена: «растение – человек» или «растение – домашнее животное» В природе такая система невозможна 51

Изображение слайда
52

Последний слайд презентации: Лекция ПОТОКИ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ, ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ

Борьба с сорняками и вредителями вызывает эффект «экологического бумеранга» 52

Изображение слайда