Смена растительных сообществ
Вопрос в начале параграфа
Почему, войдя в знакомый лес через 20 лет, можно не узнать его?
Войдя в знакомый лес через 20 лет, можно не узнать его, потому что в растительном сообществе постоянно происходят изменения: старые растения отмирают, их место занимают молодые; меняются погодные и климатические условия, что приводит к смене растительного сообщества (сукцессии).
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 253
Вопросы
1. Что такое сукцессия?
Сукцессия — это закономерный постепенный процесс смены одних природных сообществ другими.
Добавить текст Вернуть оригинал2. В каких случаях уничтожение леса может привести к образованию болота?
Уничтожение леса может привести к образованию болота в случаях, когда лес произрастал в районах с обильным выпадением осадков, близким стоянием грунтовых вод или на участках с затруднённым оттоком влаги.
Добавить текст Вернуть оригинал3. Как растения в одном фитоценозе влияют друг на друга?
Растения в одном фитоценозе влияют друг на друга через конкуренцию за свет, влагу и питательные вещества, а также через изменение условий среды (например, высокие деревья меняют световой режим для низкорослых).
Добавить текст Вернуть оригинал4. Как смена растительного сообщества повлияет на животный мир экосистемы?
Смена растительного сообщества (сукцессия) приведёт к изменению животного мира. Поскольку растения являются основой питания и местом обитания животных, смена видового состава и структуры фитоценоза влечёт за собой замену видов консументов (животных) и других обитателей экосистемы.
Добавить текст Вернуть оригинал5. Что произойдёт с лугом, если его не косить и не выпасать на нём скот?
Если луг не косить и не выпасать на нём скот, то в нём произойдёт смена растительного сообщества (сукцессия): луговые травы постепенно вытеснятся кустарниками и деревьями, и луг превратится в лес или заросли кустарников.
Добавить текст Вернуть оригинал6. Как чрезмерный выпас сельскохозяйственных животных влияет на растительные сообщества луга и степи?
Чрезмерный выпас сельскохозяйственных животных приводит к уничтожению наиболее ценных высокорослых кормовых растений, их вытеснению низкорослыми растениями с прижатыми листьями или не поедаемыми животными (колючими, горькими) видами, что ведёт к деградации пастбища.
Добавить текст Вернуть оригиналЗадания
7. Развитие сообществ на скалах — длительный вековой процесс. Предложите способы его ускорения.
Способы ускорения развития сообществ на скалах:
Добавить текст Вернуть оригиналСоздание искусственного субстрата: Внесение почвы или органических остатков в трещины скал для закрепления растений.
Добавить текст Вернуть оригиналПосев семян: Высев засухоустойчивых и быстрорастущих видов (например, травянистых пионеров) в подготовленный субстрат.
Добавить текст Вернуть оригиналУдержание влаги: Использование материалов для задержания влаги в скальных трещинах (например, гидрогеля).
Добавить текст Вернуть оригинал8. Выделите основные причины смены природных сообществ. Приведите примеры.
Основные причины смены природных сообществ:
Добавить текст Вернуть оригиналЕстественные процессы старения и роста: Отмирание старых деревьев и замещение их молодым поколением. Пример: Смена светолюбивой берёзы теневыносливой елью.
Добавить текст Вернуть оригиналКлиматические факторы (стихийные бедствия): Пожары, ураганы, наводнения. Пример: Смена хвойного леса на луг и затем на мелколиственный лес после пожара.
Добавить текст Вернуть оригиналАнтропогенные факторы (деятельность человека): Вырубка леса, чрезмерный выпас скота, загрязнение. Пример: Превращение луга в заросли несъедобного чертополоха из-за интенсивного выпаса.
Добавить текст Вернуть оригинал9. Укажите последовательность процессов превращения экосистемы пруда в экосистему болота.
Последовательность процессов (заращивания) превращения пруда в болото:
Добавить текст Вернуть оригиналНакопление органики: На дне пруда накапливаются органические остатки отмерших водных растений и животных.
Добавить текст Вернуть оригиналРазвитие береговой флоры: На берегах и мелководье разрастаются водные и болотные растения (осоки, тростник).
Добавить текст Вернуть оригиналНакопление торфа: Отмершие болотные растения образуют торф, который постепенно заполняет водоём.
Добавить текст Вернуть оригиналУсиление заболачивания: Начинают поселяться сфагновые мхи, которые ещё больше задерживают влагу и ухудшают снабжение кислородом.
Добавить текст Вернуть оригиналСмена сообщества: Появляются низкорослые кустарники и деревья (багульник, карликовая сосна), завершая превращение водоёма в болото.
Добавить текст Вернуть оригинал10. Бобры перегородили плотиной лесной ручей, и уровень воды поднялся на 1 м. Предположите, какие изменения могут произойти в лесу в течение 10 лет.
Добавить текст Вернуть оригиналВ лесу в течение 10 лет произойдут следующие изменения:
Добавить текст Вернуть оригиналЗаболачивание: Повышение уровня грунтовых вод приведёт к заболачиванию почвы на прилегающем участке леса.
Добавить текст Вернуть оригиналГибель деревьев: Деревья, чьи корни не выдерживают переувлажнения и недостатка кислорода (например, сосны), начнут ослабевать и погибать.
Добавить текст Вернуть оригиналСмена растительности: На месте погибших деревьев начнут селиться гигрофиты (влаголюбивые растения) и болотные растения (мхи, осоки).
Добавить текст Вернуть оригиналСмена фауны: Изменится животный мир, характерный для влажных и болотных условий.
Добавить текст Вернуть оригиналТаким образом, произойдёт смена лесной экосистемы на болотную (сукцессия).
Добавить текст Вернуть оригиналОбъясните
11. Почему при развитии сообществ темпы сукцессии постепенно замедляются?
При развитии сообществ темпы сукцессии постепенно замедляются, потому что сообщество движется к устойчивому состоянию (климаксу). На этом этапе видовое разнообразие достигает максимума, круговорот веществ и поток энергии максимально сбалансированы, и сообщество становится наиболее защищённым от внешних и внутренних изменений.
Добавить текст Вернуть оригинал12. Почему в ряде случаев на месте берёзового леса вырастает еловый?
На месте берёзового леса вырастает еловый, потому что берёза является светолюбивым растением, а ель — теневыносливым.
Добавить текст Вернуть оригиналБерёза растёт быстро и является пионером (первой заселяет освобождённые участки).
Добавить текст Вернуть оригиналПод пологом берёзового леса сохраняется тень, куда переносятся семена ели (коренного вида).
Добавить текст Вернуть оригиналСаженцы ели могут медленно, но устойчиво расти в тени (что недоступно для берёзы).
Добавить текст Вернуть оригиналСо временем ель вырастает, вытесняет берёзу и формирует собственный темнохвойный еловый лес.
Добавить текст Вернуть оригинал13. Почему чужеземные виды растений чаще внедряются в местную растительность по обочинам дорог, насыпям, берегам рек, пашням и не приживаются в лесах, на лугах или в степях?
Добавить текст Вернуть оригиналЧужеземные виды растений чаще внедряются по нарушенным местам (обочинам дорог, насыпям, пашням), потому что:
Добавить текст Вернуть оригиналКонкуренция: В этих нарушенных местах отсутствует или снижена конкуренция со стороны местных устойчивых сообществ (леса, луга, степи).
Добавить текст Вернуть оригиналСвет и почва: Нарушенные места, как правило, открыты (много света) и имеют рыхлую почву, что облегчает прорастание семян и закрепление новых видов.
Добавить текст Вернуть оригиналВ сформировавшихся устойчивых сообществах (леса, луга, степи) чужеземным видам сложно конкурировать с местными видами, которые лучше приспособлены к условиям среды.
Добавить текст Вернуть оригиналТемы для дискуссий
14. Что произойдёт в природе, если представить, что все растительные сообщества достигнут стабильного состояния и исчезнут виды, связанные с неустойчивыми стадиями?
Добавить текст Вернуть оригиналЕсли все сообщества достигнут стабильного состояния, а виды, связанные с неустойчивыми стадиями (пионерные виды), исчезнут, то:
Добавить текст Вернуть оригиналНарушится восстановление: Исчезнет механизм первичного заселения и быстрого восстановления территорий после нарушений (пожаров, вырубок).
Добавить текст Вернуть оригиналСнизится биоразнообразие: Общее биоразнообразие резко снизится, что сделает экосистемы менее устойчивыми к резким изменениям климата или болезням.
Добавить текст Вернуть оригиналИсчезнут зависимые виды: Погибнут все виды животных и микроорганизмов, которые зависят от пионерных растений.
Добавить текст Вернуть оригинал15. Какие примеры смены экосистем под воздействием антропогенного фактора вы наблюдали?
Примеры смены экосистем под воздействием антропогенного фактора:
Добавить текст Вернуть оригиналВырубка леса: Смена лесного сообщества на луговое или сельскохозяйственное поле.
Добавить текст Вернуть оригиналЗагрязнение: Смена видового состава леса или водоёма на более устойчивые к загрязнению виды (например, гибель чувствительных мхов вблизи заводов).
Добавить текст Вернуть оригиналСоздание водохранилищ: Смена наземного сообщества на водное (озеро).
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 254
Кейс. Глава 9. Растения в природных сообществах
1 Задание
Вопросы и задания
1. Каждый год 1 га болота поглощает из атмосферы 55–1800 кг углекислого газа и выделяет 260–700 кг кислорода, что в 7–15 раз больше, чем способен переработать 1 га леса. Сколько кислорода в год даёт Васюганское болото?
Добавить текст Вернуть оригиналВасюганское болото даёт кислорода:
Площадь болота составляет 5 000 000 га.
Минимальное количество кислорода, выделяемое с 1 га: 260 кг.
Добавить текст Вернуть оригиналМаксимальное количество кислорода, выделяемое с 1 га: 700 кг.
Добавить текст Вернуть оригиналМинимально:
5 000 000 га · 260 кг/га = 1 300 000 000 кг
Добавить текст Вернуть оригиналМаксимально:
5 000 000 га · 700 кг/га = 3 500 000 000 кг
Добавить текст Вернуть оригиналВасюганское болото даёт от 1 миллиарда 300 миллионов кг до 3 миллиардов 500 миллионов кг кислорода в год.
Добавить текст Вернуть оригинал2. В каких областях России расположено Васюганское болото?
Васюганское болото расположено в Западной Сибири.
Добавить текст Вернуть оригинал3. Начало каких рек Сибири даёт Васюганское болото?
Васюганское болото даёт начало многим рекам Сибири.
Добавить текст Вернуть оригинал4. Назовите три страны Европы, площадь которых меньше площади Васюганского болота.
Площадь Васюганского болота составляет около 55 тыс. км2.
Добавить текст Вернуть оригиналСтраны Европы, площадь которых меньше: Дания, Нидерланды, Швейцария, Бельгия (нужно выбрать любые три).
Добавить текст Вернуть оригинал2 Задание
Вопросы и задания
1. Сколько углекислого газа поглощает 1 га эвкалиптового леса за час?
50 м2 эвкалиптового леса поглощает 40 г углекислого газа за час.
Добавить текст Вернуть оригиналВ 1 га (10 000 м2) содержится:
10 000 м2 : 50 м2 = 200
Тогда 1 га поглощает:
200 · 40 г = 8 000 г
1 га эвкалиптового леса поглощает 8 000 г (8 кг) углекислого газа за час.
Добавить текст Вернуть оригинал2. Сколько человек выделяют такое количество углекислого газа за тот же час?
Если 50 м2 эвкалиптового леса поглощают столько же углекислого газа, сколько выделяет 1 человек, то 200 человек выделяют такое же количество углекислого газа за час, сколько поглощает 1 га эвкалиптового леса.
Добавить текст Вернуть оригинал3. Благодаря каким свойствам эвкалиптов стало возможно оздоровление этой местности?
Оздоровление местности стало возможно благодаря следующим свойствам эвкалиптов:
Добавить текст Вернуть оригиналПоглощение влаги: Эвкалипты являются интенсивными потребителями влаги, что привело к осушению Колхидских болот.
Добавить текст Вернуть оригиналАнтисептические свойства: Эвкалипты выделяют фитонциды (летучие антисептические вещества), которые подавляют развитие микроорганизмов.
Добавить текст Вернуть оригиналОсушение болот устранило среду обитания малярийных комаров, которые являлись переносчиками болезни.
Добавить текст Вернуть оригинал4. Почему малярия не распространена в умеренных широтах нашей страны, хотя болота занимают 20 % площади России?
Малярия не распространена в умеренных широтах нашей страны, потому что:
Добавить текст Вернуть оригиналКлиматические условия: Жизненный цикл малярийного комара и малярийного плазмодия (возбудителя болезни) требует высоких и стабильных температур, характерных для тропиков и субтропиков. Умеренные широты слишком холодны для их массового развития.
Добавить текст Вернуть оригиналТип болот: Большинство болот России — это верховые болота с холодной, кислой водой и бедными почвами, что не благоприятствует развитию личинок малярийного комара.
Добавить текст Вернуть оригинал3 Задание
Вопросы и задания
1. Как многолетний выпас может влиять на соотношение бобовых трав и злаков на лугу?
Многолетний выпас может влиять на соотношение бобовых трав и злаков на лугу следующим образом:
Добавить текст Вернуть оригиналБобовые травы (клевер, люцерна) более ценны для корма и часто имеют незащищённые точки роста, поэтому они сильнее страдают от выщипывания скотом.
Добавить текст Вернуть оригиналЗлаки (тимофеевка, мятлик) имеют защищённые точки роста в зоне кущения у основания (соломины), что позволяет им быстро восстанавливаться после стравливания.
Добавить текст Вернуть оригиналСледовательно, интенсивный выпас приводит к уменьшению доли бобовых трав и увеличению доли злаков.
Добавить текст Вернуть оригинал2. Поговорка «У овцы ядовитые зубы» связана с тем, что овца обкусывает траву очень низко – на высоте 2 см. Объясните смысл поговорки.
Добавить текст Вернуть оригиналСмысл поговорки в том, что овца, обкусывая траву очень низко (на высоте 2 см), повреждает зону кущения (точки роста) злаков и уничтожает почки многолетних трав, которые находятся низко. Это сильно замедляет или прекращает отрастание травы, что, с точки зрения хозяина луга, сродни отравлению или уничтожению пастбища.
Добавить текст Вернуть оригинал3. Для образования сухого вещества растения расходуют неодинаковое количество воды: просо – 293 т, овёс – 597 т, лён – 905 т. Какое из этих растений наиболее засухоустойчивое?
Добавить текст Вернуть оригиналНаиболее засухоустойчивым является то растение, которое расходует наименьшее количество воды для образования сухого вещества:
Добавить текст Вернуть оригиналПросо: 293 т
Овёс: 597 т
Лён: 905 т
Наиболее засухоустойчивое растение — просо, так как оно потребляет меньше всего воды на образование сухого вещества.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 256