Особенности речных экосистем

Водные экосистемы. Виды водных экосистем, их характеристики

Особенности речных экосистем

Водной называется экосистема, для которой естественной средой обитания является вода. Именно она определяет уникальность той или иной экосистемы, видовое разнообразие и ее устойчивость.

Главные факторы, которые влияют на водную экосистему:

  1. Температура воды
  2. Ее химический состав
  3. Количество солей в воде
  4. Прозрачность воды
  5. Концентрация в воде кислорода
  6. Доступность питательных веществ.

Компоненты водной экосистемы делятся на два вида: абиотические (вода, свет, давление, температура, состав почвы дня, состав воды) и биотеческие. Биотика, в свою очередь, разделяется на следующие подвиды:

Продуценты — организмы, производящие органические вещества с помощью солнца, воды и энергии. В водных экосистемах продуцентами являются водоросли, в мелководных водоемах — прибрежные растения.

Редуценты — организмы, потребляющие органику. Это разнообразные виды морских животных, птиц, рыб, земноводных.

Основные типы водных экосистем

В экологии водные экосистемы принято разделять на пресноводные и морские. В основе этого деления лежит показатель солености воды. Если в литре воды содержится более 35% солей — это морские экосистемы.

К морским относятся океаны, моря, соленые озера. К пресноводным — реки, озера, болота, пруды.

Еще одна классификация водных экосистем базируется на таком признаке, как условия создания. Здесь выделяют природные и искусственные. Природные созданы при участии сил природы: моря, озера, реки, болота. Искусственные водные экосистемы создает человек: искусственные пруды, водохранилища, дамбы, каналы, водные фермы.

Пресноводные экосистемы

Пресноводные экосистемы — это реки, озера, болота, пруды. Все они занимают лишь 0,8% поверхности нашей планеты. Хотя в пресных водоемах обитает более 40% известных науке рыб, пресноводные экосистемы все равно значительно уступают в видовом разнообразии морским.

Главным критерием отличия пресноводных водоемов является скорость течения воды. В этой связи выделяют стоячие и проточные. К стоячим относятся болота, озера и пруды. К проточным — реки и ручьи.
Для стоячих водных экосистем характерна ярко выраженное распределение биотических организмов в зависимости от слоя воды:

В верхнем слое (литорали) главным компонентом является планктон и прибрежные заросли растений. Это царство насекомых, личинок, здесь обитают черепахи, амфибии, водоплавающие птицы, млекопитающие. Верхний слой водоемов является охотничьими угодьями для цапель, журавлей, фламинго, крокодилов, змей.

Средний слой водоема называется профундаль. Он получает намного меньше солнечного света, а питанием служат вещества, оседающие их верхнего слоя воды. Здесь обитают хищные рыбы.

Нижний слой воды называется бенталь. Огромную роль играет состав почвы, ила. Это место обитания придонных рыб, личинок, моллюсков, ракообразных.

Морские экосистемы

Самой большой морской экосистемой является Мировой океан. Он подразделяется на более мелкие: океаны, моря, соленые озера. Все они занимают свыше 70% поверхности нашей планеты и являются важнейшей составляющей частью гидросферы Земли.

В морских экосистемах главным компонентом, продуцирующим кислород и питательные вещества, является фитопланктон. Он формируется в верхнем слое воды и под действием солнечной энергии вырабатывает питательные вещества, которые потом оседают в более глубокие слои водоема и служат питанием для остальных организмов.

Большие морские экосистемы — это океаны. В открытом океане видовое разнообразие невелико по сравнению с прибрежными зонами. Основная масса живых организмов сосредоточена на глубинах до 100 метров: это различные виды рыб, моллюсков, кораллы, млекопитающие. В прибрежных зонах морских экосистем видовое разнообразие дополняется многочисленными видами морских животных, амфибий, птиц.

В прибрежных зонах морских экосистем выделяют более мелкие (по территории): мангровые болота, шельфы, лиманы, лагуны, солончаки, коралловые рифы.

Места на побережье, где морская вода смешивается с пресной (устья рек), называются эстуариями. Видовое разнообразие здесь достигается максимума. 

Все морские экосистемы весьма устойчивы, способны сопротивляться вмешательству человека и быстро восстанавливаются после антропогенного влияния.

Искусственные водные экосистемы

Все искусственные водные экосистемы созданы человеком для удовлетворения собственных нужд. Это разнообразные пруды, каналы, заводи, водохранилища. К более мелким относят океанариумы, аквариумы.

Для искусственных водных экосистем характерны следующие черты:

  • Малое количество видов растений и животных
  • Сильная зависимость от деятельности человека
  • Неустойчивость экосистемы, так как ее жизнеспособность зависит от влияния человека.

Источник: https://xn----8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai/%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B.html

Общая характеристика речных экосистем

Особенности речных экосистем

.

1. Общая характеристика речных систем. Проблема загрязнения рек.

2. Экологическая проблема разрушения почв и истощения почвенного плодородия. Способы решения.

3. Агроэкологическое знание альтернативных систем земледелия.

4. Экологические аспекты химизации сельского хозяйства.

5. Оценка гумусового состояния почв с термодинамических и кинетических позиций.

Общая характеристика речных экосистем.

Все живые организмы обитают на Земле не изолированно друг от друга, а образуя сообщества. В них все взаимосвязано между собой, как живые организмы, так и факторы неживой природы. Такое образование в природе носит название экосистемы, которая живет по своим определенным законам и обладает конкретными признаками и качествами.

Речная экосистема — экосистема, работающая в природной среде и включающая в себя биотические взаимодействия среди растений, животных и микроорганизмов, а также абиотические физические и химические взаимодействия.

Речные экосистемы являются яркими примерами проточных(lotic) экосистем. Lotic относится к проточной воде, от латинского lotus, что означает «промывание». Под проточной водой можно понимать водные объекты в диапазоне от ручья в несколько сантиметров в ширину до главных рек в несколько километров в ширину.

Большая часть этой статьи относится к проточным экосистемам в целом в том числе ручьям и источникам. Проточные экосистемы отличаются от стоячих, которые включают в себя стоячую, наземную воду, например озёр и прудов.

Вместе эти две области образуют более крупную область изучения пресноводных или водных экосистем в целом.

Следующие характеристики делают экологию пресноводных экосистем уникальной отличающейся от других водных мест обитания:

1.Течение однонаправленное;

2.Экосистема находится в состоянии постоянного физического изменения;

3.Существует высокая степень пространственной и временной неоднородности во всех масштабах (микроместообитаний);

4.Различия между проточными экосистемами достаточно высоки;

5.Организмы специально приспособлены к жизни в проточных условиях;

6. Обмен между водой и сушей значительно более активен;

7.Распределение кислорода более равномерно, так как практически отсутствует стратификация;

Водное течение — ключевой фактор в проточных экосистемах, влияющий на их состояние. Сила течения может быть разной, от бурных потоков до медленно перетекающей воды, почти стоячей. Скорость водного течения может различаться внутри системы и вызывать хаотичную турбулентность.

Эта турбулентность происходит из за меняющегося вектора средней скорости течения и формирования вихревых потоков. Вектор средней скорости течения базируется на частоте столкновений воды с дном или стенками берега, волнении, препятствий и градиентом наклона.

Кроме того количество воды, добавившейся посредством осадков, таяния снегов, и/или грунтовых вод может влиять на уровень течения.

Проточные воды могут вызывать изменять форму русла посредством эрозии и осадков, создавая разнообразие местообитаний, включающих в себя стремнины, перекаты и заводи.

Скорость течения влияет на распределение рыб в реках — они могут жить и под камнями, и в заводях, под перекатами, но это будут разные виды, адаптированные к конкретным условиям. Река — открытая экосистема, в которую поступает с прилегающих пространств большое количество органического вещества.

Свет важен для проточных экосистем так как он обеспечивает энергией продуцентов посредством фотосинтеза и предоставляет убежище в виде тени для кормовых видов. Количество света, принимаемого экосистемой, зависит от внутреннего и внешнего течений.

Территория вокруг небольшого ручья, например, может быть в тени окружающих его лесов или склонов долины. Большие речные системы, как правило слишком широки и внешние преграды не могут задержать солнечные лучи, поэтому они достигают поверхности воды.

Эти реки как правило более бурные, однако, частицы взвешенные в воде ослабляют свет с увеличением глубины. Сезонные и суточные факторы могут также играть роль в доступности света, так как из-за угла падения света может произойти его отражение и как следствие его недостаток.

По закону Бера известно, что чем меньше угол падения, тем больше света отражается и количество солнечной радиации уменьшается логарифмически в зависимости от глубины. Дополнительное влияние на освещенность оказывают облачность, высота и географическое положение.

Большинство видов, обитающих в проточных экосистемах-хладнокровные, чья температура меняется с окружающей средой, таким образом температура главный абиотический фактор для них. Вода может нагреваться или охлаждаться от излучения на поверхности и от воздуха.

Мелкие потоки, как правило, хорошо перемешивают и поддерживают относительно равномерную температуру в пределах области. В более глубоких, медленнее движущихся водных системах, однако, сильное различие между нижними и поверхностными температурами может развиваться.

Водные системы наполняющиеся весной имеют небольшие изменения, так как родники, идущие из грунтовых вод, как правило имеют температуру близкую к окружающей среде. Многие водные системы показывают сильные суточные сезонные колебания наиболее сильные в арктических, пустынных и умеренных системах.

Многие системы показывают сильные суточные колебания и сезонные колебания самый крайний в арктических, пустынных и умеренных систем. Количество затенения, климат и высота также влияют на температуру проточных экосистем.

Химический состав воды между системами сильно различается. Химический состав воды зависит от отложений минеральных солей на дне русла, но на него также влияют загрязнения вызываемые человеком. Большие различия в составе воды обычно происходят в мелких проточных экосистемах из за высокого уровня смешивания.

В крупных речных экосистемах, однако, содержатся питательные вещества, растворенные соли, и там снижается уровень PH с увеличением расстояния от источника реки. Кислород является, вероятно, наиболее важным компонентом в проточных экосистемах, так как всем аэробным организмам он нужен для выживания.

Он входит в воду путём диффузии на границе воды и воздуха. Растворённость кислорода в воде уменьшается с увеличением PH и температуры воды. Быстрые турбулентные потоки способны выставить больше поверхности воды к воздухи и как правило имеют низкую температуру, поэтому содержание кислорода в них больше, чем в медленных заводях.

Кислород является побочным продуктом фотосинтеза, поэтому в системах с высоким обилием водорослей и растений высокие концентрации кислорода в течение дня. Эти уровни могут значительно снизиться ночью, когда основные производителями кислорода переключатся на дыхание.

Кислорода может быть недостаточно если циркуляция между поверхностью и более глубокими слоями плохая, если активность животных в проточной воде высока и если происходит большое количество органического распада.

Date: 2016-11-17; view: 984; Нарушение авторских прав

Источник: https://mydocx.ru/12-104719.html

Трансформация речных экосистем европейского севера россии в условиях антропогенного воздействия

Особенности речных экосистем

— [ Страница 2 ] —

Будучи соединенными железными дорогами и автомагистралями, промышленные центры сливаются, образуя на территории Европейского Севера импактные районы, в которых длительное время сохраняется критическая, а нередко и кризисная экологическая ситуация.

2.2. Общая гидрографическая и гидрологическая характеристика речной сети Европейского Севера

Водосборные бассейны Белого и Баренцева морей имеют хорошо развитую речную сеть. Приведены основные характеристики наиболее крупных рек региона и показано, что речной сток влияет на северные моря. Дана краткая характеристика условий формирования водного стока рек бассейнов Белого и Баренцева морей (климатические условия и особенности рельефа).

2.3. Гидрологические особенности речных экосистем Европейского Севера

Подробно рассмотрены основные гидрологические характеристики рек региона, имеющих важное народно-хозяйственное значение и испытывающих разное по характеру и уровню антропогенное воздействие. Особенно подробно приведено описание водного режима наиболее крупных рек исследуемого региона – Печора, Северная Двина, Мезень и Онега.

2.4. Территориальная неоднородность факторов антропогенного воздействия на водные объекты Европейского Севера

Рассмотрены некоторые физико-географические особенности региона, усиливающие негативное воздействие основных источников загрязнения речных экосистем (рис. 1).

В результате освоения территории Европейского Севера формируются импактные районы (табл. 1) с различной степенью воздействия на окружающую среду, разные по площади и возрасту.

При разработке новых месторождений затрагивается вся географическая оболочка Земли: атмосфера, водные объекты, почва, подземные воды, растительность.

Загрязняющие вещества вносятся многими предприятиями промышленности и хозяйственной деятельности, но наибольшее загрязнение поверхностных вод происходит при химическом загрязнении

Рис. 1. Основные источники загрязнения речных экосистем и импактные районы Европейского Севера

Таблица 1

Характеристика импактных районов Европейского Севера России (Никаноров и др., 2007)

Импактный район№ на рис.1Источники загрязненияЗагрязняющие веществаОстрота ситуации
Кольский1Металлургия, горнодо-бывающая промышле-нность, АЭС, ТЭЦ, добыча и транспорт углеводородовОксиды S, N,пыль, бенз-(а)пирен, соединения Ni, Hg, Al, Sr, фтористый углерод, радионуклиды, нефтепродукты, метанол Кризисная
Северо-Двинский2Целлюлозно-бумажная промышленность, военные объекты (Северный флот), ТЭЦБенз(а)пирен и др. ПАУ, соединения Hg и др. тяже-лых металлов, оксиды S и N, сероуглерод, формаль-дегид Кризисная
Тимано-Печорский3НефтегазодобычаНефтепродукты, оксиды C, S и N, соединения Sr и радионуклидыКритичес-кая
Воркутин-ский4Горнодобывающая и цементная промышленность, ТЭЦПыль, оксиды серы и азота, соединения тяжелых металлов, ПАУКритичес-кая

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ И МАССИВ ДАННЫХ

Методика проведенных исследований включала в себя следующие этапы:

1. Анализ многолетней режимной гидрохимической и гидробиологической информации об изменчивости состояния и степени загрязненности водной среды речных экосистем.

2. Оценка характера и степени загрязненности водной среды исследуемых рек с использованием метода комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям (РД 52.24.643-2002).

3.

Выделение и количественная характеристика изменчивости допустимых диапазонов колебания системообразующих гидрохимических и гидробиологических параметров состояния речных экосистем, являющихся результатом всех происходящих в них внутриводных процессов и последствий антропогенного воздействия. По результатам статистической обработки многолетних вариационных рядов значений концентраций и количественных показателей развития сообществ водных организмов выделены интервалы наиболее часто встречаемых величин (НЧВ) данных параметров.

4.

Оценка изменчивости экологического состояния выполнена по совокупности показателей структурной организации планктонных (бактерио-, фито-, зоопланктон) и бентосных (макрозообентос) сообществ водных организмов с привлечением таких характеристик, как численность организмов, видовое разнообразие, соотношение различных групп организмов в каждом сообществе, массовые виды и виды – индикаторы загрязнения.

5. Оценка возможного экологического риска антропогенного воздействия (РД 52.24.661-2004) включает в себя:

– определение доли и степени антропогенного воздействия;

– определение состояния экосистемы по абиотическим и биотическим параметрам водной среды;

– оценка последствий длительного антропогенного воздействия и установление направленности внутрисистемных процессов.

При статистической обработке многолетней режимной информации использованы следующие статистические характеристики:

– диапазоны колебания многолетних вариационных рядов значений гидрохимических и гидробиологических параметров;

– интервалы НЧВ вариационных рядов и их частота встречаемости (%);

– кратность превышения предельно допустимых концентраций (ПДК) и предельно допустимых экологических концентраций (ПДЭК).

Реализация поставленных задач применительно к водным объектам Европейского Севера проведена на основе обобщения результатов многолетних режимных наблюдений ГСН на реках бассейнов Баренцева и Белого морей. В матрицу исходного массива данных включена информация по (рис.2):

Рис. 2. Карта-схема расположения режимных пунктов наблюдения сети ГСН: 1. р. Патсо-йоки– Борисоглебская ГЭС*; 2. р. Колос-йоки – пгт. Никель*; 3. р. Печенга – ст. Печенга*; 4. р. Луоттн-йоки – 0.5 км выше устья*; 5. р. Ура – с. Ура-губа*; 6. р. Тулома – пор. Томкиш; 7. р. Кола – г. Кола; 8. р. Кица – 2,2 км выше устья*; 9. р. Териберка – с. Териберка; 10. р. Роста – г. Мурманск*; 11. р. Вирма – с. Ловозеро*; 12. р. Печора – с. Оксино; 13. р. Поной – п. Краснощелье; 14. р. Сосновка – с. Сосновка; 15. р. Чапома – с. Чапома; 16. р. Варзуга – с. Варзуга; 17. р. Умба – порт Паялка; 18. р. Нива – г. Кандалакша*; 19. р. Вите – 0,5 км выше устья*; 20. р. Белая – 1,0 км выше устья; 21. р. Нюдуай – 0,5 км выше устья*; 22. р. Ена – устье; 23. р. Ковдора – 7,0 км ниже впадение р.Можель*; 24. р. Можель – 0.25 км выше устья; 25. р. Гридина – с. Гридино; 26. р. Поньгома – с. Поньгома; 27. р. Кемь – г. Кемь; 28. р. Нюхча – с. Нюхча; 29. р. Онега – с. Порог; 30. р. Северная Двина – с. Усть-Пинега*; 31. р. Мудьюга – д. Патрикеевская; 32. р. Золотица – д. Верхняя Золотица; 33. р. Мезень – д. Малонисогорская. Примечание: * – означает совпадение гидрохимического и гидробиологического поста режимных наблюдений.

– гидрохимическим показателям на 37 пунктах ГСН, расположенных на 32 реках Европейского Севера за период 1980-2008 гг.;

– гидробиологическим показателям на 23 пунктах ГСН, расположенных на 14 реках Европейского Севера за период 1980-1995 и 2000-2007 гг.

Сроки наблюдений на большинстве исследуемых рек были приурочены к основным характерным фазам годового гидрологического цикла – на подъеме, пике и спаде половодья, в летнюю межень при наименьшем расходе воды и при прохождении дождевого паводка, а также в период начала ледостава и в зимнюю межень.

ГЛАВА 4. АНТРОПОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ И КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА ВОДНОЙ СРЕДЫ

4.

1. Изменчивость степени загрязненности водной среды речных экосистем

По степени загрязненности водной среды исследуемые речные экосистемы ранжированы как:

– переходные от «слабо» к «весьма загрязненной» – рр. Патсо-йоки, Ура, Кица, Териберка, Поной, Сосновка, Чапома, Варзуга, Умба, Ковдора, Ена, Нива, Вите, Гридина, Поньгома, Кемь, Нюхча;

– переходные от «весьма» к «очень загрязненной» – рр.Печенга, Кола, Вирма, Можель, Печора, Онега, Мудьюга, Золотица, Мезень, Сев. Двина;

– переходные от «очень загрязненной» к «грязной» – рр.Колос-йоки, Луоттн-йоки, Белая;

– «очень» и «чрезвычайно грязные» – рр.Роста и Нюдуай.

Приоритетными загрязняющими веществами для большинства исследуемых рек являются растворенные соединения железа, меди и никеля, летучие фенолы, реже нефтепродукты, легкоокисляемые органические вещества (по БПК5), азот аммонийный.

4.

2. Особенности изменчивости компонентного состава водной среды

4.

2.1. Главные ионы.

Описаны основные физико-географические факторы, в том числе виды почв, влияющие на формирование компонентного состава главных ионов. Показано, что в распределении ионного состава водной среды рек Европейского Севера наблюдается тенденция расширения общего диапазона колебания содержания главных ионов при увеличении степени загрязненности водной среды.

4.

2.2 Азот- и фосфорсодержащие соединения

Отмечено, что за последние два десятилетия прослеживается тенденция повышения частоты встречаемости случаев превышения концентрации минеральных форм азота и фосфора до величин, в десятки раз превышающих предельно допустимые экологические концентрации (ПДЭК) (В.П. Жукинский и др., 1993). Кратность превышения ПДЭК находится в тесной взаимосвязи со степенью загрязненности водной среды исследуемых рек Европейского Севера.

4.

2.3 Приоритетные загрязняющие вещества

Анализ режимной гидрохимической информации ГСН по изменчивости компонентного состава приоритетных загрязняющих веществ (растворенных соединений тяжелых металлов, нефтепродуктов, фенолов) в водной среде исследуемых речных экосистем показал высокую пространственно-временную изменчивость их концентраций. Кроме вышеперечисленных приоритетных загрязняющих веществ для р. Северная Двина характерно наличие специфических загрязняющих веществ таких, как метанол и лигносульфонаты (Никаноров А.М.,…, Решетняк О.С. и др., 2010).

Характерной особенностью многих речных экосистем Европейского Севера и, особенно Кольского полуострова, является присутствие в природных незагрязненных водах растворенных соединений меди, железа, цинка и никеля в повышенных концентрациях (табл. 2, 3).

Наблюдается также тенденция накопления в водной среде нефтепродуктов и летучих фенолов. Это приводит к увеличению нагрузки на трофические цепи и нарушению естественного равновесия между абиотической и биотической составляющими экосистемы.

Анализ полученной информации позволяет заключить, что в число основных параметров изменчивости компонентного состава водной среды рек на водосборе Баренцева и Белого морей следует включить фенолы, нефтепродукты, растворенные соединения меди и железа.

Таблица 2

Изменчивость содержания растворенных форм тяжелых металлов в водной среде рек бассейна Баренцева моря

Речная экосистемаПункт режимных наблюденийДиапазон колебания концентрации соединений, мг/л (ПДК, мг/л)
железа (0,10)меди (0,001)цинка (0,010)никеля (0,010)
Патсо-йокипгт. Кайтакоски0,01-0,91н.о.*-0,017н.о.-0,041н.о.-0,045
п. Борисоглебский0,01-0,43н.о.-0,037н.о.-0,072н.о.-0,074
Печенгап. Корзуново0,02-1,50н.о.-0,054н.о.-0,079н.о.-0,128
ст. Печенга0,01-1,99н.о.-0,065н.о.-0,105н.о.-0,108
Териберка60-й км Серебрян-ской а/д0,02-0,47н.о.-0,016н.о.-0,051н.о.-0,030
Колапгт. Выходной0,01-0,69н.о.-0,053н.о.-0,039н.о.-0,031
устье, г. Кола0,02-2,60н.о.-0,022н.о.-0,026н.о.-0,046
Печорас.Оксино0,10-2,90н.о.-0,019н.о.-0,164н.о.-0,056
* н.о – ниже предела обнаружения

Таблица 3

Изменчивость содержания растворенных форм тяжелых металлов в водной среде рек бассейна Белого моря

Речная экосистемаПункт режимных наблюденийДиапазон колебания концентрации соединений, мг/л (ПДК, мг/л)
железа (0,10)меди (0,001)цинка (0,010)никеля (0,010)
Понойс. Краснощелье0,03-2,07н.о.*-0,018н.о.-0,035н.о.-0,073
Ниваг.Кандалакша0,01-0,52н.о.-0,020н.о.-0,065н.о.-0,034
Онегас. Порог0,10-0,90н.о.-0,062н.о.-0,120н.о.-0,045
Мезеньд. Малонисогор-ская0,02-1,43н.о.-0,039н.о.-0,096н.о.-0,39
Северная Двинас.Усть-Пинега0,01-0,84н.о.-0,013н.о.-0,248н.о.-0,006
Витеустье0,01-0,22н.о.-0,052н.о.-0,029н.о.-0,032
* н.о. – ниже предела обнаружения.

ГЛАВА 5. ТРАНСФОРМАЦИЯ ХАРАКТЕРА И УРОВНЯ РАЗВИТИЯ СООБЩЕСТВ ВОДНЫХ ОРГАНИЗМОВ

Проведенный анализ гидробиологической информации показал, что на фоне высокой пространственной неоднородности уровня развития сообществ водных организмов при ухудшении качества водной среды их обитания наблюдается тенденция изменчивости показателей структурной организации развития планктонных и бентосных сообществ.

5.1. Бактериоплактонные сообщества водных организмов

Общий диапазон колебания значений численности микроорганизмов расширялся от 0,20-5,50 млн.кл/мл в речных экосистемах со степенью загрязненности водной среды «слабо загрязненная» и «загрязненная» до 0,50-16,9 млн.кл/мл – со степенью загрязненности «грязная» и «очень грязная» (табл. 4). Повышение уровня развития бактериопланктона нередко сопровождалось увеличением доли сапрофитных бактерий.

Таблица 4

Изменчивость количественных показателей развития бактериопланктонного сообщества

Река – пункт режимных наблюденийДиапазон колебания
ОЧ бактериопланк-тона, млн. кл/млОЧ сапрофитных бактерий, тыс. кл/мл
«Слабо» и «весьма загрязненная» водная среда
Патсо-йоки –п.Борисоглебский0,50-2,630,03-1,70
Териберка – Серебрян. а/д0,60-1,400,10-0,70
Нива – г. Кандалакша0,80-2,800,20-8,60
«Весьма» и «очень загрязненная» водная среда
Печенга – ст. Печенга0,50-5,500,90-39,0
Кола – устье1,00-5,010,30-72,0
Ковдора – ниже р. Можель0,20-4,230,80-32,0
Сев.Двина – с.Усть-Пинега0,05 – 5,39нет данных
«Очень загрязненная» и «грязная» водная среда
Колос-йоки – устье1,30-10,91,30-640
«Очень» и «чрезвычайно грязная» водная среда
Роста – г. Мурманск2,30-16,922,9-3300
Нюдуай – устье0,50-8,492,50-252

Источник: http://dislib.ru/zemlya/44250-2-transformaciya-rechnih-ekosistem-evropeyskogo-severa-rossii-usloviyah-antropogennogo-vozdeystviya.php

Характеристика пресноводных экосистем

Особенности речных экосистем

Лентическиеэкосистемыв литоральной зоне содержат два типапродуцентов:укрепившиеся в дне цветковые растенияи плавающие зеленые растения водоросли, некоторые высшие (рдесты)(рис. 7.7). Растения, укрепленные в дне,образуют три концентрические зоны:

1) зонанадводной вегетации фотосинтезирующая часть растений(камыши, рогозы и др.) находится надводой, а биогенные элементы извлекаютсяиз донных осадков;

2) зонаукрепленных в дне растений с плавающимипо воде листьями(кувшинки) у них та же роль, что и у растений первойзоны, но они могут затенять нижние толщиводы;

3) зонаподводной вегетации укорененные и прикрепленные растенияполностью находящиеся под водой иосуществляющие фотосинтез и минеральныйобмен в водной среде (рдесты и прикрепленныеводоросли харовые).

Рис.7.7. Некоторые продуценты лентическихсообществ; прибрежные растения,укореняющиесяв дне водоема (17),нитчатые водоросли (89)ифитопланктон (1020)

Животные,консументы,более разнообразны в литорали,чем в других зонах водоема. Перифитонпредставлен моллюсками, коловратками,мшанками, личинками насекомых и др.

Многие животные нектонадышат кислородом атмосферного воздуха(лягушки, саламандры, черепахи и др.).Рыбы большую часть жизни проводят влиторали и здесь же размножаются.

Зоопланктонпредставлен ракобразными, имеющимибольшое значение для питания рыб (дафниии др.).

Всообществах лимнической зоны продуцентомявляется фитопланктон. В водоемахумеренного пояса плотность его популяциизаметно изменяется по сезонам.

Весной«цветение» связано с массовым развитиемприспособленных к прохладной водедиатомитовых водорослей, летом зеленых, осенью азотфиксирующих синезеленых водорослей.

Зоопланктонпредставлен растительнояднымиракоообразными и коловратками, вседругие хищники. Нектонлимнической зоны это только рыбы.

Сообществапрофундальной зоны существуют безсвета. Фауна и флора здесь в зоне поверхностного раздела вода ил, где накапливается органическийматериал, представлена бактериями и грибами(редуценты), а также бентосными формамиличинками насекомых, моллюсками,кольчатыми червями (консументами).

Количествокрасных кольчатых червей возрастает сростом загрязнения водоема сточнымиводами, т. е. по этому показателю можносудить о степени загрязнения водоема.

Действиена сообщества стоячих водоемов такихлимитирующих факторов, как содержаниекислорода, температуры и освещенности,зависит от специфических особенностейэтих водоемов озер, прудов, искусственных водохранилищ.

Озераестественные пресноводные водоемы (см.рис. 7.9), образовались геологическисравнительно недавно за последние несколько десятков тысячлет, и лишь возраст некоторых из нихисчисляется миллионами лет, например,Байкала.

Наличие у большинства озерпрофундальной зоны сказывается натемпературномрежимеводной толщи, на ее «перемешивании»и распределениикислородав ней.

Эти процессы сезонны, как истратификацияозера по температурному режиму (рис.7.8).

Рис. 7.8. Температурнаястратификация в озере умеренной зоныСеверного полушария(оз. Линсли,Коннектикут, США, по Ю. Одуму, 1975)

В озерахумеренного пояса в летнеевремя можно выделить в вертикальномразрезе три зоны: эпилимниондо глубины, где происходит конвекция(циркуляция) воды; термоклинаэто промежуточная зона, где вода несмешивается с водой верхней зоны;гиполимнионобласть холодной воды, где нет циркуляции.

Термоклинаобычно расположена ниже границыпроникновения света, и запасы кислорода,в отрезанном от его источниковгиполимнионе, истощаются. Наступаетлетнийпериод стагнации.

Осенью, вследствие выравниваниятемператур, происходит общее перемешиваниеводыи обогащение гиполимниона кислородом.Зимой, когда температура воды под льдомстановится ниже плюс 4 С,что снижает ее плотность и снова приводитк стратификации озера и к зимнейстагнации.

Весной, после таяния льда, температураводы достигает плюс 4 С,она тяжелеет и снова происходит весеннееперемешивание.Это классическая схема для водоемовЕвразии и Северной Америки.

В полярныхобластях и субтропиках перемешиваниебывает только один раз в году: в первомслучае летом, во втором зимой. В водоемах тропиков перемешиваниеводы идет постоянно, но медленно, а общееперемешивание происходит редко инерегулярно.

Цветениефитопланктона обычно приурочено кперемешиванию, когда в эвфотическойзоне появляются воды, обогащенныеприродными биогенными компонентами.

Сточки зрения продуктивности озераподразделяются на две группы: 1)олиготрофные(малокормные) и 2) эвтрофные(кормные).

Продуктивность лентическихэкосистем зависит также от поступающихвеществ с окружающей суши и от глубиныозера (наиболее продуктивны мелкиеозера).

Прудыобладают хорошо развитой литоралью ипрактическим отсутствием стратификации,образуются они в различных понижениях,часто временно пересыхают летом или взасушливые годы.

Фауна прудов способнапереживать сухие периоды в покоящемсясостоянии или перебираться в другиеводоемы (земноводные). Естественныепруды высокопродуктивны.

В искусственныхпрудах, в основном, человек самподкармливает рыб.

Водохранилища(см. рис. 7.9) создаются человеком привозведении гидроэнергетических игидромелиоративных комплексов. Это ужене природная экосистема, а природно-техническаясистема.Распределение тепла и биогенов в нейзависит от типаплотины.

Если вода сбрасывается придонная, то вэтом случае водохранилище аккумулируеттепло и экспортирует биогенные вещества,если сброс идет поверх плотины, тоэкспортируется тепло и аккумулируютсябиогены. В первом случае спускаетсявода гиполимниона, во втором эпилимниона.

Через глубоководные шлюзыв реку поступает и более соленая вода,а биогены вызывают эвтрофикацию участкареки.

Рис. 7.9. Пресноводныеэкосистемы

Лотическиеэкосистемы реки(см. рис. 7.9) отличаются от стоячих водоемовтремя условиями:

1) течениеважный лимитирующий и контролирующийфактор;

2) обмен междуводой и сушей значительно более активен;

3) распределениекислорода более равномерно, так какпрактически отсутствует стратификация.

Скоростьтечениявлияет на распределение рыб в реках они могут жить и под камнями, и в заводях,под перекатами, но это будут разныевиды, адаптированные к конкретнымусловиям. Река открытаяэкосистема,в которую поступает с прилегающихпространств большое количествоорганического вещества.

Детритноепитание основа трофических цепей лотическихэкосистем: более 60% энергии консументыполучают от привнесенного материала.Зато кислорода в реках достаточно исодержание его в воде постоянно, чтообусловило узкую толерантность организмовпо отношению к кислороду.

Выделяютлотические сообщества перекатов иплесов. На перекатахпоселяются организмы, способныеприкрепиться к субстрату (нитчатыеводоросли), или хорошие пловцы (форель).На участках плеса сообщества напоминаютпрудовые.

В большихреках прослеживается продольнаязональность: в верховьях сообщества перекатов, в низовьях идельте плесов, между ними местами могут возникатьи те и другие. Продольная зональностьподчеркивается изменениями видовогосостава рыб. К низовьям видовой составобедняется, но увеличиваются размерырыб.

Заболоченныепресноводные участки, обычно собственно болота(см. рис. 7.9) низинные и верховые.

Низинныеимеют, как правило, питание подземнымиводами, а верховыеатмосферными осадками.

Верховые могутвстречаться в любом понижении или дажена склонах гор, низинные возникаютвследствие зарастания озер и речныхстариц. Они покрыты водными макрофитами,болотными растениями и кустарниками.

Болотныепочвы и торфяники содержат много углерода(1420%),сельскохозяйственная отработка которыхприводит к выделению в атмосферу большогоколичества углекислого газа, чтоусугубляет «CO2-проблему».

Источник: https://studfile.net/preview/1633263/page:48/

Водные экосистемы и их особенности

Особенности речных экосистем

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

Тихоокеанский государственный университет

Кафедра «Экологии и Безопасности жизнедеятельности»

Водные экосистемы и их особенности

Реферат по дисциплине «Экология»

Выполнил: ст. гр. ХТПЭ-01

                             Лукичева А.В.

      Проверил: Булгаков С.В.

Хабаровск –  2012

Оглавление

Введение

Вся область распространения жизни на Земле состоит из нескольких основных наземных экосистем (биомов) – пустынных, травянистых и лесных, а также водных (озер, рек и океанов).

Экосистема  (от греч.  oikos –  жилище, местопребывание и система) – единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и т.п.

),  в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии.

Каждой экосистеме присущи типичные сообщества растений и животных, а также редуцентов, приспособленных к определенным условиям окружающей среды, главным образом к климатическим особенностям.

Понятие экосистема применяется к природным объектам различной сложности и размеров: океан или небольшой пруд, тайга или участок березовой рощи. В русскоязычной и немецкой литературе распространен термин «биогеоценоз» (от греч.

bios – жизнь и koinos – общий) – однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (приземный слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними (обмен веществом и энергией). Термин «биогеоценоз» часто употребляется как синоним термина «экосистема».

Некоторые ученые рассматривают биогеоценоз в качестве мельчайшей единицы ландшафта – элементарного ландшафта.

При классификации наземных экосистем принято использовать признаки растительных сообществ и климатические признаки. Например: лес хвойный, лес тропический, холодная пустыня и т. п.

Водные экосистемы, меньше зависят от климата, чем наземные. Тип и количество организмов в водных экосистемах определяются соленостью, глубиной проникновения солнечных лучей, концентрацией растворенного кислорода, доступностью биогенов и температурой.

Интенсивность потока солнечного света, необходимого для фотосинтеза, зависит от глубины водоема, следовательно, обилие растительных организмов также меняется с глубиной. В отличие от наземных экосистем в водных экосистемах организмы, нуждающиеся в кислороде, обитают преимущественно вблизи поверхности воды.

Эти факторы определяют горизонтальное и вертикальное размещение организмов.

Классификация экосистем

Принято выделять следующую классификацию экосистем:

В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд природных экосистем. В основе квалификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) и растительности, для водных экосистем – гидрологические и физические особенности. Водные экосистемы рассмотрим подробнее:

Пресноводные экосистемы:

1. Лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.;

2. Лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.;

3. Заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).

Морские экосистемы:

1. Открытый океан (пелагическая экосистема);

2. Воды континентального шельфа (прибрежные воды);

3. Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством);

4. Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, соленые марши и др.);

5. Глубоководные рифтовые зоны.

Характеристика водных экосистем

По типу местообитания и образу жизни водные организмы объединяются в следущие экологические группы. Планктон организмы, в основном перемещающиеся за счет течения. Различают фитопланктон (одноклеточные водоросли) и зоопланктон (одноклеточные животные, рачки, медузы и др.).

Нектон – активно передвигающиеся в воде животные (рыбы, амфибии, головоногие моллюски, черепахи, ластоногие, китообразные и др.). Бентос – организмы, живущие на дне и в грунте. Его делят на фитобентос (прикрепленные водоросли и высшие растения) и зообентос (ракообразные, моллюски, морские звезды и др.).

Кроме того в ряде случаев выделяют перифитон и нейстон.

Перифитон – организмы, прикрепленные к листьям и стеблям водных растений или другим выступам над дном водоема.  Нейстон – организмы, обитающие у поверхности воды (личинки комаров, водомерки, ряска и др.).

Распределение организмов в экосистемах зависит от степени освещенности.

Выделяют следующие зоны: литоральная зона (толща воды, где солнечный свет доходит до дна), лимническая зона (толща воды до глубины, куда проникает всего 1% от солнечного света и где затухает фотосинтез), эвфотическая зона (вся толща воды – включает литоральную и лимническую зоны), профундальная зона (дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет). В приточных водоемах выделяют перекаты (мелководные участки с быстрым течением: дно без ила, встречаются преимущественно прикрепленные формы перифитона и бентоса) и плесы (глубоководные участки: течение медленное, на дне мягкий илистый субстрат и роющие животные).

Лентические экосистемы (озера, пруды, водохранилища и др.). Литоральная зона населена двумя группами растений: укрепившиеся на дне (камыши, рогозы, кувшинки, прикрепленные водоросли и др.) и плавающие (водоросли, рдесты и др.). Животные в литорали разнообразны, чем в других зонах водоема. Встречаются моллюски, коловратки, мшанки, личинки насекомых и др.

Рыбы большую часть жизни проводят в литорали и здесь же размножаются. Многие обитающие здесь животные дышат кислородом атмосферного воздуха (лягушки, саламандры, черепахи и др.). Зоопланктон представлен ракообразными, имеющими большое значение для питания рыб (дафнии и др.). Лимническая зона. Продуценты представлены фитопланктоном.

В водоемах умеренного пояса “цветение” весной связано с массовым развитием диатомовых, летом – зеленых, осенью – азотфиксирующих сине-зеленых водорослей. Зоопланктон представлен растительноядными ракообразными и коловратками. Нектон лимнической зоны – только рыбы.

Профундальная зона около дна представлена бентосными формами – личинками насекомых, моллюсками, кольчатыми червями, сапротрофными бактериями и грибами.

Лотические экосистемы (реки, родники, ручьи и др.) отличаются от стоячих водоемов следующими особенностями: 1) наличие течения; 2) более активный обмен между водой и сушей; 3) более высокое содержание кислорода и более равномерное го распределение; 4) преобладание детритных цепей питания. Выделяют лотические сообщества перекатов и плесов.

На перекатах поселяются организмы, способные прикрепится к субстрату (например, нитчатые водоросли) или хорошие пловцы (например, форель). На участках плеса сообщества напоминают прудовые. В больших реках прослеживается продольная зональность: в верховьях – сообщества перекатов, в низовьях и дельте – плесов, между ними местами могут возникать и те и другие.

Видовой состав рыб к низовьям объединяется, но увеличиваются их размеры.

Заболоченные участки и болота бывают низинные (имеют, как правило, питание подземными водами) и верховые (питаются атмосферными осадками).

Верховые могут встречаться в любом понижении или даже на склонах гор, низинные возникают вследствие зарастания озер и речных стариц. Здесь распространены болотные растения. Болотные почвы и торфяники содержат много углерода.

Их сельскохозяйственная отработка приводит к выделению в атмосферу большого количества углекислого газа.

Область бесконечного шельфа является самой богатой в фаунистическом отношении. Прибрежная зона очень благоприятна по условиям питания, даже в дождевых тропических лесах нет такого разнообразия жизни, как здесь.

Районы апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Здесь наблюдается апвеллинг – подъем холодных вод с глубины океана, так как ветры перемещают воду от крутого материкового склона, а взамен ей из глубины поднимается вода, обогащенная биогенными элементами. Эти районы богаты рыбой и птицами, живущими на островах.

Эстуарии, лиманы, устья рек, прибрежные бухты и т. д. – прибрежные водоемы, представляющие собой экотоны между пресноводными и морскими экосистемами.

Это высокопродуктивные районы, где наблюдаются аутвеллинг – привнос биогенных элементов с суши. Они обычно входят в литоральную зону и подвержены приливам и отливам.

Здесь встречаются болотные и морские травы, водоросли, рыба, крабы, креветки, устрицы и т. д.

Открытый океан беден биогенными элементами. Эти районы можно считать “пустынями” по сравнению с прибрежными водами.

Арктические и антарктические зоны более продуктивны, так как плотность планктона растет при переходе от теплых морей к холодным, и фауна рыб и китообразных здесь значительно богаче.

Продуцентом выступает фитопланктон, им питается зоопланктон, а тем в свою очередь нектон. Видовое разнообразие фауны снижается с глубиной. На глубине в стабильных местообитаниях сохранились виды из далеких геологических эпох.

Глубоководные рифтовые зоны океана находятся на глубине около 3000 м и более. Условия жизни в экосистемах глубоководных рифтовых зон очень своеобразны.

Это полная темнота, огромное давление, пониженная температура воды, недостаток пищевых ресурсов, высокая концентрация сероводорода и ядовитых металлов, встречаются выходы горячих подземных вод, и т. д.

В результате живущие здесь организмы претерпели следующие адаптации: редукция плавательного пузыря у рыб или заполнение его полости жировой тканью, атрофирование органов зрения, развитие органов светосвечения и др.

Живые организмы представлены гигантскими червями (погонофорами), крупными двустворчатыми моллюсками, креветками, крабами и отдельными видами рыб. Продуцентами выступают сероводородные бактерии, живущие в симбиозе с моллюсками.

Особенности водных экосистем

Водные экологические системы имеют ряд принципиальных отличий от наземных, наиболее значимые из них следующие:

Продуценты наземных экосистем – растения – неразрывно связаны корневой системой с биогенным фондом, формирующимся в результате жизнедеятельности растений.

Продуценты водных экосистем – водоросли – разобщены с основным биогенным фондом, формирующимся около дна, будь то океан, озеро, водохранилище или пруд.

В освещенном слое, составляющем при самой высокой прозрачности не более нескольких десятков метров, недостаточно биогенных солей и прежде всего фосфатов, что служит лимитирующим фактором развития живых организмов;

В наземных экосистемах растения – важнейший компонент питания многих животных, в результате чего распространение последних связано с растительными сообществами.

В морской среде животные (консументы) и поля фитопланктона (п р одуценты) разобщены. В большинстве водных биоценозов нет прямого контакта животных с живой растительностью, сосредоточенной в тонком приповерхностном слое. Масса животных живет ниже массы растений, используя продукты деструкции растительных организмов.

Таким образом, в жизни водных биоценозов важнейшую роль играет группа редуцентов, которые, минерализуя эти останки, делают их доступными для автотрофных растений. С глубиной количество пищи уменьшается. По способу перемещения водные организмы делят прежде всего на планктон, бентос и нектон.

По характеру вертикального распределения в грунте среди животных бентоса выделяют эпифауну – организмы, прикрепленные к грунту или передвигающиеся по нему, и инфауну – организмы, живущие в толще грунта. Животные бентоса (дна) живут на глубинах до нескольких тысяч метров.

Водные условия создают своеобразную среду обитания организмов, отличающуюся от наземной прежде всего плотностью и вязкостью. Плотность воды примерно в 800 раз, а вязкость примерно в 55 раз выше, чем у воздуха.

Вместе с плотностью и вязкостью важнейшими физико-химическими свойствами водной среды являются: температурная стратификация, то есть изменение температуры по глубине водного объекта и периодические изменения температуры во времени, а также прозрачность воды, определяющая световой режим под ее поверхностью: от прозрачности зависит фотосинтез зеленых и пурпурных водорослей, фитопланктона, высших растений.

Как и в атмосфере, важную роль играет газовый состав водной среды. В водных местообитаниях количество кислорода, углекислого газа и других газов, растворенных в воде и потому доступных организмам, сильно варьируется во времени. В водоемах с высоким содержанием органических веществ кислород является лимитирующим фактором первостепенной важности.

Кислотность – концентрация водородных ионов (рН) – тесно связана с карбонатной системой. Значение рН изменяется в диапазоне от 0 рН до 14: при рН=7 среда нейтральная, при рН7 – щелочная.

Если кислотность не приближается к крайним значениям, то сообщества способны компенсировать изменения этого фактора – толерантность сообщества к диапазону рН весьма значительна.

В водах с низким рН содержится мало биогенных элементов, поэтому продуктивность здесь крайне мала.

Соленость – содержание карбонатов, сульфатов, хлоридов и т.д. – является еще одним значимым абиотическим фактором в водных объектах. В пресных водах солей мало, из них около 80 % приходится на карбонаты. минеральных веществ в мировом океане составляет в среднем 35 г/л.

Организмы открытого океана обычно стеногалинные, тогда как организмы прибрежных солоноватых вод в общем эвригалинные.

Концентрация солей в жидкостях тела и тканях большинства морских организмов изотонична концентрации солей в морской воде, так что здесь не возникает проблем с осморегуляцией.

Источник: https://www.myunivercity.ru/%D0%AD%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B_%D0%B8_%D0%B8%D1%85_%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8/288773_2766470_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B01.html

Методическая разработка открытого занятия с учебной группой «экологи – туристы» тема: «река, как природная экосистема. влияние города на экологию реки»

Особенности речных экосистем

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ

«ГОРОДСКЯ СТАНЦИЯ ЮНЫХ ТУРИСТОВ»

Г.НОГИНСКА МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого занятия с учебной группой «экологи – туристы»

Тема: «Река, как природная экосистема.

Влияние города на экологию реки».

Педагог дополнительного

образования: Черёмухина Т.В.

Ногинск 2015 г

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр

3 – 4

5 – 10

11

ВВЕДЕНИЕ.

Занятие «Река, как природная экосистема. Влияние города на экологию реки» проводится в разделе № 3 Экология города.

Вид проведения: комбинированное занятие

Тип занятия: изучение нового материала

Форма занятия: работа малыми группами; проблемное обучение.

Такая форма занятия позволяет задействовать всех студентов в обсуждении задания, учит быстро и четко формулировать свои мысли, работать в команде. Позволяет за небольшой промежуток времен разобрать большой материал.

Способствует активизации познавательного процесса; развитию способности самостоятельно мыслить, умению слушать, умению стать на точку зрения другого, умению работать сообща для достижения общей цели. Выбранные форы позволяют воспитывать самоуважение к личности, развивать познавательную активность, творческую самостоятельность.

На занятии осуществляется стимулирование внутренней психической деятельности. Формирование мировоззрения, познавательного интереса.

На данном занятии используются следующие педагогические технологии:

  • Информационно-коммуникационная технология;

  • Игровая технология;

  • Групповое обучение;

  • Технология педагогического сотрудничества;

  • Проблемное обучение;

  • Компьютерные технологии

Цели:

  • Образовательные:

    • дать сравнительную характеристику биогеоценоза и экосистемы реки;

    • способствовать формированию понятий: «биогеоценоз», «экосистема», «пищевая цепь», «экологическая пирамида»;

    • закрепить знания о взаимоотношениях живых организмов и круговороте веществ;

    • вывести правило экологической пирамиды.

    • углубить знания учащихся об экологических проблемах;

    • познакомить с влиянием экологических факторов на здоровье человека.

Развивающие:

    • способствовать развитию умения сравнивать и обобщать, анализировать сложившуюся ситуацию;

    • развивать аналитические способности мышления;

    • умение работать с научно-популярной литературой при подготовке к сообщению.

Воспитательные:

    • воспитывать бережное отношение к природе.

Оборудование.

  • Интерактивная доска

  • Проектор

  • Компьютер

  • Веревка

  • Раздаточный материал

  • флипчарт

Время занятия: 90 минут.

Место проведения: лекционная аудитория.

Хронокарта занятия:

1. Введение в учебную деятельность.

2. Создание учебной ситуации:

Задание 1. Река в жизни общества

Задание 2. Работа с картой

Задание 3. Экологические факторы

Задание 4. Речная экосистема

Задание 5. Является ли река Клязьма биогеоценозом?

Задание 6. Трофические отношения.

Задание 7. Влияние города на экосистему реки.

Задание 8 Химический анализ воды реки Клязьма

3. Обеспечение учебной рефлексии

4. Подведение итогов занятия.

7 мин

117 мин

10 мин

10 мин

20 мин

10 мин

15 мин

15 мин

12 мин

25 мин

8 мин

3 мин

Этапы занятия:

  1. Введение в учебную деятельность

Преподаватель сообщает тему, цель и задачи. Просит приготовить учебник, тетрадь, письменные принадлежности, лист чистой бумаги.

Мотивация.

Преподаватель. Здравствуйте! Сегодня на занятии мы продолжим изучение материала по основам экологии.

Наша задача: пользуясь вашими знаниями об экологических факторах, вспомнить, что такое биоценоз и биогеоценоз, в чём заключается отличие в этих понятиях, каковы их основные характеристики. Доказать, что река является биогеоценозом.

Научиться оценивать качество биогеоценоза, прогнозировать его развитие. Выяснить, какие факторы могут повлиять на состояние биогеоценоза, и как это отразиться на существовании всей биосферы.

Как прекрасен мир вокруг нас! Как он чудесен, интересен и непостижим! И частью такого удивительного мира является Родной край, а сердцем – город. Да, тот самый город, в котором ты родился или живешь, с его величественными зданиями или разваливающимися домиками, улицами, дорогами, памятниками, людьми и … природой.

Валентина Одинец

  У Клязьмы грустные глаза И кружевная поволока, И серебристая коса Журчащих струек водотока. К тебе бежала от забот, Не находя себе покоя, И плеск твоих родимых вод. Бальзамом был мне в дни застоя. Один твой бережок крутой, Другой пологий и песчаный.

 Люблю неброский облик твой И мост старинный, деревянный. Тебе Екатерина – мать, Потёмкина узнав хвалебен, Просила, чтоб ему под стать, Собор поставил для молебен. И город здесь возник и рос.

 Ремёсла тут же процветали И Богородском “белых роз”

 Его так нежно называли.

2.Создание учебной ситуации:

Задание 1 Река в жизни общества

Преподаватель. Река это не просто природный водоток, это вечный неизменный нестареющий символ места, в котором заключены все духовно-материальные компоненты его культурного ландшафта.

Дома вы готовили сообщение на тему: «Роль реки в жизни общества». Давайте послушаем его и в виде тезисов запишем информацию в тетрадь. (Приложение 1)

Задание 2. Работа с картой.

Административным центром Ногинского района является г Ногинск. Население г. Ногинска – 116,3 тыс.чел. Город расположен на реке Клязьма (приток Оки) в 46 км к востоку от Москвы на северо-западной границе Мещерской низменности.

Ответьте на вопросы:

  • Перечислите реки Ногинского района.

  • Какая река протекает в г Ногинске?

  • Каково направление реки?

  • Какие реки протекают в городе Ногинске? (Притоки Клязьмы: Загребка (18 км), Черноголовка (22 км), Лавровка (13 км), Васса – это в черте города.

  • Какие реки впадают в Клязьму? (Черноголовка, Загребка, Васса, Лавровка, Солонога, Шаловка, Березовый мостик).

Перед вами на столах лежат схемы района. Внимательно рассмотрите их и подпишите реки. На выполнение задания вам дается 5 мин.

Давайте проверим, что у вас получилось. Подпишите реки на карте. Дома вы готовили небольшие сообщения о малых реках. Давайте послушаем их.

( На столах у студентов лежат карточки в картой Ногинского района. Студенты должны подписать их. На интерактивной доске вывешена карта района. Студенты 1 группы записывают названия рек, расположенных на западе района, второй группы – на востоке).

Задание 3. Экологические факторы.

Преподаватель. Вы изучали, что такое биогеоценоз, его признаки. Давайте изучим реку Клязьму и ответим на вопрос: «Является ли река биогеоценозом?». Приведём доказательства этому.

Для того чтобы доказать что река является биогеоценозом необходимо вспомнить факторы подтверждающие это.

  1. Что называется экологическими факторами? (Условия, оказывающие влияние на существование и географическое распространение (расселение) живых существ).

  2. Посмотрите на таблицу и назовите две основных группы экологических факторов (абиотические и биотические факторы). Что обозначают эти названия? (факторы неживой и живой природы).

Экологические факторы (Таблица №1.) 

Экологические факторы

Абиотические факторы

Биотические факторы

1. Освещенность.2. Температура.3. Влажность.4. Почва.

5. Горные породы и др.

1. Животные, их влияние на окружающую природу.
2. Растения, их влияние на окружающую природу.

Преподаватель: сейчас мы выполним небольшое тренировочное упражнение по определению экологических факторов. Я буду читать отрывок из книги Юрия Орлова “От истока Великой””, в котором речь пойдёт о реке Великой, а вам надо будет так же, в два столбика выписать все знакомые экологические факторы. (учащимся раздаётся текст на парты)

Юрий Орлов “От истока Великой””

Ветер успокоился, и река стала раскрывать свои тайны. Сквозь чистую прозрачную воду было видно дно. На светлом мелком песке -большие серые ракушки. Вокруг нас плавали бесчисленные мальки рыб – будущее богатство Великой и радость рыбаков. Деревья, росшие по берегам реки, тесно переплетались густыми кронами, образуя зеленый туннель.

Некоторые ветви свисали так низко, что иногда приходилось нагибаться, оберегая глаза. Ивы, росшие в изобилии у берега, задерживали наше продвижение. Не смотря ни на что, наши лодки шли медленно по тенистой водяной дорожке, при этом в отдельных местах приходилось веслами отталкиваться от берегов, чтобы продвигаться вперед”.

” Ребята, перекидываясь восторженными репликами, смотрели на Великую с изумлением”.

“Река оказалась капризной: все время убегает в сторону от людей. Но она и красива в любое время, в любом месте. Мы проплывали по таким загадочным местам, что дух захватывало от восторга. Все же хороша наша Псковская земля!

А теперь напишите на доске факторы, которые вы отнесли в группу абиотческих и прокоментируйте, битических. Как вы считаете, на что будут влиять эти факторы?

Пример заполнения таблицы учащимися, после прослушивания текста:

Экологические факторы Таблица №2

Абиотические факторы

Биотические факторы

– «тень», т.е. недостаток света;
– прозрачность воды (течение)

– мелководья

– наличие ракушек;

– мальки рыб;

– густая растительность (ивы) по берегам реки

Здание 4. Речная экосистема

Речная экосистема — экосистема, работающая в природной среде и включающая в себя биотические взаимодействия среди растений, животных и микроорганизмов, а также абиотические физические и химические взаимодействия

Речные экосистемы являются яркими примерами проточных(lotic) экосистем ( от латинского lotus, что означает «промывание»).

Под проточной водой можно понимать водные объекты в диапазоне от ручья в несколько сантиметров в ширину до главных рек в несколько километров в ширину.

Проточные экосистемы отличаются от стоячих, которые включают в себя стоячую, наземную воду, например озёр и прудов. Вместе эти две области образуют более крупную область изучения пресноводных или водных экосистем в целом.

Следующие характеристики делают экологию пресноводных экосистем уникальной отличающейся от других водных мест обитания.

Преподаватель. Перечислите характеристики проточных экосистем.

Студенты записывают на интерактивной доске свои характеристики проточных экосистем. Затем открывают текст и сравнивают его с исходным. Совместно исправляют ошибки.

  • Течение однонаправленное

  • Экосистема находится в состоянии постоянного физического изменения

  • Существует высокая степень пространственной и временной неоднородности во всех масштабах (микроместообитаний).

  • Различия между проточными экосистемами достаточно высоки.

  • Организмы специально приспособлены к жизни в проточных условиях.

Задание 5. Является ли река Клязьма биогеоценозом?

Преподаватель. Давайте вспомним:

  • что такое биоценоз?

  • Что такое биотоп?

  • Что такое биогеоценоз?

Как вы думаете, какое определение можно применить к реке Клязьма? (биогеоценоз). Давайте докажем это. Первая группа будет искать и докладывать нам признаки биотопа, а вторая – признаки биоценоза.

( На столах у студентов лежит раздаточный материал, который они могут использовать при подготовке ответа. Выдана цветная бумага, ножницы, клей, чтобы студенты могли сделать схемы более наглядными). Приложение 2.

Задание 6. Трофические отношения

Преподаватель. Внутри экологической системы органические вещества создаются автотрофными организмами (например, растениями). Растения поедают животные, которых, в свою очередь, поедают другие животные.

Такая последовательность называется пищевой цепью; каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем (греч. trophos «питание»). Организмы первого трофического уровня называются первичными продуцентами.

На суше большую часть продуцентов составляют растения лесов и лугов; в воде это, в основном, зелёные водоросли. Кроме того, производить органические вещества могут сине-зелёные водоросли и некоторые бактерии.

Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего трофического уровня – вторичными консументами и т. д.

Первичные консументы – это травоядные животные (многие насекомые, птицы и звери на суше, моллюски и ракообразные в воде) и паразиты растений (например, паразитирующие грибы). Вторичные консументы – это плотоядные организмы: хищники либо паразиты.

В типичных пищевых цепях хищники оказываются крупнее на каждом уровне, а паразиты – мельче.

Существует ещё одна группа организмов, называемых редуцентами. Это сапрофиты (обычно, бактерии и грибы), питающиеся органическими остатками мёртвых растений и животных (детритом).

Детритом могут также питаться животные – детритофаги, ускоряя процесс разложения остатков. Детритофагов, в свою очередь, могут поедать хищники.

В отличие от пастбищных пищевых цепей, начинающихся с первичных продуцентов (то есть с живого органического вещества), детритные пищевые цепи начинаются с детрита (то есть с мёртвой органики).

Пищевые сети

 Зачастую живые организмы в природе взаимодействуют между собой более сложно и визуально такое взаимодействие больше похоже на сеть . Такая сеть называется пищевой сетью. Давайте рассмотрим пищевую сеть, которая формируется в реке Клязьма. (игра)

Решение экологических задач: Приложение 3.

Карточка № 1:

Решите задачу:

Какое количество планктона в кг необходимо, чтобы в водоёме выросла щука массой 8 кг?

Решение:

Продуцент Консумент 1 порядка Консумент 2 порядка

( ) ( ) ( )

  1. Расстановка известных по условию данных

Информационная карточка

С одного трофического уровня на другой переходит не более 10% энергии и массы вещества, а 90 % рассеивается в виде тепла.

Карточка № 2

Решите задачу:

Рассмотрите две пирамиды биомассы, на которых отображена биомасса планктона в реке весной и зимой. Объясните, почему в течение года переворачивается.

Чем можно объяснить:

  • весеннее увеличение бимассы фитопланктона;

  • быстрое падение её в летние месяцы;

  • увеличение осенью;

уменьшение зимой

Давайте подведем итог первой части занятия и ответим на вопрос: « Является ли река Клязьма экосистемой (биогеоценозом)?»

Задание 7 Влияние города на экосистему реки.

Преподаватель:

Река Клязьма протекает через центр города, делит его на две части. Ответьте на следующие вопросы:

  • Оказывает ли влияние местоположение реки на её состояние?

  • Как вы считаете, оказывает ли человек влияние на экосистему реки?

  • В нашем городе, по вашему мнению, какой самый сильный загрязнитель окружающей среды?

(примерный ответ студента)

Влияние человека беседа

Загрязнение

Источники загрязнения проточных экосистем трудно контролировать, так как они имеются по всей длинне русла, выбрасывая небольшое количество отходов во многих местах. Сельскохозяйственные угодья часто дают большое количество отложений, удобрений и химических веществ в близлежащие ручьи и реки.

Городские и жилые районы также могут добавить к этому загрязнения, в случае если загрязняющие вещества накапливаются на непроницаемых поверхностях, таких как дороги и парковки, просачивающиеся затем в экосистему.

Повышенные концентрации питательных веществ, особенно азота и фосфора, которые являются ключевыми компонентами удобрений, могут увеличить рост перифитона, который может быть особенно опасен в местах с медленным течением.

Еще один загрязнитель – кислотные дожди, формирующиеся из двуокиси серы и окиси азота, вылетающие из заводов и электростанций. Эти вещества легко растворяются в атмосферной влаге и попадают в проточные экосистемы в виде осадков. Это может привести к снижению рН этих водоемов, затрагивая все трофические уровни от водорослей до позвоночных.

Видовое богатство и общее число видов в системе уменьшается с уменьшением рН. В то время как прямое загрязнение проточных экосистем, значительно сократилось в Соединенных Штатах после принятия правительством Закона о чисто воде, загрязнения из диффузных точечных источников по прежнему являются большой проблемой.

  • Строительство плотин

  • Плотины изменяют течение, температуру и режим осадков в проточных экосистемах. Кроме того, многие реки перекрыты плотиной в нескольких местах, усиливая эффект.

    Плотины могут вызвать усиление ясности и снижение изменчивости в потоке ручья, который, в свою очередь привести к увеличению концентрации перефитона.

    Видовое богатство беспозвоночных ниже плотины может снизиться в связи с общим сокращением неоднородности среды обитания.

    Кроме того, тепловые изменения могут повлиять на развитие насекомых, аномально теплые зимние температуры нарушают сигналы, нужные для того чтобы разбить яйцо диапаузы и чрезмерно холодные летние температуры оставляют слишком мало приемлемые дней, чтобы завершить рост. Наконец плотины разделяют речные экосистемы изолируя существующие попубляции и мешают миграции рыб.

  • Заселение видов

  • Заселенные виды вводятся в проточные экосистемы в ходе целенаправленных мероприятий(например для игр и развода пищевых видов), а также непреднамеренных событий(завозятся в лодках или болотными куликами).

    Эти организмы могут повлиять на коренных обитателей очень плохо изза конкуренции за добычу, места обитания, хищничества, изменения среды обитания, гибридизации или привнесении вредных болезней и паразитов.

    Однажды завезенные эти виды становятся трудноконтроллируемыми и трудноискорениямыми из за соединенности проточных экосистем.

    Наиболее опасны завезенные виды в районах где биота вымирает, например в Юго Восточной части Соединенных Штатов где вымирают мидии, или в тех районах, где локализованы эндемичные виды, например в проточных системах севернее Скалистых гор, где многие виды развивались в изоляции.

Данные исследования.

Основным загрязнителем воздушного бассейна города Ногинска является автотранспорт, выбросы которого составляют 80-90% от общего количества загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу.  Количество автотранспортных средств в городе неуклонно растет. По данным нашего исследования, проведенного на ул Рабочая в 2015 году было  зарегистрировано более автомобилей. 

В городе отмечается многократное превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) следующих веществ: диоксид азота, оксиды углерода, формальдегид и пыль (взвешенные вещества).

Задание 8. Химический анализ воды реки Клязьма.

Преподаватель. Мы с вами выяснили, что с талыми и дождевыми водами, вещества выбрасываемые в вождух автотранспортом, попадают в реку и влияют на состояние всех живых организмов, обитающих в ней.

Давайте возьмем воду реки Клязьма и проведем химический анализ при помощи тест-комплектов полевой лаборатории Крисмас+.

(На столах у студентов лежат комплекты для проведения химического анализа, склянка с водой)

На выполнение задания вам отводится 20 мин.

  1. обеспечение учебной рефлексии.

  1. Студенты отвечают на вопросы:

  2. Что ты делал?

  3. Что у тебя не получилось?

  4. Почему не получилось?

  5. Как их этого выйти?

4. Подведение итогов занятия.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

Источник: https://infourok.ru/metodicheskaya-razrabotka-otkritogo-zanyatiya-s-uchebnoy-gruppoy-ekologi-turisti-tema-reka-kak-prirodnaya-ekosistema-vliyanie-go-692223.html

Book for ucheba
Добавить комментарий