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).
Вернуть оригиналСтр. 253
Вопросы
1. Что такое сукцессия?
Сукцессия — это закономерный постепенный процесс смены одних природных сообществ другими.
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.
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).
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.
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.
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.
Вернуть оригиналЗадания
7. Развитие сообществ на скалах — длительный вековой процесс. Предложите способы его ускорения.
Способы ускорения развития сообществ на скалах:
Вернуть оригиналСоздание искусственного субстрата: Внесение почвы или органических остатков в трещины скал для закрепления растений.
Вернуть оригиналПосев семян: Высев засухоустойчивых и быстрорастущих видов (например, травянистых пионеров) в подготовленный субстрат.
Вернуть оригиналУдержание влаги: Использование материалов для задержания влаги в скальных трещинах (например, гидрогеля).
Вернуть оригинал8. Выделите основные причины смены природных сообществ. Приведите примеры.
Основные причины смены природных сообществ:
Вернуть оригиналЕстественные процессы старения и роста: Отмирание старых деревьев и замещение их молодым поколением. Пример: Смена светолюбивой берёзы теневыносливой елью.
Вернуть оригиналКлиматические факторы (стихийные бедствия): Пожары, ураганы, наводнения. Пример: Смена хвойного леса на луг и затем на мелколиственный лес после пожара.
Вернуть оригиналАнтропогенные факторы (деятельность человека): Вырубка леса, чрезмерный выпас скота, загрязнение. Пример: Превращение луга в заросли несъедобного чертополоха из-за интенсивного выпаса.
Вернуть оригинал9. Укажите последовательность процессов превращения экосистемы пруда в экосистему болота.
Последовательность процессов (заращивания) превращения пруда в болото:
Вернуть оригиналНакопление органики: На дне пруда накапливаются органические остатки отмерших водных растений и животных.
Вернуть оригиналРазвитие береговой флоры: На берегах и мелководье разрастаются водные и болотные растения (осоки, тростник).
Вернуть оригиналНакопление торфа: Отмершие болотные растения образуют торф, который постепенно заполняет водоём.
Вернуть оригиналУсиление заболачивания: Начинают поселяться сфагновые мхи, которые ещё больше задерживают влагу и ухудшают снабжение кислородом.
Вернуть оригиналСмена сообщества: Появляются низкорослые кустарники и деревья (багульник, карликовая сосна), завершая превращение водоёма в болото.
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.
Вернуть оригиналВ лесу в течение 10 лет произойдут следующие изменения:
Вернуть оригиналЗаболачивание: Повышение уровня грунтовых вод приведёт к заболачиванию почвы на прилегающем участке леса.
Вернуть оригиналГибель деревьев: Деревья, чьи корни не выдерживают переувлажнения и недостатка кислорода (например, сосны), начнут ослабевать и погибать.
Вернуть оригиналСмена растительности: На месте погибших деревьев начнут селиться гигрофиты (влаголюбивые растения) и болотные растения (мхи, осоки).
Вернуть оригиналСмена фауны: Изменится животный мир, характерный для влажных и болотных условий.
Вернуть оригиналТаким образом, произойдёт смена лесной экосистемы на болотную (сукцессия).
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.
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.
Вернуть оригиналБерёза растёт быстро и является пионером (первой заселяет освобождённые участки).
Вернуть оригиналПод пологом берёзового леса сохраняется тень, куда переносятся семена ели (коренного вида).
Вернуть оригиналСаженцы ели могут медленно, но устойчиво расти в тени (что недоступно для берёзы).
Вернуть оригиналСо временем ель вырастает, вытесняет берёзу и формирует собственный темнохвойный еловый лес.
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?
Вернуть оригиналЧужеземные виды растений чаще внедряются по нарушенным местам (обочинам дорог, насыпям, пашням), потому что:
Вернуть оригиналКонкуренция: В этих нарушенных местах отсутствует или снижена конкуренция со стороны местных устойчивых сообществ (леса, луга, степи).
Вернуть оригиналСвет и почва: Нарушенные места, как правило, открыты (много света) и имеют рыхлую почву, что облегчает прорастание семян и закрепление новых видов.
Вернуть оригиналВ сформировавшихся устойчивых сообществах (леса, луга, степи) чужеземным видам сложно конкурировать с местными видами, которые лучше приспособлены к условиям среды.
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?
Вернуть оригиналЕсли все сообщества достигнут стабильного состояния, а виды, связанные с неустойчивыми стадиями (пионерные виды), исчезнут, то:
Вернуть оригиналНарушится восстановление: Исчезнет механизм первичного заселения и быстрого восстановления территорий после нарушений (пожаров, вырубок).
Вернуть оригиналСнизится биоразнообразие: Общее биоразнообразие резко снизится, что сделает экосистемы менее устойчивыми к резким изменениям климата или болезням.
Вернуть оригиналИсчезнут зависимые виды: Погибнут все виды животных и микроорганизмов, которые зависят от пионерных растений.
Вернуть оригинал15. Какие примеры смены экосистем под воздействием антропогенного фактора вы наблюдали?
Примеры смены экосистем под воздействием антропогенного фактора:
Вернуть оригиналВырубка леса: Смена лесного сообщества на луговое или сельскохозяйственное поле.
Вернуть оригиналЗагрязнение: Смена видового состава леса или водоёма на более устойчивые к загрязнению виды (например, гибель чувствительных мхов вблизи заводов).
Вернуть оригиналСоздание водохранилищ: Смена наземного сообщества на водное (озеро).
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?
Вернуть оригиналВасюганское болото даёт кислорода:
Площадь болота составляет 5 000 000 га.
Минимальное количество кислорода, выделяемое с 1 га: 260 кг.
Вернуть оригиналМаксимальное количество кислорода, выделяемое с 1 га: 700 кг.
Вернуть оригиналМинимально:
5 000 000 га · 260 кг/га = 1 300 000 000 кг
Вернуть оригиналМаксимально:
5 000 000 га · 700 кг/га = 3 500 000 000 кг
Вернуть оригиналВасюганское болото даёт от 1 миллиарда 300 миллионов кг до 3 миллиардов 500 миллионов кг кислорода в год.
Вернуть оригинал2. В каких областях России расположено Васюганское болото?
Васюганское болото расположено в Западной Сибири.
Вернуть оригинал3. Начало каких рек Сибири даёт Васюганское болото?
Васюганское болото даёт начало многим рекам Сибири.
Вернуть оригинал4. Назовите три страны Европы, площадь которых меньше площади Васюганского болота.
Площадь Васюганского болота составляет около 55 тыс. км2.
Вернуть оригиналСтраны Европы, площадь которых меньше: Дания, Нидерланды, Швейцария, Бельгия (нужно выбрать любые три).
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.
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.
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.
Вернуть оригинал3. Благодаря каким свойствам эвкалиптов стало возможно оздоровление этой местности?
Оздоровление местности стало возможно благодаря следующим свойствам эвкалиптов:
Вернуть оригиналПоглощение влаги: Эвкалипты являются интенсивными потребителями влаги, что привело к осушению Колхидских болот.
Вернуть оригиналАнтисептические свойства: Эвкалипты выделяют фитонциды (летучие антисептические вещества), которые подавляют развитие микроорганизмов.
Вернуть оригиналОсушение болот устранило среду обитания малярийных комаров, которые являлись переносчиками болезни.
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:
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.
Вернуть оригиналТип болот: Большинство болот России — это верховые болота с холодной, кислой водой и бедными почвами, что не благоприятствует развитию личинок малярийного комара.
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:
Вернуть оригиналБобовые травы (клевер, люцерна) более ценны для корма и часто имеют незащищённые точки роста, поэтому они сильнее страдают от выщипывания скотом.
Вернуть оригиналЗлаки (тимофеевка, мятлик) имеют защищённые точки роста в зоне кущения у основания (соломины), что позволяет им быстро восстанавливаться после стравливания.
Вернуть оригиналСледовательно, интенсивный выпас приводит к уменьшению доли бобовых трав и увеличению доли злаков.
Вернуть оригинал2. Поговорка «У овцы ядовитые зубы» связана с тем, что овца обкусывает траву очень низко – на высоте 2 см. Объясните смысл поговорки.
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.
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?
Вернуть оригиналНаиболее засухоустойчивым является то растение, которое расходует наименьшее количество воды для образования сухого вещества:
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.
Вернуть оригиналСтр. 256