Решебник по биологии 7 класс Суматохин. Углубленный §57

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).

Сукцессия — это закономерный постепенный процесс смены одних природных сообществ другими.

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.

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).

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.

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.

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.

Способы ускорения развития сообществ на скалах:

1. Создание искусственного субстрата: Внесение почвы или органических остатков в трещины скал для закрепления растений.

2. Посев семян: Высев засухоустойчивых и быстрорастущих видов (например, травянистых пионеров) в подготовленный субстрат.

3. Удержание влаги: Использование материалов для задержания влаги в скальных трещинах (например, гидрогеля).

Основные причины смены природных сообществ:

1. Естественные процессы старения и роста: Отмирание старых деревьев и замещение их молодым поколением. Пример: Смена светолюбивой берёзы теневыносливой елью.

2. Климатические факторы (стихийные бедствия): Пожары, ураганы, наводнения. Пример: Смена хвойного леса на луг и затем на мелколиственный лес после пожара.

3. Антропогенные факторы (деятельность человека): Вырубка леса, чрезмерный выпас скота, загрязнение. Пример: Превращение луга в заросли несъедобного чертополоха из-за интенсивного выпаса.

Последовательность процессов (заращивания) превращения пруда в болото:

1. Накопление органики: На дне пруда накапливаются органические остатки отмерших водных растений и животных.

2. Развитие береговой флоры: На берегах и мелководье разрастаются водные и болотные растения (осоки, тростник).

3. Накопление торфа: Отмершие болотные растения образуют торф, который постепенно заполняет водоём.

4. Усиление заболачивания: Начинают поселяться сфагновые мхи, которые ещё больше задерживают влагу и ухудшают снабжение кислородом.

5. Смена сообщества: Появляются низкорослые кустарники и деревья (багульник, карликовая сосна), завершая превращение водоёма в болото.

В лесу в течение 10 лет произойдут следующие изменения:

1. Заболачивание: Повышение уровня грунтовых вод приведёт к заболачиванию почвы на прилегающем участке леса.

2. Гибель деревьев: Деревья, чьи корни не выдерживают переувлажнения и недостатка кислорода (например, сосны), начнут ослабевать и погибать.

3. Смена растительности: На месте погибших деревьев начнут селиться гигрофиты (влаголюбивые растения) и болотные растения (мхи, осоки).

4. Смена фауны: Изменится животный мир, характерный для влажных и болотных условий.

Таким образом, произойдёт смена лесной экосистемы на болотную (сукцессия).

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.

На месте берёзового леса вырастает еловый, потому что берёза является светолюбивым растением, а ель — теневыносливым.

1. Берёза растёт быстро и является пионером (первой заселяет освобождённые участки).

2. Под пологом берёзового леса сохраняется тень, куда переносятся семена ели (коренного вида).

3. Саженцы ели могут медленно, но устойчиво расти в тени (что недоступно для берёзы).

4. Со временем ель вырастает, вытесняет берёзу и формирует собственный темнохвойный еловый лес.

Чужеземные виды растений чаще внедряются по нарушенным местам (обочинам дорог, насыпям, пашням), потому что:

1. Конкуренция: В этих нарушенных местах отсутствует или снижена конкуренция со стороны местных устойчивых сообществ (леса, луга, степи).

2. Свет и почва: Нарушенные места, как правило, открыты (много света) и имеют рыхлую почву, что облегчает прорастание семян и закрепление новых видов.

В сформировавшихся устойчивых сообществах (леса, луга, степи) чужеземным видам сложно конкурировать с местными видами, которые лучше приспособлены к условиям среды.

Если все сообщества достигнут стабильного состояния, а виды, связанные с неустойчивыми стадиями (пионерные виды), исчезнут, то:

1. Нарушится восстановление: Исчезнет механизм первичного заселения и быстрого восстановления территорий после нарушений (пожаров, вырубок).

2. Снизится биоразнообразие: Общее биоразнообразие резко снизится, что сделает экосистемы менее устойчивыми к резким изменениям климата или болезням.

3. Исчезнут зависимые виды: Погибнут все виды животных и микроорганизмов, которые зависят от пионерных растений.

Примеры смены экосистем под воздействием антропогенного фактора:

1. Вырубка леса: Смена лесного сообщества на луговое или сельскохозяйственное поле.

2. Загрязнение: Смена видового состава леса или водоёма на более устойчивые к загрязнению виды (например, гибель чувствительных мхов вблизи заводов).

3. Создание водохранилищ: Смена наземного сообщества на водное (озеро).

Васюганское болото даёт кислорода:

Площадь болота составляет 5 000 000 га.

Минимальное количество кислорода, выделяемое с 1 га: 260 кг.

Максимальное количество кислорода, выделяемое с 1 га: 700 кг.

Минимально:

5 000 000 га · 260 кг/га = 1 300 000 000 кг

Максимально:

5 000 000 га · 700 кг/га = 3 500 000 000 кг

Васюганское болото даёт от 1 миллиарда 300 миллионов кг до 3 миллиардов 500 миллионов кг кислорода в год.

Васюганское болото расположено в Западной Сибири.

Васюганское болото даёт начало многим рекам Сибири.

Площадь Васюганского болота составляет около 55 тыс. км².

Страны Европы, площадь которых меньше: Дания, Нидерланды, Швейцария, Бельгия (нужно выбрать любые три).

50 м² эвкалиптового леса поглощает 40 г углекислого газа за час.

В 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.

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.

Оздоровление местности стало возможно благодаря следующим свойствам эвкалиптов:

1. Поглощение влаги: Эвкалипты являются интенсивными потребителями влаги, что привело к осушению Колхидских болот.

2. Антисептические свойства: Эвкалипты выделяют фитонциды (летучие антисептические вещества), которые подавляют развитие микроорганизмов.

Осушение болот устранило среду обитания малярийных комаров, которые являлись переносчиками болезни.

Малярия не распространена в умеренных широтах нашей страны, потому что:

1. Климатические 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.

2. Тип болот: Большинство болот России — это верховые болота с холодной, кислой водой и бедными почвами, что не благоприятствует развитию личинок малярийного комара.

Многолетний выпас может влиять на соотношение бобовых трав и злаков на лугу следующим образом:

• Бобовые травы (клевер, люцерна) более ценны для корма и часто имеют незащищённые точки роста, поэтому они сильнее страдают от выщипывания скотом.

• Злаки (тимофеевка, мятлик) имеют защищённые точки роста в зоне кущения у основания (соломины), что позволяет им быстро восстанавливаться после стравливания.

Следовательно, интенсивный выпас приводит к уменьшению доли бобовых трав и увеличению доли злаков.

Смысл 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.

Наиболее засухоустойчивым является то растение, которое расходует наименьшее количество воды для образования сухого вещества:

1. Просо: 293 т

2. Овёс: 597 т

3. Лён: 905 т

Наиболее засухоустойчивое растение — просо, так как оно потребляет меньше всего воды на образование сухого вещества.