Правило экологической пирамиды. Биогеоценоз водоема

Внимание учащихся сосредоточивается на ведущих экологических закономерностях – правилах экологической пирамиды (массы, энергии, чисел), на конкретизации этих закономерностей. Усвоению экологических закономерностей способствуют овладение понятием биологической продуктивности, использование знаний пищевых связей. Важно рассмотреть биогеоценоз водоема и на конкретном примере выявить его структурные компоненты, пищевые связи, направление потока вещества и энергии, правило экологической пирамиды, следует обосновывать целостность и устойчивость биогеоценоза. Указанный подход будет способствовать формированию не только знаний, но и убеждений учащихся в необходимости сохранения целостности и устойчивости экосистем.

Урок целесообразно проводить методом беседы с использованием таблиц, материалов экскурсии. Для успешного изучения нового материала необходимо проверить знания учащимися определений биоценоза и биогеоценоза, их структурных компонентов, круговорота веществ и потока энергии, пищевых связей. Объяснение нового материала начинается с рассмотрения структурных компонентов биогеоценоза, введения на их основе определений первичной и вторичной продуктивности, конкретизации этих определений на примере отдельных биогеоценозов.

Затем учитель предлагает записать на доске любую цепь питания (например, растения, насекомые, насекомоядные птицы, хищные птицы), проанализировать ее и определить, в каком звене цепи биомасса наибольшая, какую закономерность при этом можно выявить. С помощью учителя школьники приходят к выводу, что наибольшую биомассу в этой цепи составляют растения, а биомасса насекомых значительно меньше, чем съедаемая ими биомасса растений, биомасса хищных птиц во много раз меньше биомассы зеленых растений в рассматриваемой пищевой цепи. Восстановление знаний учащимися энергетического обмена позволяет сделать вывод, что только небольшая часть содержащейся в пище энергии используется на синтез органических веществ своего тела, большая часть энергии пищи рассеивается в виде тепла.

Для конкретизации установленной зависимости учитель приводит обобщенный пример: на определенной территории растет 1000 растительных единиц, которыми питаются животные, при этом часть пищи идет на построение тела, а часть непереваренных остатков выводится из организма. Соотношение между массой растений и существующих за их счет животных составляет примерно 10:1, в следующем звене соотношение примерно такое же, биомасса хищников примерно в 10 раз меньше биомассы растительноядных животных. Такой пример позволяет учащимся самостоятельно сделать вывод, что от звена к звену в цепи питания происходят большие потери энергии, используется ее лишь от 5 до 20%. От звена к звену в цепи питания органическая масса уменьшается в среднем в 10 раз. В связи с этим цепи питания не могут быть очень длинными и состоят всего из 3–6 звеньев.

Учитель вводит понятия пирамиды чисел, массы, энергии и подчеркивает тенденцию обесценивания энергии, превращения ее значительной части в тепло, уменьшения количества органического вещества в цепи питания. Для закрепления знаний экологической закономерности учащиеся получают задание: рассмотреть на таблице биогеоценоз пресноводного водоема, вспомнить результаты наблюдений на экскурсии, составить пищевую цепь (рядом сидящие школьники получают разные варианты), выявить направление потока вещества и энергии в ней, определить примерное соотношение биомассы между звеньями, объяснить, почему цепи короткие.

Для выполнения задания учитель просит школьников назвать структурные компоненты биогеоценоза пресноводного водоема, определить, достаточно ли устойчива эта система. Учащиеся называют продуцентов, консументов и разрушителей – три основных структурных компонента, обнаруживают направление потока вещества и энергии, находят множество цепей питания в водоеме, сложившихся вследствие большого числа обитающих в нем видов. Они выявляют черты приспособленности популяций разных видов к совместному обитанию. В результате выполнения задания учащиеся приходят к выводу, что биогеоценоз пресноводного водоема – устойчивая система, так как составляющие ее виды имеют множество приспособлений к совместному обитанию и факторам неживой природы, благодаря чему в ней обеспечивается достаточно полный круговорот веществ, такие водоемы существуют многие десятилетия.

Для закрепления знаний учитель предлагает школьникам назвать меры охраны биоценоза пресноводного водоема, просит привести примеры использования правила экологической пирамиды в народном хозяйстве. Учащиеся могут отметить необходимость сохранения всего многообразия популяций живых существ, обитающих в водоеме, и поддержания благоприятной для них среды обитания. Они могут указать на опасность заселения водоема новыми видами растений и животных, так как вид-пришелец может сильно размножиться и вытеснить другие виды, нарушить цепи питания, круговорот веществ, целостность и устойчивость данной экосистемы. Школьники выявляют соотношение биомассы в цепях питания и приходят к выводу, что в практической деятельности, при разведении рыбы в водоемах, надо исходить из правила экологической пирамиды: учитывать биомассу растений при разведении травоядной рыбы, знать способы ее увеличения и т. д.


Учителю биологии на заметку:

Биогеоценоз дубравы
Изменения в биогеоценозах
Численность популяций в биогеоценозах
Агроценозы – искусственные образования
Агроценоз во многом уступает биогеоценозу
Обобщение экологических знаний
Биосфера и ее границы
Биомасса планеты и воздействие на нее человека
Функции живого вещества
Микроорганизмы почвы и антропогенный фактор
Влияние деятельности человека на природу
Методика обучения общей биологии