§ 54. Почему происходит смена экосистем

Естествознание, 6 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Раздел 6: Экология и устойчивое развитие. Страницы 130–135.

Чему научишься

• Отличать сезонные изменения экосистемы от многолетних.
• Называть три группы факторов смены экосистем: биотические, абиотические, антропогенные.
• Объяснять, что такое сукцессия, на примере «озеро → болото → луг → лес».
• Приводить примеры, как человек быстро меняет экосистемы: распашка целины, выпас, завоз новых видов.

Разминка

• Из чего состоит экосистема? Из биоценоза (живое) и экотопа (неживое).
• Что делают редуценты? Разлагают мёртвые остатки и возвращают минеральные вещества в почву.
• Чем весенняя степь отличается от степи в августе? Весной она зелёная и цветёт тюльпанами, ирисами. К концу лета трава выгорает и становится жёлто-бурой.
• Что такое круговорот веществ? Переход веществ от одних организмов к другим и обратно в почву, воду, воздух.

Разбираемся

Экосистема тоже взрослеет

За год экосистема меняется на глазах. Весенняя степь пестрит цветами, осенний лес жёлто-багряный, зимний — в снежных шапках. Это сезонные изменения: каждый год они повторяются.

Но есть и многолетние изменения. Экосистема устойчива, сама себя поддерживает — и всё-таки медленно развивается. Простые сообщества с немногими видами сменяются сложными, где видов много.

📌 Развитие экосистемы — это смена сообществ растений, животных, грибов и микробов на одном месте.

Как озеро становится лесом

В озере круговорот веществ не замкнут. Не весь «мусор» успевает переработаться: остатки растений и животных копятся на дне. Озеро мелеет и превращается в болото. Мхи отмирают, слёживаются и становятся торфом.

На подсохшем торфе селятся луговые травы: сначала влаголюбивые, потом те, кому хватает умеренной влаги. Получается луг. Но и на лугу круговорот не замкнут: почва уплотняется, появляются кусты, потом деревья. Сначала их мало, потом всё больше — и вот уже лес с полянами.

📌 Сукцессия — последовательная, закономерная смена одних сообществ другими на одном и том же участке. Например, зарастание песков и каменистых осыпей, заселение заброшенного поля растениями и животными.

🌟 На песках у Капчагайского водохранилища или на брошенных полях в степи сукцессию можно увидеть своими глазами: сначала появляются сорняки и полынь, потом многолетние травы, а через годы — кустарники.

Три силы, которые меняют экосистемы

Почему одно сообщество сменяется другим? Учёные выделяют три группы факторов.

Медленно и быстро

Смена под действием самих организмов идёт медленно: десятки, сотни, тысячи лет. Главную роль в ней играют растения.

Человек меняет экосистемы быстро — за несколько лет. И часто при этом видов становится меньше, а экосистема — проще и слабее.

• Целина. Во второй половине XX века в Казахстане распахали огромные степи. Естественные степные экосистемы исчезли, а с ними многие насекомые, звери и травы.
• Водохранилища. Пойменные луга (они каждую весну заливаются разливом реки) уходят под воду навсегда.
• Выпас скота на одном месте. Скот съедает вкусные злаки, а несъедобные полынь и чертополох разрастаются. Многие растения не успевают дать семена. Видов становится меньше, пищевые сети упрощаются.

🌟 Сайгак — степная антилопа с забавным носом-хоботком. Из-за браконьеров он почти исчез и попал в Красную книгу. Живёт сайгак только в Казахстане, Узбекистане, Туркменистане и Монголии (и немного в России). Благодаря охране в Казахстане его стало очень много: по авиаучёту 2023 года — около 1,9 миллиона голов.

📕 В учебнике написано, что сайгаков «более 150 000 голов». Это устарело: по авиаучёту 2023 года их около 1,9 млн.

Кактус, который чуть не съел Австралию

Иногда человек завозит в экосистему новый вид. В Австралию из Америки привезли кактус опунцию, чтобы делать колючие изгороди на пастбищах. Врагов у неё там не было, и она разрослась так, что вытеснила местные растения и сменила целые экосистемы.

Спасла бабочка кактусовая огневка: её гусеницы едят опунцию. Огневку завезли в 1920-х годах, кактуса стало меньше, и экосистемы постепенно восстановились.

💡 Видишь, как работает биотический фактор? Один вид (гусеница) сдерживает другой (кактус). В природе всё уравновешено, пока человек не нарушит связи.

Когда природа ломает сама

Молния поджигает лес. Вода и ветер сносят почву и оголяют скалы. Плотина бобров превращает луг в болото. Резкие изменения климата, извержения вулканов, рост гор тоже разрушают экосистемы.

Но у природы есть «лекарство» — та самая сукцессия. На гари сначала вырастает иван-чай, потом берёзы, а через десятки лет снова лес. Без этого Земля давно бы стала голым камнем.

В далёком прошлом климат менялся много раз. В тёплые и влажные эпохи планету покрывали тропические леса. Когда суша поднималась и климат становился сухим, леса сменялись саваннами и степями, появлялись пустыни.

👨‍👩‍👧 Родителю. На прогулке найдите заброшенный участок, старую клумбу или пустырь. Спросите: «Что тут росло бы через 10 лет, если никто не будет косить?» Это хороший живой пример сукцессии.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Чем сезонные изменения отличаются от многолетних? Сезонные повторяются каждый год (цветение, листопад). Многолетние идут годами и меняют саму экосистему.
• Какие три группы факторов меняют экосистемы? Биотические (живая природа), абиотические (неживая природа), антропогенные (человек).
• Какая смена идёт быстрее — природная или вызванная человеком? Вызванная человеком: за несколько лет, а природная — за сотни и тысячи.
• Что случилось со степями Казахстана при освоении целины? Их распахали, естественные степные экосистемы исчезли вместе со многими видами.

Решаем упражнения

№ 1

(задание в начале параграфа: «Подумай») Если из биоценоза исчезает один вид, другие занимают его место и выполняют его роль. Зачем тогда беречь разнообразие видов?

Как думать. Представь футбольную команду. Если один игрок ушёл, его заменят. А если уйдут пятеро?

Пример ответа.

• Заменить можно не всех: у некоторых видов нет «дублёров» (например, у единственного опылителя растения).
• Чем меньше видов, тем меньше запасных путей в пищевой сети. Экосистема становится хрупкой: следующая потеря может её разрушить.
• Пока замена найдётся, экосистема успевает пострадать: например, без хищников размножатся грызуны и съедят урожай.
• Каждый вид неповторим. Исчезнув, он не вернётся никогда.

Ответ: разнообразие делает экосистему устойчивой: чем больше видов, тем легче ей пережить потерю одного из них.

№ 2

(задание без номера в учебнике: мини-проект «Кинолента времени») Внимательно рассмотри рисунок смены биоценоза и сделай «киноленту» — основные этапы смены одной экосистемы другой.

Как думать. На рисунке три «кадра»: водоём с берегом, заросшее влажное место, лес. Добавь промежуточные этапы из текста.

Решение. Нарисуй длинную полосу, раздели её на 5–6 «кадров», как плёнку:

1. Озеро с камышом у берега, на дне — слой ила.
2. Болото: вода почти исчезла, мох, торф.
3. Сырой луг: осока и влаголюбивые травы.
4. Сухой луг: злаки, цветы, первые кусты.
5. Кусты и молодые деревья.
6. Лес с луговыми полянами.

Под каждым кадром подпиши, что изменилось: воды меньше, почва плотнее, растения выше.

Ответ: озеро → болото → сырой луг → луг → кустарники → лес.

№ 3

(задание без номера в учебнике: работа в паре) Составь с одноклассником таблицу «Линии сравнения»: сравни биотический фактор смены экосистем и человеческий. Линии сравнения придумай сами.

Как думать. «Линия сравнения» — это вопрос, по которому сравниваем: как быстро? кто главный? что становится с числом видов?

Пример ответа.

Ответ: в таблице.

№ 4

Приведи примеры быстрой смены экосистем.

Пример ответа.

• Распашка целинных степей Казахстана — степь стала пашней.
• Пойменные луга залиты водохранилищем (например, Капчагайским на реке Или).
• Лесной пожар от молнии — лес за день стал гарью.
• Опунция в Австралии вытеснила местные растения.
• Высыхание Аральского моря: на месте дна появилась пустыня Аралкум.

Ответ: распашка степи, водохранилище, пожар, завоз чужого вида, высыхание Арала.

№ 5

От чего зависит конечный этап развития экосистемы?

Как думать. Почему в тайге сукцессия заканчивается лесом, а в степи — нет? Чего не хватает степи?

Пример ответа.

• Прежде всего от климата: тепла и влаги. Где влаги много, конечный этап — лес. Где сухо, сукцессия «останавливается» на степи или пустыне.
• От почвы и рельефа: на голых скалах и песках всё идёт очень долго.
• От человека: выпас, покос, распашка не дают экосистеме дойти до конца.

Ответ: от климата (тепло, влага), почвы и вмешательства человека.

№ 6

Почему вода и ветер не смывают всю почву?

Ответ: почву держат корни растений: они переплетаются и скрепляют её. Травяной покров и опавшие листья защищают почву от ударов дождя и от ветра. Там, где растения уничтожены (распахали склон, вырубили лес), почву сносит очень быстро.

№ 7

Почему многие луга не зарастают лесом и не заболачиваются?

Пример ответа.

• Их косят и на них пасут скот: молодые кусты и деревья не успевают вырасти.
• Пойменные луга каждую весну заливает река, а потом вода уходит — деревьям такие условия не подходят.
• В сухом климате влаги не хватает для деревьев, а для болота — тем более.

Ответ: из-за покоса и выпаса, ежегодных разливов рек или недостатка влаги.

№ 8

Как редуценты могут влиять на смену экосистем?

Как думать. Вспомни, почему заболачивается озеро: остатки не успевают разложиться.

Пример ответа.

• Если редуценты работают быстро, остатки разлагаются полностью, круговорот почти замкнут — экосистема меняется медленно.
• Если редуцентов мало или им холодно и нет воздуха (на дне озера, в болоте), остатки копятся: образуются ил, торф, водоём мелеет.
• Редуценты создают почву. Чем больше перегноя, тем богаче почва и тем больше растений сможет на ней поселиться.

Ответ: скорость работы редуцентов решает, копятся ли остатки; от этого зависит, как быстро и куда меняется экосистема.

№ 9

Что произойдёт с экосистемой, если круговорот веществ в ней не будет полностью замкнутым?

Ответ: неразложившиеся вещества будут копиться, условия постепенно изменятся, и одно сообщество сменится другим. Пример: озеро накапливает ил и торф, мелеет и превращается в болото, потом в луг и лес.

№ 10

Назови главные отличия искусственной экосистемы поля от природных.

Пример ответа.

• В поле растёт 1–2 вида (пшеница, подсолнечник), в природной экосистеме — десятки.
• Поле создаёт и поддерживает человек: пашет, сеет, удобряет, борется с сорняками.
• Урожай увозят, вещества в почву не возвращаются, поэтому нужны удобрения.
• Поле неустойчиво: брось его без ухода — и через несколько лет там будет совсем другое сообщество.

Ответ: мало видов, создаётся и поддерживается человеком, круговорот не замкнут, экосистема неустойчива.

№ 11

В чём сходство природной и искусственной экосистем?

Ответ: в обеих есть продуценты (растения), консументы (насекомые, птицы, мыши) и редуценты (почвенные бактерии и грибы). Обе получают энергию Солнца, в обеих есть почва, вода, воздух и пищевые цепи.

№ 12

Приведи примеры быстрой смены экосистем.

Как думать. Этот вопрос повторяет № 4. Можно взять другие примеры.

Пример ответа. Осушение болота под поле; строительство города на месте степи; вырубка леса под пастбище; пожар в сосновом бору; превращение пастбища в заросли полыни из-за перевыпаса.

Ответ: осушение болот, застройка, вырубка, пожары, перевыпас.

№ 13

Какие экосистемы в твоей местности самые устойчивые? Чем это объяснить?

Как думать. Устойчива та экосистема, где много видов и куда мало вмешивается человек.

Пример ответа. Для Алматы и предгорий: еловые леса Заилийского Алатау в заповеднике и национальном парке. Там много видов растений и животных, сложные пищевые сети, а человек почти не вмешивается: охота и вырубка запрещены. Для Северного Казахстана — участки нетронутой степи и берёзовые колки, для юга — тугайные леса по берегам рек.

Ответ: самые устойчивые — природные экосистемы с большим числом видов, где человек мало вмешивается (заповедники, нацпарки).

№ 14

(задание без номера в учебнике: домашний проект) Продолжай проект «Замкнутая экосистема своими руками». Снимай на фото или видео изменения в своей экосистеме.

Как думать. Это продолжение проекта из § 53. Важно, чтобы снимки были сделаны с одного места и при одинаковом свете — так изменения лучше видны.

Решение. Раз в неделю фотографируй банку и записывай в дневник: дата; запотели ли стенки; появились ли новые листочки или пожелтевшие; есть ли плесень. Если появилась плесень — это знак, что воды слишком много: открой крышку на день.

Ответ: дневник наблюдений с фото раз в неделю.

№ 15

(задание без номера в учебнике: творческое) На листе А4 нарисуй эмблему со смыслом слов А. П. Чехова: «Если каждый человек на своём клочке земли сделал бы всё, что он может, как прекрасна была бы земля наша».

Как думать. Смысл фразы: если каждый позаботится о своём маленьком кусочке земли, вся планета станет красивой. Эмблема — простой рисунок, который понятен без слов.

Пример решения.

1. В центре — земной шар.
2. На нём много маленьких ладоней, и каждая держит росток, цветок или дерево.
3. По кругу — надпись: «Мой клочок земли — моя забота».
4. Цвета: зелёный (растения), голубой (вода), жёлтый (солнце).

Ответ: эмблема — у каждого своя; главное, чтобы в ней была мысль «маленькое дело каждого делает прекрасной всю Землю».

№ 16

(задание без номера в учебнике: техника «Круги по воде») Слово ЭКОСИСТЕМА написано столбиком. Для каждой буквы подбери слово или фразу по теме урока так, чтобы эта буква была внутри слова.

Как думать. Буква может стоять в любом месте подобранного слова. Бери термины урока.

Пример решения.

Ответ: у каждого свой; пример в таблице.

№ 17

Почему нужно заботиться о сохранности экосистем?

Пример ответа.

• Человек — часть экосистем: из них мы получаем воздух, воду, пищу, лекарства.
• Человек меняет экосистемы очень быстро, а природе на «лечение» нужны сотни лет.
• Исчезнувший вид не вернуть, а без него рушатся пищевые связи.
• Пример: распашка целины и высыхание Арала показали, как быстро можно потерять целые экосистемы.

Ответ: потому что от экосистем зависит наша жизнь, а разрушить их легко, восстановить — очень трудно и долго.

Шпаргалка

• Изменения бывают сезонные (каждый год) и многолетние.
• Озеро → болото → луг → лес: так идёт сукцессия.
• Природная смена — сотни и тысячи лет; смена из-за человека — несколько лет.
• После вмешательства человека видов обычно становится меньше.
• Чем больше видов, тем устойчивее экосистема.

Мини-тест