Что такое экосистема озера. Озёрные экосистемы. Разнообразие и продуктивность умеренное до высокого

На Земле возникали озера в результате тектонических сдвигов породы, отступления ледников при таянии или изменения русел рек. К ним можно относить пруды, более мелкие водные образования. Общее у них, то, что это замкнутые экосистемы с тенденцией к исчезновению.

Неважно, является водоем сточным, то есть из которого вытекает вода, или бессточным, экосистема озера постепенно будет трансформироваться в сторону преобладания в ней растительного над животным миром. Затем превратиться в болото и, в конце концов, высохнет и исчезнет. Быстрота такого превращения зависит лишь от величины и глубины водного объекта.

Структура системы и основные факторы влияния

Экосистема озера представляет собой видовую совокупность, существующую в границах водного объекта, и взаимодействующая между собой. Трофическая цепь типичная и состоит из продуцентов – растений и водорослей, консументов – рыбы, рептилии, водоплавающей птицы, некоторые видов животных, а также редуцентов – бактерий, червей и ракообразных.

Схематическая иллюстрация экосистемы озера.

Соленая в озере вода или пресная, влияет только на видовую структуру, в которой преобладают живые организмы, приспособленные к существованию в воде с большим или меньшим содержанием соли.

Основными факторами, влияющими на систему, являются солнце, температура воды и количество содержащегося в ней кислорода.

Главным и определяющим из них – солнце. Вступая во взаимодействие с водой, солнечная энергия изменяет, а именно повышает, температуру последней. Это, в свою очередь, влияет на процесс фотосинтеза, то есть производства кислорода, его содержание и растворимость в воде.

По количеству поступающей солнечной энергии, водную массу озера можно разделить на горизонтальные слои или пласты.

В летний период верхний слой получает максимальное количество солнечной энергии. Он нагревается. Продуценты активно перерабатывают солнечную энергию в кислород. Фауна в верхнем слое играет роль консументов. Это в основном водоплавающие животные и птицы, рептилии, некоторые виды рыб и насекомые.

Следующий пласт воды играет «заградительную» функцию между разными температурными слоями, расположенными над и под ним. Этот слой с максимальной плотностью воды, которая возникает, когда температура ее +4°С. Он сдерживает перемешивание слоев воды озера. Обычно перемешивание происходит весной и осенью. В результате чего происходит обмен кислородом и питательными веществами.

Солнечный свет, доходя до придонного слоя, сильно рассеивается. На дно попадают остатки живых организмов и отходы их жизнедеятельности. Придонный слой населяют редуценты – раки, черви, личинки насекомых, бактерии и микроорганизмы. Очень редки рыбы. Главная их функция переработка органических отходов. Последний этап пищевой цепи, перед началом нового.

На этом этапе и происходит тот сбой, который, в конечном счете ведет к исчезновению озера. Условия существования не позволяют справиться с переработкой отходов полностью. А верхний слой, подпитанный во время перемешивания, увеличивает биомассу. Отходы увеличиваются, а остатки накапливаются. Они превращаются в ил, а затем в торф. Озеро начинает мелеть и исчезать.

Использование человеком

Использование озера человеком можно описать предельно коротко. Человек берет из него воду и пищу, и возвращает неочищенную воду и отходы.

Перед тем как полностью исчезнуть, озеро превращается в болото. Донный ил становится торфом. Торф обладает способностью сохранять влагу. Накапливая ее в период таяния снегов или дождей, он затем отдает ее ручьям и тем поддерживают уровень воды в больших водоемах и в грунтовых водах. Человек добывая торф, как природное топливо или удобрение, проводя мелиоративные работы и осушая болота, изменяет водный режим региона со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Экосистема озера не содержит фосфор, азот и другие вещества, стимулирующие рост растений. Сточные воды промышленных предприятий, сбросы канализационных систем городов, неочищенные бытовые стоки и, главное, вода, сходящая после ливней и таяния снегов с земель, используемых под сельскохозяйственные нужды, содержит эти вещества. А они ускоряют рост и увеличивают количество биомассы, особенно сине-зелёных водорослей.

Тот же эффект при сбросе теплой воды, после охлаждения ею оборудования электростанций. Повышение температуры воды в результате таких сбросов ускоряет рост все тех же водорослей и других растений. Если температура будет слишком велика, то животный мир может вообще погибнуть или произойти сбой в его репродуктивной системе.

Но самое основное – это нарушается ритма весеннего и осеннего перемешивания вод, в результате чего придонные слои не будут получать необходимый запас кислорода.

Еще одна форма использования человеком экосистемы озера – это привнесение в нее живых организмов, ей несвойственных. Иногда это может произойти случайно. Но бывает, что это делается преднамеренно, с целью разведения полезных для человека видов рыб, моллюсков, беспозвоночных и тому подобное.

Эти организмы ведут себя агрессивно по отношению к местным видам флоры и фауны. А с учетом стимулирования их роста и развития человеком, то природная биосистема начинает подвергаться существенным изменениям. Происходит дисбаланс, который может привести к ее полной гибели. Примером могут служить Великие озера в Америке.

Вам будет интересно посмотреть фото и картинки экосистемы озера.

Посмотрите видео: Красивые фото озер, рек и морей.

Экосистема включает в себя все живые организмы (растения, животные, грибы и микроорганизмы), которые в той или иной степени, взаимодействуют друг с другом и окружающей их неживой средой (климат, почва, солнечный свет, воздух, атмосфера, вода и т.п.).

Экосистема не имеет определенного размера. Она может быть столь же большой, как пустыня или озеро, или маленькой, как дерево или лужа. Вода, температура, растения, животные, воздух, свет и почва - все взаимодействуют вместе.

Суть экосистемы

В экосистеме каждый организм имеет свое собственное место или роль.

Рассмотрим экосистему небольшого озера. В нем, можно найти все виды живых организмов, от микроскопических до животных и растений. Они зависят от , такой как вода, солнечный свет, воздух и даже от количества питательных веществ в воде. (Нажмите , чтобы узнать подробнее о пяти основных потребностях живых организмов).

Схема экосистемы озера

Каждый раз, когда "постороннее" (живое существо(а) или внешний фактор, например, повышение температуры) вводятся в экосистему, могут произойти катастрофические последствия. Это происходит потому, что новый организм (или фактор) способен искажать естественный баланс взаимодействия и нести потенциальный вред или разрушение неродной экосистеме.

Как правило, биотические члены экосистемы, вместе с их абиотическими факторами зависят друг от друга. Это означает отсутствие одного члена или одного абиотического фактора может повлиять на всю экологическую систему.

Если нет достаточного количества света и воды, или, если почва содержит мало питательных веществ, растения могут погибнуть. Если растения погибают, животные, которые от них зависят также оказываются по угрозой. Если животные, зависящие от растений гибнут, то другие животные, зависящие от них также погибнут. Экосистема в природе работает одинаково. Все ее части должны функционировать вместе, чтобы поддерживать баланс!

К сожалению, экосистемы могут разрушиться в результате стихийных бедствий, таких как пожары, наводнения, ураганы и извержения вулканов. Человеческая деятельность также способствует разрушению многих экосистем и .

Основные виды экосистем

Экологические системы имеют неопределенные размеры. Они способны существовать на небольшом пространстве, например под камнем, гниющем пне дерева или в небольшом озере, а также занимать значительные территории (как весь тропический лес). С технической точки зрения, нашу планету можно назвать одной огромной экосистемой.

Схема небольшой экосистемы гниющего пня

Виды экосистем в зависимости от масштаба:

Микроэкосистема - экосистема небольшого масштаба, как пруд, лужа, пень дерева и т.д.
Мезоэкосистема - экосистема, такая, как лес или большое озеро.
Биом. Очень большая экосистема или совокупность экосистем с аналогичными биотическими и абиотическими факторами, такими как целый тропический лес с миллионами животных и деревьев, и множеством различных водных объектов.

Границы экосистем не обозначены четкими линиями. Их часто разделяют географические барьеры, такие как пустыни, горы, океаны, озера и реки. Поскольку границы не являются строго установленными, экосистемы, как правило, сливаются друг с другом. Вот почему озеро может иметь множество небольших экосистем со своими собственными уникальными характеристиками. Ученые называют такое смешивание "Экотон".

Виды экосистем по типу возникновения:

Помимо вышеперечисленных видов экосистем, существует также разделение на естественные и искусственные экологические системы. Естественная экосистема создается природой (лес, озеро, степь и т.д.), а искусственная - человеком (сад, приусадебный участок, парк, поле и др.).

Типы экосистем

Существует два основных типа экосистем: водные и наземные. Любые другие экосистемы мира относятся к одой из этих двух категорий.

Наземные экосистемы

Наземные экосистемы могут быть найдены в любом месте мира и подразделены на:

Лесные экосистемы

Это экосистемы, в которых есть обилие растительности или большое количество организмов, живущих в относительно небольшом пространстве. Таким образом, в лесных экосистемах плотность живых организмов достаточно высока. Небольшое изменение в этой экосистеме может повлиять на весь ее баланс. Также, в таких экосистемах можно встретить огромное количество представителей фауны. Кроме того, лесные экосистемы подразделяются на:

Тропические вечнозеленые леса или тропические дождевые леса: , получающие среднее количество осадков более 2000 мм в год. Они характеризуются густой растительностью, в которой преобладают высокие деревья, расположенные на разных высотах. Эти территории являются убежищем для различных видов животных.
Тропические лиственные леса: Наряду с огромным разнообразием видов деревьев, здесь также встречаются кустарники. Данный тип леса встречается в довольно многих уголках планеты и является домом для большого разнообразия представителей флоры и фауны.
: Имеют довольно небольшое количество деревьев. Здесь преобладают вечнозеленые деревья, которые обновляют свою листву в течение всего года.
Широколиственные леса: Расположены во влажных умеренных регионах, которые имеют достаточное количество осадков. В зимние месяца, деревья сбрасывают свою листву.
: Расположенная непосредственно перед , тайга определяется вечнозелеными хвойными деревьями, минусовыми температурами на протяжении полугода и кислыми почвам. В теплое время года здесь можно встретить большое количество перелетных птиц, насекомых и .

Пустынная экосистема

Пустынные экосистемы расположены в районах пустынь и получают менее 250 мм осадков в год. Они занимают около 17 % всей суши Земли. Из-за чрезвычайно высокой температуры воздуха, плохого доступа к и интенсивного солнечного света, и не столь богаты, как в других экосистемах.

Экосистема луга

Луга расположены в тропических и умеренных регионах мира. Территория луга в основном состоит из трав, с небольшим количеством деревьев и кустарников. Луга населяют пасущиеся животные, насекомоядные и растительноядные. Выделяется два основных вида экосистем луга:

: Тропические луга, имеющие сухой сезон и характеризующиеся отдельно растущими деревьями. Они обеспечивают пищей большое количество травоядных животных, а также являются местом охоты многих хищников.
Прерии (умеренные луга): Это область с умеренным травяным покровом, полностью лишенная крупных кустарников и деревьев. В прериях встречается разнотравье и высокая трава, а также наблюдаются засушливые климатические условия.
Степные луга: Территории сухих лугов, которые располагаются вблизи полузасушливых пустынь. Растительность этих лугов короче, чем в саваннах и прериях. Деревья встречаются редко, и как правило, находятся на берегах рек и ручьев.

Горные экосистемы

Горная местность обеспечивает разнообразный спектр местообитаний, где можно найти большое количество животных и растений. На высоте, обычно преобладают суровые климатические условия, в которых могут выжить только альпийские растения. Животные, обитающие высоко в горах, имеют толстые шубы для защиты от холодов. Нижние склоны, как правило, покрыты хвойными лесами.

Водные экосистемы

Водная экосистема - экосистема, расположенная в водной среде (например, реки, озера, моря и океаны). Она включает в себя водную флору, фауну, а также свойства воды, и подразделяется на два типа: морскую и пресноводную экологические системы.

Морские экосистемы

Являются крупнейшими экосистемами, которые покрывают около 71% поверхности Земли и содержат 97% воды планеты. Морская вода содержит большое количество растворенных минералов и солей. Морская экологическая система подразделяется на:

Океаническую (относительно мелкая часть океана, которая находится на континентальном шельфе);
Профундальную зону (глубоководная область не пронизанная солнечным светом);
Бентальную область (область, заселенная донными организмами);
Приливную зону (место между низкими и высокими приливами);
Лиманы;
Коралловые рифы;
Солончаки;
Гидротермальные жерла, где хемосинтезирующие составляют кормовую базу.

Многие виды организмов живут в морских экосистемах, а именно: бурые водоросли, кораллы, головоногие моллюски, иглокожие, динофлагелляты, акулы и т.д.

Пресноводные экосистемы

В отличие от морских экосистем, пресноводные охватывают лишь 0,8% поверхности Земли и содержат 0,009% от общего количества мировых запасов воды. Существует три основных вида пресноводных экосистем:

Стоячие: воды, где отсутствует течение, как бассейны, озера или пруды.
Проточные: быстро движущиеся воды, такие как ручьи и реки.
Водно-болотные угодья: места, в которых постоянно или периодически затопленная почва.

Пресноводные экосистемы являются местами обитания рептилий, земноводных и около 41% видов рыб в мире. Быстро движущиеся воды обычно содержат более высокую концентрацию растворенного кислорода, тем самым поддерживают большее биологическое разнообразие, чем стоячие воды прудов или озер.

Структура, компоненты и факторы экосистемы

Экосистема определяется как природная функциональная экологическая единица, состоящая из живых организмов (биоценоза) и их неживой окружающей среды (абиотической или физико-химической), которые взаимодействуют между собой и создают стабильную систему. Пруд, озеро, пустыня, пастбища, луга, леса и т.д. являются распространенными примерами экосистем.

Каждая экосистема состоит из абиотических и биотических компонентов:

Структура экосистемы

Абиотические компоненты

Абиотические компоненты представляют собой не связанные между собой факторы жизни или физическую среду, которая оказывает влияние на структуру, распределение, поведение и взаимодействие живых организмов.

Абиотические компоненты представлены в основном двумя типами:

Климатическими факторами , которые включают в себя дождь, температуру, свет, ветер, влажность и т.д.
Эдафическими факторами , включающие в себя кислотность почвы, рельеф, минерализацию и т.д.

Значение абиотических компонентов

Атмосфера обеспечивает живые организмы углекислым газом (для фотосинтеза) и кислородом (для дыхания). Процессы испарения, транспирации и происходят между атмосферой и поверхностью Земли.

Солнечное излучение нагревает атмосферу и испаряет воду. Свет также необходим для фотосинтеза. обеспечивает растения энергией, для роста и обмена веществ, а также органическими продуктами для питания других форм жизни.

Большинство живой ткани состоит из высокого процента воды, до 90% и даже более. Немногие клетки способны выжить, если содержание воды падает ниже 10%, и большинство из них погибают, когда вода составляет менее 30-50%.

Вода является средой, с помощью которой минеральные пищевые продукты поступают в растения. Она также необходима для фотосинтеза. Растения и животные получают воду с поверхности Земли и почвы. Основной источник воды - атмосферные осадки.

Биотические компоненты

Живые существа, включая растения, животных и микроорганизмы (бактерии и грибы), присутствующие в экосистеме, являются биотическими компонентами.

На основе их роли в экологической системе, биотические компоненты могут быть разделены на три основные группы:

Продуценты производят органические вещества из неорганических, используя солнечную энергию;
Консументы питаются готовыми органическими веществами, произведенными продуцентами (травоядные, хищники и );
Редуценты. Бактерии и грибы, разрушающие отмершие органические соединения продуцентов (растений) и консументов (животных) для питания, и выбрасывающие в окружающую среду простые вещества (неорганические и органические), образующихся в качестве побочных продуктов их метаболизма.

Эти простые вещества повторно производятся в результате циклического обмена веществ между биотическим сообществом и абиотической средой экосистемы.

Уровни экосистемы

Для понимания уровней экосистемы, рассмотрим следующий рисунок:

Схема уровней экосистемы

Особь

Особь - это любое живое существо или организм. Особи не размножаются с индивидуумами из других групп. Животные, в отличие от растений, как правило, относятся к этому понятию, поскольку некоторые представители флоры могут скрещиваться с другими видами.

В приведенной выше схеме, можно заметить, что золотая рыбка взаимодействует с окружающей средой и будет размножаться исключительно с представителями своего вида.

Популяция

Популяция - группа особей данного вида, которые живут в определенной географической области в данный момент времени. (Примером может служить золотая рыбка и представители ее вида). Обратите внимание, что популяция включает особей одного вида, которые могут иметь различные генетические отличия, такие как цвет шерсти/глаз/кожи и размер тела.

Сообщество

Сообщество включает в себя всех живых организмов на определенной территории, в данный момент времени. В нем могут присутствовать популяции живых организмов разных видов. В приведенной выше схеме, обратите внимание, как золотые рыбы, лососёвые, крабы и медузы сосуществуют в определенной среде. Большое сообщество, как правило, включает в себя биоразнообразие.

Экосистема

Экосистема включает в себя сообщества живых организмов, взаимодействующих с окружающей средой. На этом уровне живые организмы зависят от других абиотических факторов, таких как камни, вода, воздух и температура.

Биом

Простыми словами, представляет собой совокупность экосистем, имеющих схожие характеристики с их абиотическими факторами, адаптированными к окружающей среде.

Биосфера

Когда мы рассматриваем различные биомы, каждый из которых переходит в другой, формируется огромное сообщество людей, животных и растений, живущих в определенных местах обитания. является совокупностью всех экосистем, представленных на Земле.

Пищевая цепь и энергия в экосистеме

Все живые существа должны питаться, чтобы получать энергию, необходимую для роста, движения и размножения. Но чем же эти живые организмы питаются? Растения получают энергию от Солнца, некоторые животные едят растения, а другие едят животных. Это соотношение кормления в экосистеме, называется пищевой цепью. Пищевые цепи, как правило, представляют последовательность того, кто кем питается в биологическом сообществе.

Ниже приведены некоторые живые организмы, которые могут разместиться в пищевой цепи:

Схема пищевой цепи

Пищевая цепь - это не одно и то же, что и . Трофическая сеть представляет собой совокупность многих пищевых цепей и является сложной структурой.

Передача энергии

Энергия передается по пищевым цепям от одного уровня к другому. Часть энергии используется для роста, размножения, передвижения и других потребностей, и не доступна для следующего уровня.

Более короткие пищевые цепи сохраняют больше энергии, чем длинные. Израсходованная энергия поглощается окружающей средой.

1.3. Особенности и факторы пресноводных местообитаний

Пресные воды на поверхности континентов экосистем образуют реки, озера, болота. Человек для своих нужд создает искусственные пруды и крупные водохранилища. Значит, пресные воды могут находиться в текучем и относительно неподвижном стоячем состоянии. Некоторые водоемы могут переходить из одного состояния в другое. В связи с этим пресноводные местообитания подразделяются на:

Лентические экосистемы - озера и пруды - стоячие воды;

Лотические экосистемы - родники, ручьи, реки - текучие воды;

Заболоченные участки, с колеблющимся уровнем по сезонам и годам - марши и болота.

Составляя весьма малую часть от всех экосистем биосферы, пресноводные экосистемы для человека имеют непреходящее значение вследствие следующих особенностей:

1) пресные воды - практически единственный источник для бытовых и промышленных нужд;

2) пресноводные экосистемы представляют собой самую удобную и дешевую систему переработки отходов;

3) уникальность термодинамических свойств воды, способствующих уменьшению температурных колебаний среды.

Лимитирующие факторы водной среды - температура, прозрачность, течение, соленость и др. Многие животные, живущие в воде, стенотермны, вследствие чего опасно даже небольшое тепловое загрязнение среды. Для жизни в водоемах очень важна прозрачность воды, мерой для которой служит глубина зоны, в которой возможен фотосинтез при проникновении солнечного света. Прозрачность может быть разная - от нескольких сантиметров в очень мутных водоемах, до 30-40 м в чистых горных озерах. Течение - также важный лимитирующий фактор в лотических экосистемах - влияет на распространение организмов и содержание газов и солей.

Важнейшим лимитирующим фактором в водных экосистемах является концентрация кислорода, чего нельзя сказать о концентрации диоксида углерода, но который часто бывает даже в избытке за счет антропогенного влияния, лимитируя в «максимуме». Лимитирующими из биогенных солей обычно бывают нитраты и фосфаты, иногда ощущается недостаток кальция и некоторых других элементов.

На численности и расселении водных организмов, в особенности рыб, сказывается пространственное разделение пресных водоемов: в разных водоемах одни и те же экологические ниши занимают рыбы разных видов.

Весьма существенна разница в концентрации солей у гидробионта и в окружающей водной среде, приводящая к осмотическим явлениям на границе «организм - вода». В зависимости от различий в концентрации солей в рыбе и воде, жидкость в рыбе может быть гипертонична или гипотонична (повышающая или понижающая давление в теле рыбы), и то и другое ведет к гибели животного. Это главная причина, почему пресноводные рыбы не могут жить в море, а морские - в реке или пресном озере. Но есть рыбы, способные жить в обеих средах (лосось и др.), потому что у этих животных есть специальные механизмы осмотической регуляции.

Водные организмы с экологических позиций можно классифицировать и по местообитанию в водоеме. Бентос - организмы, прикрепленные к дну, живущие в илистых осадках и просто покоящиеся на дне. Перифитон - животные и растения, прикрепленные к листьям и стеблям водных растений или к другим выступам над дном водоема. Планктон - организмы плавающие, зоопланктон даже активно может перемещаться сам, но в целом они перемещаются с помощью течения. Нектон - свободно перемещающиеся в воде организмы - рыбы, амфибии и т. д.

Особое значение имеет распределение организмов по трем зонам водоема. 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. Эвфотической зоной называют всю освещенную толщу воды в литоральной и лимнической зонах. Профундалъная зона - дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет.

В проточных водоемах последние три зоны не выражены, хотя их элементы встречаются. Перекаты - мелководные участки с быстрым течением; дно без ила, преимущественно прикрепленные формы перифитона и бентоса. Плесы - участки глубоководные, течение медленное, на дне мягкий илистый субстрат и роющие животные.

Приведенные выше классификации имеют важное значение в определении экологического положения того или иного организма в сообществах.

Характеристика пресноводных экосистем

Лентические экосистемы в литоральной зоне содержат два типа продуцентов: укрепившиеся в дне цветковые растения и плавающие зеленые растения - водоросли, некоторые высшие (рдесты) (Рис.1). Растения, укрепленные в дне, образуют три концентрические зоны:

1) зона надводной вегетации - фотосинтезирующая часть растений (камыши, рогозы и др.) находится над водой, абиогенные элементы извлекаются из донных осадков;

2) зона укрепленных в дне растений с плавающими по воде листьями (кувшинки) - у них та же роль, что и у растений первой зоны, но они могут затенять нижние толщи воды;

3) зона подводной вегетации - укорененные и прикрепленные растения, полностью находящиеся под водой и осуществляющие фотосинтез и минеральный обмен в водной среде (рдесты и прикреплённые водоросли - харовые).

Животные, консументы более разнообразны в литорали, чем в других зонах водоема. Перифитон представлен моллюсками, коловратками, мшанками, личинками насекомых и др. Многие животные нектона дышат кислородом атмосферного воздуха (лягушки, саламандры, черепахи и др.). Рыбы большую часть жизни проводят в литорали и здесь же размножаются. Зоопланктон представлен ракообразными, имеющими большое значение для питания рыб (дафнии и др.).

В сообществах лимнической зоны продуцентом является фитопланктон. В водоемах умеренного пояса плотность его популяции заметно изменяется по сезонам. Весной «цветение» связано с массовым развитием приспособленных к прохладной воде диатомитовых водорослей, летом - зеленых, осенью - азотфиксирующих сине-зеленых водорослей. Зоопланктон представлен растительноядными ракообразными и коловратками, все другие - хищники. Нектон лимнической зоны - это только рыбы.

Сообщества профундальной зоны существуют без света. Фауна и флора здесь - в зоне поверхностного раздела вода-ил, где накапливается органический материал, - представлена бактериями и грибами (редуценты), а также бен-тосными формами - личинками насекомых, моллюсками, кольчатыми червями (консументами).

Количество красных кольчатых червей возрастает с ростом загрязнения водоема сточными водами, т.е. по этому показателю можно судить о степени загрязнения водоема.

Действие на сообщества стоячих водоемов таких лимитирующих факторов, как содержание кислорода, температуры и освещенности, зависит от специфических особенностей этих водоемов - озер, прудов и искусственных водохранилищ.

Таблица 1

Пресные воды гидросферы

Озера - естественные пресноводные водоемы, образовались геологически сравнительно недавно за последние несколько десятков тысяч лет, и лишь возраст некоторых из них исчисляется миллионами лет, например Байкала. Наличие у большинства озер профундальной зоны сказывается на температурном режиме водной толщи, на ее «перемешивании» и распределении кислорода в ней. Эти процессы сезонны, как и стратификация озера по температурному режиму.

В озерах умеренного пояса в летнее время можно выделить в вертикальном разрезе три зоны: эпилимнион - до глубины, где происходит конвекция (циркуляция) воды; термоклина - это промежуточная зона, где вода не смешивается с водой верхней зоны; гиполимнион - область холодной воды, где нет циркуляции.

Термоклина обычно расположена ниже границы проникновения света, и запасы кислорода, в отрезанном от его источников гиполимнионе, истощаются. Наступает летний период стагнации. Осенью, вследствие выравнивания температур, происходит общее перемешивание воды и обогащение гиполимниона кислородом. Зимой, когда температура воды подо льдом становится ниже 4°С, что снижает ее плотность и снова приводит к стратификации озера и к зимней стагнации. Весной, после таяния льда, температура воды достигает 4°С, она тяжелеет и снова происходит весеннее перемешивание. Это классическая схема для водоемов Евразии и Северной Америки. В полярных областях и субтропиках общее перемешивание воды в водоемах бывает только один раз в году: в первом случае -- летом, во втором - зимой. В водоемах тропиков перемешивание воды идет постоянно, но медленно, а общее ее перемешивание происходит редко и нерегулярно.

Цветение фитопланктона обычно приурочено к перемешиванию, когда вфотической (освещенной) зоне появляются воды, обогащенные природными биогенными компонентами. С точки зрения продуктивности озера подразделяются на две группы:

1) олиготрофные (малокормные);

2) эвтрофные (кормные).

Продуктивность лентических экосистем зависит также от поступающих веществ с окружающей суши и от глубины озера (наиболее продуктивны мелкие озера).

Пруды обладают хорошо развитой литоралью, и стратификация практически отсутствует; образуются они в различных понижениях, часто временно пересыхают летом или в засушливые годы. Фауна прудов способна переживать сухие периоды в покоящемся состоянии или перебираться в другие водоемы (земноводные). Естественные пруды высокопродуктивны. В искусственных прудах, в основном, человек сам подкармливает рыб.

По своему строению и принципу действия природные экосистемы являются открытыми системами. Неотъемлемое условие их функционирования заключается в возможности отдавать и получать различные виды энергии и ресурсов. Без этого вечного круговорота Земли рано или поздно исчерпались бы. Кроме того, экосистемой считается только та система, которая способна существовать без внешнего вмешательства. Все необходимое для функционирования она производит сама. Для поддержания непрерывного потока веществ в любой отдельно взятой экосистеме должны присутствовать функционально разные группы живых организмов.

По размеру занимаемой территории, а также количеству вовлеченных в круговорот элементов живой и неживой природы различают системы четырех видов. В самом низу находится микроэкосистема, простейшим примером которой может послужить капля человеческой крови или воды из реки. Далее следуют мезоэкосистемы. К данной категории относится экосистема озера, водоема, прерии, степи или, например, леса. На третьем месте находятся макроэкосистемы, которые представляют собой целые континенты и океаны. И самой крупной экосистемой считается сама планета Земля, точнее сказать - вся жизнь на ней. Данная система носит название глобальной.

Структура экосистемы

Основным источником энергии в озере является солнечный свет. Когда лучи проходят через толщу воды, большую часть энергии поглощает планктон, чтобы затем использовать ее для процессов фотосинтеза. Оставшийся свет постепенно поглощается самой водой. Поэтому освещенность на верхних уровнях всегда большая, а ближе ко дну уменьшается. Любая достаточно крупная экосистема озера имеет так называемый компенсационный уровень. Это глубина, которой достигает минимально необходимое растениям количество света. Фотосинтез у таких растений замедляется, чтобы уравновесить другие показатели - дыхание и расход пищи.

Расположение компенсационного уровня напрямую зависит от свойств воды, ее чистоты и прозрачности. Он является некой условной разделительной линией. Выше нее растения вырабатывают избыточное количество кислорода, которым затем пользуются другие живые организмы. А ниже разделительной линии кислорода, наоборот, слишком мало. Основная его часть попадает на глубину из других, верхних слоев воды. Таким образом, ниже компенсационного уровня обитают только те живые организмы, которые могут обходиться минимальным количеством кислорода.

Общее распределение обитателей

Очевидно, что на верхних уровнях экосистема озера заселена куда большим разнообразием видов, чем в придонной зоне. Данный факт обусловлен более благоприятными условиями для жизни, количеством пищи, тепла и кислорода на мелководных участках. Там во множестве обитают укореняющиеся лилии, камыши, тростник, стрелолист.

Они, в свою очередь, служат убежищем для насекомых и членистоногих, червей, моллюсков, головастиков. Также здесь находят себе пищу многие виды рыб. Самые мелкие членистоногие, для существования которых требуется большое количество света, живут у самой поверхности. Здесь же произрастает свободно плавающая ряска.

На своих нижних уровнях озерная экосистема становится местом обитания для разного рода редуцентов, питающихся отмершими останками животных и растений. Также здесь обитают многие хищные виды рыб, такие как щука и окунь, и некоторые беспозвоночные организмы. Эти виды или питаются опускающимися с верхних слоев воды мертвыми существами или охотятся друг на друга.

Влияние загрязнения на озерные экосистемы

Одним из важнейших природных элементов для таких систем является фосфор. От его количества зависит общая Естественное содержание данного вещества в озерной воде невелико, но человеческая деятельность приводит к значительному увеличению концентрации. К основным причинам следует отнести попадающие в озеро слив избыточное использование удобрений, которые затем смываются дождями и подземными потоками. Все это привносит в экосистему несвойственное ей избыточное количество фосфора.

В результате нарушается структура и продуктивность отлаженной системы: начинает стремительно возрастать количество планктона, от которого вода приобретает мутно-зеленоватый оттенок. Озеро начинает «цвести», но это только первая стадия. Далее оно загрязняется элементами питания, воды становятся менее насыщенными кислородом и солнечным светом (планктон в огромных количествах поглощает то, что должны были получить другие обитатели). Последнее нарушает деятельность редуцентов, из-за чего вода наполняется медленно гниющими останками. На финальной стадии растения начинают вырабатывать токсины, вызывающие массовую гибель рыбы.

Другой вид загрязнения, из-за которого существенно страдает экосистема озера - тепловое. На первый взгляд оно не кажется серьезным: не добавляет в воду никаких химических веществ. Но ведь нормальное функционирование системы зависит не только от состава среды, но и от температуры. Ее повышение также способно спровоцировать рост растений, который запускает медленную, но верную гибельную реакцию. Кроме того, отдельные виды рыб и беспозвоночных приспособлены к жизни в узких температурных рамках. Повышение или понижение температуры в этом случае замедляет рост организмов или убивает их.

Данный вид загрязнения возникает в результате промышленной деятельности человека. Например такой, которая использует озерную воду для охлаждения турбин на заводах и электростанциях.

Урок по окружающему миру на тему:

«Экосистема озера»

Цель урока:

– познакомить учащихся с экосистемой озера, их особенностями и обитателями;

– показать взаимную приспособленность живых организмов – членов экосистемы озера, их зависимость от неживых компонентов и влияние на них.

Тип учебного занятия: урок открытие нового знания по учебнику Окружающий мир «Обитатели Земли». 3 класс. 1 часть, авторы А.А. Вархрушев, О.В. Бурский, А.С.Раутин. Вид учебного занятия: урок-исследование
Формы работы : работа в парах, групповая и индивидуальная работа.

Задачи:

Образовательные задачи:

создать условия для формирования первичного представления об озере как экосистеме;

познакомить учащихся с типичными представителями растительного и животного мира озера, их ролью в экосистеме;

закрепить степень усвоения учащимися нового материала и ранее изученной информации об экосистеме;

Развивающие задачи:

развивать пространственное воображение, познавательный интерес, кругозор, творческие способности, интерес к чтению энциклопедической литературы;

развивать умение работать с учебным текстом;

развивать навыки контроля и самоконтроля, навыки практической работы в группах;

развивать познавательную активность детей, умение наблюдать, сравнивать, обобщать и делать выводы.

Воспитательные задачи:

содействовать формированию личности ученика, поддерживать потребности и мотивы узнавать «новое»;

прививать уважительное отношение друг к другу, к народам, живущим на Земле;

формировать эмоционально-положительное отношение к предмету, показывая связь изучаемых предметов с жизнью;

воспитывать бережное отношение к природе.

Планируемые результаты:

Личностные УУД:

формирование целостного, социально-ориентированного взгляда на мир в его органичном единстве;

формировать мотивацию к обучению и целенаправленной познавательной деятельности;

воспринимать одноклассников как членов своей команды (группы);

вносить свой вклад в работу для достижения общих результатов;

быть толерантным к чужим и собственным ошибкам, другому мнению и проявлять готовность к их обсуждению.

Метапредметные УУД.

Регулятивные УУД:

совместно с учителем обнаруживать и формулировать учебную проблему;

после предварительного обсуждения самостоятельно формулировать тему урока и цель урока;

прогнозировать предстоящую работу: определение цели учебной деятельности, выбор темы, составление плана;

оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей;

сверять свои действия с целью, учиться давать оценку результатов учебной деятельности;

выполнять самопроверку по эталону и корректировку своей деятельности.

Познавательные УУД:

ориентироваться в своей системе знаний;

извлекать и перерабатывать информацию для открытия новых знаний;

извлекать информацию, представленную в разных формах (текст, таблица, карта, иллюстрация, видео);

перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы всего класса, группы, пары.

Коммуникативные УУД:

доносить свою позицию до других: высказывать свою точку зрения и пытаться её обосновать, приводя аргументы;

оформлять свои мысли в речевой форме и доносить свою позицию до других;

слушать других, пытаться принимать другую точку зрения, быть готовым изменить свою точку зрения;

совместно договариваться о правилах общения и поведения в группе и следовать им;

осознанно выбирать критерий качественной оценки работы группы.

Предметные УУД:

уметь объяснять значение терминов «озеро», «экосистема»;

знать, что такое озеро, экосистема, основных видов растений и животных озёр, их «профессии» в экосистеме;

уметь приводить примеры животных и растений экосистемы озера и обосновывать свой ответ.

Оборудование: А. А. Вахрушев, Д.Д.Данилов, О.В.Бурский, А.С. Раутиан Окружающий мир. 3 класс. ("Обитатели Земли"). Учебник в 2-х частях. Часть 1.-М.: Баласс, 2013. (Образовательная система "Школа 2100"); А. А. Вахрушев, О.В.Бурский, А.С. Раутиан Рабочая тетрадь к учебнику "Окружающий мир", 3 класс. (Обитатели Земли). - М.: Баласс, 2016. (Образовательная система "Школа 2100") , мультимедийный проектор, презентация к уроку, карточки для работы в парах; карточки с названием природных зон, энциклопедии, конверты с заданиями.

Ход урока

I . Организационный момент. (слайд 2)

Прозвенел звонок. Начинаем наш урок.

Сегодня у нас на уроке гости. Поприветствуем их. Садитесь.

Проверьте, всё ли необходимое лежит у вас на столе.

Сегодня мы продолжим встречу с удивительным и загадочным миром природы. Думаю, что вы готовы отвечать на вопросы и делать новые открытия.

II .Актуализация

Первая стадия – ВЫЗОВ (актуализация имеющихся знаний, мотивация к дальнейшей работе, пробуждение интереса к получению новой информации)

Прочитайте слова на доске. - Слайд 1

единство

живая и неживая природа

сообщество

живые организмы

разные профессии

способно

совместные усилия

поддержка

круговорот веществ

Для какого определения они являются опорными?

(Это опорные слова для определения экосистемы)

Что такое экосистема?

(Экосистема - это единство живой и неживой природы, в котором сообщество живых организмов разных "профессий" способно совместными усилиями поддерживать круговорот веществ)

Назовите составные части экосистемы.

(Экосистема включает в себя воздух, воду, почву, горные породы и производители, потребители и разрушители)

- Из каких групп состоит экосистема? (Живая и неживая природа) слайд 4

Что отнесём к живой природе? (Производителей, потребителей и разрушителей).

А к неживой природе? (Воздух, воду, почву, горные породы).

Какой процесс происходит внутри экосистемы? (круговорот веществ).

Как вы понимаете сочетание слов "круговорот веществ"? (учебник с.29- цепочка превращений, которая начинается одним и тем же веществом ).

III. Формулирование темы урока.

Отгадайте загадку: Слайд 5

Глядятся в него молодые рябинки,
Цветные свои, примеряя косынки.
Глядятся в него молодые березки,
Свои перед ним поправляя причёски.
И месяц, и звёзды-
В нём всё отражается:.
А как это зеркало называется? ( озеро )

Итак, о чём мы будем говорить сегодня на уроке?

ТЕМА УРОКА - ЭКОСИСТЕМА ОЗЕРА.

IV. Постановка целей урока.

Что вы знаете об озере?

Продолжите фразу: "Я знаю:" - Слайд 6-10

Озеро - это скопление воды в природном углублении на суше.

Озёра бывают проточные и бессточные.

Бессточное - это озеро, не имеющее выхода вод, из него не вытекают реки и ручьи.

Прочное - это озеро, имеющее выход вод, из него вытекают реки, ручьи.

Озёра бывают пресные и солёные.

Самое большое пресное озеро – Байкал.

Самое большое озеро в мире - Каспийское озеро - море.

Продолжите фразу: "Я хочу узнать:" - Слайд 11

Какие организмы живут в озере?

Какова их роль?

Почему озеро зарастает?

V. Решение проблемы.

Вторая стадия – ОСМЫСЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ (Направлена на сохранение интереса при получении новой информации, постепенное продвижение от знания «старого» к «новому»).

- Как вы думаете, является ли озеро экосистемой?

Чтобы ответить на этот вопрос самостоятельно изучите материал учебника на с. 47-49 и найдите составные части экосистемы.

Я буду заполнять по вашим ответам схему «ФИШБОУН» Слайд 12

Прием «Фишбоун »-рыбная кость.

Что вы узнали?

(В озере обитают производители, потребители и разрушители). Слайд 13

Кто же является представителями производителей, потребителей и разрушителей озёр и какую работу они выполняют, нам предстоит узнать.

Сейчас вы будете поработать в группах. Для начала давайте п овторим Устав групповой работы: (слайд 14)

Уважай своего товарища.

Умей каждого выслушать.

Не согласен – предлагай!

Разбейтесь на группы.

У каждой группы на столе лежит конверт с заданием. Для его выполнения изучите материал учебника с. 46-49. Приступили к работе.

(Самостоятельная работа в группах)

Задания группам:

Производители озера

Потребители озера

Разрушители озера

Обмен веществ в озере

Работа разрушителей озера

(Отчёты групп)

- Что вы можете рассказать о производителях озёр? Слайд 15

Экосистема озера двухэтажная. Верхний этаж составляют мелкие организмы, которые плавают в толще воды и переносятся течением, их называют планктоном. К нему относятся одноклеточные растения – водоросли и животные.

Слайд 16 На дне растут более крупные растения: элодея, хара.

Вблизи берегов видны кувшинки: белые - лилии и желтые – кубышки.

Также по берегам озер растет рогоз, камыш.

(Опережающее задание) 1 ученик

Щ. Элодея довольно широко распространена. Эти водоросли могут выживать в любых условиях и вытеснять все другие растения, поэтому ей дали прозвище "водяная чума".

Щ. Белая кувшинка – самый крупный и красивый водный цветок наших мест. У кувшинки толстое корневище, которое лежит на дне, а крупные листья плавают на воде. Цветки белые, имеют приятный аромат. Цветок чем-то напоминает пышную белую розу. Белая кувшинка занесена в Красную книгу.

Щ. Рогоз – это широко распространенное растение, которое многие ошибочно называют камышом. В старину рогозом застилали крыши, плели изгороди.

Что вы узнали о потребителях? Слайд 17

- Потребители озёр – водоросли, мелкие рачки и рыбы: карась, плотва, уклейка, щука, ротан, ёрш.

(Опережающее задание) 3 ученика

1. Щ. Множество одноклеточных водорослей привлекает внимание потребителей. Среди них преобладают мелкие рачки: циклопы, дафнии . Их используют в качестве корма для рыб любители аквариумов. Они фильтруют воду, забирая мелкие водоросли. Один такой рачок, которого можно увидеть только в лупу, пропускает за сутки 1 литр воды.

2. Щ. Рачками кормятся многие рыбы: карась, плотва, уклейка.

Карась. Обыкновенный карась живет в заболоченных, заросших водоемах. Любит заилиные места. На зиму обыкновенные караси закапываются в ил (до глубины 70 см) и выживают даже тогда, когда в холодные зимы мелкие стоячие водоемы промерзают до самого дна.

Плотва – стайная рыба. Плотва обитает в глубоких местах со спокойной и теплой водой. Плотва питается разнообразной пищей: моллюсками, водорослями, червями, личинками насекомых.

3. Щ. Этими рыбами, в свою очередь, нередко лакомятся хищные: щука, ротан, ёрш.

Щука – это самый известный озерный хищник. Её легко узнать по длинному пятнистому телу. В основном щука питается больными и ослабленными рыбами и является биологическим санитаром озера.

Какую роль в жизни озера играют разрушители и кто к ним относится ? Слайд 18

-Разрушители озёр: бактерии, мотыль, рак, прудовик и беззубка.

(Опережающее задание) 2 ученика

Щ. 1. МИКРООРГАНИЗМЫ (микробы)-

мельчайшие организмы, видимые только в микроскоп, например, бактерии. Играют большую роль в круговороте веществ в природе.

Мотыль- личинки комаров. Обитают на дне озёр и питаются остатками умерших организмов.

Раки – водятся в чистых водоемах. Они предпочитают глубину до трех метров. Тело рака покрыто крепким панцирем. Клешни – это грозное оружие, которое рак использует на охоте и для защиты от врагов. Рак – ночной хищник. Раки линяют. Во время линьки раки не только меняют свой панцирь, но вместе с ним обновляют и жабры, и пищеварительные органы.

2. Щ. Прудовик – это подвижные и самые прожорливые водные улитки. Питаются водорослями, остатками погибших организмов, икринками. Они хорошо очищают воду.

Беззубка – крупный моллюск. Беззубки очищают воду, пропуская ее через себя в поисках пищи.

Слайд 19

- Можем теперь сделать вывод, что озеро – это экосистема?

- Вспомним полное определение экосистемы. (Единство живой и неживой природы, в котором сообщество живых организмов разных профессий способны совместными усилиями поддерживать круговорот веществ ).

Докажите, что круговорот веществ в озере существует.

(Отчёт 4 группы) 2 человека у доски. (Пока группы отчитываются эта группа составляет круговорот веществ в озере). Слайд 20

IV группа - от производителей потребители получают органические вещества, умершие организмы разрушаются мусорщиками. От них потребители получают минеральные вещества, которые снова преобразуются в органические. Таким образом, в озере происходит круговорот веществ.

- Итак, какой вывод можно сделать?

- Озеро – это экосистема, т.к. в нём присутствуют все его части и есть круговорот веществ. Слайд 21

Физминутка Слайд 22

- На нашей схеме отсутствует голова- это то, чего мы еще не знаем.

Ответьте на такой вопрос: «Почему озеро зарастает?» фишбоун Слайд 23

Постановка проблемы.

Вернёмся к схеме круговорота веществ озера. А что необычного вы заметили на схеме этого круговорота веществ?

- От мертвых организмов идет черная стрелка, направленная вниз.

Что она обозначает?

Прочитаем диалог Лены и Миши на странице 46. Ребята помогут вам найти ответ на этот вопрос. (Чтение диалога вслух по ролям). Слайд 24

(Отчёт 5 группы)

V группа - разрушители не справляются со своей работой. Поэтому мёртвые организмы накапливаются на дне. Круговорот замкнут не полностью, часть веществ оседает на дне.

- Если круговорот не замкнут, как вы думаете, повлияет ли это на условия в экосистеме? (Да)

- И что же может произойти с экосистемой? (Она может разрушиться. Озеро зарастает и со временем превращается в болото).

Слайд 24 - щелчок

Вот это мы и поместим в наш «хвост» Слайд 25

- Давайте проверим наше предположение по учебнику. Вывод на с. 46.

VI . Практическое применение знаний, полученных на уроке.

Много интересного вы узнали об озере.

Откройте рабочую тетрадь на стр. 23 и выполните задание 2, поработав самостоятельно.

Проверим правильность выполнения задания (слайд 26)

Вопросы к ученику (начало формирования алгоритма самооценки):

– Что тебе нужно было сделать?

– Удалось тебе выполнить задание?

– Ты выполнил правильно или были недочёты?

– Ты выполнил всё сам или с помощью товарища?

– Сейчас мы вместе с … (имя ученика ) учились оценивать свою работу.

– Молодец! Ты не только правильно выполнил задание, но и объективно оценил свою работу.

VII . Итог урока (рефлексия)

Третья стадия – РЕФЛЕКСИЯ (Необходимо вернуть учащихся к первоначальной информации, внести изменения уточнения в таблицу. Дать творческое задание).

Человек может повлиять на судьбу озера?

Как вы думаете, должен человек вмешиваться в экосистему озера? (да, если он хочет сохранить озеро, как место отдыха, ловли рыбы, памятника природы).

Вы не раз отдыхали на озерах. И видели, в каком состоянии находятся наши озера.

Чем вы можете помочь озеру?

Рефлексия Слайд 27

Синквейн

1.Озеро

2.Чистое, прозрачное, полезное

3.Охранять, не засорять, отдыхать, купаться,

4. Бороться с браконьерами. Стараться не загрязнять места отдыха.

5. Водоем.

Итог урока