С.В. ВИНОГРАДОВА,
шк. No 1532, г. Москва

Экскурсия «Биогеоценоз леса»

Экскурсия проводится в лиственный (березовый) лес во время распускания листьев.

Оборудование: сантиметр, веревка 10 м, блокноты, карандаши, определитель растений.

Вступительная беседа. На этой экскурсии мы рассмотрим организацию лесного биогеоценоза, выясним некоторые основные формы взаимодействия составляющих его компонентов. Но сначала давайте вспомним, что называют биогеоценозом. (В ходе беседы надо подчеркнуть, что основным свойством биогеоценоза является характер взаимоотношений между его компонентами.)

Проведение экскурсии. Перед нами участок лиственного леса. Рассмотрим, как располагаются друг относительно друга деревья, кустарники, травянистые растения. (Понятие ярусности.)

Ярусность – это расположение органов ассимиляции растений (листьев) на разной высоте над землей в зависимости от их потребности в свете.

Учащимся надо показать на пробной площадке ярусы растительного сообщества и вместе с ними определить, какими видами образован каждый ярус. Есть еще одна форма ярусности – «ярусность во времени». Все ли взрослые растения одновременно проходят одну и ту же фенологическую фазу или находятся в разных фазах развития (вегетация, бутонизация, цветение, созревание семян)? Какое значение для растений имеет неодновременное развитие? (Первоцветы – хохлатки, медуница лекарственная, примулы – развиваются до распускания листьев на деревьях. До распускания листьев цветут и ветроопыляемые растения.)

Как возрастные изменения основных лесообразующих пород воздействуют на все компоненты биогеоценоза? (При изменении сомкнутости крон под пологом леса меняются освещенность, температура, влажность воздуха и почвы, видовой состав и обилие микроорганизмов, простейших, круглых и кольчатых червей и других беспозвоночных. Изменения микроклиматических условий и свойств почвы сказываются на состоянии подроста, подлеска и травяного яруса).

Стоит обратить внимание учащихся на эпифиты – растения, которые используют другие растения как субстрат. Например, на коре деревьев живут мхи, лишайники, водоросли. Одноклеточные водоросли (протококк, хлорококк) образуют на коре деревьев ярко-зеленые порошкообразные налеты. Плодовые тела грибов-трутовиков на стволах деревьев – пример паразитических отношений между грибами и растениями.

Чем сильнее выражены ярусность и мозаичность растений, тем больше в сообществе мест обитания для животных, грибов, бактерий. Все ярусы – «этажи» леса – взаимодействуют между собой. Отмершие ветви, листья попадают в надпочвенный ярус, где происходит интенсивное разложение органического вещества. Вода и минеральные вещества из подземных ярусов переходят в надземные ярусы.

Вертикальное и горизонтальное расчленение свойственно и подземной части биогеоценоза, корням трав и деревьев. Для этих ярусов характерна микориза – симбиотические взаимоотношения между высшим растениями и грибами. Почва населена водорослями, грибами, простейшими и другими беспозвоночными, микроорганизмами.

Растения составляют основу собщества, так как именно в них сосредоточена основная масса органического вещества; они определяют структуру и облик биогеоценоза, внутренний климат, видовой состав, обилие и размещение животных, грибов и микроорганизмов.

Биоценотическая роль животных состоит в потреблении и разрушении органического вещества, синтезированного растениями, в создании органического вещества для консументов более высоких трофических уровней. Оcнoвнaя часть биомассы животных лесного биоценоза представлена беспозвоночными.

Биогеоценоз существует длительное время, но он постоянно изменяется. Это связано с колебаниями температуры, влажности и освещенности и с изменениями микроклимата и почвы под влиянием взаимодействия органических компонентов сообщества между собой.

Если есть возможность, можно продемонстрировать различия в структуре соседних биогеоценозов – например, видовой состав растений и ярусность в овраге, у ручья будут другими, чем в окружающем лесу. Границы биогеоценозов определяются границами входящих в них растительных сообществ.

Самостоятельная работа учащихся

Задание № 1

1. Составить краткую характеристику по ярусам. Определить видовой состав верхнего яруса и подроста. Выяснить, какие виды преобладают в каждом из них, каково состояние растений.

2. Подсчитать количество деревьев каждого вида на площади 10х10 м, приблизительно определить их высоту.

Задание № 2

1. Изучить состав верхнего яруса. Выяснить, какие деревья здесь являются господствующими. Описать внешний вид по плану: форма ствола, состояние кроны (густая или редкая, узкая или широкая, на какой высоте расположена, наличие отмерших сучьев).

2. Сделать вывод о том, какой вид деревьев (из преобладающих) находится в лучшем состоянии; что происходит с деревьями других видов. Какое влияние друг на друга оказывают эти виды деревьев?

Задание № 3

1. Изучить состав и состояние деревьев и кустарников нижних ярусов, травянистых растений. Определить, какие жизненные формы образуют тот или иной ярус.

2. Выявить у ряда видов растений черты приспособленности к совместному проживанию (к поглощению света, опылению, распространению семян и др.)

Задание № 4

1. Рассмотреть молодые всходы, подрост и высказать предположения о дальнейшей судьбе биогеоценоза, направлениях его изменения.

2. Рассмотреть лесную подстилку, ее состав, степень разложения листьев, толщину слоя подстилки, высказать предположения о ее значении в жизни биогеоценоза.

Задание № 5

1. Найти обитающих на участке животных (или следы их жизнедеятельности), установить их связи с растениями, черты приспособленности к жизни в данном биогеоценозе.
(Следует обратить внимание на активно летающих насекомых-опылителей, на тлей и других насекомых, питающихся веществами растений.)

2. Укажите биоценотические связи между животными и растениями, сформированные на основе питания.

Задание № 6

1. Определить сезонные изменения в жизни биогеоценоза (растений и животных) на изучаемом участке.

2. Установить последствия деятельности человека, его влияние на биогеоценоз, высказать предположения о том, какие мероприятия необходимо проводить для охраны данного биогеоценоза.

Заключительная беседа

1. Какие компоненты входят в состав биогеоценоза? (Неорганические – воздух, горные породы, вода и органические – животные и растения – микроорганизмы.)

2. Чем они связаны между собой? (Круговоротом веществ и потоком энергии.)

3. Какими путями осуществляется взаимодействие органических и неорганических компонентов лесного биогеоценоза? (При фотосинтезе поглощается солнечная энергия, связывается углекислота, создается органическое вещество и выделяется кислород. Дыхание сопровождается потерей энергии в виде тепла, поглощением кислорода и выделением углекислоты. В атмосферу растения выделяют воду и различные фитонциды. Корни растений выделяют в почву большое количество различных веществ.
Вода, выпавшая в виде осадков, вымывает из почвы различные химические соединения. Кроны деревьев задерживают осадки. Мышевидные грызуны, перемешивая лесную подстилку с верхним слоем почвы, улучшают ее аэрацию и способствуют проникновению влаги.
Опад определяет состав и обилие почвенных животных и микроорганизмов. При разложении опада пополняются запасы ряда минеральных веществ в почве.)

4. Почему толщина лесной подстилки не увеличивается с каждым годом? (Микроорганизмы быстро разлагают опад, а продукты разложения включаются в круговорот веществ данного биогеоценоза.)

5. Каковы цепи питания в данном биогеоценозе? Приведите пример. (Тли питаются соками растений, божьи коровки поедают тлей. Гусеницы бабочек питаются листьями растений, гусениц едят птицы и жужелицы. Жужелиц едят птицы и насекомоядные млекопитающие.)