4428
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
БИОГЕОГРАФИЯ
Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 05.03.06 – Экология и природопользование
Воронеж 2016
УДК 502/504
Лисова О.С., Биогеография [Текст]: методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 05.03.06 – Экология и природопользование / О.С. Лисова; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова». – Воронеж, 2016. – 21 с.
Печатается по решению УМС ВГЛТУ
Рецензент: доктор географических наук, профессор Григорьевская А.Я.
ЛИСОВА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА
БИОГЕОГРАФИЯ Методические указания к практическим занятиям для студентов по
направлению подготовки 05.03.06 – Экология и природопользование
Подписано в печать __.__.2016 г. Формат 60х84/16 Объем __ п.л. Усл. печ. л. __. Уч.-изд. л. __. Тираж 20 экз. Заказ __
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» РИО ФГБ ОУ ВО «ВГЛТУ».
394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8 Отпечатано в УОП ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». 394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10
©ФГБОУ ВО «ВГЛТУ», 2016
СОДЕРЖАНИЕ
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ …………………..4
ЗАДАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ ……………………… 5
Тема 1. Понятия Биосфера, Биом, Продукция,
Продуктивность………………………………………………………………….5
Тема 2. Основные задачи и понятия в биогеографии……………………..5
Тема 3. Биогеографическое разделение территории ………………….7
Тема 4. Геохронологические эпохи земли………………………………9
Тема 5. Основные задачи и понятия в ландшафтоведении. Природные ландшафты………………………………………………………………………14
Тема 6. Биоиндикация качества окружающей среды с использованием древесных растений………………………………………................................15
Тема 7. Биоразнообразие биосферы и причины его уменьшения….18
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК …………………..…..………21
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Целью освоения дисциплины Биогеография является получение студентами знаний о географическом распространении и размещении живых организмов, сообществ и их компонентов на Земле, структуре живого покрова планеты в целом и еѐ регионов (пространственновременных закономерностях дифференциации живого покрова планеты на разных уровнях дифференциации биосферы), основных методах, используемых в биогеографии. Задачи учебной дисциплины: 1) получение знаний об основных закономерностях распространения живых организмов, формировании и развитии ареалов биологических таксонов в пространстве и во времени; 2) получение знаний об эколого-географических закономерностях пространственной дифференциации живого покрова; 3) получение знаний о важнейших структурно-функциональных особенностях биомов; 4) формирование представлений о флористическом и зоогеографическом районировании суши и мирового океана; 5) ознакомление студентов с основными географическими закономерностями изменения биоразнообразия и принципах его сохранения; 6) формирование представления об общих принципах биогеографических исследований. Эти знания необходимы студентам для формирования целостного представления о роли биоты в структуре и функционировании природных экосистем и биосферы в целом, и как основа для обоснования и развития фундаментальных принципов природопользования, в т.ч. устойчивого использования биологических ресурсов и сохранения биоразнообразия.
4
Здания к практическим работам.
Тема 1. Понятия Биосфера, Биом, Продукция, Продуктивность.
Задание
1.Сравните биомы и определите в каком из них больше (меньше) первичной и вторичной продукции. Как вы думаете почему?
2.Чем объяснить тот факт, что биомасса растений выражается в млрд.т, а животных млн.т?
3.Имеется ли зависимость между площадью территории и величиной продукции, которая на ней производится?
Пользуясь материалами лекции, учебником, дополнительной литературой заполните таблицу продукции и биомассы биомов суши и океана. Таблица 1 – Продукция и биомасса биомов суши и океана
Тип |
Площадь |
Растения |
Животные |
||||
экосистемы |
млн км |
|
|
|
|
|
|
Первичная |
Биомасса, |
Вторичная |
Биомасса, |
||||
(биом) |
кв |
||||||
продукция |
млрд.т. |
продукция |
млн.т. |
||||
|
|
||||||
|
|
млрд. |
|
млн. т./год |
|
||
|
|
т./год |
|
|
|
||
|
Континенты |
|
|
|
|||
Влажные |
17 |
37,4 |
|
765 |
260 |
230 |
|
тропические |
|
|
|
|
|
|
|
вечнозеленые |
|
|
|
|
|
|
|
леса |
|
|
|
|
|
|
|
Тропичесике |
|
|
|
|
|
|
|
листопадные |
|
|
|
|
|
|
|
леса |
|
|
|
|
|
|
|
…… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Океаны |
|
|
|||
Открытый |
332 |
41,5 |
|
1,1 |
2500 |
800 |
|
океан |
|
|
|
|
|
|
|
Зона |
|
|
|
|
|
|
|
апвеллинга |
|
|
|
|
|
|
|
…….. |
|
|
|
|
|
|
Тема 2. Основные задачи и понятия в биогеографии
Занятие 1. Основные задачи и понятия в биогеографии
1.Биогеография как наука. Цели и задачи биогеографии.
2.Основные понятия в биогеографии - фитоценоз, зооценоз,
биоценоз, растительность (растительный покров), животное население.
3.Значение знаний по биографии для различных специальностей, в том числе и для специалиста СКСиТ.
4.Характеристики биосферы.
5
5. Разнообразие современных организмов и биоценозов.
Задание:
Рассмотреть и усвоить следующий план анализа (изучения) особенностей биоценозов. Описать биоценоз изображенный на фотографии.
1.Местообитание.
2.Биомасса, первичная и вторичная продукция (табл. 1).
3.Видовой состав: простые и сложные биоценозы, видовая насыщенность, видовое богатство, эндемизм.
4.Роль видов в биоценозе: доминирующие, ассектаторы, эдификаторы.
5.Вертикальная структура биоценозов – ярусное распределение видов (надземная и подземная).
6.Горизонтальное распределение видов: сомкнутость растительного покрова, синузии.
7.Биотические факторы: отношения между организмами, взаимоотношения между растениями; взаимоотношения между животными; взаимоотношения между растениями и животными.
8.Изменения биоценозов во времени (динамика): суточные; сезонные (аспективные); многолетние (флуктуации); сукцессии.
9.Единицы классификации биоценозов (Кисилев В.Н. «Биогеография», с. 206-209; Воронов А.Г. «Биогеография с основами экологии», с. 109-111).
Фитомасса, продукция и опад (ц/га) в различных фитоценозах (по Родину и Базилевич, 1965)
|
|
Фитомасса |
|
|
|
|
|
Всего |
Зеле- |
Много- |
Под- |
|
|
|
|
ная |
летняя |
зем- |
Про- |
|
Растительное сообщество |
|
масса |
надзем- |
ная |
дук- |
Опад |
|
|
|
ная |
масс |
ция |
|
|
|
|
масса |
а |
|
|
Арктические тундры России |
50 |
|
15 |
35 |
(10) |
(10) |
Кустарничковые тундры России |
280 |
32 |
17 |
231 |
(25) |
(24) |
Сосняки северной тайги России |
807 |
62 |
567 |
178 |
– |
33 |
Ельники северной тайги России |
1000 |
80 |
700 |
220 |
45 |
35 |
Ельники средней тайги России |
2600 |
160 |
1850 |
600 |
70 |
50 |
Сосняки южной тайги России |
2800 |
140 |
2024 |
636 |
61 |
55 |
Ельники южной тайги России |
3300 |
165 |
2400 |
735 |
85 |
47 |
Березняки России |
2200 |
45 |
1650 |
505 |
120 |
70 |
Бучины Центральной Европы |
3700 |
50 |
2700 |
950 |
103 |
90 |
Дубравы СССР |
4000 |
40 |
3000 |
960 |
90 |
65 |
Луговые степи СССР |
250 |
80 |
0 |
170 |
137 |
137 |
Умеренно-засушливые степи |
250 |
45 |
0 |
205 |
112 |
112 |
СССР |
|
|
|
|
|
|
Сухие степи СССР |
100 |
15 |
0 |
85 |
42 |
42 |
Полукустарничковые пустыни |
|
|
|
|
|
|
СССР |
43 |
1 |
4 |
38 |
12,2 |
12 |
Эфемерно-полукустарничковые |
|
|
|
|
|
|
6
пустыни СССР |
125 |
18 |
3 |
104 |
95 |
94 |
Лишайниково- |
|
|
|
|
|
|
полукустарничковые пустыни |
9,4 |
1,3 |
5,5 |
2,6 |
5,1 |
5,0 |
Сирии |
|
|
|
|
|
|
Субтропические лиственные леса |
4100 |
120 |
360 |
820 |
245 |
210 |
Саванны Ганы |
666 |
83 |
544 |
39 |
(120) |
(115) |
Влажные тропические леса |
5000 |
400 |
3700 |
900 |
325 |
250 |
|
и |
|
|
|
|
|
|
выше |
|
|
|
|
|
Горные вечнозеленые |
|
|
|
|
– |
– |
тропические леса Бразилии |
17241 |
906 |
13060 |
3275 |
|
|
Черносаксаульники |
538 |
10 |
41 |
487 |
120 |
103 |
Солончаки пустыни |
16 |
2 |
4 |
10 |
6,1 |
6 |
Сообщества водорослей на |
1,1 |
0,1 |
0 |
1,0 |
1,1 |
1,1 |
такырах |
|
|
|
|
|
|
Тема 3. Биогеографическое разделение территории
Занятие 2. Флористические царства. Фаунистические области. Биоценозы Африки. Зона влажных экваториальных лесов.
1.Флористические царства.
2.Фаунистические области
3.Географическое положение.
4.Береговая линия.
5.Климат.
6.Физико-географическое районирование.
7.Характерные особенности растительности и животного мира.
8Адаптивные признаки растений различных ярусов.
9.Адаптивные признаки животных.
10.Возможности хозяйственного использования биоценозов.
Задания:
1.Просмотреть фильм.
2.Рассмотреть карту Биоценозы мира, Природные зоны мира.
3.Оформить контурную карту биогеографические зоны материка.
Занятие 3. Саванны и редколесья. Пустыни и полупустыни. Субтропические леса и кустарники
1.Географическое положение.
2.Береговая линия.
3.Климат.
4.Физико-географическое районирование.
5.Характерные особенности растительности и животного мира.
6.Адаптивные признаки растений различных ярусов.
7.Адаптивные признаки животных.
8.Возможности хозяйственного использования биоценозов.
Задания:
7
1.Просмотреть фильм.
2.Рассмотреть карту Биоценозы мира, Природные зоны мира.
3.Оформить контурную карту биогеографические зоны материка.
Занятие 4. Биоценозы Австралии
1.Географическое положение.
2.Береговая линия.
3.Климат.
4.Зональные ландшафты.
5.Физико-географическое районирование.
6.Характерные особенности растительности и животного мира.
7.Адаптивные признаки растений различных ярусов.
8.Адаптивные признаки животных.
9.Возможности хозяйственного использования биоценозов.
Задания:
1.Просмотреть фильм.
2.Рассмотреть карту Биоценозы мира, Природные зоны мира.
3.Оформить контурную карту биогеографические зоны материка.
Занятие 5. Биоценозы Антарктиды
1.Географическое положение.
2.Береговая линия.
3.Климат.
4.Зональные ландшафты.
5.Физико-географическое районирование.
6.Характерные особенности растительности и животного мира.
7.Адаптивные признаки растений различных ярусов.
8.Адаптивные признаки животных.
9.Возможности хозяйственного использования биоценозов.
Задания:
1.Просмотреть фильм.
2.Рассмотреть карту Биоценозы мира, Природные зоны мира.
3.Оформить контурную карту биогеографические зоны материка
Занятие 6. Биоценозы Южной Америки
1.Географическое положение.
2.Береговая линия.
3.Климат.
4.Зональные ландшафты.
5.Физико-географическое районирование.
6.Характерные особенности растительности и животного мира.
7.Адаптивные признаки растений различных ярусов.
8.Адаптивные признаки животных.
9.Возможности хозяйственного использования биоценозов.
Задания:
1.Просмотреть фильм.
2.Рассмотреть карту Биоценозы мира, Природные зоны мира.
8
3. Оформить контурную карту биогеографические зоны материка
Занятие 7. Биоценозы Северной Америки
1.Географическое положение.
2.Береговая линия.
3.Климат.
4.Зональные ландшафты.
5.Физико-географическое районирование.
6.Характерные особенности растительности и животного мира.
7.Адаптивные признаки растений различных ярусов.
8.Адаптивные признаки животных.
9.Возможности хозяйственного использования биоценозов.
Задания:
1.Просмотреть фильм.
2.Рассмотреть карту Биоценозы мира, Природные зоны мира.
3.Оформить контурную карту биогеографические зоны материка
Занятие 8. Биоценозы Евразии
1.Географическое положение.
2.Береговая линия.
3.Климат.
4.Зональные ландшафты.
5.Физико-географическое районирование.
6.Характерные особенности растительности и животного мира.
7.Адаптивные признаки растений различных ярусов.
8.Адаптивные признаки животных.
9.Возможности хозяйственного использования биоценозов.
Задания:
1.Просмотреть фильм.
2.Рассмотреть карту Биоценозы мира, Природные зоны мира.
3.Оформить контурную карту биогеографические зоны материка
Тема 4. Геохронологические эпохи земли.
Эволюция как основа биоразнообразия.
Теоретическая часть
Главные направления эволюции
Успех в эволюции и пути его достижения. Этой проблеме посвящены труды крупнейших советских ученых академиков А.Н. Северцова и И.И. Шмальгаузена. Главный успех видов в эволюции - это обеспечение жизни следующих поколений.
1.А.Н. Северецов и И.И. Шмальгаузен установили два главных направления эволюции.
а. Биологический прогресс:
1.Увеличение численности особей вида.
2.Расширение ареала вида.
3.Образование новых популяций и систематических единиц.
4.Примеры:
9
-ареал зайца русака увеличивается, и за последнее 100 лет образовывалось 20 новых подвидов;
-нематоды (круглые черви) распространены в почве морской и пресной воде, являются паразитами растений, животных и человека;
-эволюция домового воробья, легко приспособился к обитанию в поселениях человека, расширил свой ареал, возникло много новых популяций.
б. Биологический регресс:
1. Снижение числа особей вида.
2. Уменьшение ареала вида.
3. Уменьшение числа видов, подвидов, популяций.
4. Ведет к вымиранию видов.
5. Примеры:
-хвощи и плауны (расцвет в карбоне);
-человек способствует регрессу промысловых животных: бобра, зубра и т.д.
-вследствие усиленного отстрела резко сократилось численность, и сузился ареал соболя
6. Виды живых организмов, находящиеся в состоянии биологического регресса, в настоящее время заносятся в международные и региональные Красные книги и охраняются правительственными и общественными организациями.
А.Н. Северцов предложил пути движения к биологическому прогрессу
а. Арогенез (греч.airo -подъем, genesisразвитие), или морфофизиологический прогресс, - эволюционное направление, сопровождающееся приобретением крупных изменений строения, существенно повышающих уровень организации - ароморфозов. (Табл. «Ароморфоз у животных», «Ароморфоз и идиоадаптация у растений»)
Ароморфозы формируются на основе наследственной изменчивости и естественного отбора и являются приспособлениями широкого значения, позволяющими освоить новую среду обитания.
1.Всегда ведет к биологическому прогрессу.
2.Дает возможность перехода к новым условиям существования.
3.Повышается выживаемость в популяциях > расширяется ареал> появляется новые виды.
4.Примеры ароморфозов:
-половой процесс, резко повысивший наследственную изменчивость;
-фотосинтез, сделавший возможным использование солнечной энергии растениями;
-многоклеточность, открывшая широкие возможности усложнения строения и физиологии 5. Появление челюстей у позвоночных - переход от пассивного питания к активному.
6. Общая черта ароморфозов заключается в том, что они сохраняются при дальнейшей эволюции и приводят к макроэволюции, т.е. к возникновению
10