Почва как среда обитания

Тема: «Почва – важнейшее звено круговорота веществ в природе. Структура, свойства
почв и их место в экосистемах. Состояние земельных ресурсов края»
Цель занятия: обеспечить формирование понятия почвы как одной из сред
обитания,
Задачи занятия:
- образовательные: изучить особенности экологических факторов, действующих на
организмы
в
почвенной
среде;
сформировать
понятие
«эдафические
факторы»;сформировать представление о состоянии земельных ресурсов
Ставропольского края и об основных экологических проблемах, связанных с
антропогенным воздействием на почвы.
- развивающие: способствовать развитию речи, умений грамотно представить свою
точку зрения, навыков самостоятельной работы, коммуникативных способностей
учащихся;
- воспитательные: воспитывать у обучающихся понимание практической
значимости экологических знаний.
Необходимые материалы:
Раздаточный материал: дидактические карточки-задания, тест.
Наглядные пособия: презентация
Технические средства: компьютер.
Обучающиеся должны знать:
- определения почвы;
- структуру и состав почв;
- возбудителей инфекционных заболеваний, передающихся через почву;
- значение минерализации и нитрификации;
уметь:
- давать характеристику различным типам почв в зависимости от от структуры
почвенного профиля
- правильно классифицировать представителей почвенных организмов
Темы рефератов и сообщений:
«Загрязнение почвы», «Обитатели почвы».
Ход занятия:
Организационный момент – 5 минут.
Сообщение нового материала (лекция с элементами беседы) – 30 минут
План беседы:




Почва как среда обитания
Строение почвенного профиля
Земельный фонд Ставропольского края
Экологические группы почвенных организмов
Индивидуальная работа обучающихся по изучению различных типов почв и их
классификации в зависимости от структуры почвенного профиля – 10 минут.
Перерыв – 10 минут.
Групповая работа с раздаточным материалом, выполнение заданий – 30 минут.
Выполнение тестовых заданий – 10 минут.
Подведение итогов занятия – 5 минут.
Теоретический материал:
«Почва как среда обитания»
Земля - единственная из планет имеет почву – особенную, верхнюю оболочку
суши. Эта оболочка сформировалась в исторически обозримое время – она ровесница
сухопутной жизни на планете. Впервые на вопрос о происхождении почвы ответил
М.В. Ломоносов ("О слоях земли"): "…почва произошла от согнития животных и
растительных тел … долготою времени…" (слайд № 2) Почва - эта рыхлый
поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить биологическую
массу растений. Почва образуется из горных пород при длительном воздействии
растений, животных, микроорганизмов и климата. Основатель генетического
почвоведения В. В. Докучаев говорил, что «Почва есть функция (результат) от
материнской породы, климата и организмов, помноженная на время». Способностью
почвы поставлять растению в течение его жизни необходимое количество воды и
питательных солей определяется ее плодородие. Оно зависит от химического состава,
физических свойств и водного режима почвы. Нарушение химического состава почв
(например, накопление минеральных солей в высоких концентрациях, т.е. засоление
почв) ведет к снижению плодородия.
И уже современный известный ученый почвовед Н.А. Качинский дает следующее
определение почвы: "Под почвой надо понимать все поверхностные слои горных
пород, переработанные и измененные совместным воздействием климата (свет, тепло,
воздух, вода), растительных и животных организмов"
Это трёхфазная среда (воздушно – водно – наземная), она самая насыщенная
живыми организмами. Основными структурными элементами почвы являются:
минеральная основа, органическое вещество, воздух и вода
Минеральная основа (скелет) (50-60% всей почвы) – это неорганическое
вещество, образовавшееся в результате подстилающей горной породы в результате ее
выветривания. Размеры скелетных частиц: от валунов и камней до мельчайших
песчинок. Физико-химические свойства почв обусловлены в основном составом
почвообразующих пород. От соотношения в почве глины и песка, размеров
фрагментов, зависят проницаемость и пористость почвы, обеспечивающие
циркуляцию, как воды, так и воздуха. Идеально, если почва образована равными
количествами глины и песка, т.е. представляет суглинок. В этом случае почвам не
грозит ни переувлажнение, не пересыхание. И то и другое одинаково губительно как
для растений, так для и животных.
Органическое вещество – до 10% почвы, образуется из отмершей биомассы
(растительная масса – опад листьев, ветвей и корней, валежные стволы, ветошь травы,
организмы погибших животных), измельченной и переработанной в почвенный гумус
микроорганизмами и определенными группами животных и растений.
Воздух (15-25%) в почве содержится в полостях – порах, между органическими и
минеральными частицами. При отсутствии (тяжелые глинистые почвы) или
заполнении пор водой (во время подтоплений, таяния мерзлоты) в почве ухудшается
аэрация и складываются анаэробные условия. В таких условиях тормозятся
физиологические процессы организмов, потребляющих кислород – аэробов,
разложение органики идет медленно. Постепенно накапливаясь, они образуют торф.
Большие запасы торфа характерны для болот, заболоченных лесов, тундровых
сообществ.
Вода (25-30%) в почве представлена 4 типами: гравитационной, гигроскопической
(связанной), капиллярной и парообразной.
Гравитационная – подвижная вода, занимают широкие промежутки между
частицами почвы, просачивается вниз под собственной тяжестью до уровня
грунтовых вод. Легко усваивается растениями.
Гигроскопическая, или связанная – адсорбируется вокруг коллоидных частиц
(глина, кварц) почвы и удерживается в виде тонкой пленки за счет водородных связей.
Освобождается от них при высокой температуре (102-105°С). Растениям она
недоступна, не испаряется.
Капиллярная – удерживается вокруг почвенных частиц силой поверхностного
натяжения. По узким порам и каналам – капиллярам, поднимается от уровня
грунтовых вод или расходится от полостей с гравитационной водой. Лучше
удерживается глинистыми почвами, легко испаряется. Растения легко поглощают ее.
Парообразная – занимает все свободные от воды поры. Испаряется в первую
очередь.
Строение почвенного профиля
Строение почв неоднородно как по горизонтали, так и по вертикали. (слайд № 3)
Независимо от типа почвы в ее профиле выделяют три основных горизонта,
различающиеся по морфологическим и химическим свойствам между собой и между
аналогичными горизонтами в других почвах: (слайд № 4)
1. Перегнойно-аккумулятивный горизонт, горизонт А. В нем накапливается и
преобразуется органическое вещество. После преобразования часть элементов из
этого горизонта выносится с водой в нижележащие.
Этот горизонт наиболее сложный и важный из всего почвенного профиля по своей
биологической роли. Он состоит из лесной подстилки, образованной наземным
опадом. Ниже подстилки располагается темноокрашенный гумусовый горизонт,
образованный измельченными, разной степени разложения остатками растительной
массы и массы животных. В деструкции остатков участвуют позвоночные животные
(фитофаги, сапрофаги, копрофаги, хищники, некрофаги) (слайд №5)
2. Горизонт вмывания, горизонт В. В нем оседают и преобразуются в
почвенные растворы соединения, вынесенные из горизонта. Это гуминовые кислоты и
их соли, вступающие в реакцию с корой выветривания и усваиваемые корнями
растений (слайд № 6)
3. Материнская (подстилающая) порода (кора выветривания), или горизонт
С. Из этого горизонта – тоже после преобразования – минеральные вещества
переходят в почву
Экологические группы почвенных организмов
Большое значение имеют животные- рыхлители почвы (например, дождевые
черви), улучшающие структуру почвы и её воздушный режим. Велика роль
животных в опылении с/х культур. Но огромное влияние на земледелие оказывают и
животные- вредители. Ежегодные потери от них составляют 20-25% потенциального
урожая продовольственных культур.
Исходя из степени подвижности и размеров, вся почвенная фауна сгруппирована
в следующие три экологические группы:
Микробиотип, или микробиота (не путать с эндемиком Приморья – растением
микробиотой перекрестнопарной!): организмы, представляющие промежуточное
звено между растительными и животными организмами (бактерии, зеленые и синезеленые водоросли, грибы, простейшие одноклеточные). Это водные организмы, но
мельче обитающих в воде. Живут в порах почвы, заполненных водой –
микроводоемах. Основное звено детритной пищевой цепи. Могут высыхать, а с
возобновлением достаточной влажности вновь оживают.
Мезобиотип, или мезобиота – совокупность мелких, легко извлекающихся из
почвы подвижных насекомых (нематоды, клещи (Oribatei), мелкие личинки,
ногохвостки (Collembola) и др. Очень многочисленны – до миллионов особей на 1м2.
Питаются детритом, бактериями. Пользуются естественными полостями в почве,
сами не роют себе ходов. При снижении влажности уходят вглубь. Приспособления
от высыхания: защитные чешуйки, сплошной толстый панцирь. "Паводки" мезобиота
пережидает в пузырьках почвенного воздуха.
Макробиотип, или макробиота – крупные насекомые, дождевые черви,
подвижные членистоногие, живущие между подстилкой и почвой, другие животные,
вплоть до роющих млекопитащих (кроты, землеройки). Преобладают дождевые
черви (до 300 шт/м2).
Каждому типу почв и каждому горизонту соответствует свой комплекс живых
организмов, участвующих в утилизации органики – эдафон. Наиболее
многочисленным и сложным составом живых организмов обладают верхние –
органогенные слои-горизонты. В иллювиальном обитают только бактерии
(серобактерии, азотфиксирующие), не нуждающиеся в кислороде.
Таким образом: Почва – промежуточная среда между водой (температурный
режим, низкое содержание кислорода, насыщенность водяными парами, наличие воды
и солей в ней) и воздухом (воздушные полости, резкие изменения влажности и
температуры в верхних слоях). Для многих членистоногих почва была средой, через
которую они смогли перейти от водного к наземному образу жизни.
Основными показателями свойств почвы, отражающими возможность ее быть
средой обитания для живых организмов, являются гидротермический режим и
аэрация. Или влажность, температура и структура почвы. Все три показателя тесно
связаны между собой. С повышением влажности повышается теплопроводность и
ухудшается аэрация почв. Чем выше температура, тем сильнее идет испарение.
Непосредственно с этими показателями связаны понятия физической и
физиологической сухости почв.
Тест
1. По сравнению с водной и наземно-воздушной средой почва
а) менее плотно населена живыми организмами
б) более плотно населена живыми организмами
в) плотность не отличается
2. Клещи являются представителями
а) мезобиоты
б) макробиоты
в) микробиоты
3. Вставьте пропущенное слово
Свойства почвы как экологического фактора – это … факторы (эдафические)
4. Какой горизонт наиболее сложный и важный из всего почвенного профиля
по своей биологической роли?
а) горизонт А; б) горизонт В; в) горизонт С
5. Перечислите 4 основных типа почв Ставропольского края
6. Дождевые черви являются представителями
а) мезобиоты
б) макробиоты
в) микробиоты
7. Земельный фонд Ставропольского края содержит
а) 80 % ценных земель, не подверженных процессам деградации
б) 35 % ценных земель, не подверженных процессам деградации
в) 55 % ценных земель, не подверженных процессам деградации
Раздаточный материал
ЗАДАНИЯ
1. По целому ряду экологических особенностей почва является средой,
промежуточной между водной и наземной.
С водной средой почву сближают
С воздушной средой почву сближают
2. Неоднородность условий в почве резче всего проявляется в вертикальном
направлении. С глубиной резко меняется ряд важнейших экологических факторов,
влияющих на жизнь ее обитателей. Составьте схему вертикальных горизонтов
почвы, подпишите на схеме названия горизонтов и дайте их краткую
характеристику.
3. Объясните, почему почва является биокосным телом.
4. Влага в почве присутствует в различных состояниях. Укажите на рисунке три типа
почвенной воды.
Рис. Типы почвенной воды
5. Неоднородность почвы приводит к тому, что для организмов разных размеров она
выступает как разная среда.
Заполните таблицу:
Таблица 9. Экологические группы почвенных организмов
Характеристика
Экологические группы
Микробиота
Мезобиота
Макробиота
Размеры
Представители
Чем для них является почва
Приспособления к среде
6. Заполните таблицу
Название среды
Характеристика
среды
Почвенная
Создана живыми
организмами.
Осваивалась
одновременно с наземно
- воздушной средой.
Дефицит или полное
отсутствие света.
Высокая плотность.
Неоднородная в
пространстве. Во
времени условия более
постоянны, чем в
наземно – воздушной
среде обитания, но
более динамичны, чем в
водной и
организменной.
Обитатели
Приспособленность к
среде обитания
Форма тела вальковатая,
слизистые покровы или
гладкая поверхность, у
некоторых копательный
аппарат, развитая
мускулатура. Для многих
групп характерны
микроскопические или
мелкие размеры как
приспособления к жизни в
плёночной воде или в
воздухоносных порах
7. Одно из экологических бедствий – кислотные дожди. Они образуются, когда в
каплях дождя растворяются промышленные газы, в основном сернистый, в
результате чего выпадают практически растворы серной кислоты. Как это может
повлиять на жизнь в почве?
(Ответ: закисление почв ведет к смене видового состава организмов, частичной
гибели почвенных обитателей; происходит вымывание минеральных элементов
питания.)
Домашнее задание:
1. Прочитать конспект.
2.Творческое задание по желанию: сделать презентацию на тему «Почва как среда
обитания»
Список источников
Литература основная:
1. Федорова М.З., Кучменко В.С., Воронина Г.А. Экология человека: Культура
здоровья: Учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. –
М.: Вентана – Граф, 2007. – 144 с.: ил.
2. Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Экология. 10(11) класс: Учеб. для
общеобразоват. учеб. заведений. – 6-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002. – 256 с.
3. Основы экологии: поурочные планы. Автор составитель О.П. Дудукина.
Волгоград:Учитель, 2007. – 326с.
Вопросы для проверки знаний
Наземно-воздушная среда.
1. Характеристика среды, её особенности.
2. Приспособленность растительных и животных организмов к недостатку влаги
(суккуленты, животные пустынь).
3. Отношение организмов к свету:
а) растения, деление их на группы (светолюбивые и теневыносливые)
б) животные, деление их на группы (дневные и ночные)
4. Как организмы приспособились к изменению температур в районах со сменой
времён года (листопад – у растений, перелёт птиц, линька, спячка – у животных).
5. Приспособления к передвижению в наземно-воздушной среде (у животных и семян
растений).
Водная среда.
1. Характеристика среды, её особенности. Отличия от наземно-воздушной среды
обитания.
2. Перечислите приспособления организмов к высокой плотности воды, световому
режиму, давлению, количеству кислорода и т.п.
3. Основные обитатели водной среды – рыбы. Перечислите их приспособления к
жизни в воде.
4. Откуда берётся кислород и всем ли рыбам нужно одинаковое количество кислорода
(форель, сазан, линь).
5. Замор рыбы – что это такое?
5. Глубоководные и другие организмы, живущие в водной среде.
Проверка заполнения таблицы
Название среды
Характеристика
среды
Обитатели
Приспособленность
к среде обитания
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Общая характеристика почвы как среды жизни.
2. Почва - биокосное тело. Роль микроорганизмов, животных и высших растений в
почвообразовательных процессах.
3. Плотность жизни в почвах. Разнообразие почвенных обитателей. Экологические
группы эдафобионтов (микробиота, мезобиота, макробиота).
4. Адаптации организмов к действию почвенных факторов.