Экология. 10-11 классы (базовый уровень)
Покупка
Новинка
ФПУ
Тематика:
Естествознание. Экология
Издательство:
Просвещение
Авторы:
Чернова Нина Михайловна, Галушин Владимир Михайлович, Жигарев Игорь Александрович, Константинов Владимир Михайлович
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 304
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
Среднее общее образование
ISBN: 978-5-09-110496-7
Артикул: 816003.02.99
Учебник предназначен для изучения экологии и адресован учащимся 10—11 классов. Он содержит сведения по общей и социальной экологии, в нем отражены современные экологические проблемы и пути их решения, предпринимаемые мировым сообществом. Учебник снабжен иллюстрациями в виде рисунков, схем, диаграмм, графиков.
После каждого параграфа приведена дополнительная информация по теме. В арсенале методического аппарата учебника имеются вопросы и задания, направленные на освоение предметного материала, развитие метапредметных умений и навыков, предложены интересные, нетривиальные темы для дискуссий.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 373: Дошкольное воспитание и образование. Общее школьное образование. Общеобразовательная школа
- 574: Общая экология. Биоценология. Гидробиология. Биогеография
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
УДК 373.167.1:574+574(075.3) ББК 20.1я721 Э40 ISBN 978-5-09-110496-7 Экология : 10—11-е классы : базовый уровень : учебник / Н. М. Чернова, В. М. Галушин, И. А. Жигарев, В. М. Константинов ; под ред. И. А. Жигарева. — 11-е изд., стер. — Москва : Просвещение, 2023. — 302, [2] с. : ил. ISBN 978-5-09-110496-7. Учебник предназначен для изучения экологии и адресован учащимся 10—11 классов. Он содержит сведения по общей и социальной экологии, в нём отражены современные экологические проблемы и пути их решения, предпринимаемые мировым сообществом. Учебник снабжён иллюстрациями в виде рисунков, схем, диаграмм, графиков. После каждого параграфа приведена дополнительная информация по теме. В арсенале методического аппарата учебника имеются вопросы и задания, направленные на освоение предметного материала, развитие метапредметных умений и навыков, предложены интересные, нетривиальные темы для дискуссий. УДК 373.167.1:574+574(075.3) ББК 20.1я72 Э40 © АО «Издательство «Просвещение», 2021 © Художественное оформление. АО «Издательство «Просвещение», 2021 Все права защищены Учебник допущен к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования организациями, осуществляющими образовательную деятельность, в соответствии с Приказом Министерства просвещения Российской Федерации № 254 от 20.05.2020 (в редакции Приказа № 766 от 23.12.2020). З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Как работать с учебником Вни ма тель но про чи тай те ос нов ной текст па ра гра фа. Рас смот ри те ил- лю ст ра ции к не му. Наи бо лее важ ные фор му ли ров ки и за клю че ния набраны другим шрифтом и даны с красной строки. Об ра ти те на них особое вни ма ние, по ду май те, всё ли в них вам по нят но. Про верь те, пра- виль но ли вы ус вои ли зна че ние тер ми нов, вы де лен ных в тексте кур си вом и пе ре чис лен ных ещё раз в кон це параграфа. Вы пи ши те тер- ми ны в свой эко ло ги че ский сло ва рик. Основная идея кратко сформулирована в конце каждого параграфа рядом с терминами. Об ра ти те вни ма ние на при ме ры и до пол ни тель ную ин фор ма цию. После них помещены во про сы и за да ния. Про верь те по ним, как вы ус вои ли ма тери ал. Для от ве та на не ко то рые во про сы по тре бу ют ся до пол ни тель ные зна ния, в том чис ле и по дру гим предме там. Эко ло ги че ские свя зи в при ро де ос но ва ны на ко ли че ст вен ных за ко- но мер но стях. По это му в кни ге при во дит ся не ко то рый на бор циф ро вых за дач и за да ний. Те мы для дис кус сий при ве де ны для сво бод но го вы бо ра со сто ро ны уча щих ся или учи те ля. При ра бо те над па ра гра фом обя за тель но по- зна комь тесь со все ми те ма ми и по ду май те, по че му они пред ло же ны имен но в дан ном па ра гра фе. При под го тов ке к сле дую ще му уро ку обя за тель но про смот ри те руб ри ку «Вспом ни те» (ес ли она есть к дан но му па ра гра фу) и, ес ли вы за бы ли нуж ные тер ми ны, об ра ти тесь к учеб ни кам или спра воч ни кам, это об лег чит вам по ни ма ние но во го ма те риа ла. Материалы, отмеченные звёздочкой (*), являются необязательными для изучения в рамках требований к содержанию курса экологии. Же ла ем ус пе хов! З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Введение Предмет экологии. Её задачи и разделы Экология — это комплексная наука о связях живых организмов, включая человека, с окружающей средой. Эти связи образуют единую и очень сложную систему, которую мы называем жизнью на Земле. Человечество — важная часть этой жизни. Оно возникло как результат развития живой природы, связано с нею всеми корнями, существует за её счёт. Название «экология» образовано сочетанием двух греческих слов: «ойкос», что означает «дом, жилище», и «логос» — наука, изучение. Название это ввёл немецкий зоолог Эрнст Геккель в 1866 г. Образно говоря, экология — это наука о том, как жить в собственном доме. Для одних видов дом — это крошечный участок среды, как, например, чашечка цветка для живущего в ней насекомого, а для других — широкое пространство материков или океанов. Общий «дом» современного человечества — вся планета Земля, теперь уже вместе с прилегающим космическим пространством. Жизнь как самое сложное явление в окружающем нас мире изучается системой биологических наук, каждая из которых исследует определённые её аспекты. Систематика, анатомия и морфология разных групп организмов, ботаника, зоология, микробиология, цитология, гистология, генетика, физиология, палеонтология, эволюционное учение и многие другие — всё это биологические науки. В центре внимания экологии тоже живые объекты. Её задачи — изучить, как выживают различные виды в постоянно меняющихся на Земле условиях, что объединяет их с внешним миром, какие законы позволяют сохранять устойчивость жизни при колебаниях и нарушениях внешней среды. Таким образом, экология тесно связана и с теми науками, которые изучают законы неживой природы, т. е. географией, химией, физикой, кибернетикой и многими другими. Экология изучает взаимодействия живой и неживой природы. Современное человечество, вооружённое техникой и использующее огромное количество энергии, представляет могучую силу, воздействующую на природу Земли. Если эти воздействия не учитывают З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
природных законов и разрушают установившиеся за миллионы лет экологические связи, возникают катастрофические последствия. Люди уже столкнулись с целым рядом природных катастроф, вызванных человеческой деятельностью, и обеспокоены тенденцией нарастания неустойчивости природы. Поэтому экология в настоящее время приобретает особое значение как наука и сфера практической деятельности, помогающая найти пути выхода из нарастающего кризиса. Всё современное благополучие человечества и дальнейшая его судьба зависят от общей системы жизни на нашей планете. Раскрывая законы связей, на которых основана устойчивость жизни, люди всё глубже понимают, как нужно изменить и организовать свои собственные отношения с природной средой, по каким принципам развивать и использовать нашу техническую вооружённость. Две главные составные части современного экологического знания — это общая, или фундаментальная, экология, изучающая всю живую природу в целом, и социальная экология, изучающая взаимосвязи человеческого общества с природой. Отсюда проистекают правила и приёмы рационального природопользования, охраны природы и окружающей человека среды. В соответствии с этим предлагаемый учебник состоит из двух частей: «Общая экология» и «Социальная экология». Главное назначение этой книги — помочь понять, как много подсказывает нам сама живая природа для грамотного хозяйствования на Земле, и задуматься над взаимоотношениями природы и общества. Организация жизни на Земле Разделы общей экологии, посвящённые изучению организмов, популяций, биоценозов и экосистем, отражают сложность жизни на Земле. Жизнь на нашей планете не хаотична. Она представляет достаточно упорядоченную систему, состоящую из нескольких уровней организации. Первый из них — организменный, так как живая природа состоит из великого множества разнообразных организмов, а вне их (например, в растворах, осадках, кристаллах и т. п.) жизнь не проявляется. Организмы могут быть разной степени сложности — от одноклеточ- ных бактерий или амёб до гигантских деревьев, слонов или китов, состоящих из миллиардов клеток. Любой организм теснейшим образом связан с окружающей средой через вещество и энергию, которые поддерживают его жизнь. Растения усваивают энергию солнечных лучей, синтезируя из неорганиче- Э. Гек кель (1834—1919) круп ный не мец кий био лог, ав тор на зва ния науки «эко ло гия» З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
ских веществ органические. Животные используют вещество и энергию, заключённые в их пище. Грибы всасывают растворы простых органических веществ, бактерии потребляют как органические, так и разнообразные неорганические соединения. Отработанные продукты обмена веществ выделяются в окружающую среду. Материальную зависимость организмов от внешней среды ещё древнегреческий философ Гераклит выразил словами: «Текут наши тела, как ручьи, и материя постоянно обновляется в них, как вода в потоке». Современная биология признаёт организмы «открытыми системами», которые существуют, пока через них проходят вещество и энергия. На ход обмена веществ и состояние организмов влияют условия среды: свет, температура, влажность, солевой состав воды или почвы, давление, сила ветра или течения и многие другие. Поэтому любые организмы сильнейшим образом зависят от окружающей среды, должны быть к ней приспособлены и вне её существовать не могут. Живая природа состоит также из видов и популяций. Популяцион- но-видовой — следующий уровень её организации. Любой организм — представитель какого-нибудь вида. В современной живой природе описано несколько миллионов различных видов. Виды распадаются на отдельные популяции, занимающие определённые территории. Особи этих популяций, существуя вместе, взаимодействуют друг с другом в процессах размножения, использования общих ресурсов, защиты от хищников и т. п. Численность популяции зависит и от внешних условий, и от её внутренних связей. Виды могут состоять всего из одной или из многих тысяч популяций, быть распространёнными очень узко или по всей Земле, приспосабливаться к разнообразным условиям климата, почв и рельефа. Популяции теснейшим образом связаны со средой обитания, используя её ресурсы и испытывая её воздействие. Они также представляют собой открытые системы, через которые проходят потоки вещества и энергии. Но и виды с их популяциями не могут существовать сами по себе. В живой природе они сильно зависят от популяций других видов. Весь органический мир складывается из биоценозов, или сообществ, представляющих взаимодействующие между собой популяции различных видов на общей территории (рис. 1). Третий уровень организации жизни — биоценотический. В биоценозах существование разных видов поддерживается связями между их особями. Это прежде всего пищевые отношения, изменение среды обитания, создание условий жизни друг для друга, разделение ресурсов. Однако не все виды могут ужиться вместе. Биоценозы складываются по определённым закономерностям. Для устойчивости биоценозов очень важны как их внутренние связи, так и внешние воздействия. Ни один биоценоз не может существовать вне зависимости от окружающей среды и от потоков энергии, поступающей извне. Однако, в отличие от организмов и популяций, биоценозы способны поддерживать З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Рис. 1. Организмы, популяции, сообщества круговорот веществ, т. е. многократно использовать одни и те же атомы и молекулы из неорганической среды. Происходит это благодаря пищевым связям. Органические вещества, создаваемые растениями из простых соединений — воды, углекислого газа и минеральных солей, после переработки их животными, грибами и бактериями вновь разрушаются и становятся доступными для использования их растениями. Биоценозы вместе с занимаемыми ими участками среды образуют особые ячейки природы — экосистемы, где живые и неживые компоненты связаны воедино потоками энергии и круговоротом веществ. Экосистемный — ещё один уровень организации жизни. Лес, луг, озеро — примеры природных экосистем. Сад, поле, город — экосистемы, созданные человеком. Экосистемы Земли очень разномасштабны. Мелкие входят в состав всё более крупных, все вместе образуя биосферу. Она представляет собой всю область земного шара, охваченную жизнью и изменённую её влиянием. Биосфера — самая крупная, глобальная экосистема Земли. Таким образом, жизнь одновременно существует на разных уровнях её организации. Организмы обязательно входят в состав видовых З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
популяций, которые не существуют в природе вне биоценозов, а биоценозы являются составными частями и главной действующей силой экосистем, поддерживая на Земле круговорот веществ (см. рис. 1). Человек существенно преобразует экосистемы Земли, создавая сельскохозяйственные угодья, города и посёлки, дороги, промышленные и горнодобывающие предприятия, используя колоссальное количество энергии, влияя, в конечном счёте, на всю биосферу. Одновременно развивается и наука, всё глубже познающая законы взаимодействия живых существ и окружающего мира, — экология. Экология в своём развитии постепенно охватывала изучением все уровни организации жизни. До середины XIX в. она изучала преимущественно связи организмов различных видов со средой. Затем в ней появились разделы, связанные с обсуждением законов жизни биоценозов и популяций. К середине XX в. сформировался раздел, отражающий особенности строения и функционирования экосистем, а во второй половине XX столетия познание этих законов привело к новым взглядам на взаимоотношения человеческого общества и природы, к стремительному развитию социальной экологии. Современная экология — это наука, познающая основы устойчивости жизни на всех уровнях её организации, грамотных взаимоотношений общества и природы, рационального использования природных богатств и тем самым — поддержания на Земле человечества. Используя её законы, человечество может найти пути не только выживания, но и дальнейшего процветания на планете. После первой публикации данного учебника (1995) вышли в свет сотни книг по экологии, многие положения которых приняты во внимание в данном издании. За это время появились новые трактовки экологических терминов и понятий, выявлены новые или обострившиеся угрозы экологического кризиса, требующие особого внимания. Но проявились и определённые региональные успехи в сохранении окружающей среды, в снижении уровней некоторых загрязнений, в поисках новых путей неистощимого использования энергетических и других природных ресурсов, в спасении отдельных видов животных. Пусть эти успехи частные, даже единичные и локальные, но они вселяют оптимизм и уверенность в разрешимость возникающих экологических противоречий, в реальность устойчивого развития, в возможность сосуществования и процветания человечества и живой природы на планете Земля. ❑ Эко ло гия об щая. Со ци аль ная эко ло гия. Уров ни ор га ни за ции жиз ни. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Глава 1 Организм и среда § 1. Потенциальные возможности размножения организмов* Жи вой мир со сто ит из ор га низ мов. Лю бой ор га низм смер тен и ра но или позд но по ги ба ет, а жизнь про дол жа ет ся и про цве та ет, су ще ст вуя на Зем ле уже око ло 4 млрд лет. Жи вые ор га низ мы по сто ян но вос про- из во дят се бя в ве ре ни це по ко ле ний, что не свой ст вен но те лам не жи вой при ро ды. Имен но спо соб ность к раз мно же нию по зво ля ет ви дам су ще- ст во вать в при ро де очень дол го, мно гие мил лио ны лет, не смот ря на то что ка ж дая особь жи вёт ог ра ни чен ное вре мя. Спо соб ность к самовоспроизведению — глав ное свой ст во жиз ни. Да же са мый мед лен но раз мно жаю щий ся вид спо со бен в ко рот кое время про из ве сти столь ко осо бей, что для них не хва тит мес та на зем- ном ша ре. Все го за пять по ко ле ний, т. е. за один-пол то ра лет них ме ся- ца, од на-един ст вен ная тля мо жет ос та вить бо лее 300 млн по том ков. Взрос лая сам ка трес ки (рис. 2) спо соб на стать ро до на чаль ни цей та ко го ста да рыб, ко то рое че рез 10 лет на счи ты ва ло бы 800 млн осо бей с общей мас сой бо лее 3 млн т. Че рез 100 лет её по том кам не хва ти ло бы океа на. Ес ли дать ви дам воз мож ность раз мно жать ся сво бод но, без ог ра ни- че ний, чис лен ность лю бо го из них рос ла бы в гео мет ри че ской про грес- сии, и это не смот ря на то, что од ни про из во дят за всю жизнь все го не- сколь ко яиц или де тё ны шей, а другие — ты ся чи и да же мил лио ны за ро ды шей, ко то рые мо гут вы рас ти во взрос лые ор га низ мы. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .