Экологические пирамиды. Энергия и свойства пирамиды Существенный признак пирамиды окружающий мир

Экологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме.

Схематически изображать эти соотношения предложил американский зоолог Чарльз Элтон в 1927 году.

При схематическом изображении каждый уровень показывают в виде прямоугольника, длина или площадь которого соответствует численным значениям звена пищевой цепи (пирамида Элтона), их массе или энергии. Расположенные в определенной последовательности прямоугольники создают различные по форме пирамиды.

Основанием пирамиды служит первый трофический уровень - уровень продуцентов, последующие этажи пирамиды образованы следующими уровнями пищевой цепи - консументами различных порядков. Высота всех блоков в пирамиде одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне.

Экологические пирамиды различают в зависимости от показателей, на основании которых строится пирамида. При этом для всех пирамид установлено основное правило, согласно которому в любой экосистеме больше растений, чем животных, травоядных, чем плотоядных, насекомых, чем птиц.

На основе правила экологической пирамиды можно определить или рассчитать количественные соотношения разных видов растений и животных в естественных и искусственно создаваемых экологических системах. Например, 1 кг массы морского зверя (тюленя, дельфина) нужно 10 кг съеденной рыбы, а этим 10 кг нужно уже 100 кг их корма - водных беспозвоночных, которым в свою очередь для образования такой массы необходимо съедать 1000 кг водорослей и бактерий. В данном случае экологическая пирамида будет устойчива.

Однако, как известно, из каждого правила бывают исключения, которые будут рассмотрены в каждом типе экологических пирамид.

Типы экологических пирамид

1. пирамиды чисел - на каждом уровне откладывается численность отдельных организмов

Пирамида чисел отображает отчетливую закономерность, обнаруженную Элтоном: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается (рис.3).

Например, чтобы прокормить одного волка, необходимо по крайней мере несколько зайцев, на которых он мог бы охотиться; чтобы прокормить этих зайцев, нужно довольно большое количество разнообразных растений. В данном случае пирамида будет иметь вид треугольника с широким основанием суживающимся кверху.

Однако подобная форма пирамиды чисел характерна не для всех экосистем. Иногда они могут быть обращенными, или перевернутыми. Это касается пищевых цепей леса, когда продуцентами служат деревья, а первичными консументами - насекомые. В этом случае уровень первичных консументов численно богаче уровня продуцентов (на одном дереве кормится большое количество насекомых), поэтому пирамиды чисел наименее информативны и наименее показательны, т.е. численность организмов одного трофического уровня в значительной степени зависит от их размеров.

1. пирамиды биомасс - характеризует общую сухую или сырую массу организмов на данном трофическом уровне, например, в единицах массы на единицу площади - г/м 2 , кг/га, т/км 2 или на объем - г/м 3 (рис.4)

Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена. В свою очередь, общая масса консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка и т.д.

В данном случае (если организмы не слишком различаются по размерам) пирамида также будет иметь вид треугольника с широким основанием суживающимся кверху. Однако и из этого правила имеются существенные исключения. Например, в морях биомасса растительноядного зоопланктона существенно (иногда в 2-3 раза) больше биомассы фитопланктона, представленного преимущественно одноклеточными водорослями. Это объясняется тем, что водоросли очень быстро выедаются зоопланктоном, но от полного выедания их предохраняет очень высокая скорость деления их клеток.

В целом для наземных биогеоценозов, где продуценты крупные и живут сравнительно долго, характерны относительно устойчивые пирамиды с широким основанием. В водных же экосистемах, где продуценты невелики по размеру и имеют короткие жизненные циклы, пирамида биомасс может быть обращенной, или перевернутой (острием направлена вниз). Так, в озерах и морях масса растений превышает массу потребителей только в период цветения (весной), а в остальное время года может создаться обратное положение.

Пирамиды чисел и биомасс отражают статику системы, т. е. характеризуют количество или биомассу организмов в определенный промежуток времени. Они не дают полной информации о трофической структуре экосистемы, хотя позволяют решать ряд практических задач, особенно связанных с сохранением устойчивости экосистем.

Пирамида чисел позволяет, например, рассчитывать допустимую величину улова рыбы или отстрела животных в охотничий период без последствий для нормального их воспроизведения.

1. пирамиды энергии - показывает величину потока энергии или продуктивности на последовательных уровнях (рис.5).

В противоположность пирамидам чисел и биомассы, отражающим статику системы (количество организмов в данный момент), пирамида энергии отражая картину скоростей прохождения массы пищи (количества энергии) через каждый трофический уровень пищевой цепи, дает наиболее полное представление о функциональной организации сообществ.

На форму этой пирамиды не влияют изменения размеров и интенсивности метаболизма особей, и если учтены все источники энергии, то пирамида всегда будет иметь типичный вид с широким основанием и суживающейся верхушкой. При построении пирамиды энергии в ее основание часто добавляют прямоугольник, показывающий приток солнечной энергии.

В 1942 г. американский эколог Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергий (закон 10 процентов), согласно которому с одного трофического уровня через пищевые цепи на другой трофический уровень переходит в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды энергии. Остальная часть энергии теряется в виде теплового излучения, на движение и т.д. Организмы в результате процессов обмена теряют в каждом звене пищевой цепи около 90% всей энергии, которая расходуется на поддержание их жизнедеятельности.

Если заяц съел 10 кг растительной массы, то его собственная масса может увеличиться на 1 кг. Лисица или волк, поедая 1 кг зайчатины, увеличивают свою массу уже только на 100 г. У древесных растений эта доля много ниже из-за того, что древесина плохо усваивается организмами. Для трав и морских водорослей эта величина значительно больше, поскольку у них отсутствуют трудноусвояемые ткани. Однако общая закономерность процесса передачи энергии остается: через верхние трофические уровни ее проходит значительно меньше, чем через нижние.

Рассмотрим превращение энергии в экосистеме на примере простой пастбищной трофической цепи, в которой имеется всего три трофических уровня.

1. уровень - травянистые растения,
2. уровень - травоядные млекопитающие, например, зайцы
3. уровень - хищные млекопитающие, например, лисы

Питательные вещества создаются в процессе фотосинтеза растениями, которые из неорганических веществ (вода, углекислый газ, минеральные соли и т.д.) с использованием энергии солнечного света образуют органические вещества и кислород, а также АТФ. Часть электромагнитной энергии солнечного излучения при этом переходит в энергию химических связей синтезируемых органических веществ.

Все органическое вещество, создаваемое в процессе фотосинтеза называется валовой первичной продукцией (ВПП). Часть энергии валовой первичной продукции расходуется на дыхание, в результате чего образуется чистая первичная продукция (ЧПП), которая и является тем самым веществом, которое поступает на второй трофический уровень и используется зайцами.

Пусть ВПП составляет 200 условных единиц энергии, а затраты растений на дыхание (R) - 50%, т.е. 100 условных единиц энергии. Тогда чистая первичная продукция будет равна: ЧПП = ВПП - R (100 = 200 - 100), т.е. на второй трофический уровень к зайцам поступит 100 условных единиц энергии.

Однако, в силу разных причин зайцы способны потребить лишь некоторую долю ЧПП (в противном случае исчезли бы ресурсы для развития живой материи), существенная же ее часть, в виде отмерших органических остатков (подземные части растений, твердая древесина стеблей, ветвей и т.д.) не способна поедаться зайцами. Она поступает в детритные пищевые цепи и (или) подвергается разложению редуцентами (F). Другая часть идет на построение новых клеток (численность популяции, прирост зайцев - Р) и обеспечение энергетического обмена или дыхания (R).

В этом случае, согласно балансовому подходу, балансовое равенство расхода энергии (С) будет выглядеть следующим образом: С = Р + R + F, т.е. поступившая на второй трофический уровень энергия будет израсходована, согласно закону Линдемана, на прирост популяции - Р - 10%, остальные 90% будут израсходованы на дыхание и удаление неусвоенной пищи.

Таким образом, в экосистемах с повышением трофического уровня происходит быстрое уменьшение энергии, накапливаемой в телах живых организмов. Отсюда ясно почему каждый последующий уровень всегда будет меньше предыдущего и почему цепи питания обычно не могут иметь более 3-5 (редко 6) звеньев, а экологические пирамиды не могут состоять из большого количества этажей: к конечному звену пищевой цепи так же, как и к верхнему этажу экологической пирамиды, будет поступать так мало энергии, что ее не хватит в случае увеличения числа организмов.

Такая последовательность и соподчиненность связанных в форме трофических уровней групп организмов представляет собой потоки вещества и энергии в биогеоценозе, основу его функциональной организации.

Пирамида и ее свойства.

Хочу обратить внимание на то, что мы говорим о пирамиде с конкретной геометрией. Участки пространства Вселенной под достаточно плотными материальными объектами (например, Солнечная Система) подвергаются изменениям (искривлениям) своей структуры под воздействием, в том числе, и ментальной деятельности Разума, неадекватной его Среде Обитания. Негармоничные события в ближнем Космосе и в дальнем Космосе усугубляют ситуацию. Следствием искривления пространства, отклонения его структуры от состояния гармонии являются все земные неприятности: преступность, болезни, эпидемии, землетрясения, бездуховность, падение нравственности .

Пирамида в зоне своей деятельности прямо либо опосредованно исправляет структуру пространства, приближает его к состоянию гармонии. Все, что находится либо попадает в это пространство, начинает развиваться в направлении гармонии. При этом вероятность возникновения всех перечисленных неприятностей падает. Динамика смягчения и ликвидации всех негативных проявлений существенно зависит от размера Пирамиды и соблюдения всех геометрических соотношений. С увеличением высоты пирамиды ее активное воздействие усиливается ~ в 10 5 -10 7 раз. В зоне воздействия пирамиды проявляются явления, которые сегодня можно отнести к феноменологии. Даже при морозе в 40°С внутри Пирамиды не замерзает обычная вода. При резком встряхивании бутылки с такой переохлажденной водой она замерзает за 2-3 секунды. Если смотреть на Пирамиду локатором в диапазоне волн 10 см, над ней виден ионный столб в несколько километров высотой. При этом радиационная обстановка вокруг и внутри пирамиды не отличается от фоновых значений. Существенно меняют свои физические и химические свойства многие вещества, полупроводники, углеродные материалы и др. При этом удивительно то, что у этих веществ оживают их свойства, изменяются по синусоидальному фону во времени с достаточно большой амплитудой. Происходит спонтанная зарядка конденсаторов, изменяется температурный порог сверхпроводимости, изменяется масштаб физического времени. Существенно усиливается иммунитет животных, побывавших в зоне воздействия пирамиды, во много раз возрастает жизнеспособность клеточной ткани, пораженной, например, ВИЧ-инфекцией, блокируется злокачественный процесс в организме. Лекарственные препараты многократно усиливают свои специфические свойства даже при уменьшении концентрации во много раз, исчезают побочные эффекты от их применения. Исключительную важность для человека и человечества имеет приведение в гармоничное состояние полевых структур человека либо групп людей. Состояние этих полевых структур и есть то, как мы вписаны в окружающий мир, насколько мы гармоничны с ним и в нем. Это и есть то, насколько мы гармоничны с другими структурами и факторами окружающего мира.

Влияние пирамиды одинаково благотворно и для человека, и для бактерий и вирусов. Пирамида — это природный фактор, который приводит в состояние гармонии всю биологическую систему планеты, изменяет ее управляющие структуры. Воздействие пирамиды снижает взаимную патогенность человека и бактерии, человека и вируса и т. д. У человечества появляется возможность в течение ближайших нескольких лет избавиться от гепатита, СПИДа, злокачественных образований и других болезней, угрожающих самому существованию человечества. Патологические роды станут исключением, а взаимоотношения вновь родившихся детей с окружающим миром будут максимально гармоничными. Понятие «профилактика» наполнится реальным смыслом. На мой взгляд, понятие Библейского Рая надо рассматривать не в географическом смысле, а в смысле структуры среды обитания, структуры пространства, в котором мы живем. От того, насколько эта структура близка к состоянию гармонии и зависит то, насколько наша жизнь соответствует понятию Библейского Рая. Надо иметь в виду, что Пирамиды обладают мощным воздействием, поэтому подходить к пониманию этих воздействий, а тем более к строительству Пирамид, следует очень осторожно. Следует помнить, что как только мы уходим от описанной геометрии, как только мы строим более острые или более пологие Пирамиды, мы уходим от главного — от гармонии. Мы будем получать мощные эффекты как в положительном, так и в отрицательном аспектах. Достаточно вспомнить пирамиды в Египте, в Мексике, в Перу и пр.

Предварительный просмотр:

УМК «Перспектива»

Предмет: математика

Класс: 2

Учитель: Клипикова О.В.

Тип урока: ОНЗ

Тема: « Пирамида»

Цель: познакомить с новой геометрической фигурой – пирамидой, её элементами, видами и свойствами

Задачи:

- выделить существенные признаки пирамиды, ее элементы («основание», «боковые грани», «вершины», «ребра») и некоторые свойства, учить распознавать виды пирамид по их основанию;

Сконструировать пирамиду и находить предметы окружающего мира, имеющие форму пирамиды;

Составлять и выполнять план действий и проводить пошаговый контроль его выполнения в сотрудничестве с учителем и одноклассниками;

Овладевать элементарными навыками самооценки и самоконтроля результатов своей учебной деятельности;

Осуществлять поиск нужной информации, используя материал учебника и сведения, полученные от учителя и одноклассников, понимать учебную информацию, представленную в различных формах;

Развивать интерес к освоению новых знаний и способов действий, положительное отношение к предмету математики, интерес к исследовательским заданиям на уроке.

Оборудование: учебник «Математика. 2 класс» Г. В. Дорофеев, Т. Н. Миракова, Т. Б. Бука, 1 ч.; пособие для учащихся «Математика. Рабочая тетрадь. 2 класс» Г. В. Дорофеев, Т. Н. Миракова, Т. Б. Бука, 1 ч.; презентация; модели объёмных и плоских фигур; рабочий лист и лист для самоконтроля.

Ход урока:

1. Мотивация к учебной деятельности.

Здравствуйте, ребята! Сегодня нас ждет необычный урок математики. Начать я его хочу с высказывания известного русского ученого-физика Александра Леонидовича Чижевского :

«Самые простые вещи, встречающиеся на каждом шагу, могут стать источником научного открытия».

- Как вы его понимаете? (Каждый из нас может открывать что-то новое, информация о новых понятиях может содержаться в объектах, которые находятся рядом).

- Как вы думаете, почему мы начали урок с этого высказывания? (Мы будем что-то открывать новое сами).

- Я вам желаю новых открытий и интересной, продуктивной работы на уроке.

Давайте договоримся, как оценивать свою работу. На рабочем листе сбоку оценивайте свою работу «+» или «-». Можно указывать количество ошибок.

2. Актуализация знаний и фиксация индивидуального затруднения в пробном действии

Чтобы совершать открытия, нужно много знать. Вспомним то, что нам уже известно.

Задание. Разделить фигуры на группы?

Объясните, по каким признакам можно это сделать. (Цвет, объем, форма).

Назовите фигуры в 1-ой группе. (Треугольник, четырехугольник, пятиугольник).

Чем они похожи? (Это многоугольники).

- Чем они отличаются друг от друга? (Количеством сторон, вершин, углов).

Как эти фигуры можно назвать одним словом? (Все эти фигуры–многоугольники).

Как называются объемные фигуры во 2-ой группе? (Это кубы).

Что вы знаете о кубе? (Куб – это объемная геометрическая фигура, имеет 8 вершин, 6 граней, 12 ребер, все рѐбра куба равны между собой, грани являются квадратами).

3. Выявление места и причины затруднений

- Почему во второй группе только одна фигура? Можно ли её дополнить другими фигурами?

Какими? (Коробок, пирамидка, шарик)

Так мы называем их в жизни. А знаете ли вы их правильные названия?

Знакомы ли вам эти фигуры?

4. Построение проекта выхода из затруднения

Как нам быть? (Надо знакомиться, узнавать)

Предположите, какова будет тема нашего урока. (Предположения детей.)

Тема нашего урока «Пирамида»

Знакомо ли вам это слово, что вы знаете? (Детская игрушка, пирамиды в Египте.)

Возьмите рабочий лист. На нём представлены цели урока. Прочитайте их. Давайте спланируем нашу работу, расставив цели по порядку.

С какой цели начнём? (Ученики высказывают предположения и отмечают

на листе первую цель.)

Какая цель будет следующей? (Работа выполняется аналогично.)

Цели:

1) узнаю, что такое пирамида, ее элементы;

2) узнаю виды пирамид;

3) узнаю свойства пирамиды;

4) научусь находить предметы окружающего мира, имеющие форму пирамиды.

Что нам поможет достичь поставленных целей ? (Учебник, рабочая тетрадь, знания.)

5.Реализация построенного проекта

Давайте обратимся к учебнику и попробуем добиться поставленных целей.

Практическая работа № 1 (учебник стр. 80)

Прочитайте задание.

Что вам нужно сделать?

Повторим правила работы с ножницами.

• Подавай ножницы кольцами вперёд
• Работай ножницами только на своём рабочем месте
• Не оставляй ножницы открытыми
• Не играй ножницами, не подноси ножницы к лицу
• Следи за движением лезвий во время работы
• Работай только исправными ножницами
• Используй ножницы по назначению

6. Первичное закрепление с проговариванием во внешней речи

Как называется эта фигура? (Пирамида.)

Из каких фигур она состоит? (Из треугольников.)

Чем они являются у пирамиды? (Гранями.)

7. Самостоятельная работа с проверкой по эталону

• Определите и запишите на рабочем листе элементы пирамиды
• Закончите высказывание в задании № 2 на рабочем листе

Что нам поможет проверить, правильно ли выполнили задание? (Учебник.)

Прочитайте информацию в учебнике на стр. 80 в жёлтой рамке. (У пирамиды различают боковые грани и основание . Боковые грани – треугольники , сходящиеся в одной вершине, а основание – многоугольник .)

Проверьте правильность своей записи. Оцените свою работу.

Какую цель мы достигли? (Узнали, что такое пирамида и её элементы.)

Продолжаем исследование.

Какой фигурой является основание пирамиды? (Треугольник.)

А почему в учебнике написано, что многоугольником? (Ответы детей.)

Треугольник является многоугольником. Какие многоугольники вы знаете?

(Треугольник, четырёхугольник и т. д.)

Могут ли эти фигуры быть основаниями пирамиды? Давайте проверим.

Практическая работа № 2 (учебник стр.109)

Работа в парах.

Прочитайте задание.

Что вам нужно сделать? (Вырезать из Приложения фигуру, сложить её по линиям сгиба, получить модель фигуры.)

Работа в парах.

Какие фигуры получились. (Пирамиды.)

Чем они похожи? (Боковые грани – треугольники, есть основание, вершины, рёбра.)

Чем отличаются? (Разные основания.)

Какие фигуры находятся в основании пирамиды? (Треугольник и т.д.)

Предположите, как могут называться данные пирамиды?

Пирамиды бывают треугольные, четырёхугольные, пятиугольные.

Самостоятельно на рабочих листах подпишите названия для каждой пирамиды.

Закончите высказывание в задании № 3 на рабочем листе.

Вид пирамиды зависит от её основания.

Какая геометрическая фигура может быть основанием пирамиды? (Любой многоугольник.)

Какую цель мы достигли? (Узнали виды пирамиды.)

8. Включение в систему знаний повторения

Мы познакомились с новой геометрической фигурой – пирамидой. Узнали её виды. Попробуем сконструировать пирамиду из зубочисток и пластилина. Работаем в парах. Почему? (Можно помочь друг другу.)

- Определим, кто какую пирамиду будет делать. Каждый ряд выбирает фигуру основания.

Давайте договоримся, как вы будете выполнять задание.

С чего лучше начать работу?

Из зубочисток делаем рёбра, из шариков пластилина – вершины. Собираем основание, далее соединяем рёбра в вершине.

Поставьте пирамиду перед собой на парте. Дайте ей характеристику.

Самоконтроль полученных знаний.

Задание 1.

Какие элементы есть у пирамиды? Выбери верные ответы.

ребро основание вершина

сторона боковая грань

Задание 2

Выбери все фигуры, которые являются пирамидами

Задание 3.

В каком утверждении допущена ошибка.

Основанием пирамиды является многоугольник.

У четырёхугольной пирамиды пять вершин.

У пирамиды два основания.

Боковые грани пирамиды – это треугольники, сходящиеся в одной вершине.

9. Рефлексия учебной деятельности

- Оцените свою работу на уроке с помощью цветов светофора. На рабочих листах нарисована пирамида: раскрасьте её в зелёный цвет, если вам на уроке всё было понятно, все задания выполнили правильно или допустили 1 ошибку;

в жёлтый цвет, если что-то осталось непонятным, были допущены 2 ошибки; в красный цвет, если эта тема осталась для вас непонятной, были допущены 3 или более ошибок.

Назовите тему нашего урока.

Зачем нужно знать признаки и свойства пирамиды.

В старших классах вы будете изучать геометрию, можно применять в жизни – строить модели, чтобы быть умнее, развивать изображение, эрудицию …

Какие цели мы ставили перед собой? Достигнуты цели?

Какая цель не достигнута? Достигнуть её вам поможет домашнее задание.

Домашнее задание.

• В рабочей тетради стр. 70-71, задание № 1;
• Повторение. Рабочая тетрадь стр. 70-71, 2 задания по выбору (примеры и задача)
• По желанию. Найти, сфотографировать, принести, зарисовать, описать предметы дома или на улице, имеющие форму пирамиды. Определить вид этой пирамиды. (Мой пример)
• На рабочем листе выполнить задание № 3 (последняя колонка). По формуле вычислить данные и записать в таблицу.

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Урок математики

«Самые простые вещи, встречающиеся на каждом шагу, могут стать источником научного открытия» А. Л.Чижевский

вершина вершина грань ребро

треугольники многоугольник

ЧЕТЫРЁХУГОЛЬНАЯ ПЯТИУГОЛЬНАЯ ТРЕУГОЛЬНАЯ

Задание 1.

Задание 1.

Задание 2.

Задание 2.

Задание 3.

Задание 3.