Экология при изучении природных зон России

Введение

экологического материала в содержание уроков по природным зонам может осуществляться по следующим направлениям:

• — вопросы адаптации (приспосабливаемости) организмов к условиям той или иной природной зоны;
• — вопросы взаимоотношений видов в сообществах зон;
• — экологические проблемы, связанные с хозяйственной деятельностью человека;
• — мероприятия по охране природы, охраняемые территории (заповедники и др.).

Задания для работы со школьниками. Введите в содержание урока проблемные вопросы. При изучении природных зон можно отойти от традиционного покомпонентного обзора природы, при котором последовательно рассматриваются поверхность, климат, воды, почвы, растительный и животный мир и далеко не всегда устанавливаются связи между ними, и начать урок с проблемного вопроса.

Как это можно сделать, проиллюстрируем на примере изучения тундры. Учитель говорит: «Дети, перед вами два растения: карликовая береза (из гербария), выросшая в тундре, и ветка нашей березы. Почему эти растения столь различны?»

Ответ на этот проблемный вопрос требует рассмотрения названных выше компонентов природы, но уже выступающих в качестве экологических факторов, влияющих на рост и развитие растений в тундре. В ходе урока решаются следующие вопросы.

• — Отчего корневая система столь не развитая, не глубокая? (Дети вместе с учителем выясняют, что в тундре близко к поверхности находится вечная мерзлота и корням нет возможности проникать глубоко в почву и грунт.)
• — Отчего растения тундры низкорослы? (Учитель рассказывает, что погода тундры сурова, что морозы достигают 50 °C и только та растительность благополучно переносит зиму, которая укрыта снегом. Кроме того, в тундре дуют сильные ветры, несущие с собой частицы плотного снега и льда, которые обтачивают кору выступающего из-под снега кустарника, что приводит к усыханию веток).

— Отчего у карликовой березы столь мелкие листочки? (Здесь опять «виноваты» низкие температуры и ветры. Из промороженной почвы влагу, потерянную на испарение, не восстановишь. Растениям не только приходится прятаться от ветра, но и вооружаться целым арсеналом приспособлений, как у «сухолюбов» жаркой пустыни. Влагу лучше экономят мелкие листья. Кроме того, у растений есть и другие приспособления: опушенные, войлочные листья; многие растения имеют форму подушек.).

Таким образом, рассматривая карликовую березу и другие растения тундры, ученики параллельно знакомятся с климатическими условиями зоны. Аналогично можно начать изучения пустыни.

Введите в характеристику природных зон вопросы и задания экологической направленности. Одной из задач, решаемых при изучении природных зон, является формирование у детей умений давать грамотную характеристику природной зоны. Для этого до школьников доводится программа (план) рассказа о природной зоне. Как правило, этот план включает географическое положение и последовательную характеристику компонентов природы: поверхность, климат, воды, почвы, растительный и животный мир, вопросы использования природы человеком. Эту схему полезно детализировать, включив туда вопросы и задания экологической направленности:

• — Как приспособились к условиям среды растения, животные?
• — Составьте цепочки пищевых связей.
• — Каковы последствия хозяйственной деятельности человека?
• — Что делается для охраны природы? Назовите заповедники (одиндва), расположенные в данной природной зоне, животных, занесенных в Красную Книгу.

В качестве примера приводим материал, который может быть использован при изучении сообщества арктической пустыни.

В школьных учебниках материал, связанный с природными комплексами крайнего севера, может быть обозначен по-разному: «На Крайнем Севере», «В Арктике», «Ледяная пустыня». Последний термин ближе всего к распространенному географическому названию зоны «арктическая пустыня». Использование слова «пустыня» удобно и тем, что в дальнейшем представляет возможность для сравнения этой природной зоны с пустынями умеренного пояса (Россия, среднеазиатские пустыни) и жаркого пояса (Сахара и др.).

Растительность этой природной зоны представлена в основном мхами и лишайниками. Преобладают стелющиеся и подушкообразные жизненные формы растений, которые селятся по морозным трещинам, где скапливается мелкозем. Сгустком жизни в полярной пустыне являются птичьи базары. Летом на скалистых берегах арктических островов гнездятся огромные колонии таких морских птиц как кайра, серебристая крачка, глупыш, полярная чайка, черная казарка, малая гагарка и др. Такое скопление объясняется обилием кормов в море, ограниченностью территории для гнездования.

Вопросы адаптации организмов к условиям Крайнего Севера удобно рассмотреть на примере крупнейшего хищника Земли — белого медведя. Белая шуба арктического белого медведя служит двойной цели; камуфляжем при ловле добычи и теплоизоляцией. У взрослых белых медведей почти нет голых участков кожи: все его тело, включая подошвы лап и ушные раковины, покрыты шерстью. Однако для выживания в условиях экстремально низких температур этого мало. Тем более, что в воде шерсть намокает. Выбравшись на лед, медведь начинает долго и с силой отряхиваться, прижиматься к льдинам, как бы выжимая воду из меха, чтобы не обмерзнуть. Природа наделила зверя второй шубой — жировой. Она находится под кожей, имея в толщину несколько сантиметров. Вот она-то и служит надежной защитой организма от переохлаждения.

Еще более удивительна адаптация к жизни в морской среде китов, дельфинов, тюленей. Далекие предки этих морских млекопитающих жили на суше, но в силу различных причин покинули ее, приспособились к водной среде и широко расселились по Мировому океану, многие из них обитают в полярных морях, омывающих берега России. Наземным млекопитающим пришлось преодолеть массу препятствий: вода мало подходила для жизни теплокровных животных, которые дышали воздухом, рождали живых детенышей и выкармливали их молоком. Она угрожала удушьем и мешала сохранению постоянной температуры тела: ведь тепловодность воды в 27 раз, а теплоемкость — в 3200 раз выше, чем у воздуха. В таких тяжелых условиях, усугубляющихся и их резким изменением (с погружением в воду быстро растет давление, падает освещенность, меняется температура), переселенцам нужно было отыскивать и ловить добычу. Они вынуждены были регулярно подниматься на поверхность, чтобы возобновить запас воздуха в легких, и оберегать органы дыхания от попадания в них воды. Как совершились эти удивительные превращения, рассказывается в книге А. Г. Томилина «Снова в воду» (1984 г.).

Пищевые связи белого медведя (рис. 16.5) разнообразны. Медведь — типичный хищник. Основное его «меню» составляют ластоногие: кольчатая нерпа, морской заяц, хохлач, гренландский тюлень. Реже его добычей может быть полярные дельфины — белухи, нарвалы, а также молодые моржи. В голодную пору медведь не брезгует и падалью — поедает трупы китов, дельфинов, ловит птиц и мелких зверьков, рыбу. В очень небольших количествах поедают медведи растительную пищу. Медведицы, раскапывая снег на берегах островов, лакомятся побегами кустарников, травой, а самцы собирают в прибрежной морской зоне выброшенные приливом водоросли. Объясняется это, видимо, потребностью в витаминах и микроэлементах, а может быть, и каких-то, пока только медведям известных, лечебных свойствах растений против паразитических червей и других болезней.

Рис. 16.5. Белый медведь^1.

На примере белого медведя и других животных ледяной пустыни можно составить, например, такие цепочки связей:

водорослизрачки —>рыбы —" тюлени —> белый медведь; водоросли ^ рачки ^ рыбы —> птицы.

С освоением Арктики человеком ее природа оказалась в опасности. Охота на китов, моржей, тюленей, белых медведей привела к тому, что некоторые виды животных стали находиться на грани исчезновения. Роль человека как в деградации живой природы, так и в ее охране, восстановлении удобно показать, продолжая наш пример с белым медведем. Люди издавна охотились на белого медведя. В XII—XIII вв. на берегах Баренцева моря появились русские зверобои, а позднее, с освоением и других областей Арктики, белый медведь стал объектом охоты. С 1945 по 1963 г. только норвежские охотники убили 6000 белых медведей. Судьба владыки Арктики серьезно обеспокоила ученых. В 1973 г. в городе Осло состоялась специальная конференция представителей СССР, США, Канады, Норвегии и Дании, на которой был разработан и принят текст Международного соглашения по охране белых медведей на всем побережье, островах и плавучих льдах Северного Ледовитого океана. В 1974 г. между пятью этими странами было заключено официальное соглашение по охране этого зверя. Белый медведь был включен в Красную книгу Международного союза охраны природы (МСОП), а позднее и в Красные книги СССР и России. В результате принятых мер численность белого медведя стала хотя и медленно, но расти. Возможно, со временем белый медведь будет исключен и из списка Красной книги. Кроме белого медведя стали очень редкими, находящимися под угрозой исчезновения, целый ряд других животных.

В Красную книгу России, кроме белого медведя, включен и населяющий архипелаг Новая Земля в Северном Ледовитом океане новоземелъский северный олень. Этот редкий подвид северного оленя является географическим изолянтом. Охота на дикого оленя была запрещена еще в 1934 г. Современная численность и состояние популяции позволяют отнести этот подвид к разряду восстановленных.

Из крупных млекопитающих следует назвать и овцебыка. Во время ледникового периода и даже позже в Арктике был широко распространен своеобразный родич снежных баранов — мускусный овцебык. К нашему времени это крупное (длина тела до 2,5 м, вес до 300 кг) парнокопытное сохранилось лишь на северном побережье Северной Америки и на ряде полярных островов, включая Гренландию. В нашем веке это животное неоднократно завозили в места прежнего обитания. В России в последнее время созданы устойчивые популяции овцебыков на Таймыре и на острове Врангеля, на территориях созданных там заповедников. От холодов овцебык защищается шубой с двойным слоем. Внешний слой — длинный, его грубые волоски являются изоляцией против снега и дождя; внутренний слой — подшерсток, очень густой, надежно сохраняющий тепло. Широкие копыта не дают ноге проваливаться в снег и помогают откапывать пищу. Для защиты от холодов овцебыки временами скапливаются в тесные группы.

Кроме того, в Красную книгу попали следующие животные, обитающие в полярных областях:

• — атлантический морж, распространенный в восточной части Баренцева и Карском морях (архипелаг Земля Франца Иосифа, северовосточная оконечность Новой Земли);
• — лаптевский морж, обитающий в море Лаптевых — от архипелага Северной Земли на западе, включая Новосибирские острова на востоке;
• — атлантический белобокий дельфин, изредка встречающийся в водах России в Баренцевом и Балтийском морях;
• — нарвал или единорог — дельфин, коренной обитатель Арктики;
• — высоколобый булылконос — эндемичный для северной части Атлантического океана (Баренцево море) вид китообразных.

Кроме того, в водах Арктики возможна встреча и с другими «краснокнижными» китами, обитающими не только здесь (серый, гренландский, горбатый, синий, сельдяной, ивасевый киты).

Экосистемы Крайнего Севера очень чувствительны к антропогенному воздействию и поэтому нуждаются в особой охране. Из особо охраняемых территорий следует назвать организованный в 1976 г. заповедник «Остров Врангеля», расположенный на островах Врангеля и Геральда в Северном Ледовитом океане. Здесь в суровом арктическом климате сотрудники заповедника изучают белых гусей и белых медведей, моржей на лежбищах, песцов, северных оленей и акклиматизированных овцебыков.

(Введение экологических аспектов в содержание уроков по другим природным зонам рассматривается в приложении 3.).