ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Биогеография» 5В011600 – «География» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдары

Бірінші рет «Биосфера» түсінігі ұлы француз натуралисті Жан Батиста Ламарктің (1744-1829) жұмыстарында кездеседі. Биосфераны тіршілік иелерінің мекен ету сферасы нсмесе тіршілік орын алған сфера ретінде түсінуді 1875 жьшы австриялық ғалым Э.Зюсс ұсынды, бірақ бұл түсінік кейін ұмытылып кетті. Биосфера туралы жалпы ілімді жасаған (тарихта үшінші рет) белгілі орыс (совет) геолог-ғалымы В.И. Вернадский (1863-1945) болды. Ілімнің негіздері оның «Биосфера» кітабыңда (1926) баяндалған.

«Биосфера» термині бірнеше мағынада қолданылады. В.И. Вернадский биосфераға жер қыртысының беткі бөлігін де жатқызған граниит қабатын қосқан.

Жиі биосфера деп организмдердің белсенді тіршілік ететін ортасын айтады. Ол атмосфераның төменгі бөлігін, гдросфера мен литосфераның жоғарғы бөлігін қамтиды, яғни геосфералардың белсенді қарым-қатынас аймағы.

Тіршіліктің таралу шекарасы.Биосфера деп географиялық қабықта тіршілік ететін тірі организмдердің жиынтығы.

Тіршілік жердің беткі қабатында қалыңдығы бірнеше метрге дейін шоғырланған. Алайда шашыранды түрде (бактерия түрінде) жер қыртысының 3км тереңдікке дейін жетеді (мұхит түбінен 0,5-1км тереңдікте) және бүкіл тропосфераны қамтиды. өсімдіктер мен жануарлардың көп түрі жер бетінде тіршілік етеді.

Жердегі органикалық дүниенің үздіксіз дамуы 3млрд жылдан артық уақыт аралығында жер бетінде термодинамикалық жағдайдың тұрақтылығын дәлелдейді.

Организмдердің типтері мен олардың функциясы. Жердегі органикалық дүние 4 патшалыққа бөлінеді: дробянки(прокариоты). Оған бактериялар мен көкжасыл балдырлар жатады; саңырауқұлақтар, өсімдіктер мен жануарлар. Бұл организмдердің клеткалық құрылысына және эволюциялық даму заңдылығы негізінде бөлінген.

Тірі организмдерді зат пен энергиялық алмасуына қарап та жіктеуге болады. Ол автотрофты және гетеротрофты организмдер. Автотрофтыға жасыл өсімдіктер мен кейбір прокориоттарды (бактериялар, балдырлар) жатқызуға болады. Олар күн радиациясын энергия көзі ретінде пайдаланып органикалық еместен органикалық зат түзеді.

Гетеротрофты организмдер – жануарлар, саңырауқұлақтар,

бактерияның көп бөлігі дайын органикалық затпен қоректенеді,

саңырауқұлақтармен бактериялар органикалық қалдықтарды пайдаланады.

Организмдердің экологиялық қасиеті. Тірі организмдердің маңызды ерекшелігі – түрлі жағдайға бейімделу және соған байланысты түрлердің өзгеруі. Организмдердің бір бірімен қарым қатынасы мен ортасын экология ғылымын зерттейді.

Үлкен экологиялық әртүрлікпен бактериялар ерекшеленеді. Олар ауада озон қабатына дейін, суда (мұхиттың бүкіл тереңдігінде), топырақта, үгілу қабатында (грунт суының жоғарғы қабатында басым), жер қыртысының кейбір пайдалы қазбалардың кен орындарында (мұнай, газ, және т.б.) таралған.

Спецификалық экологиялық функцияны қыналар атқарады. Олар табиғи жағдайға жақсы бейімделген (бірақ жарықты жақсы көреді). Сондықтан олар өсімдіктердің пионерлері болып табылады: Олар тау жыныстарында және басқа өсімдіктер тіршілік ете алмайтын жерлерде өседі.

Ылғалға байланысты өсімдіктерді былай бөледі:

1. 
   ксерофиттер-құрғақ жерде өсетін өсімдіктер (жусан, бетеге және т.б.)
   
2. 
   мезофиттер-ылғалдығы көп жерде өсетін өсімдіктер (өзен жайылмасының төменгі учаскілерде, батпақта). Кейбір өсімдіктер суда өседі. Оны гидрофиттер деп атайды.
   

Ағзалардың турлерінің барлық массасын ВЛ. Вернадский Жердің тірі заты деп атаған. Тірі заттың химиялық құрамына өлі табиғатты құрайтын атомдар кіреді, бірақ олар басқаша қатынаста болады. Зат алмасу барысында тірі ағзалар үнемі табиғаттағы химиялық элемеиттердің таралуын өзгертіп отырады. Осылайша биосфераның химизмі өзгереді. Миллиардтаған жыддар барысында фотосинтездеуші ағзалар кун энергиясының орасан мол шамасын химиялық жұмысқа айналдырады. Оның қорының бір бөлігі көмір кен орындары және басқа да органикалық заттар — мұнай, торф т.б. түрінде жиналады.

Фотосинтез есебінен атмосферада оттегі жиналады. Жердің дамуының ертедегі кезеңдерінде атмосферада басқа газдар басым болды: сутегі, метан, аммиак, көмірқышқыл газы.

Тірі ағзалар биосферада маңызды биогенді элементтердің зат айналымын жүзеге асырады. Олар кезектесіп тірі заттан бейорганикалық материяға өтіп отырады. Бұл циклдер екі негізгі топқа бөлінеді: газдардың айналымы және шөгінді заттар айналымы. Біріншісінде элементтердің негізгі көзі — атмосфера, көміртегі, оттегі, азот), екіншісінде — таулы шөгінді жыныстар (фосфор, күкірт және т.б.) болып табылады.

Биосфера ұзақ даму кезеңін басынан өткізді. Бұл процесс тіршілік формасын өзгертіп, судан құрлыққа шығып, зат айналымның жүйесін өзгертті.

Атмосферадағы оттегінің мөлшері біртіндеп артты Соңғы 600 млн. жылда зат айналымдардың жылдамдығы мен сипаты қазіргі кездегі деңгейіне жақындады. Биосфера үлкен, үйлесімді экожүйе ретінде жұмыс істейді. Ондағы ағзалар тек қоршаған ортаға бейімделіп қана қоймай, өздері де тіршілікке қолайлы жағдайларды жасайды.

Өзін-өзі тексеру үшін сұрақтар:

1. Тірі органнзмдердің рөлі.

2. «Тірі заттар» туралы және оның кызметі.

3. Биосферадағы әлемдік процестерге сипаттама (фотосинтез, хомосинтез, тыныс алу және т.б.).

4. Биогенді элементтердің айналымы. экожүйедегі су және микротлементтер айналымы.

Ұсынылатын әдебиеттер: 1,2,3,4,5
№ тақырып Экожүйелер жүйелердің құрылымы

Мақсаты: Экожүйе құрылымы және функцияларымен танысу

Жоспар:

1. Экожүйе концепциясы.

2. Экожүйе құрылымы.

3. Биосфера ғаламдық экожүйе.

Кез келген тірі нәрсенің тіршілігі басқаларының тіршілік етуінсіз мүмкін емес. Түрлі ағзалар арасындағы байланыстарды биотикалық деп атайды.

Биотикалық байланыс - бұл тірі нәрселердің бір-біріне әсер ету формалары, ағзалардың озара байланысы - популяцияның, биоценоздардың болуының негізі.

Экожүелер күрделі жүйелерге жатады, сондықтан оларды зерттегенде жүйелік анализдін әдістері қолданылады. Экожүйелер кеңістіктік масштаб бойынша әр түрлі деңгейдегі (рангтағы) мына экожүйелерді қарастырады: микрожуйелер, мезоэкожүйелер, макроэкожүйелер және үлкен экожүйелер. Микроэкожүйеге мысал ретінде кішігірім су қоймасын, өліп қалған жануардың ішін мекендеген организмдерді немесе биологиялық ыдырау үстіндегі құлап жатқан ағашты, ішінде тірі организмдер бар тұрып қалған аквариумдағы суды келтіруге болады. Мезоэкожүйелерге - орман, су тоғаны, өзен және т.б. жатады. Макроэкожүйелер үлкен кеңістіктік географиялық масштабтармен байланысты (мұхит, континент және т.б.). Экожүйенің ең үлкен сатысына (рангісіне) Жер биосферасы жатады.

Функңионалдық жіктелу экожүйеге келіп түсетін энергия көзі, мөлшері және сапасына негізделген.

Экожүйелердің құрылымдық жіктелуі өсімдіктер типіне және ландшафттың нгізгі белгілеріне негізделген. Құрлық экожүиелері (биомдар) өсімдіктердің табиғи белгілері, ал су экожүйелері — геологиялық және физикалық белгілері бойынша ерекшеленеді.

Кең қолданылып жүрген құрылымдық жіктелу бойынша ғаламшарды төмендегі экожүйелерге бөледі:

1. 
   құрлық экожүйелері — тундра, тайга, орманды дала, дала, шөлейт, шөл, тропиктер, тау;
   
2. 
   тұщы су — ағынсыз су (көл, тоған және ағынды су (өзен, бұлақ, жылға), батпақтар мен батпақты ормандар экожүйелері;
   
3. 
   теңіз экожүйелері – теңіздер мен ашық мұхит.
   

Биосфераның жоғарғы шекарасы озон қалқасы немесе озоносфера -атмосфераның стратосфера шегіндегі 22-26 км биіктікте (орта шамамен) озонның ең көп тығыздығына ие қабаты болып табылады. Озоносферадан жоғары жақта Күннің күшті ультракүлгін сәулесілің әсерінен арнайы қорғану шараларынсыз тіршіліктің болуы мүмкін емес.

Биосфераға бүкіл гидросфера да жатады. Гидросфера — бұл мұхиттардың, теңіздердің, көлдердің, өзендердің, тоғандардын, ми батпақтың, жер асты суларының жиынтығын қүрайтын Жердің сулы қабаты.

Су - маңызды табиғат ресурстарының бірі, сутегі мен оттегінің химиялық қосылысы. Су буының қарапайым формуласы — Н₂0. Сұйық судың молекуласы негізінен екі жай молекуланың қосылуынан туады (Н₂0)₂.

Гидросфера - өлі материяның бір құраушысы, алайда Жердегі тіршілік онымен тығыз байланысты. Су бар жерде тіршілік те бар. Су - кез келген тірі жасушаның маңызды құрамдас бөлігі. Биохимиялық реакциялар суда өтеді, себебі биологиялык көп түріліліктің органикалық қосылыстарының көпшілігі суда ериді. Тіршіліктің пайда болу таңында ұшпа органикалық қосылыстар атмосферада таралып, ыдырады. Суда ерімегендері терендерге шөкті, судың өзінде суда еритін заттар басым болып қалды, олар тіршіліктің ары қарайғы эволюциясына ат салысты.

Литосфераның үстіңгі қабаттарын (2-4 км-ге дейін) — литобиосфера, ал ең үстінгі қабатын - топырақ деп атайды. Жердің тереңіне тірі ағзалар аз ғана тереңдікте енеді. Жер қабаты жыныстарының бактериялар табылған ең үлкен тереңдігі - 4 км, ал мұхитта 11 км-ге дейінгі тереңдікте бактерияларды кездестіруге болады.

Топырақ жер бетінің экожуйелерінің биотикалық жәнс абиотикалық құрауыштарының арасындағы ең маңызды байланыстырушы түйін болып табылады. Топырақтың биосферадағы еркше рөлі осында жатыр. Топырақтың түзілу үрдісі топырақтың түзілуі деп аталады. Топырақ туралы ғылымдар топырақтану деп аталады.

Өмір сүру ортасына байланысты құрлықтық жене сулы экожүйелерді қарастырады.

1. Экожүйе концепциясы

2. Экожүйе құрылымы

3. Биосфера ғаламдық экожүйе

1. Абиотикалық фикторлар (жарық, температура, ылғал, ауа райы, қысым, және т.б.

2. Гидрологиялық факторлар (тығыздық, қысым, тұз және су режимдері, судың тұнықтылығы).

3. Эдафикалык факторлар (топырактын физикалық, химиялык және механикалы құрамы).

4. Организмдердің экологиялық топтары, тіршілік формалары және биотикалық қарым-қатынастары. Антропогендік факгорлардың тірі организмдерге он және теріс әсері.
№4 дәрістің қысқаша конспектісі

Мекен ету ортасында тірі ағзаға әсер ететін экологиялық факторлардың көптүрлілігіне қарамай, олардың ағзаға әсер ету сипаты мен тірі ағзалардың жауап ретінде беретін реакциялары бойынша бірқатартар жалпы заңдылықтарды көрсетуге болады. Тірі ағзаларға экологиялык, фактордың әсерінің қолайлы немесе қолайсыз болуы, ең алдымен оның әсер ету күшіне байланысты. Фактордың жетіспепеуі немесе шектен тыс көп болуы ағзалардың тіршілігіне қолайсыз әсер етеді.

Ағзаның тіршілігі үшін анағұрлым қолайлы болатын экологиялық фактордың интенсивтілігін оптимум деп атайды. Көптеген түрлердің гулденуі, кебеюі үшін оптималды температуралар белгілі.

Экологиялық фактор ретінде жарыққа қатысты өсімдіктердің төмендегі топтарын бөліп көрсетуге болады: гелиофиттер (грек тілінен аударғанда һеlіоs - күн, рһуtоn - өсімдік), сциофиттер (грек тілінен аударғанда sкіа -көлеңке) және көлеңкеге төзімді өсімдіктер (факультативті гелиофиттер).

Күнбағыс, итошаған, қойжелкен тәрізді жарық сүйгіш өсімдіктердің гүлдері жарыққа қарай күн бағытымен бұрылып отырады.

Көлеңкеге төзімді ағаштар мен шөптесін өсімдіктер жапырақтарының мозаикалы орналасуымен ерекшеленеді.

Кеңістікті бағдарлау құралы ретінде жарықтың жануарлар өміріндегі маңызы зор. Қарапайым жануарлардың өзінде жарық сезгіш органеллалар пайда болады. Жасыл эвглена жарық сезгіш «көзшенің» көмегімен ортаның жарық дәрежесіне жауап береді. Ішекқуыстылардан бастап, барлық жануарларда жарық сезгіш мүшелер — құрылысы әр түрлі көздері дамиды. Жануарлар күндізгі, түнгі және қас қарайғанда тіршілік ететін жануарлар болып бөлінеді. Сонымен қатар жарық күнді көтере алмайтын, тек қараңғыда тіршілік ететін (топырақ жануарлары, үңгірлер мен терең жерлерде мекендейтін) жануарлар, жануарлар мен өсімдіктердің ішкі паразиттері де бар.

Температура. Тірі ағзалардың жер бетінде таралуын анықтайтын факторлардың бірі — температура. Жылудың тек абсолюттік мөлшері ғана емес, сондай-ақ оның уақыт бойынша таралуы, яғни жылулық режим маңызды болып табылады. Өсімдіктердің денесінің өзіндік температурасы болмайды. Олардың жылу реттеуінің анатомо-морфологиялық және физиологиялық механизмдері ағзаны қолайсыз температуралардан қорғауға бағытталган.

Ылғалдылық жетіспейтін жоғары температуралы белдеулерде тарихи даму барысында жапырақ бетінің ауданы кіші немесе жапырақтары болмайтың өсімдіктердің морфологиялық типі қалыптасқан.

Көптеген шөл өсімдіктерінде ақшыл-түкті жабыны болады. Бұл бейімделушілік күн сәулелерін шағылыстырың, өсімдікті шектен тыс қызып кетуден қорғайды (құм қарағайы).

Қолайсыз температуралардың зиянды әсерінен қорғауға бағытталған өсімдіктердің физиологиялық бейімделушіліктеріне төмендегі мысалдарды келтіруге болады: буланудың интенсивтілігі - транспирация: (латын тілінен аударғанда trans - арқылы, spiro тыныс алу, шығару), плазманың ұю температурасын өзгертетін жасушадағы тұздардың жиналуы, хлорофиллдің күн сәулелерінің енуіне қарсылық қасиеті.

Жануарлардың жылу режиміне бейімделуі денесінін жеке мүшелерінің қатынасының өзгеруінен де көрінеді. Мысалы, солтүстік аудандарда мекендейтін аққістің жылы жерде мекендейтін осындай жануарлармен салыстырғанда жүрегі, бүйрегі, бауыры үлкен болдды.

Жылу алмасу түріне байланысты жануарлардың экологиялық екі типін боліп көрсетеді: пойкилотермді (салқын қанды) және гомойотермді (жылы қанды).

Су режиміне байланысты өсімдіктер мен жануарлардың мынадай экологиялық топтарын: ылғалды сүйетін, құрғақшылықты сүйгіш және орташа ылғалдылықты сүйгіш деп бөліп көрсетуге болады.

Солтүстік Қазақстанда салыстырмалы түрде қысы салқын, жазы жылылығымен сипатталатын континенталды климат. Бұл орманды-дала аймағының тармағы, Батыс-Сібір жазығының ландшафтына ұқсас. Орталық Қазақстанда — құрғақ даланың күрт континенталды климаты. Оңтүстік Қазақстанда — өте құрғақ және ыстық күрт континенталды шөл мен шөлейттердің климаты.

Қазақстанның оңтүстігі мен оңтүстік-шығысының климаты жердің орографиясына да байланысты. Тянь-Шань, Жоңғар Алатауы мен Кенді Алтай тауларында атмосфералық жауын-шашын мөлшері жоғарылайды және біртіндеп ауаның температурасы төмендейді. Климаты ыстық және құрғақтан қоңыржай жылы, қоңыржай салқын және ылғалды, ең соңында өте салқын жоғары таулы ауа райына дейін өзгереді.

Мезоклимат — бұл орманның, егіс даласының, шалғындық және тау беткейлерінің жергілікті климаты. Ол макроклиматқа барлық уақытта сәйкес бола бермейді. Орманда күндіз даламен салыстырғанда ардайым салқындау және ылғалдырақ.

Микроклимат — бұл ағзаның деңгейндегі климат +24°С температурада күндегі жапырақтардың температурасы қоршаған ортамен салыстырғанда 9°С-ға жоғары, ал көлеңкеде — 4°С-ға төмен.

Құстардың ұясында және жануарлардың ініндегі температура қыста жылырақ, ал жазда салқынырақ болады. Егер шөлді жерде топырақ беті +70⁰-С ға дейін қызса, ал 5 см терендіктің өзінде ол +40⁰ С-ға дейін төмендейді.

1. Абиотикалық фикторлар (жарық, температура, ылғал, ауа райы, қысым, және т.б.

2. Гидрологиялық факторлар (тығыздық, қысым, тұз және су режимдері, судың тұнықтылығы).

3. Эдафикалық факторлар (топырактын физикалық, химиялык және механикалық құрамы).

4. Антропогендік факгорлардың тірі организмдерге он және теріс әсері.

Ұсынылатын әдебиеттер: 1,2,3,4,5
№5 тақырып Биоценоз, биота, биогеоценоз, фация.
Мақсаты: Биогеоценоз, биота, биоценоз, фация түсініктерін қарастыру.

Жоспар:

1. 
   Биоценоз, оның құрылымы қазіргі жағдайы туралы жана көзкарастар. Биоценоздын экологиялык кұрылымы.
   
2. 
   Биоценоздағы организмдердің карым-катынастары. Биоценоздағы популяциялардың санының реттелуі.
   
3. 
   Тіршілік формалары. Популяция туралы түсінік.
   

Құрлықтың экожуйесі эволюциялық даму нәтижесіңде пайда болған биогеографиялық сала деңгейіндегі табиғи белдеулерден тұратын ірі экожуйелерге бөлінеді, ал олар болса, өз кезегінде ландшафт провинцияларынан - биомдардан (орташа белдеудегі ормандар, тундра, далалар, саванналар және т.б.) тұрады.

Биомдарға жеке дара ландшафттар кіреді, олар биогеоценоздарды - биосфераның қарапайым бастапқы құрылымдық бірліктерін біріктіретін биогеоценотикалық комплекстерден тұрады. Биогеоценоз (грект тілінің био - өмір, гео - жер, ценоз - қоғамдастық деген ұғымдары) термияін 1942 ж. белгілі орыс (совет) биолог-ғалымы В.Н.Сукачев енгізді.

Биогеоценоз табиғаты әр турлі күрделі екі қауымдастықтан тұрады: биоценоз бен биотоптан. Схемалық түрінде бұны былайша корсетеміз: