Плани уроків з екології

УРОК 1. Предмет, об’єкт, завдання і методи науки про довкілля Мета. Розглянути визначення, предмет і завдання екології як науки; розвивати навички застосування матеріалів із курсу біології та вміння систематизувати й використовувати власні знання; виховувати бережливе ставлення до навколишнього середовища Обладнання й матеріали: карта світу, фотографії, малюнки, таблиці різних біоценозів. Хід уроку І. Організація класу ІІ. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів «Розминка» Згадати все вивчене з інших предметів, що стосується даної теми (Орієнтовні питання) • На які групи можна поділити живі організми? • Чи є людина частиною природи? • Чи може людина впливати на довкілля? • Що може вивчати екологія? Наука лише штучно розчленована на дис¬ципліни, насправді ж це — єдина система знань і бачення світу. М. Ф. Реймерс Людина своєю діяльністю порушила еволюційно відпрацьовані ритми і напрями процесів біосфери — цієї надскладної природної системи. Озброївшись новою філософією життя, в XXI ст. ми повинні всю силу свого інтелекту спрямувати на глибоке й всебічне вивчення біосфери, всіх складових природного середовища, на визначення особливостей завданих йому ран і винайти шляхи та засоби його лікування та відновлення. ІІІ. Вивчення нового матеріалу О. В. Яблоков: «Екологія в широкому розумінні об’єднує в собі десятки наукових напрямів, хоча, на жаль, в наш час ще нема таких необхідних екологів-професіоналів широкого профілю. Сучасна екологія є однією з головних фундаменталь¬них наук про взаємовідносини живої і неживої Природи, новою філософією людства, що перебуває в стадії формування й має відповідати сучасним реаліям у взаємовідносинах населення планети та Природи і завданням моральної перебудови на базі розвитку колективного інтелекту, повного взаєморозуміння, взаємодії й взаємодопомоги всіх націй у справі збереження Біосфери та стійкого розвитку. Це наука про середовище нашого існування, його живі й неживі компоненти, взаємозв’язки між ними: людиною, рослинним і тваринним світом, літосферою, гідросферою та атмосферою. Це — наука про узгодження Стратегії Природи та Стратегії Людини, що має базуватися на ідеї самообмеження, розумної коеволюції Техносфери та Біосфери. Термін «екологія» запропонував німецький учений Е. Геккель 1866 року. Він походить від грецьких слів eikos, що означає дім, помешкання, місце перебування, та logos — наука. Так Геккель назвав науку, що вивчає організацію та функціонування надорганізмених систем різних рівнів, видів, популяцій, біоценозів і біосфери. Спочатку цей термін застосовувався тоді, коли йшлося про вивчення взаємозв’язків між рослинними та тваринними угрупованнями, що входять до складу стійких та організованих систем, які склались у процесі еволюції органічного світу в певному середовищі. Сучасна екологія інтенсивно вивчає також взаємодію людини й біосфери, суспільного виробництва з навко¬лишнім середовищем та інші проблеми. Екологія вивчає вплив факторів зовнішнього середовища на особини, популяції, на людину. Звідси випливає прямий зв’язок екології з господарською діяльністю людини, особливо з такими масштабними виробництвами, як енергетика, паливно- та ресурсовидобувні комплекси, хімія, транспорт, лісове та сільське господарство тощо. Одним з найважливіших завдань екології є пошук шляхів оптимізації взаємин між людиною, з одного боку, й окремими видами та популяціями, екосистемами — з другого. Під час досліджень і реалізації практичних заходів у цьому напрямку важливим є врахування екологічної значущості та реальної господарської важливості кожного виду, популяції та екосистеми. У зв’язку з цим збереження всіх видів, популяцій та екосистем на нашій планеті вважається екологічно та економічно доцільним, а концепція шкідливих видів є хибною. Виникнення на планеті локальних екологічних катастроф зумовлює необхідність розробки дієвих заходів щодо зниження викидів шкідливих речовин у навколишнє середовище та його забруднення, створення екологічно ощадливих, маловідходних і безвідходних технологій, економії ресурсів. Серед основних завдань екології можна виділити такі: • дослідження особливостей організації життя, у тому числі у зв’язку з антропогенними факторами, що є результатом людської діяльності, впливом на природні системи; • створення наукової основи раціональної експлуатації біологічних ресурсів; • прогнозування змін природи під впливом діяльності людини; • збереження середовища існування людини. Методи екології Для отримання нових фактів та формування гіпотез і теорій сучасна екологія використовує різноманітні наукові методи. Їх можна розділити на дві великі групи — емпіричні та теоретичні. У випадку застосування емпіричних методів екологи працюють із природними об’єктами, визначаючи їх властивості. До таких методів відносять спостереження й експеримент. У ході спостереження дослідник лише реєструє хід природних процесів, не втручаючись у нього. У ході експерименту дослідник активно втручається у природні процеси. Він штучно формує умови, в яких відбувається експеримент. Основою моделювання є створення певної теорії щодо тієї чи іншої біологічної системи, що містить правила, за якими відбуваються зміни в аналізованих біологічних системах. Після створення такої теорії задаються початкові параметри (тобто визначається початковий стан системи). Потім, зазвичай з використанням потужних комп’ютерів, робиться аналіз — як буде змінюватися система у випадку дії правил висунутої теорії. Результати співставляються з реальними фактами для існуючих біологічних систем. Моделювання широко використовується в тих ситуаціях, коли проведення реального експерименту неможливе. Так, наприклад, досліджують еволюційні процеси, зміни екосистем у планетарному масштабі тощо. 1. IV. Узагальнення, систематизація знань і вмінь учнів • Що таке екологія? • Які методи використовує екологія? • Які основні завдання вирішує екологія? 1. V. Домашнє завдання Опрацювати 1-2 висновки після параграфу УРОК 2. Структура сучасної екології та її місце в системі наук Мета уроку: проаналізувати структуру сучасної екології, визначити її місце в системі наук; розвивати творчу активність та пізнавальні інтереси учнів, навички практичного застосування одержаних теоретичних знань; виховувати розуміння впливу людини на майбутнє всієї планети. Обладнання й матеріали: карта світу, фотографії або рисунки різних біоценозів. ХІД УРОКУ І. Організаційний етап а) перевірка присутності б) перевірка домашнього завдання 1. II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів. «Круглий стіл» Обговорення малюнка №2 с. 7 та мал.. 4 с. 9 дати відповіді на питання • Які методи використовує екологія? • Які основні завдання вирішує екологія? III. Вивчення нового матеріалу Окремі галузі екології часто виділяють за напрямком досліджень. Загальна екологія займається дослідженням усіх типів екосистем. Екологія рослин досліджує зв’язки рослинних організмів із середовищем. Екологія тварин досліджує динаміку й організацію тваринного світу. Важливу роль у диференціації екологічної науки мав третій ботанічний конгрес який відбувся 1910 року в Брюсселі. На ньому було вирішено виділити в екології рослин окрему екологію особин (аутекологію) та екологію угруповань (синекологію). Цей поділ поширився також на екологію тварин і загальну екологію. Пізніше було окремо виділено також екологію популяцій (демекологію). Крім того, виділяють екологію людини, тварин, рослин та екологію мікроорганізмів. Із 70-х років XX століття складається соціальна екологія, що вивчає особливості взаємодії суспільства й навколишнього середовища та його охорони. Аутекологія вивчає взаємозв’язки представників виду з навколишнім середовищем. Вона переважно досліджує межі стійкості виду і його ставлення до різних екологічних факторів: тепла, світла, вологи, родючості і т. п., а також дію середовища на морфологію, фізіологію й поведінку організму, розкриває загальні закономірності впливу факторів середовища на живі організми. Синекологія аналізує стосунки між особинами, що належать до різних видів певного угруповання організмів, а також взаємодії між угрупованнями й факторами довкілля. Демекологія вивчає структуру виду: біологічну, статеву, вікову, етологічну, описує коливання чисельності різних видів і встановлює їх причини. Екологія — це дисципліна, що вивчає загальні закони функціонування екосистем різного ієрархічного рівня. Це комплексна наука, що досліджує середовище існування живих істот (включаючи людину). Вона розглядає деяку сукупність предметів і явищ з точки зору суб’єкта або об’єкта (живого або за участі живого), котрий є центральним у цій сукупності. Прикладна екологія як наука базується перш за все на різних галузях біології — фізіології, генетики, біофізики, але вона також пов’язана з іншими при¬родничими науками — фізикою, хімією, геологією, географією, математикою. Прикладна екологія, крім того, не може бути відділена від моралі, права, економіки, оскільки лише в поєднанні з ними можна докорінно змінити ставлення людини до природи. Сучасна кризова ситуація вимагає екологізації всіх форм людської діяльності, врахування законів і вимог екології. Останнім часом в усьому світі життя примусило започаткувати найрізноманітніші напрямки екологічних досліджень з метою забезпечення фахівців необхідною для прийняття рішень екологічною інформацією з усіх сфер людської діяльності. Нині сформувалося близько ста напрямів екологічних досліджені які можна об’єднати за принципами галузевої належності, взаємозв’язків, взаємопідпорядкованості, пріоритетності, теоретичного та практичного значенні У зв’язку з цим екологія розпалася на ряд наукових галузей і дисциплін, це є досить далекими від початкового визначення екології як науки про стосунки живих організмів з навколишнім середовищем. Але в основі всіх сучасних напрямків екології лежать фундаментальні ідеї екології. Згідно з предметом дослідження, екологія поділяється на екологію мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин, людини, сільськогосподарську, приклади інженерну та загальну екологію — теоретичну й узагальнюючу дисципліну. За середовищами та компонентами розрізняють екологію суші, прісних водоймищ, морську, високогірну, хімічну тощо. За підходами до предмета вивчення виділяють аналітичну й динамічну екологію. Прикладна екологія — дисципліна, що вивчає механізми руйнування б сфери людиною, способи запобігання цим процесам і розробляє принципи раціонального використання природних ресурсів без деградації життєвого середовища. З прикладної екології за науковими напрямками виникають промислова екологія, екологія енергетики, сільськогосподарська, канцерогенезу тощо. Найбільшу кількість екологічних напрямів досліджень сьогодні має розділ наук про техногенні фактори забруднення довкілля (техноекологія). Кожен із напрямів має низку своїх специфічних підрозділів: так, промислово-екологічний вбирає в себе більше десяти (усі типи промисловості); енергетичний має підрозділи теплової, атомної, гідроенергетики та екології енергетики нетрадиційних видів (вітрової, сонячної, геотермальної, біоенергетики та ін.); еколого-космічні дослідження — екологія космобіонтів, екологія ближнього та зовнішнього Космосу та ін. Дуже важливі й надзвичайно складні проблеми соціально-екологічного характеру вивчаються науковими галузями третього розділу прикладної екології, які можна об’єднати назвою «Науки про взаємозв’язки суспільства й природи». Основні напрями цього розділу мають вирішувати проблеми перебудови людської моралі й свідомості, конверсії філософії життя, переоцінки критеріїв буття; кожен з блоків науки про довкілля — своє коло специ-фічних питань, але всі вони тісно зв’язані між собою і кожен користується матеріалами й результатами іншого при виконанні своїх розробок, моделей і прогнозів, які стосуються природного середовища. Наприклад, акцентуючи свою увагу, як і раніше, на вивченні умов існування, розвитку й взаємозв’язків усіх живих істот між собою, в межах популяцій, біоценозів та середовищам існування, біоекологія дає необхідний матеріал для вивчення ряду питань прикладного значення (агрогрунтознавчих, біогеохімічних, медичних, біотехнологічних). У той же час для вирішення «своїх» біологічних питань вона не може обійтися без геолого-географічних матеріалів (відомостей про генезис, розвиток і особливості будови гідросфери, літосфери й атмосфери, особливостей всіх процесів, що в них відбуваються). Вирішуючи питання охорони природи, раціонального вико¬ристання природних ресурсів, соціальні (проблеми народонаселення, голоду, урбанізації, працезабезпечення, перезабруднення середовища, дехімізації сільського господарства та ін.), напрями блоків техноекології і соціоекології неминуче користуються всіма даними біоекології та геоекології. Нарешті, розробляючи закони про охорону природи, методики екологічної експертизи, виробляючи тактику й стратегію міжнародної політики, розвитку заповідної справи, освоєння Космосу чи Світового океану, користують¬ся матеріалами досліджень всіх разом взятих екологічних підрозділів. Звичайно, такий розподіл численних сучасних екологічних напрямів є умовним, але їх класифікація, упорядкування викликані специфікою екологічних досліджень у різних середовищах і допомагають галузевим вченим краще знайти своє місце й правильніше накреслити свої завдання у загальній системі природоохоронних програм і заходів, чіткіше визначити прямі й зворотні зв’язки між усіма природними та антропогенними процесами, які вивчаються, і які мають екологічне значення. 1. IV. Узагальнення, систематизація знань і вмінь учнів ( екологічний ланцюжок) • Які розділи екології існують? • Що вивчає демекологія? • Що вивчає аутекологія? • Яке місце займає екологія в системі наук? 1. V. Домашнє завдання Вивчити теоретичний матеріал теми. На конкретних прикладах порівняти живі й неживі системи. Тема. ПРИРОДА Й ЛЮДИНА: СИСТЕМНИЙ ПІДХІД УРОК З. Властивості складних систем. Біосфера, основні положення В.І.Вернадського про біосферу Мета уроку: розглянути основні особливості складних систем, звернути увагу на те, що ряд їх властивостей не є властивостями окремих елементів, а виникає лише внаслідок взаємодії всіх елементів системи; дати уявлення про біосферу та її місце серед оболонок Землі, ознайомити учнів з основними положеннями вчення В. І. Вернадського про біосферу; розвивати навички аналізу в процесі порівняння живих і неживих складних систем; виховувати вміння аналітично мислити. Обладнання й матеріали: фотографії або малюнки із зображенням складних систем. Хід уроку І. Організаційний етап ІІ. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів Круглий стіл: • Які соціальні аспекти пов’язані із сучасними екологічними проблемами? • Які економічні проблеми виникають унаслідок спроб розв’язання екологічних проблем? • Які організації займаються міжнародною координацією екологічних заходів? • Яка роль громадськості в розв’язанні екологічних проблем? ІІІ. Вивчення нового матеріалу Великі складні системи — складаються з численних взаємозалежних і таких, що взаємодіють між собою, різнорідних елементів і підсистем. Складні системи мають принципово нові властивості, яких не має жодний зі складових елементів. Приклади складних систем: живий організм, екосистема, підприємство, галузь економіки тощо. Такі системи характеризуються високим рівнем невизначеності свого поводження. Однією з основних функціональних одиниць екології є екосистема. Цей термін уперше був уведений англійським біологом А. Тенслі в 1935 р. Екологічна система — складна ієрархічна структура організованої матерії, в якій унаслідок об’єднання компонентів у більші функціональні одиниці виникають нові якості, що відсутні на попередньому рівні; є єдиним стійким природним комплексом живих організмів і природного середовища, в якому вони існують; відкритою термодинамічною системою, що існує за рахунок надходження з навколишнього середовища енергії та речовини й має здатність до саморозвитку та саморегуляції. Екологічній системі властиві ознаки систем: • Емерджентність — виникнення нових властивостей, які характеризують систему, за рахунок взаємодії її окремих елементів. Якісно нові емерджентні властивості екологічного рівня не можна передбачити, виходячи з властивостей компонентів, що становлять цей рівень. Дійсно, окремі лісові дерева, кущі, трави, гриби, птахи, комахи, звірі мають свої якісні характеристики, але всі разом вони творять нову якість — ліс. • Сукупність — сума властивостей кожної системи, тобто наявність сукуп¬них властивостей (наприклад, народжуваність для популяції — сума індивідуальної плодючості особин виду). • Гетерогенність системи (або принцип різноманіття) — полягає в тому що система не може складатися з абсолютно ідентичних елементів. Проте, не всяка комбінація «життя — середовище» може бути екосистемою. Нею може стати лише середовище, де має місце стабільність і чітко функціонує внутрішній кругообіг речовин. Поняття «біосфера» (від грецького біос — життя) запропонував 1875 році австрійський геолог Е. Зюсс. Учення про біосферу як особливу частину Землі, населену живими організмами, створив український учений В. І. Вернадський, хоча, на його думку, вперше до цієї ідеї наблизився французький біолог Ж. Б. Ламарк. Біосфера не утворює окремої оболонки Землі, а є частиною геологічних оболонок земної кулі, заселених живими організмами. Вона займає верхню частину літосфери, всю гідросферу й нижній шар атмосфери. Це сукупність усіх біогеоценозів Землі, єдина глобальна екосистема вищого порядку. Межі біосфери Літосфера Область життя не опускається нижче 2-3 км. Обмежувальні чинники – переважно температура і тиск. Гідросфера Повністю входить до складу біосфери. Живі організми населяють усю товщу Світового океану аж до максимальних її глибин. Життя спостерігається на 1— 2 км нижче дна океану. Атмосфера Має протяжність 3 тис. км, але область біосфери охоплює лише нижній її шар – тропосферу, до озонового екрану (20 – 25 км). Речовини, що наявні в біосфері (за В.І. Вернадським) • Жива речовина; • біогенна речовина (речовина створена і перероблювана живими організмами: горючі викопні поклади, вапняки тощо); • косна речовина (утворюється процесами, в яких живі організми не беруть участі, наприклад, вивержені гірські породи); • біокосна речовина (створюється одночасно живими організмами та процесами неорганічної природи, наприклад, ґрунт); • радіоактивна речовина; • розсіяні атоми; • речовина космічного походження (метеорити, космічний пил). Усі ці типи речовин геологічно пов’язані між собою. Жива речовина біосфери Жива речовина (за В.І. Вернадським) – це сукупність усіх живих організмів планети на момент її існування. Аргументи і факти Властивості живої речовини • Жива речовина характеризується величезною енергією, яка міститься в ній і здатна виробляти роботу. • Швидкість перебігу хімічних реакцій у живій речовині завдяки участі ферментів у тисячі, а іноді в мільйони разів більша, ніж при виробництві речовин суто хімічними методами. • Індивідуальні хімічні сполуки, які входять до складу живої речовини (білки, нуклеїнові кислоти тощо), стійкі тільки в живих організмах. • Живій речовині притаманна рухливість. Завдяки різним формам руху (розтіканню) жива речовина здатна заповнити собою увесь можливий простір («всюдність» життя). Цей процес В.І. Вернадський назвав тиском («напором») життя. • Жива речовина має значно більше морфологічне та хімічне різноманіття, ніж нежива. Відомо понад 2 млн органічних речовин, що входять до складу живої речовини, тоді як кількість природних сполук (мінералів) складає лише близько 2 тис. • Жива речовина представлена у біосфері у вигляді окремих організмів (індивідумів), розміри яких коливаються від 20 нм до 100 м у рослин (діапазон більше 109). • Індивідууми ніколи не знаходяться на Землі у вигляді окремих популяцій ор¬ганізмів одного виду, вони завжди входять до складу екосистем. • Жива речовина існує на Землі у формі безперервного чергування поколінь, що сприяє її оновленню. • Жива речовина здатна до еволюційного процесу (спадковість та мінливість), завдяки якому відбувається порушення абсолютного копіювання попередніх поколінь. Ця здатність дозволяє живій речовині пристосуватися до зміни умов існування. • Жива речовина, на відміну від неживої, постійно виробляє роботу, виконує певну функцію. Так, 1 г архейського граніту й дотепер залишається 1 г цієї самої речовини. Маса живої речовини, залишаючись 1 г протягом мільярдів років, існувала за допомогою зміни поколінь, і увесь цей час проводила геологічну роботу. Відповідно і маса речовини, переробленої живими організмами, набагато перевищує їхню власну масу. Головні біохімічні функції живої речовини на планеті Земля Енергетична функція Проявляється у засвоєнні живою речовиною переважно сонячної енергії та передачі її по трофічному ланцюгу. В основі цієї функції лежить фотосинтетична діяльність зелених рослин, які утворюють 98% всієї первинної продукції планети, що складає близько 150 – 200 млрд тонн сухої органічної речовини на рік. Газова функція Здійснення енергетичної функції супроводжується виділенням та поглинанням кисню, диоксиду вуглецю та деяких інших газоподібних сполук (метан, сірководень). Завдяки газовій функції сформувався сучасний склад атмосфери, який дуже відрізняється від складу атмосфери у добіосферний період. Концентраційна функція Проявляється у вилученні та вибірковому накопиченні живими орнанізмами хімічних елементів навколишнього середовища. У результаті концентраційної діяльності організмів відбулося накопичення покладів корисних копалин. Вапняк, торф, кам’яне вугілля тощо – це концентрат кальцієвих та карбонових сполук у тілах відмерлих організмів. Окисно-відновна функція Полягає у хімічному перетворенні речовин, які містять атоми зі змінним ступенем окиснення. Окисно-відновні реакції лежать в основі будь-якого виду біологічного метаболізму. Деструкційна функція Обумовлює процес розкладання організмів після їхньої смерті до мінеральних сполук, які через автотрофну ланку знову потрапляють у біологічний колообіг. На земній поверхні немає хімічної сили, яка б мала більшу постійну дію, а тому була б більш могутньою за своїми кінцевими наслідками, ніж живі організми, узяті в цілому. В.І. Вернадський Закон глобальності життя (перший закон В.І. Вернадського) • Завдяки здатності живих організмів розмножуватись та розселятись життя на Землі поширене скрізь, де є умови для його існування. Органічний світ утворює тонку планетарну оболонку біомаси живих організмів і середовища їхнього існування – біосферу, яка зумовила геологічну історію земної кори, еволюцію рослин, тварин, мікроорганізмів, появу та існування людини. • Біосфера тісно взаємодіє з атмосферою, гідросферою і літосферою, обумовлюючи їхню еволюцію, забезпечуючи міграцію і колообіг речовин та енергії на планеті. • Біологічний колообіг речовин на Землі визначається взаємодією рослин, тварин і мікроорганізмів, глобальна роль яких зумовлена особливостями їхніх відносин з навколишнім середовищем. • Зелені рослини забезпечують атмосферу Землі молекулярним киснем та виконують космічну роль як акумулятори світлової енергії Сонця, здійснюючи первинний біосинтез органічних речовин на Землі. Рослини – початкова ланка трофічних ланцюгів у екосистемах. • Біосферна роль тварин пов’язана переважно з їхньою участю в екосистемах як проміжних, так і вищих ланок трофічних ланцюгів, які визначають переміщення речовин і енергії в біосфері. Тверді рештки викопних тварин входять до складу осадових порід. • Глобальна роль мікроорганізмів проявляється у таких процесах, як мінералізація органічних речовий, утворення низки гірських порід, ґрунтоутворення, а також у патогенній дії на інші організми. Основне ядро закону глобальності життя – концепція біосфери як визначального чинника геологічної історії Землі. Закон біосферної ролі розуму (другий закон В.І. Вернадського) • У процесі розвитку людського суспільства закономірно поглиблювався і підси-лювався вплив людини на екосистеми та біосферу в цілому. Розчищались ліси під поля, осушувались болота, зрошувались землі. • 3 розвитком промисловості та інтенсифікації сільського господарства вплив людини на біосферу зріс. Часто цей вплив супроводжується погіршенням екологічної ситуації у зв’язку із забрудненням природного середовища промисловими відходами і хижацьким використанням природних багатств. • Погіршення екологічної ситуації призводить до деградації екосистем: знижується їх біологічна продуктивність, зникають рідкісні біологічні види. Це спричиняє порушення крихкої структури біосфери з негативними наслідками для людини й природи. • Для збереження та розвитку цивілізації необхідно перевести біосферу в якісно новий стан – ноосферу, тобто сферу розумової діяльності людини. Цьому будуть сприяти такі заходи: • розумно організована система охорони природи та відновлення біологічних ресурсів; • раціональне ведення й природоохоронне регулювання усіх галузей господарства; • застосування у промисловості безвідходних технологій тощо. Формування ноосфери – об’єктивний закон розвитку природи та суспільства, однак у його реалізації дуже важливу роль відіграє суб’єктивний чинник. Еволюція (від лат. еvolysio – розгортання, розвертання) – необоротний процес історичної зміни живого. Еволюційне вчення, теорія еволюції – наука про причини, рушійні сили, механіз¬ми та загальні закономірності еволюції живих організмів. Всю сукупність організмів на планеті Земля В. І. Вернадський називав живою речовиною. Основними її характеристиками є сумарна більшість, хімічні склад та енергія. Енергія живої речовини біосфери насамперед проявляється у здатності організмів до розмноження і поширення. Однією з властивостей живої речовини є її постійний обмін з довкіллям. Унаслідок цього через організм проходить значна кількість хімічних елементів. Живим організмам для здійснення біохімічних процесів необхідні речовини та енергія, які вони дістають з навколишнього середовища, при цьому значно перетворюючи останнє. У результаті постійного й безперервного обміну речовин та енергії в довкіллі різні хімічні елементи надходять у живі істоти, можу у них накопичуватись, виходячи з організму лише через певний час або зберігаючись у ньому протягом усього життя. Постійний кругообіг речовин і енергії забезпечує функціонування біосфери як цілісної системи. У процесі діяльності біосфери жива речовина (продуценти) здатна накопичувати сонячну світлову енергію, перетворюючи її на енергію хімічних зв’язків Сумарна первинна продукція автотрофних організмів визначає біомасу біосфери в цілому. 1. IV. Узагальнення, систематизація знань і вмінь учнів Зробити висновки: 1. Що таке біосфера? 2. Які особливості притаманні живій речовині? 3. Які властивості притаманні складним системам? 4. Чому в живій і неживій природі хімічні елементи поширені в різних пропорціях? 5. V. Домашнє завдання Опрацювати § 5, конспект уроку Презентація Біосфера і її властивості УРОК 4. Еволюція уявлень про місце людини у природі . Масштаби й наслідки антропогенного впливу на природне середовище на сучасному етапі Мета уроку: ознайомити учнів із поняттям ноосфери, розглянути уявлення про місце людини в природі та її взаємодію з нею на різних етапах історичного розвитку людства; визначити масштаби й наслідки антропогенного впливу на природне середовище на сучасному етапі; розвивати навички застосування знань інших курсів; виховувати раціональне ставлення до природних ресурсів. Обладнання й матеріали: схема географічних оболонок Землі, карта світу, фотографій або рисунки із зображенням різних біоценозів. Хід уроку • Організаційний етап а) перевірка присутності б) перевірка домашнього завдання 1. II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів Дати визначення ключовим поняттям та категоріям • Що таке біосфера? • Які особливості притаманні живій речовині? • Які властивості притаманні складним системам? • Чому в живій і неживій природі хімічні елементи поширені в різних пропор¬ціях? III. Вивчення нового матеріалу В. І. Вернадський ще в першій половині XX століття передбачав, що біосфера розвинеться в ноосферу (термін запропонував 1927 року французькі вчені Е. Леруа та П. Тейяр де Шарден). Спочатку В. І. Вернадський розглядав ноосфе¬ру (від грецьк. ноос — розум) як особливу «розумову» оболонку Землі, що роз¬вивається поза біосферою. Але згодом він дійшов висновку, що ноосфера — це певний стан біосфери, за якого розумова діяльність людини стає визначальним фактором її розвитку. Зокрема, він зазначав, що біосфера переходить у новий етап — ноосферу — під впливом наукової думки й людської праці. Отже, ноосфера — це якісно нова форма організації біосфери, яка формується внаслідок її взаємодії з людським суспільством і передбачає гармонійне співіснування природи й людини. Вчення Вернадського про ноосферу включає чотири основні положення: • Ноосфера — історично останній стан геологічної оболонки біосфери, що перетворюється діяльністю людини. • Ноосфера — сфера розуму і праці. • Зміни біосфери обумовлені як свідомою, так і підсвідомою діяльністю людини. • Розвиток ноосфери пов’язаний з розвитком соціально-економічних факторів. Ноосфера відрізняється від попередніх станів біосфери величезною швидкістю свого розвитку. Згідно з концепцією ноосфери, людство перетворилося на найпотужнішу геологічну силу на планеті. Вернадський підкреслював, що протягом останніх 500 років воно освоїло нові форми енергії — парову, електричну, атомну — і навчилося використовувати майже всі хімічні елементи. Людство освоїло всю біосферу й одержало набагато більшу, порівняно з іншими організмами, незалежність від навколишнього середовища. Наукова думка й діяльність людини змінили структуру біосфери: незаймана природа швидко зникає, з’являються нові екосистеми та ландшафти — міста, культурні землі, для яких характерні простіші угруповання організмів. За ступенем трансформації людською діяльністю екосистеми поділяються на такі види: • природні — у промислово розвинутих країнах екосистем, не захоплених людською діяльністю, майже не залишилося, хіба що в заповідниках; • антропогенно-природні — лісові насадження, луки, ниви хоча й складаються майже винятково з природних компонентів, але створені й регулюються людьми; • антропогенні — переважають штучно створені антропогенні об’єкти й, крім людей, можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувалися до цих специфічних умов. Прикладом є міста, промислові вузли, села (у межах забудови), кораблі тощо. Презентація “Наслідки антропогенного впливу на природне середовище” 1. IV. Практична робота Тема роботи. Аналіз особливостей історичних етапів взаємодії суспільства та природи Мета роботи: провести аналіз особливостей історичних етапів взаємодії суспільства і природи. Обладнання й матеріали: картки з текстом для практичної роботи; карти країн, які потрібні для виконання роботи. Хід роботи Варіант 1 Ознайомтесь із матеріалами підручника чи роздавальної картки й виконайте завдання. Проаналізуйте особливості взаємодії природи й суспільства на прикладі України в період 1950-1990 років. Визначте найбільші проблеми, які виникли внаслідок впливу людини на природу в цей період. Обґрунтуйте свою точку зору. Варіант 2 Проаналізуйте особливості взаємодії природи й суспільства на прикладі Великобританії в період 1800-1900 років. Визначте найбільші проблеми, які виникли внаслідок впливу людини на природу в цей період. Обґрунтуйте свою точку зору. Варіант З Проаналізуйте особливості взаємодії природи й суспільства на прикладі Давнього Єгипту в період ІІІ-ІІ тисячоліть до нашої ери. Визначте найбільші проблеми, які виникли внаслідок впливу людини на природу в цей період. Обґрунтуйте свою точку зору. 1. V. Домашнє завдання Опрацювати § 6, конспект уроку Практична робота 1.Тема: Аналіз особливостей історичних етапів взаємодії людини і природи. Тема. ПРОБЛЕМА ЗАБРУДНЕННЯ ПРИРОДНОГО СЕРЕДОВИЩА ТА СТІЙКОСТІ ГЕОСИСТЕМ ДО АНТРОПОГЕННИХ НАВАНТАЖЕНЬ УРОК 5. Категорія «забруднення». Антропогенні джерела забруднення навколишнього середовища Мета уроку: ознайомити учнів із поняттям «забруднення», розглянути основні антропогенні джерела забруднення навколишнього середовища; розвивати навички аналізу й синтезу інформації; виховувати бережливе ставлення до природи. Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням різних видів і джерел забруднення навколишнього середовища. Хід уроку 1. Організаційний етап 2. II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів Розминка: • Що таке ноосфера? • Які особливості притаманні живій речовині? • На які галузі поділяють екологію? • Чому треба вивчати екологію? ІІІ. Вивчення нового матеріалу Аргументи і факти Забруднення — це зміна якості навколишнього середовища, що призводить до негативних наслідків. Розрізняють природні й антропогенні забруднення. Природне виникає в результаті природних причин — виверження вулканів, землетрусів, катастрофічних повеней, пожеж. Антропогенне забруднення — результат людської діяльності. Сьогодні загальна потужність джерел антропогенного забруднення в багатьох випадках перевершує потужність природних. Природні джерела нітроген оксиду викидають 30 млн т на рік, а антропогенні — 35-50 млн т; сульфур діоксиду — відповідно, 30 і понад 150 млн т. У результаті діяльності людини свинцю потрапляє в біосферу в 10 разів більше, ніж у процесі природних забруднень. За масштабами забруднення поділяють на такі види: • глобальні (планетарні): озонові дірки, кислотні дощі, парниковий ефект, підвищення рівня радіації і забруднення Світового океану; • регіональні: забруднення окремих частин країни, басейну окремої річки, моря; • локальні: невеликих масштабів від локальних джерел забруднення (вихлопна труба конкретного автомобіля, викид газоподібних чи твердих відходів окремого підприємства). Антропогенні фактори – це зміни, внесені у природу людською діяльністю, що впливають на органічний світ. Виділяють прямі та непрямі, позитивні та негативні антропогенні фактори. Різноманітність антропогенних факторів Прямі спрямовані безпосередньо на живі організми (наприклад охорона рослин і тварин) Непрямі здійснюють вплив шляхом зміни клімату фізичного і хімічного стану атмосфери Позитивні Створюють сприятливі умови для розвитку організмів Негативні Зумовлюють пригнічення або вимирання організмів Основні антропогенні джерела забруднень Промисловість До основних антропогенних факторів розвитку екологічної кризи в Україні належать передусім великі промислові комплекси — ненажерливі споживачі сировини, енергії, води, повітря, земельних просторів і водночас найпотужніші джерела практично всіх видів забруднень (механічних, хімічних, фізичних, біохімічних). Серед цих об’єктів найнебезпечнішими забруднювачами довкілля є металургійні, хімічні, нафтопереробні й машинобудівні заводи, кар’єри та збагачувальні фабрики, деякі військові підприємства. Енергетика Сильно забруднюють довкілля об’єкти енергетики, передусім ТЕЦ і ГР Поглинаючи величезну кількість нафтопродуктів, газу й вугілля, вони ви дають в атмосферу мільйони кубометрів шкідливих газів, аерозолей і сажі, захаращують сотні гектарів землі шлаками й золою. ГЕС вважаються екологи найбезпечнішими. Та за період свого існування водосховища перетворилися накопичувачі відходів і забруднень із прилеглих регіонів. Екологічно небезпечні становлять і АЕС. Не тільки зберігається загроза нових аварій на АЕС, а й , дається дуже складна проблема поховання ядерних відходів. Військова діяльність Багато з військових об’єктів становлять реальну й потенційну небезпеку для населення й довкілля, забруднюючи навколишнє природне середовище хімічними речовинами, зокрема сполуками важких металів, підвищуючи радіаційний фон, спричиняючи деградацію природних комплексів. Транспорт Транспортна мережа в Україні доволі густа, кількість та активність автотранспорту в містах великі, до того ж він завдає відчутної шкоди довкіллі Основні причини цього — застарілі конструкції двигунів, використовуване паливо (бензин, а не газ чи інші, менш токсичні, речовини) та погана організація руху, особливо в містах, на перехрестях. Залізничний транспорт екологічно чистіший, особливо електричний. Та проблемою стало сильне забруднення залізниць нечистотами, що викидаються з вагонних туалетів. Забруднюється смуга завширшки в кілька метрів обабіч колій. Сільське господарство Для наших сільськогосподарських районів найхарактернішим є забруднення природних вод і ґрунтів пестицидами й мінеральними добривами. Щорічно надходження їх на поля України сягають за 90 тис. т і 4,5 млн тон відповідно. Комунальні стоки Дедалі нагальнішою екологічною проблемою міст України, особливо великих і курортних, стає очищення різних комунальних відходів — побутових і промислових — та їх переробка. Щорічно у водойми України скидається близько 4 млрд м3 забруднених стоків. Джерела фізичного забруднення До небезпечних забруднювачів довкілля належать об’єкти, які генерують потужні фізичні поля, — електромагнітні, радіаційні, шумові, ультра- та інфразвукові, теплові, вібраційні (великі радіостанції, теплоцентралі, РЛС, трансформаторні підстанції, ЛЕП, ретрансляційні станції, спеціальні фізичні лабораторії й установки, кібернетичні центри, АЕС та ін.). • Узагальнення, систематизація знань і вмінь учнів Рольова гра: відтворіть основні ознаки ноосфери • Що таке забруднення? • Які види забруднення вам відомі? • Які джерела антропогенного забруднення? 1. V. Домашнє завдання Опрацювати § 7, висновки після параграфу УРОК 6. Види забруднень. Стійкість природних компонентів до антропогенних забруднень Мета уроку: ознайомити учнів із видами забруднень та їх впливом на компоненти природи й живі організми, проаналізувати стійкість природних компонентів до забруднень; розвивати логічне мислення; виховувати розуміння відповідальності за наслідки своєї діяльності. Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням різних видів і джерел забруднення навколишнього середовища. Хід уроку І. Організаційний етап 1. II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів Диспут • Що є основною рушійною силою розвитку ноосфери? • Які основні ознаки ноосфери? • Які джерела антропогенного забруднення? Планетарна роль людського розуму III. Вивчення нового матеріалу. Аргументи і факти За видами забруднення поділяються на такі види: • Механічні — це забруднення навколишнього середовища механічними відходами без хіміко-фізичних наслідків. • Хімічні — це зміна хімічних властивостей середовища, що негативно впливає на екосистеми й техногенні системи. • Фізичні — це зміна фізичних параметрів навколишнього середовища, що призводить до негативних наслідків. • Біологічні — це проникнення в екосистеми чи техногенні системи живих істот, ворожих певним співтовариствам. Фізичні забруднення поділяються на підвиди: • температурно-енергетичне (теплове) забруднення — це вид фізичного забруднення, пов’язаний з підвищенням температури середовища під впливом антропогенних факторів. Стосовно міського середовища теплове забруднення поки що носить локальний характер. «Острови тепла» з підвищеною температурою на кілька градусів — це великі міста, виробничі комплекси тощо. Так, відповідно до температурного режиму, Париж має бути розташований на 170 км південніше від свого дійсного місця розташування; • світлове — це вид фізичного забруднення, пов’язаний з порушенням природної освітленості в результаті дії штучних джерел світла (яскравий спалах світла, спалах під час ядерного вибуху, включені на близькій відстані вогні далекого світла в зустрічного автомобіля); • електромагнітне — зміна електромагнітних властивостей середовища. Це своєрідні електромагнітні хвилі, дія яких підсилюється під високовольтними лініями, у районі локаторів, біля телевізорів. Воно негативно позначається на живих організмах через порушення роботи клітинних і молекулярних біологічних структур. Є дані про вірогідність появи катаракти кришталика ока під впливом цього виду забруднення; 4)радіоактивне забруднення — це забруднення, пов’язане з перевищенням природного рівня радіації над природним фоном; 5) шумове забруднення — це перевищення природного рівня шуму, викликаного механічними коливаннями пружних тіл. Стійкість геосистеми полягає в її здатності в разі дії зовнішнього фактора перебувати в одній із областей етапів та повертатися до неї за рахунок інертності й відновлюваності, а також переходити завдяки пластичності з однієї області станів до інших, не виходячи при цьому за рамки інваріантних змін протягом заданого інтервалу часу. 1. IV. Практична робота Тема роботи. Порівняння обсягів і структури забруднення міст України Мета роботи: провести порівняння обсягів і структури забруднення України. Обладнання й матеріали: картка з таблицею для практичної роботи; карта України, робочий зошит. Хід роботи 1. Використовуючи таблицю «Викиди шкідливих речовин в атмосферу», виконайте завдання . Завдання 1 Проаналізуйте таблицю в історичній ретроспективі (1995-2000—2010 р) Співвіднесіть її дані з розміщенням підприємств чорної та кольорової металургії (за картою атласу економічної та соціальної географії України). Складіть перелік міст — «чемпіонів навпаки» (10 міст: на І місці — ті, де екологічна ситуація найбільш несприятлива). Порівняйте дані «чемпіонів» з даними свого міста з даними інформації за 2010 р. Викиди шкідливих речовин у атмосферу (від стаціонарних джерел) в окремих містах України, тис. тон Місто 1995 2000 Місто 1995 2000 Алчевськ 94,2 78,7 Кривій Ріг 454,7 443,4- Вінниця 4,6 2,1 Кременчук 70,6 24,9 Горлівка 130,6 50,4 Лисичанськ 42,6 32,1 Дніпродзержинськ 84,6 105,0 Луганськ 79,5 144,2: Дніпропетровськ 177,1 97,3 Макіївка 121,2 103,7 Донецьк 298,7 197,9 Маріуполь 340,4 340,4 Дебальцеве 149,9 108,6 Нікополь 38,8 28,4 Єнакієве 174,0 74,8 Одеса 19,1 9,4 Запоріжжя 143,4 135,5 Рівно 5,1 4,2 Івано-Франківськ 2,7 0,8 Слов’янськ 69,7 2,0 Енергодар 101,0 80,8 Суми 6,3 8,0 Керч 51,4 10,6 Харків 50,6 20,6 Київ 53,3 32,6 Черкаси 22,8 16,8 Красний Луч 41,5 20,1 Ялта 1,2 0,8 2. Виконайте завдання 2. Завдання 2 Дайте відповіді на питання. • Що називають «смогом»? • Згадайте анатомію й фізіологію людини. Як шкідливі речовини атмосфери впливають на здоров’я людини? • Яка система організму найбільше страждає через негативний вплив атмосферних викидів? • Які захворювання цієї системи можуть виникнути в людини? 3. Зробіть висновки, в яких укажіть, чому саме підприємства чорної металургії та електроенергетики найбільше забруднюють довкілля і як цьому запобігти. V. Домашнє завдання Опрацювати § 8, підготувати повідомлення про етапи взаємодії суспільства і природи Роботи учнів: Забруднення міст України Презентації: Алчевськ Одеса Київ Дебальцеве Донецьк Івано-Франківськ Запоріжжя Черкаси Єнакієве ТЕМА. ПРОБЛЕМА ДЕГРАДАЦІЇ ПРИРОДНИХ КОМПОНЕНТІВ УРОК 7. Поняття «деградація природи». Основні причини деградації природних компонентів Мета уроку: ознайомити учнів із поняттям «деградація природи», розглянути основні причини деградації природних компонентів; розвивати аналітичне мислення; виховувати розуміння цілісності при¬роди і взаємозв’язку між усіма її компонентами. Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням процесів деградації природних компонентів. Хід уроку 1. Організаційний етап 2. II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів Круглий стіл • Які види забруднення вам відомі? • Які забруднення загрожують середовищу внаслідок роботи АЕС? • У чому полягають особливості шумового забруднення? • Який транспорт більше забруднює середовище — автомобільний чи залізничний? III. Вивчення нового матеріалу Деградація природи — це процес порушення екологічної рівноваги, який спричиняється природними чи антропогенними факторами і призводить до руйнації навколишнього середовища. Упродовж багатьох років багатства надр, ресурси біосфери спожива¬лись і витрачались у максимально можливих обсягах. Людство вступило у XX століття під гаслом: природа не храм, а майстерня. Такий підхід не міг не завершитися глобальною деградацією природного середовища земної кулі. Найчіткіше вона почала проступати як явище, що охопило всю планету, з початку 1970-х років. Розвиток деградаційних процесів на планеті передрікався давно (І століття до н. є. — Цицерон, X ст. — Ібн Сіна (Аві-ценна)). Особливо численними стали застереження про деградацію природи планети у другій половині XX століття, коли окремі локальні екологічні лиха почали переростати в глобальну екологічну кризу. Понад чверть століття тому, 1972 року, Римський клуб опублікував тривожний прогноз розвитку людської цивілізації «Межі зростання», виконаний групою фахівців під керівництвом Д. Медоуза, який передрікав небезпечну деградацію природного середовища. У другій половині XX століття чимало інших відомих учених висловлювали стурбованість із приводу зростаючої загрози людству з боку наслідків стихійного науково-технічного прогресу. Однак усі ці застереження отримали мало заходів у відповідь — екологічна криза природного середовища посилювалась. Сучасна екологічна криза має якісно іншу природу порівняно з усіма по передніми кризами. Це перша криза, що охопила всю планету і яка повністю спричинена не природними процесами, а діяльністю людства. Темпи зміни параметрів біосфери, породжені цією екологічною кризою, виявились у сотні й тисячі разів вищими за темпи природної еволюції. Розпочалася загальна глобальна деградація природного середовища проживання, яка проявляється у двох типах: порівняно невеликих за потужністю, але які діють упродовж тривалого часу; разових катастрофічних, які виникають у разі аварій і небезпечні не лише за потужністю, а й за раптовістю й різкістю дії. На фоні загальної деградації природного середовища створюються передумови для розвитку надзвичайних екологічних ситуацій та екологічних катастроф. Під надзвичайними екологічними ситуаціями розуміють виникнення раптових природних лих чи техногенних аварій, що супроводжуються великими економічними збитками. Тривалий стан надзвичайної екологічної ситуації спричинює виникнення екологічної катастрофи. Моделями особливо вели екологічних катастроф стали Чорнобильська, Аральська екологічна криза війни в Ірані та Іраці. Головна небезпека для людства полягає не в окремих екологічних катастрофах, якими б трагічними не були їхні наслідки, а в поступовій деградації природного середовища під впливом, здавалося б, малопомітних результатів виробничої діяльності. Вони спричинюють такі глобальні явища, як глобальне потепління, руйнування озонового шару, кислотні дощі, забруднення всіх сфер планети, деградацію лісів, накопичення і неконтрольоване переміщення токсичних речовин і відходів, спустелювання, ерозію ґрунтів, зменшення і логічної різноманітності. • Узагальнення, систематизація знань і вмінь учнів Підготувати мініпроект • Що таке деградація природи? • Які причини деградації природних компонентів? • Яка роль людини в деградації природних компонентів? • Чи потрібно зберігати природні компоненти? 1. V. Домашнє завдання Опрацювати § 11, продовжити роботу над мініпроектом Права людей щодо природи Обов’язки людей щодо природи УРОК 8. Наслідки деградації природних компонентів Метаі уроку: ознайомити учнів із наслідками деградації природних компонентів; розвивати вміння використовувати знання попередніх курсів; виховувати бережливе ставлення до природи. Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням процесів деградації природних компонентів та їх наслідків. Хід уроку 1. Організаційний етап 2. II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів Зробити висновки давши відповіді на питання • Що таке деградація природи? • Які причини деградації природних компонентів? • Яка роль людини в деградації природних компонентів? • Чи потрібно зберігати природні компоненти? III. Вивчення нового матеріалу Наслідки деградації природних компонентів найбільш сильно торкнулися ґрунтів та сільськогосподарського виробництва. Частка пасовищ і сіножатей за останній період суттєво не змінилася і залишається на досить низькому рівні, хоча в багатьох країнах їхня питома вага нерідко досягає 50 %. Майже не збільшуються площі полезахисних лісонасаджень, немає помітних зрушень у структурі агроландшафтів. На сьогодні в користуванні перебуває майже 1 млн га ріллі з крутизною схилу понад 5° та ще 2,1 млн га ріллі — зі схилами від 3 до 5°. Загальна площа сільськогосподарських угідь із крутизною схилів понад 3° становить 4,5 млн га, у тому числі ріллі — 3 млн га, або, відповідно, 10,7 і 9,1 % усієї площі зазначених видів угідь. Такі угіддя необхідно поступово перепрофілювати, змінивши напрям використання, або консервувати з метою природної реабілітації, переводити в біосферно-охоронні території або включати до природозаповідного фонду. Наслідки неефективного землекористування суспільство змушене компенсувати дедалі більшими додатковими затратами матеріально-технічних і трудових ресурсів. Ерозія ґрунтів (від лат. еrоs — роз’їдання) — руйнування і знос поверхневих, найбільш родючих, горизонтів і підстиляючих їх порід вітром (вітрова ерозія) або потоками води (водна ерозія). Землі, що зазнали руйнування у процесі ерозії, називають еродованими. До ерозійних процесів відносять також промислову ерозію (руйнування сільськогосподарських земель унаслідок будівництва й розробки кар’єрів), військову ерозію (воронки, траншеї), пасовищну ерозію (внаслідок інтенсивного випасу худоби), іригаційну (руйнування ґрунтів під час будівництва каналів і в разі порушення норм подивів) тощо. Однак справжнім лихом для землеробства залишаються водна ерозія (до неї схильний 31 % суходолу) і вітрова ерозія (дефляція), що активно діє на 34 % поверхні суходолу. Під вітровою ерозією розуміють видування, перенесення і відкладення найдрібніших ґрунтових часток вітром. Інтенсивність вітрової ерозії залежить від швидкості вітру, стійкості ґрунту, наявності рослинного покриву, особливостей рельєфу й від інших чинників. Значно впливають на її розвиток антропогенні чинники. Активізують ерозійні процеси знищення рослинності, нерегульований випас худоби, неправильне застосування агротехнічних заходів. Водна ерозія ґрунтів (земель). Під водною ерозією розуміють руйнування ґрунтів тимчасовими водними потоками. Розрізняють такі форми водної ерозії: площинну, струменисту, яружну, берегову. Умови для прояву водної ерозії створюють природні чинники, а основною причиною її розвитку є виробнича діяльність людини. Зокрема, поява нової важкої ґрунтооброблювальної техніки, що руйнує структуру ґрунту, є однією з причин активізації водної ерозії в останні десятиріччя. Інші негативні антропогенні чинники: знищення рослинності й лісів, надмірний випас худоби, відвальна обробка ґрунтів тощо. Серед різних форм прояву водної ерозії значної шкоди навколишньому природному середовищу, і насамперед ґрунтам, завдає яружна ерозія. Екологічні збитки від ярів величезні. Яри знищують цінні сільськогосподарські землі, спричиняють інтенсивний змив ґрунтового покриву, замулюють малі річки й водосховища, створюють густорозчленований рельєф. 1. IV. Практична робота Тема роботи. Вплив інтенсивності ерозійних процесів на стан ґрунтового покриву Мета роботи: провести аналіз впливу інтенсивності ерозійних процесів на стан ґрунтового покриву. Обладнання й матеріали: картки для практичної роботи з алгоритмом обчислення інтенсивності ерозії, робочий зошит. Картка для практичної роботи Інтенсивність водної ерозії ((3) вимірюють за втратою ґрунтом його маси (т) з одиниці площі (S) за одиницю часу (t) і виражають у тоннах на гектар (т/га) за формулою: Q = т/ (S • t ) Хід роботи • Обчисліть інтенсивність ерозії ґрунтів для трьох ділянок (кожна площею 1 га), якщо ерозія тривала протягом одного місяця, а втрати маси ґрунту становили 1, 5 і 10 тонн для першої, другої та третьої ділянки відповідно. Вкажіть, на якій з ділянок ґрунт постраждав найсильніше. • Обчисліть місячну інтенсивність ерозії ґрунтів для двох ділянок (кожна площею 1 га), якщо ерозія тривала протягом двох місяців для першої (втрата маси ґрунту становила 8 тонн) і трьох місяців — для другої (втрата маси ґрунту становила 9 тонн). Вкажіть, на якій з ділянок ґрунт постраждав найсильніше. 1. V. Домашнє завдання Опрацювати § 11, таблиця № 2 с.47 Презентація “Забруднення грунтів” Тема. ПРОБЛЕМА ЗМІНИ ЛАНОК КРУГООБІГУ РЕЧОВИН ТА ЕНЕРГІЇ УРОК 9. Кругообіг речовин і енергії як основний системо твірний фактор. Поняття біогеохімічного циклу Мета уроку: ознайомити учнів із поняттям біогеохімічного циклу, розглянути кругообіг речовин і енергії як основний системотвірний фактор; розвивати вміння знаходити зв’язки між інформацією з різних джерел; виховувати розуміння цілісності природи . та взаємозв’язку між усіма її компонентами. Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням процесів кругообігу речовин і енергії, схеми біогеохімічних циклів. Хід уроку 1. Організаційний етап 2. II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів Екологічний ланцюжок: • Що таке деградація природних компонентів? • Що є причиною деградації? • Які наслідки деградації природних компонентів? • Яким чином можна зменшити наслідки деградації? III. Вивчення нового матеріалу Біологічний кругообіг — це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які відбуваються в біосфері. Причина кругообігу — обмеженість елементів, з яких будується тіло організмів. У біосфері відбувається постійний кругообіг активних елементів, які переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які вивільняються мікроорганізмами під час гниття, надходять у ґрунт і атмосферу, знову включаються в кругообіг речовин біосфери, поглинаючись живими організмами. Весь цей процес і буде біогенною міграцією атомів. Для біогенної міграції характерним є накопичення хімічних елементів у живих організмах, а також їх вивільнення в результаті розкладу мертвих організмів. Біогенна міграція викликається трьома процесами: • обміном речовин в організмах; • ростом; • розмноженням. Визначення біогенної міграції хімічних елементів, яка викликана силами життя, дав В. І. Вернадський (Закон біогенної міграції атомів). Біогенна міграція є частиною загальної міграції хімічних елементів біосфери. Головною геохімічною особливістю живої речовини є те, що вона, пропускаючи через себе атоми хімічних елементів земної кори, гідросфери й атмосфери, здійснює у процесі життєдіяльності їх закономірну диференціацію. Завершуючи свій життєвий цикл, організми повертають природі все, що взяли в неї протягом життя. В. І. Вернадський підрахував, що за час існування на Землі біосфери було створено 3,5 • 1019 т біомаси, що майже удвічі перевищує масу всієї земної кори, яка становить 2 • 1019 т. Робота, що виконується живою речовиною, за Вернадським, може бути оцінена за формулою: Е = РV2/2, де Р — маса організмів, V — швидкість розтікання біомаси (розмноження організмів). Жива речовина значно прискорила й змінила кругообіги різних речовин води, кисню, азоту, вуглекислого газу тощо. Сучасний склад атмосфери створений завдяки діяльності живої речовини. Обмін повітря між усіма широта й півкулями Землі відбувається в середньому за два роки. Активно переміщується течіями океанічна вода. Вся прісна вода стікає в океан за 14 діб, у льодовиках вода оновлюється за 15 000 років. Жива речовина активно регулює геохімічну міграцію атомів. Завдяки зберігається стабільність біосфери і здійснюється еволюція як живих організмів, так і всієї біосфери в цілому. Біогеохімічний цикл можна визначити як циклічне, поетапне перетворення речовин і зміну потоків енергії з просторовим масоперенесенням, яке здійснюється за рахунок сумісної дії біотичної й абіотичної трансформації речовин. Біогеохімічні цикли являють собою циклічні переміщення біогенних елементів Карбону, Оксигену, Гідрогену, Нітрогену, Сульфуру, Фосфору, Кальцію, Ка. тощо — від одного компонента біосфери до інших. На певних етапах цього кругообігу вони входять до складу живої речовини. Рушійною силою всіх речовин в біогеохімічних циклах є потік сонячної енергії або частково енергії геологічних процесів Землі. Витрати енергії не хідні й для переміщення речовин у біогеохімічних циклах, і для подолання і геохімічних бар’єрів. Такими бар’єрами на різних рівнях є мембрани клітин, самі особини рослин і тварин та інші матеріальні структури. Переміщення речовин у біогеохімічних циклах одночасно забезпечує життєдіяльність живих організмів. Головними оціночними параметрами ефективності й напрямку роботи біогеохімічного циклу є кількість біомаси, її елементарний склад та активне функціонування живих організмів. 1. Узагальнення, систематизація знань і вмінь учнів Підготувати міні доповіді на питання: • Що таке кругообіг речовин та енергії? • Які елементи беруть участь у кругообігу на нашій планеті? • Що таке біогеохімічний цикл? • Яке значення для життя на планеті мають біогеохімічні цикли? 1. V. Домашнє завдання Опрацювати конспект уроку, зробити висновки УРОК 10. Кругообіг речовин, енергії, інформації та їх зміни антропогенною діяльністю Мета уроку: ознайомити учнів зі змінами кругообігу речовин, енергії та інформації наслідок антропогенної діяльності; розвивати навички узагальнення та зіставлення; виховувати позитивне мислення. Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням процесів деградації природних компонентів та їх наслідків. Хід уроку 1. Організаційний етап 2. II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів Дати висновки питанням • Що таке кругообіг речовин та енергії? • Які елементи беруть участь у кругообігу на нашій планеті? • Що таке біогеохімічний цикл? • Яке значення для життя на планеті мають біогеохімічні цикли? III. Вивчення нового матеріалу За рахунок процесів міграції хімічних елементів усі геосфери Землі пов’язані єдиним циклом кругообігу цих елементів. Такий кругообіг, рушійною силою якого є тектонічні процеси та сонячна енергія, дістав назву великого (геологічного) кругообігу. Цей кругообіг має абіотичний характер. Тривалість його існування — близько 4 млрд років. Потужність великого (геологічного) кругообігу речовин у атмосфері, гідросфері та літосфері оцінюється .у 2 • 1016 т нарік. Виникнення життя на Землі спричинило появу нової форми міграції хімічних елементів — біогенної. За рахунок біологічної міграції на великий кругообіг наклався малий (біогенний) кругообіг речовин. У малому біологічному кругообігу переміщуються, в основному, Карбон (1011 тон на рік), Оксиген (2 • 1011 тон на рік), Нітроген (2 • 10п тон на рік) та Фосфор (106 тон на рік). Зараз обидва кругообіги відбуваються одночасно, тісно пов’язані між собою. Завдяки взаємодії різних груп живих організмів між собою та з навколишнім середовищем в екосистемах виникає певна й характерна кожному виду екосистем структура біомаси, створюється своєрідний тип потоку енергії та специфічні закономірності її передачі від однієї групи організмів до іншої, формуються трофічні ланцюги, що визначають послідовну передачу речовини й енергії між трофічними рівнями. Проблеми народонаселення та ресурсів біосфери тісно пов’язані з реакціями навколишнього природного середовища на антропогенний вплив. Природний екологічно збалансований стан навколишнього середовища зазвичай назива¬ють нормальним. При цьому відбуваються малий (біологічний) і великий (геологічний) кругообіги речовин і встановлюються енергетичні баланси між різно¬манітними геосферами й космосом, що поєднує природу в єдине ціле. Геохімічний параметр стану навколишнього середовища в наш час унаслідок антропогенного впливу суттєво змінився, особливо стосовно біологічного й геологічного кругообігів. Під впливом людської діяльності відбуваються великі зміни в розподілі хімічних елементів у біосфері, природна й антропогенна трансформація речовин, а також перехід хімічних елементів з одних сполук до інших. Природний біологічний кругообіг речовин порушений людиною на площі, яка досягає майже половини всієї поверхні суши: антропогенні пустелі, індустріальні та міські землі, сади, вторинні низькопродуктивні ліси, виснажені пасовища і т. д. Порушення геологічного кругообігу речовин спричинили такі фактори: • ерозія ґрунтового покриву та збільшення твердого стоку в океан; • переміщення величезних мас земної кори; • видобування з надр чималих кількостей руд, пальних та інших копалин • перерозподіл солі в ґрунтах, ґрунтових і річкових водах під впливом зрошувального землеробства; • застосування мінеральних добрив та отрутохімікатів; • забруднення середовища сільськогосподарськими, промисловими й комунальними відходами; • потрапляння до природного середовища енергетичних забруднень. 1. IV. Практична робота Тема роботи. Аналіз схем кругообігу основних речовин у природі на предмет зміненості їх ланок антропогенною діяльністю Мета роботи: провести аналіз схем кругообігу основних речовин у природі на предмет зміненості їх ланок антропогенною діяльністю. Обладнання й матеріали: картки для практичної роботи зі схемами кругообігу елементів, робочий зошит. Хід роботи • Використовуючи картку для практичної роботи, розглянути схему кругообігу Карбону й визначити, на які етапи кругообігу найбільше впливає антропогенна діяльність. • Використовуючи картку для практичної роботи, розглянути схему кругообігу Оксигену й визначити, на які етапи кругообігу найбільше впливає антропогенна діяльність. • Використовуючи картку для практичної роботи, розглянути схему кругообігу Нітрогену й визначити, на які етапи кругообігу найбільше впливає антропогенна діяльність. • Використовуючи картку для практичної роботи, розглянути схему кг-обігу Фосфору й визначити, на які етапи кругообігу найбільше впливає антропогенна діяльність. • Зробіть висновки, в яких укажіть, до чого призвели зміни в кругообіг хімічних елементів, що відбулися під впливом антропогенних факторів. 1. V. Домашнє завдання Опрацювати § 12, конспект уроку