Энергия и свойства пирамиды. Энергия и свойства пирамиды Признак пирамиды окружающий мир

Трудовое воспитание подразумевает:

а) воспитание трудолюбия путём вовлечения детей в посильный для них труд (уход за растениями и животными, работа на географической площадке, самостоятельная работа с учебником и т. д.);

б) знакомство с профессиями, орудиями труда и способами их использования;

в) стимулирование интереса к производственной деятельности;

г) формирование экономического мышления;

д) подготовку к осознанному выбору профессии.

1. Санитарно-гигиеническое воспитание предусматривает:

а) формирование представлений о гигиене;

б) укрепление здоровья, повышение работоспособности.

в) формирование гигиенических навыков, соблюдение режима дня и питания, профилактику заболеваний и травм, воспитание потребности в регулярных занятиях физкультурой и спортом.

Принципы отбора учебного материала по окружающему миру

Прежде чем обучать учащихся какому бы то ни было предмету, методистам необходимо отобрать учебный материал. Объём знаний по любой дисциплине огромен, а в рамках школьного предмета используется лишь малая часть этих знаний. Та же задача - отобрать учебный материал - стояла и перед методистами в области окружающего мира. При этом отбор материала предполагает соблюдение ряда принципов, которые можно разделить на две группы: общедидактические и предметные.

Общедидактические принципы соблюдаются при отборе содержания к любому предмету, в том числе к окружающему миру.

Основными общедидактическими являются принципы научности, доступности, систематичности и последовательности, связи обучения с жизнью, наглядности, сознательности.

1. Принцип научности. Включённый в курс материал должен соответствовать последним достижениям науки. Детям в доступной форме

сообщаются научные сведения об окружающем хмире, а бытовые представления детей следует корректировать. Одним из признаков научности изучаемого материала является акцентирование внимания не на морфологии, а на функции объекта, на сущности происходящих процессов. Здесь можно вспомнить один из принципов биологического метода В.В. Половцова: «формы должны изучаться в связи с отправлениями». Невнимание к этому положению может, например, проявиться в следующем: при изучении оврага рассматривается его морфология, но не говорится о причине его возникновения.

Принцип доступности и посильной трудности. Отобранный материал не должен быть слишком сложным, как, впрочем, и слишком лёгким. То есть материал должен быть доступным для понимания младшими школьниками, должен соответствовать общему уровню их подготовки.

Принцип систематичности и последовательности. Знания и умения должны формироваться в определённом порядке, чтобы последовательность изучения материала подчинялась определённой логике.

К построению последовательности изучаемого материала есть следующие подходы:

а) логика изложения материала в той науке, которая лежит в основе изучения . Например, в географическом описании любой территории принята такая последовательность: 1) географическое положение; 2) поверхность;

климат; 4) вода; 5) почвы; 6) растительный и животный мир;

хозяйственная деятельность человека. Примерно такая же последовательность наблюдается во многих программах по окружающему миру для начальной школы, например, в программе «Окружающий мир»

З.А. Клепининой в теме «Природа и история родного края». Логика такого построения материала следующая: в основе всего лежит географическое положение и геологическое строение, которые есть изначально и от внешних факторов зависят мало. От географического положения и поверхности (прежде всего от высоты над уровнем моря) напрямую зависит климат. В свою очередь климат определяет водный режим и виды почв на данной территории. Последними описываются растения и животные - самый зависимый от других факторов компонент природы. Все перечисленные природные компоненты являются основой для деятельности человека в данной местности;

б) от близкого к далёкому, от знакомого к незнакомому . Последовательность подачи материала, принятая в науке, может противоречить особенностям детского восприятия окружающего мира. Она может противоречить известному принципу педагогики: от близкого к далёкому, от знакомого к незнакомому. Например, дошкольники и младшие школьники из всего природного многообразия в первую очередь встречаются не с горными породами, а с растениями и животными. Именно они ближе им в психологическом плане, именно о них дети уже что-то знают из сказок, из опыта общения с домашними животными, комнатными растениями. И было бы логичным изучение природы начинать именно с них. В какой-то степени это реализовано в дошкольном образовании - там дети большей частью знакомятся именно с растениями и животными. В определённой степени это

реализуется и в первых классах начальной школы, где акцентируется внимание на сезонных изменениях в природе, в первую очередь на сезонных особенностях жизни растений и животных;

в)индукция и дедукция . Курс «Окружающий мир» может быть построен на индуктивной или на дедуктивной основе.

Индукция - это метод познания, при котором происходит переход от единичного знания об отдельных изучаемых предметах к общему выводу обо всех изучаемых предметах. Таким образом, знания формируются от частного к общему.

Дедукция - это метод познания, при котором происходит переход от общего знания об изучаемых предметах к единичному (частному) знанию о них. То есть знания формируются от общего к частному.

Курс «Окружающий мир» построен прежде всего по индуктивному пути, т. е. от наблюдений, опытов к выводам и теоретическим обобщениям. Хотя построение отдельных тем может быть дедуктивным. Например, перед изучением почвы даётся её определение (почва - это верхний рыхлый слой земли, на котором могут расти растения), а затем с помощью опытов изучается её состав, свойства, виды почв и т. д.;

Принцип связи обучения с жизнью (или связи теории с практикой). Согласно этому принципу знания ребёнка должны применяться в практической деятельности (использоваться в жизни). В частности, в содержание курса «Окружающий мир» включён материал, личностно­значимый для младшего школьника, этот материал направлен на реальную жизнь ребёнка (правила гигиены, правила дорожного движения). Кроме того, раскрывается связь между объектами, явлениями в природе с жизнью самого школьника и с жизнью конкретных людей;

Принцип наглядности . В связи с возрастными особенностямимладтпи х школьников их обучение обязательно должно быть наглядным. Известно, что ребёнок мыслит формами, красками, звуками, ощущениями вообще.

Запоминание предметов, явлений природы, представленных в виде натуральных объектов, на картинках, показанных в опытах, происходит лучше, легче и быстрее, чем если бы они были представлены в словесной форме.

Принцип сознательности, активности . Согласно этому принципу учение становится эффективным только тогда, когда ученик становится субъектом деятельности, проявляет познавательную активность. Согласно этому принципу в содержание курса необходимо вводить материал, помогающий развивать учебную деятельность младших школьников, которая предполагает наличие умений ставить цель, планировать свою работу, самостоятельно добывать знания, осуществлять самоконтроль, самооценку. В то же время нельзя недооценивать и роль учителя в организации познавательной деятельности учащихся. Активности детей можно добиться при условии учёта их познавательных интересов, путём создания проблемных ситуаций, использования дидактических игр и учебных дискуссий, организации групповых форм работы.

Предметные принципы отбора содержания характерны только для курса «Окружающий мир». Основными предметными являются принципы сезонности, краеведческий, практической направленности, интеграции, природоохранный, экологический, историзма.

1 Принцип сезонности . Первым, кто предложил изучать окружающий мир по этому принципу, был Д.II. Кайгородов (см. параграф 2.1). Этот принцип имел место и в комплексных программах ГУСа, а также в последующих курсах природоведения и естествознания. Однако знакомство детей с сезонными изменениями в природе происходит ещё в детском саду. По тому же сезонному принципу рассматриваются природоведческие темы на уроках чтения. В этом случае трудно избежать дублирования материала. Поэтому некоторые авторы (например, А.А. Плешаков) вообще исключили изучение сезонных изменений в природе на 3-м и 4-м году обучения окружающему миру, а в I и II классах сезонные изменения остались лишь в качестве элементов при изучении комплексных тем. В настоящее время в соответствии с принципом сезонности построены две программы по окружающему миру (И.П. Товпинец и З.А. Клепининой), причём в обеих принцип соблюдается только для II класса, где весь материал строится вокруг сезонных изменений в природе.

Краеведческий принцип . Этот принцип подразумевает изучение природы, общества и истории той местности, где живёт ребёнок.Принци п позволяет реализовать такие дидактические принципы обучения, как «от близкого к далёкому», «от известного к неизвестному». Многие педагоги прошлого призывали изучать в курсе естествознания природу своего края. В курсе «Окружающий мир» при рассмотрении краеведческих вопросов изучается край, область или республика, в которой живёт и учится ребёнок. Современные программы, по которым преподаётся окружающий мир младшим школьникам, назвать краеведческими нельзя. Но они могут включать краеведческие темы. Например, в курсе «Окружающий мир»

З.А. Клепининой изучается тема «Природа и история нашего края». В этой теме даётся обзор природы и истории своей местности (поверхность, полезные ископаемые, водоёмы, почва, растения, животные, народы, история).

Изучение краеведческих тем в начальной школе затруднено по той причине, что содержание учебников для всей России едино. В результате в учебниках невозможно отразить особенности отдельных регионов. Поэтому часто учителя проходят все темы так, как они даны в учебнике, и изучают со школьниками не свой край, а природу средней полосы России. Здесь есть два выхода: 1) корректировка содержания темы (давать природные особенности своего края); 2) создание учебных пособий, где давался бы местный материал.

Принцип практической направленности . Практическая направленность предполагает, что для построения курса должен отбираться преимущественно тот материал, который возможно изучать посредством проведения наблюдений, постановки опытов, осуществления практической деятельности учащихся. Однако учёт данного принципа не означает изъятия из содержания предмета того материала, который не имеет практического значения, ведь

иначе курс потеряет свой общеобразовательный характер, нарушится систематичность курса.

Принцип интеграции . Принцип подразумевает, что «Окружающий мир» - это интегрированный курс, в который включены сведения из самых разных наук (как естественных, так и общественных). Сделано это для того, чтобы младший школьник получил целостное представление о мире. Этот принцип был предложен ещё В.Ф. Зуевым, затем поддержан и обоснован АЛ. ГердохМ, который писал, что «в начальной школе место лишь одной, нераздельной науке об окружающем органическохм и неорганическом мире».

Природоохранный принцип . Предполагает изучение влияния антропогенных факторов при рассмотрении каждой техМы курса.

Экологический принцип . Содержание курса должно быть таким, чтобы показать взаимосвязи всех явлений в природе. При изучении хозяйственной деятельности необходимо подчёркивать, что ресурсы природы не бесконечны. Бездумное использование природных ресурсов угрожает существованию самой жизни на Земле.

Принцип историзма . Предполагает раскрытие в содержании образования временных отношений между явлениями окружающего мира, подход к любому изучаемому событию (как природному, так и социальному) с позиции естественной истории и истории социума. Кроме того,принцип предполагает большой объём исторического материала в курсе «Окружающий мир». При этом изучается краткая история России, причём основное внимание уделено переломным событиям истории.

Предметные результаты освоения программы по окружающему миру должны отражать:

понимание особой роли России в мировой истории, воспитание чувства гордости за национальные свершения, открытия, победы;

сформированность уважительного отношения к России, родному краю, своей семье, истории, культуре, природе нашей страны, её современной жизни;

осознание целостности окружающего мира, освоение основ экологической грамотности, элементарных правил нравственного поведения в мире природы и людей, норм здоровьесберегающего поведения в природной и социальной среде;

освоение доступных способов изучения природы и общества (наблюдение, запись, измерение, опыт, сравнение, классификация и др., с получением информации из сехмейных архивов, от окружающих людей, в открытом информационном пространстве);

развитие навыков устанавливать и выявлять причинно-следственные связи в окружающем мире.

В Базисном учебном плане распределено учебное время между федеральным, региональным и школьным компонентами образовательного стандарта. Окончательное содержание курса определено в конкретных программах по окружающему миру.

неживая природа; 4) география; 5) растения; 6) животные; 7) сезонные изменения в неживой природе; 8) сезонные изменения в живой природе; 9) сезонные изменения в труде людей; 10) человек (строение, охрана здоровья); 11) экология; 12) общество; 13) история Отечества.

Рассмотрим каждый из этих блоков, их содержание в современных программах и учебниках.

Небесные тела :

Солнце - источник тепла, света и жизни на Земле. Дети должны уметь определять место и время восхода и захода солнца, продолжительность дня, изменение относительной высоты солнца над горизонтом с помощью гномона;

Луна - спутник Земли;

движение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. Смена дня и ночи, смена времён года.

Погода. Понятие «погода» вводится путём суммирования сведений о её составляющих: температуре воздуха в градусах, наличии и силы ветра, облачности, наличии и вида осадков, других погодных явлений (туман, гроза, гололёд, изморозь). В учебниках некоторых авторов объясняется причина появления ветра, вводится понятие «роза ветров», дети узнают о видах облаков. Даются сведения причинно-следственного характера: почему идёт дождь, почему появляется радуга, почему бывает эхо.

Неживая природа. Содержание этого блока раскрывается в темах «Вода», «Воздух», «Почва», «Горные породы и минералы». Дети изучают свойства воды, воздуха, почв, полезных ископаемых, их значение и охрану.

География. В ходе изучения географических тем учащиеся знакомятся:

с понятиями «горизонт», «линия горизонта», «стороны горизонта», учатся пользоваться компасом;

с формами земной поверхности (равнины, горы, холмы, овраги);

с разнообразием водоёмов: река, озеро, море и др. Вводятся понятия «исток», «устье», «русло», «приток»;

с глобусом, картами мира, России и своей местности, с условными обозначениями на карте. Вводится понятие «масштаб»;

с природными зонами России. В некоторых программах (например,

Н.Я. Дмитриевой, А.Н. Казакова) рассматриваются все природные зоны Земли.

Растения. В этот блок входят следующие темы и основные сведения:

а) органы растений:

корень: находится в почве, растёт вниз, всасывает воду и питательные вещества, удерживает растение;

стебель: растёт вверх, на нём находятся листья, цветки, плоды с семенами; вводится понятие «побег» как стебель вместе с листьями и почками;

лист: находится на стебле, дышит с помощью устьиц. Изучается разнообразие формы листьев;

цветок: образуется на стебле, из него развиваются плоды и семена;

плод: образуется из цветка, в нём находятся семена, которыми размножается большинство растений. Даются природоохранные сведения - нельзя срывать цветы диких растений, особенно редких;

б) условия жизни растений: тепло, вода, свет, воздух, минеральные вещества;

в) развитие растения из семени: стадии набухания, появления проростка, листьев, цветков, плодов и семян;

г) жизненные формы растений: дерево - растение с одним одревесневшим стволом; кустарник - растение с несколькими одревесневшими стволами; травянистые растения имеют гибкие зелёные стебли, которые у однолетних погибают, у многолетних восстанавливаются после зимовки;

д) хвойные растения (листья - хвоинки) и лиственные (плоские, широкие, опадающие осенью листья);

е) экология растений: вводятся понятия «теплолюбивые и хладостойкие», «светолюбивые и теневыносливые», «влаголюбивые и засухоустойчивые» растения;

ж) выделяют такие группы растений, как дикорастущие, культурные, комнатные, лекарственные, ядовитые, вводится понятие «сорт».

В настоящее время расширен список изучаемых групп растений за счёт лишайников, водорослей, мхов и папоротников. Стали уточнять, что грибы - самостоятельная группа живых организмов. Вводится термин «царство».

Животные. Обязательными для изучения являются животные четырёх групп: насекомые, рыбы, птицы и звери:

а) насекомые:

строение: три пары ног, три части тела - голова, грудь и брюшко, крылья и ноги прикреплены к груди;

размножение: два пути развития насекомых - с полным и с неполным превращением;

польза и вред насекомых для человека;

признаки: водные животные, тело которых покрыто чешуёй, передвигаются с помощью плавников, дышат жабрами кислородом, растворённым в воде.

признаки: тело покрыто перьями, имеют две ноги, два крыла, развиваются из яиц;

деление птиц на перелётных и зимующих, а зимующих - на осёдлых и кочующих;

г) звери (млекопитающие):

признаки: тело покрыто шерстью, сразу рождаются живые детёныши (исключение - ехидна и утконос), детёнышей выкармливают молоком;

деление на растительноядных, хищных, насекомоядных и всеядных;

вводится понятие о диких и домашних животных;

условия, необходимые для жизни животных, - пища, вода, воздух, тепло, свет.

В большинстве программ дополнительно изучаются черви, моллюски, ракообразные, паукообразные, земноводные, пресмыкающиеся.

Сезонные изменения в неживой природе. В рамках этого блока учащиеся получают следующие сведения:

а) лето: солнце стоит высоко над горизонтом, продолжительность дня большая, тепло и жарко, осадки в виде дождей (часто ливни с грозами), почва и вода прогретые;

б) осень: солнце ниже над горизонтом, чем летом, дни укорачиваются, холодает, часто идут дожди, переходящие в снег, почва и вода охлаждаются;

в) зима: солнце низко над горизонтом, дни короткие, осадки в виде снега, бывают метели, температура воздуха низкая (морозы), почва и водоёмы замерзают. Вводятся понятия «снежинка», «сугроб», «снегопад», «гололёд», «наст», «ледостав»;

г) весна: солнце по сравнению с зимой выше над горизонтом, дни удлиняются, температура повышается, тает снег, осадки в виде мокрого снега и дождя, тает лёд на водоёмах, оттаивает почва. Вводятся понятия «оттепель», «ледоход», «половодье».

Сезонные изменения в живой природе. Рассматриваются изменения в жизни растений и животных:

а) растения:

лето - вегетация, цветение и плодоношение;

осень - созревание плодов и семян, отмирание наземных частей трав, изменение окраски листьев, листопад;

зима - лиственные растения стоят голые, без листьев, зелёными остаются хвойные и некоторые травянистые растения под снегом (озимые посевы, земляника);

весна - сокодвижение, набухание почек, цветение некоторых растений, распускание листьев;

б) животные:

лето - размножение, выкармливание потомства;

осень - исчезновение насекомых, отлёт перелётных птиц, у зимующих птиц образуется пух, у зверей - линька, накопление подкожного жира;

зима - нет насекомых, встречаются зимующие птицы (снегири, синицы, свиристели), сон или спячка у зверей (детям разъясняют, в чём различия сна и спячки);

весна - появление насекомых, пробуждение зверей от сна и спячки, весенняя линька, прилёт птиц, гнездование, насиживание яиц, появление птенцов, их вскармливание.

Сезонные изменения в трудовой деятельности людей:

а) лето - работа на полях, садах и огородах, выпас скота, сенокос;

б) осень - уборка урожая и подготовка сельскохозяйственных животных к зимовке;

в) зима - уход за сельскохозяйственными животными, подготовка к весеннему севу;

г) весна - сельскохозяйственные работы (сев и др.), уход за сельскохозяйственными животными.

Человек. Учащиеся знакомятся с основами анатомии и физиологии человека, у них формируются навыки личной гигиены.

Экология. Учащиеся получают представление о взаимосвязи и зависимости живых организмов и неживой природы, знакомятся с природоохранными мероприятиями, усваивают навыки правильного поведения в природе. Вводятся понятия «природное сообщество», «цепь питания», «сети питания», «экологическая пирамида».

Общество. Изучаются следующие темы:

а) «Человек. Семья. Общество». Здесь рассматриваются такие понятия, как семья, родословная, фамилии, имена и отчества членов семьи; труд и отдых членов семьи; семейный бюджет; взаимоотношения между людьми;

б) «Человек и его безопасность». Здесь рассматриваются правила безопасного поведения в быту, на дорогах, пожарная безопасность; транспорт (наземный, подземный, водный и воздушный) и правила его использования;

в) «Наша Родина и мир». Здесь даются сведения о родном крае, о достопримечательностях, о местном хозяйстве. Далее рассматривается Россия как наша Родина, даются сведения о столице России - Москве; о Конституции, правах человека, правах ребёнка; о государственной символике: флаге, гимне, гербе, о государственных праздниках, о государственном устройстве России (президент, Федеральное собрание, правительство); о народах нашей страны, об уважении к культуре, истории, языку. Далее - выход за пределы России - многообразие современного мира, страны мира, соседи России. Ответственность людей за будущее нашего общего дома - Земли.

История Отечества. Включает следующее содержание:

Представление об истории, исторические источники, счёт лет в истории; восточные славяне. Древняя Русь, крещение Руси. Русские земли в X11I-XV вв. Куликовская битва. Московская Русь. Реформы Петра I, образование Российской империи. Отечественная война 1812 г., Октябрьская революция, образование СССР, Великая Отечественная война, современная Россия. По мере прохождения материала рассматривается культура России соответствующего исторического периода. Кроме того, изучается прошлое родного края.

Таким образом, блок «История Отечества» построен по принципу историзма: дана краткая история России, особое внимание уделено

переломным событиям истории.

Контрольные вопросы и задании

Какие задачи стоят перед курсом «Окружающий мир» согласно Федеральному государственному образовательному стандарту начального общего образования, вступившему в силу с 2010 г.?

Какие знания, умения и навыки должны быть сформированы у младших школьников в результате изучения курса «Окружающий мир»?

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.

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.