Көбінесе экологиялық пирамидаларды зерттеу студенттерге үлкен қиындықтар туғызады. Шындығында, тіпті ең қарапайым және жеңіл экологиялық пирамидаларды тіпті мектеп жасына дейінгі балалар мен мектеп оқушылары бастауыш сыныптарда зерттей бастады. Соңғы жылдары экологияға ғылым ретінде үлкен көңіл бөліне бастады, өйткені бұл ғылым қазіргі әлемде маңызды рөл атқарады. Экологиялық пирамида ғылым ретінде экологияның бір бөлігі болып табылады. Бұл не екенін түсіну үшін сіз осы мақаланы оқып шығуыңыз керек.
Экологиялық пирамида дегеніміз не?
Экологиялық пирамида - бұл көбінесе үшбұрыш түрінде бейнеленген графикалық дизайн. Мұндай модельдер биоценоздың трофикалық құрылымын бейнелейді. Бұл экологиялық пирамидалар даралардың санын, олардың биомассасын немесе құрамындағы энергия мөлшерін көрсетеді дегенді білдіреді. Олардың әрқайсысы кез келген бір көрсеткішті көрсете алады. Тиісінше, бұл экологиялық пирамидалардың бірнеше түрі болуы мүмкін екенін білдіреді: даралар санын көрсететін пирамида, ұсынылған даралар биомассасының мөлшерін көрсететін пирамида, сондай-ақ энергия мөлшерін анық көрсететін соңғы экологиялық пирамида. осы тұлғаларда қамтылған.
Сандардың пирамидалары дегеніміз не?
Сандар (немесе сандар) пирамидасы әрбір трофикалық деңгейдегі организмдердің санын көрсетеді. Мұндай экологиялық графикалық модельді ғылымда қолдануға болады, бірақ ол өте сирек кездеседі. Сандардың экологиялық пирамидасындағы сілтемелерді шексіз дерлік бейнелеуге болады, яғни биоценоздың құрылымын бір пирамидада бейнелеу өте қиын. Сонымен қатар, әрбір трофикалық деңгейде көптеген особьтар болады, осыған байланысты биоценоздың бүкіл құрылымын бір, толық масштабта көрсету кейде мүмкін емес.
Сандар пирамидасын салуға мысал
Сандар пирамидасын және оның құрылысын түсіну үшін бұл экологиялық пирамидаға қандай жеке тұлғалар және олардың арасындағы қандай әсерлесулер кіретінін анықтау қажет. Енді біз мысалдарды егжей-тегжейлі қарастырамыз.
1000 тонна шөп фигураның негізі болсын. Мысалы, 1 жылда шегірткелердің немесе басқа жәндіктердің 26 миллионға жуық особьтары осы шөппен қоректенетін болады. Бұл жағдайда шегірткелер өсімдіктердің үстінде орналасады және қазірдің өзінде екінші трофикалық деңгейді құрайды. Үшінші трофикалық деңгей 90 мың бақа болады, олар бір жылда оның астында орналасқан жәндіктерді жейді. Жылына 300-ге жуық форель бұл бақаларды жей алады, сәйкесінше олар пирамиданың төртінші трофикалық деңгейінде орналасады. Ересек адам экологиялық пирамиданың жоғарғы жағында орналасады, ол осы тізбектің бесінші және соңғы буынына, яғни соңғы трофикалық деңгейге айналады. Бұл адам жылына 300-ге жуық форельді жей алатындықтан болады. Өз кезегінде, адам ең жоғары буын болып табылады, сәйкесінше оны ешкім жей алмайды. Мысалда көрсетілгендей, сандардың экологиялық пирамидасындағы жетіспейтін сілтемелер мүмкін емес.
Ол экожүйеге байланысты әртүрлі құрылымдарға ие болуы мүмкін. Мысалы, жердегі экожүйелерге арналған бұл пирамида энергетикалық пирамидамен дерлік бірдей көрінуі мүмкін. Бұл биомасса пирамидасы әрбір келесі трофикалық деңгейге қарай биомасса мөлшері азаятындай етіп құрылатынын білдіреді.
Жалпы биомасса пирамидаларын негізінен студенттер зерттейді, өйткені оларды түсіну биология, экология және зоология салаларында белгілі бір білімді қажет етеді. Бұл экологиялық пирамида пайыздар (яғни бейорганикалық заттардан органикалық заттарды өндірушілер) мен тұтынушылар (осы органикалық заттарды тұтынушылар) арасындағы қатынасты көрсететін графикалық сызба болып табылады.
және қызығушылық?
Биомасса пирамидасын құру принципін нақты түсіну үшін тұтынушылар мен қызығушылықтың кім екенін анықтау керек.
Бейорганикалық заттардан органикалық заттарды өндірушілер - пайыздар. Бұл өсімдіктер. Мысалы, өсімдік жапырақтары көмірқышқыл газын (бейорганикалық зат) пайдаланып, фотосинтез арқылы органикалық заттарды түзеді.
Тұтынушылар осы органикалық заттардың тұтынушылары болып табылады. Құрлық экожүйесінде олар жануарлар мен адамдар, ал су экожүйесінде әртүрлі теңіз жануарлары мен балықтар.
Төңкерілген биомасса пирамидалары
Төңкерілген биомасса пирамидасы төңкерілген үшбұрыштың құрылысына ие, яғни оның табаны төбесінен тар. Бұл пирамида төңкерілген немесе инверттелген деп аталады. Экологиялық пирамида мұндай құрылымға ие, егер пайыздардың (органикалық заттарды өндірушілер) биомассасы тұтынушылардың (органикалық заттарды тұтынушылар) биомассасынан аз болса.
Біз білетіндей, экологиялық пирамида белгілі бір экожүйенің графикалық моделі болып табылады. Маңызды экологиялық модельдердің бірі энергия ағынының графикалық құрылысы болып табылады. Тағамның өту жылдамдығы мен уақытын көрсететін пирамида энергия пирамидасы деп аталады. Ол эколог және зоолог болған атақты американдық ғалым - Рэймонд Линдеманның арқасында тұжырымдалған. Рэймонд заңды (экологиялық пирамида ережесі) тұжырымдады, онда төменгі трофикалық деңгейден келесі деңгейге өту кезінде экологиялық пирамидада алдыңғы деңгейге енген энергияның шамамен 10% (көп немесе аз) өтеді. ұсынылған қоректік тізбектер арқылы. Ал қалған энергия, әдетте, өмір процесіне, осы процесті бейнелеуге жұмсалады. Ал әрбір буындағы алмасу процесінің өзі нәтижесінде организмдер энергиясының 90%-ға жуығын жоғалтады.
Энергиялар пирамидасының заңдылығы
Шындығында, заңдылық мынада, төменгі деңгейлерге қарағанда жоғары трофикалық деңгейлерден әлдеқайда аз (бірнеше рет) энергия өтеді. Дәл осы себепті, мысалы, бақаларға немесе жәндіктерге қарағанда ірі жыртқыш жануарлардың саны әлдеқайда аз.
Мысалы, аю сияқты жыртқыш аңды алайық. Ол жоғарғы жағында, яғни ең соңғы трофикалық деңгейде болуы мүмкін, өйткені онымен қоректенетін жануарды табу қиын. Аюларды тамаққа жейтін жануарлардың саны көп болса, олар қазірдің өзінде өліп қалар еді, өйткені аюлар аз болғандықтан, олар өздерін тамақтана алмайды. Мұны энергия пирамидасы дәлелдейді.
Табиғи тепе-теңдік пирамидасы
Мектеп оқушылары оны 1-2-сыныптарда оқи бастайды, өйткені оны түсіну оңай, бірақ сонымен бірге экология ғылымының құрамдас бөлігі ретінде өте маңызды. Табиғи тепе-теңдік пирамидасы жердегі табиғатта да, су астындағы табиғатта да әртүрлі экожүйелерде жұмыс істейді. Ол көбінесе мектеп оқушыларына жер бетіндегі әрбір тіршілік иесінің маңыздылығы туралы білім беру үшін қолданылады. Табиғи тепе-теңдік пирамидасын түсіну үшін мысалдарды қарастыру қажет.
Табиғи тепе-теңдік пирамидасын құру мысалдары
Табиғи тепе-теңдік пирамидасын өзен мен орманның өзара әрекеттесуі арқылы анық көрсетуге болады. Мысалы, графикалық сызбада табиғи ресурстардың келесідей өзара әрекеттесуін көрсетуге болады: тереңдікке енген өзен жағасында орман өскен. Өзен өте терең болды, оның жағасында гүлдер, саңырауқұлақтар мен бұталар өсті. Оның суларында көптеген балықтар болды. Бұл мысалда экологиялық тепе-теңдік байқалады. Өзен ағаштарға өз ылғалын береді, ал ағаштар көлеңке жасайды, өзен суының булануына жол бермейді. Табиғи тепе-теңдіктің қарама-қарсы мысалын қарастырайық. Егер орманға бірдеңе болса, ағаштар өртенсе немесе кесілсе, өзен қорғаныссыз кеуіп кетуі мүмкін. Бұл жойылудың мысалы
Жануарлар мен өсімдіктерде де солай болуы мүмкін. Үкі мен желуді қарастырайық. Желулер табиғи тепе-теңдіктің экологиялық пирамидасының негізі болып табылады, өйткені олар ештеңемен қоректенбейді, бірақ сонымен бірге кеміргіштермен қоректенеді. Ағаш тышқандар келесі трофикалық деңгейде екінші компонент болады. Олар желумен қоректенеді. Пирамиданың басында үкілер болады, өйткені олар тышқандармен қоректенеді. Егер ағашта өсетін желелер жоғалып кетсе, тышқандардың жейтін ештеңесі болмайды және олар өлуі мүмкін. Бірақ содан кейін үкілердің жейтін ешкімі болмайды, ал олардың барлық түрлері жойылады. Бұл табиғи тепе-теңдік пирамидасы.
Осы пирамидалардың арқасында экологтар табиғат пен фаунаның жағдайын бақылап, тиісті қорытындылар жасай алады.
Экологиялық пирамида – экожүйедегі барлық деңгейдегі (шөпқоректілер, жыртқыштар; басқа жыртқыштармен қоректенетін түрлер) өндірушілер мен тұтынушылар арасындағы қарым-қатынастың графикалық бейнелері.
Америкалық зоолог Чарльз Элтон 1927 жылы бұл арақатынастарды схемалық түрде бейнелеуді ұсынды.
Схематикалық сызбада әрбір деңгей тіктөртбұрыш түрінде көрсетілген, оның ұзындығы немесе ауданы қоректік тізбектегі (Элтон пирамидасы) байланысының сандық мәндеріне, олардың массасына немесе энергиясына сәйкес келеді. Белгілі бір ретпен орналасқан төртбұрыштар әртүрлі пішіндегі пирамидаларды жасайды.
Пирамиданың негізі бірінші трофикалық деңгей – продуценттер деңгейі, пирамиданың одан кейінгі деңгейлері қоректік тізбектің келесі деңгейлері – әртүрлі тәртіптегі тұтынушылардан құралады. Пирамидадағы барлық блоктардың биіктігі бірдей, ал ұзындығы сәйкес деңгейдегі санға, биомассаға немесе энергияға пропорционал.
Экологиялық пирамидалар пирамиданың негізіне салынған көрсеткіштерге байланысты ажыратылады. Сонымен қатар барлық пирамидалар үшін негізгі ереже бекітілген, оған сәйкес кез келген экожүйеде жануарлардан өсімдіктер, жыртқыштардан шөпқоректілер, құстардан жәндіктер көп.
Экологиялық пирамида ережесіне сүйене отырып, табиғи және жасанды түрде жасалған экологиялық жүйелердегі өсімдіктер мен жануарлардың әртүрлі типтерінің сандық қатынасын анықтауға немесе есептеуге болады. Мысалы, теңіз жануарының (итбалық, дельфин) салмағының 1 кг-ы үшін 10 кг жеген балық қажет, ал бұл 10 кг-ға олардың 100 кг азығы - су омыртқасыздары қажет, олар өз кезегінде 1000 кг балық жеуі керек. балдырлар мен бактериялар осындай массаны құрайды. Бұл жағдайда экологиялық пирамида тұрақты болады.
Дегенмен, сіз білетіндей, экологиялық пирамидалардың әрбір түрінде қарастырылатын әрбір ережеге ерекшеліктер бар.
Экологиялық пирамидалардың түрлері
Сандардың пирамидалары - әр деңгейде жеке организмдердің саны сақталады
Сандар пирамидасы Элтон ашқан айқын заңдылықты көрсетеді: өндірушілерден тұтынушыларға дейінгі байланыстардың дәйекті қатарын құрайтын жеке тұлғалардың саны тұрақты түрде азайып келеді (3-сурет).
Мысалы, бір қасқырды тамақтандыру үшін кем дегенде бірнеше қоянды аулау керек; Бұл қояндарды тамақтандыру үшін сізге көптеген өсімдіктер қажет. Бұл жағдайда пирамида кең табаны жоғары қарай тарылған үшбұрышқа ұқсайды.
Алайда сандар пирамидасының бұл пішіні барлық экожүйелерге тән емес. Кейде олар кері немесе төңкерілуі мүмкін. Бұл ағаштар өндірушілер және жәндіктер негізгі тұтынушылар болған кезде орманның қоректік торларына қатысты. Бұл жағдайда бастапқы тұтынушылардың деңгейі өндірушілер деңгейінен сан жағынан бай (жәндіктердің көп саны бір ағашта қоректенеді), сондықтан сандар пирамидалары ең аз ақпаратты және ең аз индикативті болып табылады, яғни. бір трофикалық деңгейдегі организмдердің саны көбінесе олардың мөлшеріне байланысты.
Биомасса пирамидалары – берілген трофикалық деңгейде организмдердің жалпы құрғақ немесе дымқыл салмағын сипаттайды, мысалы, аудан бірлігіндегі масса бірліктерімен – г/м2, кг/га, т/км2 немесе көлемге – г/м3 (сур. 4)
Әдетте жердегі биоценоздарда продуценттердің жалпы массасы әрбір келесі буынның массасынан үлкен болады. Өз кезегінде бірінші ретті тұтынушылардың жалпы массасы екінші ретті тұтынушыларға қарағанда көп және т.б.
Бұл жағдайда (ағзалар мөлшері жағынан тым ерекшеленбесе), пирамида кең табаны жоғары қарай тарылған үшбұрышты пішінге ие болады. Дегенмен, бұл ережеге елеулі ерекшеліктер бар. Мысалы, теңіздерде шөпқоректі зоопланктонның биомассасы фитопланктонның биомассасынан айтарлықтай (кейде 2-3 есе) көп, ол негізінен біржасушалы балдырлармен ұсынылған. Бұл балдырлардың зоопланктонмен өте тез тұтынылатындығына байланысты, бірақ олардың жасушаларының өте жоғары бөліну жылдамдығы оларды толығымен тұтынудан сақтайды.
Жалпы, продуценттері үлкен және салыстырмалы түрде ұзақ өмір сүретін жердегі биогеоценоздар үшін негізі кең салыстырмалы тұрақты пирамидалар тән. Өндірушілер мөлшері аз және өмірлік циклдері қысқа болатын су экожүйелерінде биомасса пирамидасы төңкерілуі немесе төңкерілуі мүмкін (нүкте төмен бағытталған). Сонымен, көлдер мен теңіздерде өсімдіктердің массасы тек гүлдену кезеңінде (көктем) тұтынушылар массасынан асып түседі, ал қалған уақыттарда керісінше жағдай туындауы мүмкін.
Сандар мен биомассалардың пирамидалары жүйенің статикасын көрсетеді, яғни белгілі бір уақыт аралығындағы организмдердің санын немесе биомассасын сипаттайды. Олар бірқатар практикалық мәселелерді, әсіресе экожүйелердің тұрақтылығын сақтауға байланысты мәселелерді шешуге мүмкіндік бергенімен, экожүйенің трофикалық құрылымы туралы толық ақпарат бермейді.
Сандардың пирамидасы, мысалы, балық аулаудың немесе аң аулау кезеңінде жануарларды атудың рұқсат етілген мөлшерін олардың қалыпты көбеюіне салдарсыз есептеуге мүмкіндік береді.
Энергия пирамидалары - энергия ағынының шамасын немесе кезекті деңгейлердегі өнімділікті көрсетеді (5-сурет).
Жүйенің статикасын көрсететін сандар мен биомасса пирамидаларынан айырмашылығы (белгілі бір сәттегі организмдер саны), тамақ массасының (энергия мөлшерінің) өту жылдамдығының суретін көрсететін энергия пирамидасы. қоректік тізбектің әрбір трофикалық деңгейі арқылы қауымдастықтардың функционалдық ұйымының ең толық бейнесін береді.
Бұл пирамиданың пішініне жеке адамдардың метаболизмінің мөлшері мен қарқындылығының өзгеруі әсер етпейді, ал егер барлық энергия көздерін ескеретін болса, онда пирамида әрқашан кең негізі және тарылмалы төбесі бар типтік көрініске ие болады. Энергия пирамидасын салу кезінде оның негізіне күн энергиясының ағынын көрсететін тіктөртбұрыш жиі қосылады.
1942 жылы американдық эколог Р.Линдеман энергетикалық пирамида заңын (10 пайыздық заң) тұжырымдады, оған сәйкес орта есеппен экологиялық пирамиданың алдыңғы деңгейіне жеткізілетін энергияның шамамен 10% бір трофикалық жерден өтеді. қоректік тізбек арқылы басқа трофикалық деңгейге дейін. Энергияның қалған бөлігі жылулық сәулелену, қозғалыс және т.б. түрінде жоғалады. Зат алмасу процестерінің нәтижесінде организмдер тіршілік әрекетін сақтауға жұмсалатын қоректік тізбектің әрбір буынында барлық энергияның шамамен 90% жоғалтады.
Егер қоян 10 кг өсімдік массасын жесе, оның салмағы 1 кг-ға артуы мүмкін. 1 кг қоянды жеген түлкі немесе қасқыр өз массасын небәрі 100 г-ға арттырады.Ағашты өсімдіктерде бұл пропорция ағашты организмдер нашар сіңіретіндіктен әлдеқайда төмен. Шөптер мен балдырлар үшін бұл мән әлдеқайда жоғары, өйткені оларда қиын қорытылатын ұлпалар жоқ. Дегенмен, энергияны беру процесінің жалпы заңдылығы сақталады: төменгі деңгейлерге қарағанда жоғарғы трофикалық деңгейлерден әлдеқайда аз энергия өтеді.
Тек үш трофикалық деңгей бар жайылымдық трофикалық тізбек мысалында экожүйедегі энергияның өзгеруін қарастырайық.
деңгейі – шөптесін өсімдіктер,
деңгей - шөпқоректі сүтқоректілер, мысалы, қояндар
деңгей - жыртқыш сүтқоректілер, мысалы, түлкілер
Қоректік заттар күн сәулесінің энергиясын пайдалана отырып, органикалық заттар мен оттегі, сондай-ақ бейорганикалық заттардан (су, көмірқышқыл газы, минералды тұздар және т.б.) АТФ түзетін өсімдіктердің фотосинтез процесінде жасалады. Күн радиациясының электромагниттік энергиясының бір бөлігі содан кейін синтезделген органикалық заттардың химиялық байланыстарының энергиясына айналады.
Фотосинтез кезінде пайда болған барлық органикалық заттар жалпы бастапқы өнім (GCP) деп аталады. Жалпы алғашқы өнім энергиясының бір бөлігі тыныс алуға жұмсалады, нәтижесінде екінші трофикалық деңгейге түсетін және қояндар пайдаланатын заттың өзі болып табылатын таза бастапқы өнім (НПП) түзіледі.
VPP энергияның 200 шартты бірлігі болсын, ал өсімдіктердің тыныс алу шығындары (R) - 50%, яғни. 100 шартты энергия бірлігі. Сонда таза бастапқы өндіріс мынаған тең болады: NPP = RWP - R (100 = 200 - 100), яғни. екінші трофикалық деңгейге дейін қояндар 100 шартты энергия бірлігін алады.
Дегенмен, әртүрлі себептермен қояндар АЭС-тің белгілі бір бөлігін ғана тұтына алады (әйтпесе тірі материяның дамуы үшін ресурстар жойылып кетеді), ал оның айтарлықтай бөлігі өлі органикалық қалдықтар түрінде (өсімдіктердің жер асты бөліктері, сабақтарының, бұтақтарының және т.б. қатты ағаш.) қояндарға жеуге жарамсыз. Ол зиянды қоректік тізбектерге енеді және/немесе ыдыратушылар (F) әсерінен ыдырайды. Қалған бөлігі жаңа жасушаларды құруға (популяция саны, қояндардың көбеюі - Р) және энергия алмасуын немесе тыныс алуды (R) қамтамасыз етуге жұмсалады.
Бұл жағдайда баланстық тәсілге сәйкес энергияны тұтынудың баланстық теңдігі (С) келесідей болады: С = Р + R + F, яғни. екінші трофикалық деңгейде алынған энергия, Линдеман заңы бойынша популяцияның өсуіне жұмсалады - P - 10%, қалған 90% тыныс алуға және қорытылмаған тағамды жоюға жұмсалады.
Сонымен, экожүйелерде трофикалық деңгейдің жоғарылауымен тірі организмдердің денелерінде жинақталған энергияның тез төмендеуі байқалады. Демек, неліктен әрбір келесі деңгей әрқашан алдыңғы деңгейден төмен болатыны және азық-түлік тізбектерінің әдетте 3-5 (сирек 6) буынға ие болмайтыны, ал экологиялық пирамидалар көптеген қабаттардан тұрмайтыны түсінікті: соңғы деңгейге дейін. қоректік тізбектің буыны, сондай-ақ экологиялық пирамиданың үстіңгі қабаты соншалықты аз энергия алады, бұл организмдер саны көбейген жағдайда жеткіліксіз болады.
Трофикалық деңгейлер түрінде байланысқан организмдер топтарының бұл реттілігі мен бағынуы биогеоценоздағы зат пен энергия ағындарын, оның функционалдық ұйымдасуының негізін білдіреді.
Эко пирамида - бұл қуат тізбектеріндегі энергия шығындарының графикалық көрінісі.
Қоректік тізбектер – тірі организмдердің және жалпы биосфераның эволюциясы барысында қалыптасқан бастапқы қоректік заттан материалдар мен энергияны дәйекті түрде бөліп алатын өзара байланысқан түрлердің тұрақты тізбегі. Олар кез келген биоценоздың трофикалық құрылымын құрайды, олардың бойымен энергияның берілуі және заттардың айналымы жүзеге асырылады. Қоректік тізбек бірқатар трофикалық деңгейлерден тұрады, олардың реттілігі энергия ағынына сәйкес келеді.
Күн энергиясы электр тізбектеріндегі энергияның негізгі көзі болып табылады. Бірінші трофикалық деңгей – продуценттер (жасыл өсімдіктер) – фотосинтез процесінде күн энергиясын пайдаланып, кез келген биоценоздың алғашқы өнімін жасайды. Оның үстіне күн энергиясының тек 0,1%-ы фотосинтез процесіне жұмсалады. Жасыл өсімдіктердің күн энергиясын игеру тиімділігі бастапқы өнімділікпен өлшенеді. Фотосинтезге байланысты энергияның жартысынан астамын өсімдіктер тыныс алу кезінде бірден тұтынады, қалған энергия қоректік тізбектер бойымен әрі қарай тасымалданады.
Сонымен бірге тамақтану процесінде энергияны пайдалану және түрлендіру тиімділігіне байланысты маңызды заңдылық бар. Оның мәні мынада: қоректік тізбектердегі өзінің өмірлік белсенділігін сақтауға жұмсалатын энергия мөлшері бір трофикалық деңгейден екіншісіне өседі, ал өнімділік төмендейді.
Фитобиомасса екінші организмдердің биомассасын құру үшін энергия мен материал көзі ретінде пайдаланылады
бірінші ретті консументтер – шөпқоректілердің трофикалық деңгейі. Әдетте, екінші трофикалық деңгейдің өнімділігі алдыңғы деңгейден 5 - 20% (10%) аспайды. Бұл жер шарындағы өсімдік және жануар текті биомассалардың арақатынасынан көрінеді. Ағзаның тіршілік әрекетін қамтамасыз ету үшін қажетті энергия мөлшері морфологиялық және функционалдық ұйым деңгейінің жоғарылауымен өседі. Тиісінше, жоғары трофикалық деңгейде жасалған биомасса мөлшері азаяды.
Экожүйелер әрбір трофикалық деңгейде таза бастапқы өндірісті де, таза екіншілік өндірісті де жасау мен тұтынудың салыстырмалы жылдамдығы бойынша өте әртүрлі. Дегенмен, барлық экожүйелер ерекшеліксіз негізгі және қайталама өнімдердің белгілі бір арақатынастарымен сипатталады. Қоректік тізбектің негізі ретінде қызмет ететін өсімдік заттарының мөлшері әрқашан шөпқоректі жануарлардың жалпы массасынан бірнеше есе (шамамен 10 есе) артық және қоректік тізбектің әрбір келесі буынының массасы, сәйкесінше, пропорционалды түрде өзгереді.
Бірқатар трофикалық деңгейлерде игерілген энергияның үдемелі төмендеуі экологиялық пирамидалардың құрылымында көрінеді.
Әрбір келесі трофикалық деңгейде қолда бар энергия мөлшерінің төмендеуі биомассаның және особьтардың санының төмендеуімен бірге жүреді. Берілген биоценоз үшін биомасса пирамидалары мен организмдер саны әдетте өнімділік пирамидасының конфигурациясын қайталайды.
Графикалық түрде экологиялық пирамида биіктігі бірдей, бірақ ұзындығы әртүрлі бірнеше төртбұрыштар түрінде бейнеленген. Тіктөртбұрыштың ұзындығы төменнен жоғарыға қарай азаяды, келесі трофикалық деңгейлерде өнімділіктің төмендеуіне сәйкес келеді. Төменгі үшбұрыш ұзындығы бойынша ең үлкен және бірінші трофикалық деңгейге сәйкес келеді - продуценттер, екіншісі - шамамен 10 есе кіші және екінші трофикалық деңгейге сәйкес келеді - шөпқоректі жануарлар, бірінші ретті тұтынушылар және т.б.
Органикалық заттардың түзілу жылдамдығы оның жалпы қорын анықтамайды, т. әрбір трофикалық деңгейдегі организмдердің жалпы массасы. Белгілі бір экожүйелердегі өндірушілер мен тұтынушылардың қол жетімді биомассасы органикалық заттардың белгілі бір трофикалық деңгейде жинақталу және оның жоғары деңгейге өту жылдамдығының бір-бірімен қалай байланысты екеніне байланысты, т.б. қалыптасқан қорықтың жайылымы қаншалықты күшті. Бұл ретте өндірушілер мен тұтынушылардың негізгі ұрпақтарының ұдайы өндіріс жылдамдығы маңызды рөл атқарады.
Жер үсті экожүйелерінің көпшілігінде, жоғарыда айтылғандай, биомасса ережесі де қолданылады, яғни. өсімдіктердің жалпы массасы барлық шөпқоректілердің биомассасынан үлкен болып шығады, ал шөпқоректілердің массасы барлық етқоректілердің массасынан асып түседі.
Өнімділік – дәлірек айтқанда, өсімдік жамылғысының жылдық өсуі – биомассаны сандық түрде ажырату қажет. Биоценоздың бастапқы өнімі мен биомасса арасындағы айырмашылық өсімдік массасының жайылымдық көлемін анықтайды. Тіпті шөптесін формалар басым, биомассаның көбею жылдамдығы жеткілікті жоғары қауымдастықтар үшін жануарлар өсімдіктердің жылдық өсуінің 70% дейін пайдаланады.
Энергияның берілуі «жыртқыш – олжа» буындары арқылы жүзеге асырылатын қоректік тізбектерде особьтар санының пирамидалары жиі байқалады: қоректік тізбектерге қатысатын даралардың жалпы саны әрбір буын сайын азаяды. Бұл сонымен қатар жыртқыштардың, әдетте, олардың олжасына қарағанда үлкенірек болуына байланысты. Сандар пирамидасының ережелерінен ерекшелік - ұсақ жыртқыштар ірі жануарларды топтық аулаумен өмір сүретін жағдайлар.
Барлық үш пирамида ережелері - өнімділік, биомасса және молшылық - экожүйелердегі энергетикалық қатынастарды білдіреді. Сонымен бірге өнімділік пирамидасы әмбебап сипатқа ие, ал биомасса және молшылық пирамидалары белгілі трофикалық құрылымы бар қауымдастықтарда пайда болады.
Экожүйе өнімділігінің заңдылықтарын білу, энергия ағынын сандық түрде анықтай білудің практикалық маңызы зор. Агроценоздардың бастапқы өндірісі және адамның табиғи қауымдастықтарды пайдалануы адам үшін азық-түліктің негізгі көзі болып табылады. Өнеркәсіптік және ауылшаруашылық жануарларынан алынатын биоценоздардың жануарлар ақуызының көзі ретіндегі қайталама өндірісінің де маңызы зор. Биоценоздардағы энергияның таралу заңдылықтарын, энергия мен заттардың ағындарын, өсімдіктер мен жануарлардың өнімділік заңдылықтарын білу, өсімдіктер мен жануарлардың биомассасының табиғи жүйелерден рұқсат етілген алыну шегін түсіну «қоғамдағы» қатынастарды дұрыс құруға мүмкіндік береді. - табиғат» жүйесі.
Кейбір ағзалар басқа организмдерді немесе олардың қалдықтарын немесе экскременттерін (нәжісін) жейтін буындар деп аталады. трофикалық (трофей – тамақ, тағам, гр.)... Бұл жағдайда экожүйе мүшелері арасындағы тағамдық қатынастар арқылы көрінеді трофикалық (қоректік) тізбектер ... Мұндай схемалардың мысалдары:
· Қына → бұғы → қасқыр (тундра экожүйесі);
· Шөп → сиыр → адам (антропогендік экожүйе);
Микроскопиялық балдырлар (фитопланктон) → қателіктер мен дафниялар (зоопланктон) → бөренелер → шортандар → шағалалар (су экожүйесі).
Азық-түлік тізбегіне оларды жақсырақ немесе жақсырақ сапалы өнімдерге оңтайландыру үшін әсер ету әрқашан сәтті бола бермейді. Сиырларды Австралияға әкелу мысалы әдебиеттен кеңінен белгілі. Бұған дейін табиғи жайылымдарды негізінен кенгурулар пайдаланған, олардың экскрециясын австралиялық тезек қоңызы сәтті игеріп, өңдеген. Сиыр нәжісін австралиялық қоңыздар игермеді, соның салдарынан жайылымдардың біртіндеп деградациясы басталды. Бұл процесті тоқтату үшін Австралияға еуропалық тезек қоңызын әкелуге тура келді.
Трофикалық немесе қоректік тізбектер түрінде ұсынылуы мүмкін пирамидалар. Мұндай пирамиданың әрбір сатысының сандық мәнін особьтардың санымен, олардың биомассасымен немесе ондағы сақталған энергиямен көрсетуге болады.
Сәйкес энергия пирамидасының заңыР.Линдеман және он пайыздық ереже , әрбір қадамнан келесі қадамға шамамен энергияның 10%-ы (7-ден 17%-ға дейін) энергия немесе энергия бойынша зат тасымалданады (3.7-сурет). Назар аударыңыз, әрбір келесі деңгейде энергия мөлшерінің төмендеуімен оның сапасы артады, яғни. жануардың биомассасының бірлігіне жұмыс істеу қабілеті өсімдіктердің бірдей биомассасынан сәйкес бірнеше есе жоғары.
Жарқын мысал - планктондар мен киттерден тұратын ашық теңіздегі қоректік тізбек. Планктонның массасы мұхит суында дисперсті және ашық теңіздің биоөнімділігі 0,5 г/м2-ден аз күн-1, мұхит суының текше метріндегі потенциалдық энергия мөлшері мұхит суының энергиясымен салыстырғанда шексіз аз. массасы бірнеше жүз тоннаға жетуі мүмкін кит. Өздеріңіз білетіндей, кит майы - бұл тіпті жарықтандыру үшін де қолданылған жоғары калориялы өнім.
3.7-сурет. Қоректік тізбек бойынша энергияның пирамидалық тасымалдануы (Ю.Одум бойынша)
Органикалық заттардың жойылуында да сәйкес реттілік байқалады: таза бастапқы өндіріс энергиясының шамамен 90% микроорганизмдер мен саңырауқұлақтар, 10% -дан азын - омыртқасыздар және 1% -дан азын - омыртқалылар шығарады. соңғы қорытынды. Соңғы тұжырымдалған суретке сәйкес бір пайыз ережесі : тұтастай алғанда биосфераның тұрақтылығы үшін таза бастапқы өнімдердің ықтимал түпкілікті тұтыну үлесі энергия тұрғысынан алғанда 1%-дан аспауы керек.
Экожүйенің жұмыс істеуінің негізі ретінде қоректік тізбекке сүйене отырып, трофикалық тізбек бойымен қозғалатын кезде қатыспайтын белгілі бір заттардың (мысалы, синтетикалық уланулар) тіндерде жиналу жағдайларын түсіндіруге болады. организмдердің қалыпты метаболизмі. Сәйкес биологиялық күшейту ережелері экологиялық пирамиданың жоғары деңгейіне көшу кезінде ластаушы заттың концентрациясының шамамен он есе артуы байқалады.
Атап айтқанда, трофикалық тізбектің бірінші деңгейіндегі өзен суындағы радионуклидтердің шамалы болып көрінетін жоғарылауы микроорганизмдер мен планктондармен ассимиляцияланады, содан кейін ол балық тіндерінде шоғырланып, шағалаларда максималды мәндерге жетеді. Олардың жұмыртқаларында радионуклидтердің деңгейі фондық ластанудан 5000 есе жоғары.
Ағзалардың түрлік құрамы әдетте деңгейде зерттеледі популяциялар .
Естеріңізге сала кетейік, популяция – бір аумақты мекендейтін, ортақ генофондқа ие және еркін тұқым қуалау қабілеті бар бір түрдегі даралар жиынтығы. Жалпы алғанда, бұл немесе басқа популяция белгілі бір экожүйенің ішінде орналасуы мүмкін, бірақ ол шекарадан тыс таралуы мүмкін. Мысалы, Қызыл кітапқа енген Туора-Сис жотасының қара қалпақ суырының популяциясы белгілі және қорғауға алынған. Бұл халық тек осы жотамен шектелмейді, оңтүстікке Якутиядағы Верхоянский тауларына дейін созылады.
Зерттелетін түрдің әдетте кездесетін ортасы оның мекендеу ортасы деп аталады.
Әдетте, бір түр немесе оның популяциясы экологиялық тауашаны алады. Қоршаған ортаға және азық-түлік ресурстарына қойылатын талаптар сәйкес келгенде, екі түр үнемі бәсекелестік күреске түседі, әдетте олардың біреуінің ығысуымен аяқталады. Осындай жағдай жүйелік экологияда белгілі принципі Г.Ф. Гауз , бұл екі түрдің экологиялық қажеттіліктері бірдей болса, бір мекенде өмір сүре алмайтынын айтады, яғни. егер олар бір тауашаны алып жатса. Осыған сәйкес, кеңістікті, уақытты және ресурстарды пайдалану үшін бір-бірімен бәсекелестікке қарағанда көбірек дәрежеде бір-бірін толықтыратын, экологиялық тауашалар бойынша сараланған өзара әрекеттесетін популяциялар жүйесі қауымдастық (ценоз) деп аталады.
Полярлық аю тайга экожүйесінде, сондай-ақ полярлық аймақтарда қоңыр аюда өмір сүре алмайды.
Сондықтан түрлену әрқашан бейімделгіш Чарльз Дарвин аксиомасыәрбір түр қатаң белгіленген, өзіне тән тіршілік ету жағдайларының жиынтығына бейімделген. Бұл жағдайда организмдер олардың максималды мүмкін санын қамтамасыз ететін қарқындылықпен көбейеді ( максималды «өмірлік қысым ережесі»" ).
Мысалы, мұхиттық планктон ағзалары пленка түрінде мыңдаған шаршы километр аумақты тез жабады. В.И.Вернадский 10-12 см3 өлшемді Фишер бактерияларының түзу сызықта көбею арқылы таралу жылдамдығы шамамен 397 200 м/сағ – ұшақ жылдамдығына тең болатынын есептеді! Дегенмен, организмдердің шамадан тыс көбеюі шектеуші факторлармен шектеледі және олардың тіршілік ету ортасының қоректік ресурстарының мөлшерімен байланысты.
Түрлер, әсіресе ірі особьтардан құралғандар жойылғанда, нәтижесінде квалификацияның материалдық-энергетикалық құрылымы өзгереді. Егер экожүйе арқылы өтетін энергия ағыны өзгермесе, онда механизмдер іске қосылады принципі бойынша экологиялық қайталау: экологиялық пирамиданың бір деңгейіндегі жойылып бара жатқан немесе жойылған түр басқа функционалдық-ценоздық, ұқсас түрді ауыстырады. Түрді ауыстыру схема бойынша жүреді: кішісі үлкенді ауыстырады, эволюциялық тұрғыдан неғұрлым жоғары ұйымдасқан, генетикалық тұрақсыз, генетикалық өзгергіштігі аз. Биоценоздағы экологиялық ұя бос бола алмайтындықтан, экологиялық қайталану қажет.
Табиғи факторлардың немесе адам әсерінің әсерінен бір аумақта дәйекті түрде пайда болатын биоценоздардың бірізді өзгеруі деп аталады. сабақтастық (сукцессия – сабақтастық, лат.)... Мысалы, орман өртінен кейін өртенген орманды көп жылдар бойы алдымен шөптер, содан кейін бұталар, одан кейін жапырақты ағаштар және ең соңында қылқан жапырақты орман мекендейді. Бұл жағдайда бірін-бірі алмастыратын дәйекті қауымдастықтар қатар немесе кезең деп аталады. Сукцессияның соңғы нәтижесі тұрақтанған экожүйенің күйі болады - шарықтау шегі (шарықтау шегі – баспалдақтар, «жетілген қадам», гр.).
Бұрын орын алмаған тораптан басталатын сабақтастық деп аталады бастапқы ... Оларға кейіннен мүктерді, шөптерді және бұталарды алмастыратын тау жыныстарының үстіне қыналар қоныстануы жатады (3.8-сурет). Егер қауымдастық бар жерде (мысалы, өрт немесе тамырларды жұлып алу, тоған немесе су қоймасын салудан кейін) дамитын болса, онда олар туралы айтады қосалқы сабақтастық. Әрине, сабақтастық жылдамдығы әртүрлі болады. Бастапқы сукцессиялар жүздеген немесе мыңдаған жылдарға созылуы мүмкін, ал қайталамалар жылдамырақ.
Продуценттердің, консументтер мен гетеротрофтардың барлық популяциялары трофикалық тізбектер арқылы өзара тығыз әрекеттеседі және осылайша биоценоздардың құрылымы мен тұтастығын сақтайды, энергия мен заттардың ағынын үйлестіреді, олардың ортасының реттелуін анықтайды. Жерді мекендейтін тірі организмдердің денелерінің барлық жиынтығы олардың жүйелік тиесілігіне қарамастан физикалық және химиялық жағынан біртұтас және тірі материя деп аталады ( В.И.Вернадскийдің тірі материяның физикалық және химиялық бірлігі заңы). Тірі заттың массасы салыстырмалы түрде аз және 2,4-3,6 * 1012 тоннаға (құрғақ салмақта) бағаланады. Егер сіз оны планетаның бүкіл бетіне таратсаңыз, сіз тек бір жарым сантиметрлік қабат аласыз. В.И.Вернадскийдің пікірінше, Жердің басқа қабықтарының 10-6 массасынан азын құрайтын бұл «өмір фильмі» «біздің планетамыздың ең қуатты геохимиялық күштерінің бірі».
Биоценоздың трофикалық құрылымы және әдетте графикалық модельдермен экологиялық пирамидалар түрінде көрсетіледі. Мұндай модельдерді 1927 жылы ағылшын зоологы К.Элтон жасаған.
Экологиялық пирамидалар- бұл графикалық модельдер (әдетте үшбұрыштар түрінде), даралар санын (сандар пирамидасы), олардың биомассасының мөлшерін (биомасса пирамидасы) немесе олардың құрамындағы энергияны (энергия пирамидасы) әрбір трофикалық деңгейде және трофикалық деңгейдің жоғарылауымен барлық көрсеткіштердің төмендеуін көрсетеді.
Экологиялық пирамидалардың үш түрі бар.
Сандар пирамидасы
Сандар пирамидасы(молшылық) әр деңгейде жеке организмдердің көптігін көрсетеді. Экологияда сандар пирамидасы сирек қолданылады, өйткені әрбір трофикалық деңгейде особьтардың көп болуына байланысты биоценоздың құрылымын бір масштабта көрсету өте қиын.
Сандар пирамидасының не екенін түсіну үшін мысал келтірейік. Пирамиданың түбінде 1000 тонна шөп бар делік, оның массасы жүздеген миллион жеке шөп пышақтарын құрайды. Бұл өсімдік 27 миллион шегірткелерді тамақтандыруға қабілетті болады, бұл өз кезегінде 90 мыңға жуық бақа жей алады. Бақалардың өзі тоғандағы 300 форельге жем бола алады. Ал мұндай мөлшердегі балықты бір жылда бір адам жеуге болады! Осылайша, пирамиданың түбінде бірнеше жүз миллион шөп пышақтары, ал жоғарғы жағында бір адам бар. Бір трофикалық деңгейден екінші деңгейге өту кезінде зат пен энергияның айқын жоғалуы осындай.
Кейде пирамида ережесінен ерекшеліктер бар, содан кейін біз айналысамыз сандардың инверттелген пирамидасы.Мұны бір ағашта жәндіктер мекендейтін орманда байқауға болады, олар жәндік қоректі құстармен қоректенеді. Осылайша, өндірушілердің саны тұтынушыларға қарағанда аз.
Биомасса пирамидасы
Биомасса пирамидасы -өндірушілер мен тұтынушылар арасындағы олардың массасында көрсетілген қатынас (жалпы құрғақ салмақ, энергия мөлшері немесе жалпы тірі заттың басқа өлшемі). Әдетте жердегі биоценоздарда продуценттердің жалпы салмағы консументтердікінен көп болады. Өз кезегінде, бірінші ретті тұтынушылардың жалпы салмағы екінші ретті тұтынушыларға қарағанда үлкен және т.б. Егер организмдер өлшемдері бойынша онша ерекшеленбесе, онда графикте әдетте төбесі кішірейген сатылы пирамида көрсетіледі.
Американдық эколог Р.Риклефс биомасса пирамидасының құрылымын былайша түсіндірді: «Жер бетіндегі қауымдастықтардың көпшілігінде биомасса пирамидасы өнімділік пирамидасына ұқсас. Қандай да бір шалғынды мекендейтін барлық организмдерді жинап алсаңыз, онда өсімдіктердің салмағы осы өсімдіктермен қоректенетін барлық ортоптер және тұяқты жануарлардың салмағынан әлдеқайда көп болады. Бұл шөпқоректі жануарлардың салмағы, өз кезегінде, бастапқы жыртқыштардың деңгейін құрайтын құстар мен мысықтардың салмағынан үлкен болады, ал бұл соңғылар, егер бар болса, олармен қоректенетін жыртқыштардың салмағынан да асып түседі. Бір арыстанның салмағы өте көп, бірақ арыстандар соншалықты сирек кездеседі, олардың 1 м 2 грамммен көрсетілген салмағы шамалы болады ».
Сандардың пирамидалары жағдайындағыдай, сіз деп аталатын нәрсені ала аласыз инверттелген биомасса пирамидасыпродуценттердің биомассасы консументтер, кейде редукторлар да аз болып шықса, пирамиданың негізінде өсімдіктер емес, жануарлар болады. Бұл негізінен су экожүйелеріне қатысты. Мысалы, фитопланктонның өнімділігі айтарлықтай жоғары мұхитта оның жалпы массасы қазіргі уақытта зоопланктон мен соңғы тұтынушы-тұтынушыдан (киттер, ірі балықтар, моллюскалар) аз болуы мүмкін.
Энергетикалық пирамида
Энергетикалық пирамидаэнергия ағынының шамасын, тағам массасының қоректік тізбек арқылы өту жылдамдығын көрсетеді. Биоценоздың құрылымына негізінен тұрақты энергия мөлшері емес, азық-түлік өндірісінің жылдамдығы әсер етеді.
Барлық экологиялық пирамидалар бір ереже бойынша салынады, атап айтқанда: кез келген пирамиданың негізінде жасыл өсімдіктер болады, ал пирамидаларды тұрғызған кезде оның табанынан жеке адамдар санының (сандар пирамидасының) жоғарғы жағына қарай жүйелі түрде азаюы, олардың биомассасы. (биомассалар пирамидасы) және азық-түлік бағасы арқылы өтетін энергия есепке алынады (энергетикалық пирамида).
1942 жылы американдық эколог Р.Линдеман тұжырымдады энергетикалық пирамида заңы, оған сәйкес, орта есеппен, экологиялық пирамиданың алдыңғы деңгейіне жеткізілетін энергияның шамамен 10% азық-түлік бағасы арқылы бір трофикалық деңгейден екіншісіне өтеді. Қалған энергия өмірлік процестерді қолдауға жұмсалады. Зат алмасу процестерінің нәтижесінде организмдер қоректік тізбектің әрбір буынында барлық энергияның шамамен 90% жоғалтады. Сондықтан, мысалы, 1 кг алабұға, шамамен 10 кг жас балық, 100 кг зоопланктон және 1000 кг фитопланктон алу үшін тұтыну керек.
Энергия алмасу процесінің жалпы заңдылығы келесідей: төменгі деңгейлерге қарағанда жоғарғы трофикалық деңгейлерден әлдеқайда аз энергия өтеді. Сондықтан ірі жыртқыштар әрқашан сирек кездеседі, ал, мысалы, қасқырлармен қоректенетін жыртқыштар жоқ. Бұл жағдайда олар жай ғана тамақтандырмас еді, сондықтан аз қасқырлар.
Трофикалық тізбектер теориялық жағынан көптеген буындардан тұруы мүмкін, бірақ іс жүзінде 5-6 буыннан аспайды, өйткені әрекет нәтижесінде термодинамиканың екінші заңыэнергия тез таралады.
Термодинамиканың екінші заңы өсу заңы деп те аталады энтропия(грек. энтропиябұрылыс, түрлендіру). Бұл заңға сәйкес энергияны құруға немесе жоюға болмайды - ол бір жүйеден екінші жүйеге ауысып, бір түрден екінші түрге айналады.
Трофикалық тізбектерде қоректік тізбектің негізі ретінде қызмет ететін өсімдік заттарының мөлшері шөп қоректі жануарлардың массасынан шамамен 10 есе көп, ал әрбір келесі қоректік деңгейдің де массасы 10 есе аз. Бұл заңдылық 10% ережесі деп аталады: орта есеппен алдыңғы деңгейден алынған энергияның 1/10 бөлігі келесі трофикалық деңгейге ауыспайды. Демек, өсімдіктер күн энергиясының шамамен бір пайызын жинақтаса, онда, мысалы, 4-трофикалық деңгейде оның үлесі 0,001% ғана болады.
Трофикалық тізбектерөте тұрақсыз жүйелер , өйткені кез келген сілтеменің кездейсоқ жоғалуы бүкіл тізбекті бұзады. Табиғаттың тұрақтылығы қауымдастықтар күрделі тармақталған көп түрлердің болуымен қамтамасыз етіледі трофикалық торлар ... Мұндай желілерде кез келген байланыс жоғалған кезде энергия айналма жолдармен қозғала бастайды. Биогеоценозда неғұрлым көп түр болса, соғұрлым ол сенімді және тұрақты болады.
Экожүйелердің қоректік тізбектеріндегі энергияның деңгейден деңгейге ауысу коэффициентінің мәнін көрнекі түрде көрсету үшін бірнеше типті экологиялық пирамидалар қолданылады.
Экологиялық пирамида -бұл қоректік тізбектегі көршілес деңгейлердегі органикалық заттардың немесе энергияның көлемдері арасындағы байланыстың графикалық (немесе диаграммалық) көрінісі.
Пирамиданың графикалық моделін 1927 жылы американдық зоолог жасаған Чарльз Элтон.
Пирамиданың негізін бірінші трофикалық деңгей – өндірушілер деңгейі құрайды, ал пирамиданың келесі «қабаттарын» одан кейінгі деңгейлер – әртүрлі тәртіптегі тұтынушылар құрайды. Барлық блоктардың биіктігі бірдей, ал ұзындығы сәйкес деңгейдегі санға, биомассаға немесе энергияға пропорционал. Экологиялық пирамидаларды салудың үш жолы бар
Ең кең таралған экологиялық пирамидалардың келесі түрлері:
Элтонның сандық пирамидалары;
биомасса пирамидалары;
Энергетикалық пирамидалар.
Линдеман принципі... 1942 жылы кең көлемді эмпирикалық материалды қорыту негізінде американдық эколог Линдеман экожүйелердегі биохимиялық энергияны түрлендіру принципін тұжырымдады, ол атауын алды. заң 10%.
Линдеман принципі - энергия пирамидасының заңы (10 пайыз заңы),соған сәйкес экологиялық пирамиданың алдыңғы деңгейінде алынған энергияның орта есеппен шамамен 10% бір трофикалық деңгейден қоректік тізбек арқылы екінші трофикалық деңгейге өтеді. Энергияның қалған бөлігі жылулық сәулелену, қозғалыс және т.б. түрінде жоғалады. Зат алмасу процестерінің нәтижесінде организмдер тіршілік әрекетін сақтауға жұмсалатын қоректік тізбектің әрбір буынында барлық энергияның шамамен 90% жоғалтады.
Элтонның сандар пирамидаларытүрінде беріледі адамдардың орташа саны организмдердің кейінгі трофикалық деңгейде қоректенуі үшін қажет.
Сандар пирамидасы(молшылық) әр деңгейде жеке организмдердің көптігін көрсетеді (35-сурет).
Мысалы, бір қасқырды тамақтандыру үшін кем дегенде бірнеше қоянды аулау керек; Бұл қояндарды тамақтандыру үшін сізге көптеген өсімдіктер қажет.
Мысалы,трофикалық тізбекті бейнелеу үшін:
ЕМЕН ЖАПЫРАҒЫ – ЖОЛ – КӨК
бір титмаусқа арналған сандар пирамидасы (үшінші деңгей) белгілі бір уақытта, мысалы, бір күндізгі уақытта жейтін құрттардың санын (екінші деңгей) бейнелейді. Пирамиданың бірінші деңгейінде пирамиданың екінші деңгейінде көрсетілген шынжыр табандар санын тамақтандыру үшін қанша қажет болса, сонша емен жапырақтары бейнеленген.
Биомасса және энергетикалық пирамидаларәрбір трофикалық деңгейде биомасса немесе энергия мөлшерінің қатынасын көрсетіңіз.
Биомасса пирамидасы әрбір деңгейде органикалық заттардың құрғақ массасын өлшеу нәтижелерін көрсетуге негізделген, ал энергетикалық пирамида негізгіден жоғары деңгейге тасымалданатын биохимиялық энергияны есептеуге негізделген. Бұл деңгейлер биомасса (немесе энергия) пирамидасының графигінде бірдей биіктіктегі тіктөртбұрыштар түрінде бейнеленген, олардың ені зерттелетін трофикалық тізбектің әрбір келесі (үстіңгі) деңгейіне тасымалданатын биомасса мөлшеріне пропорционалды.
ШӨП (809) - ШӨПТІЛІК (37) - ЕТ ЖЕГЕНДІЛІК-1 (11) - ЖІРЕГЕН-2 (1,5),
мұнда құрғақ биомассаның мәндері (г/кв.м) жақшада көрсетілген.
2. Биомасса пирамидасы – әртүрлі трофикалық деңгейдегі организмдер массаларының қатынасы. Әдетте жердегі биоценоздарда продуценттердің жалпы массасы әрбір келесі буынның массасынан үлкен болады. Өз кезегінде бірінші ретті тұтынушылардың жалпы массасы екінші ретті тұтынушыларға қарағанда көп және т.б. Егер организмдер өлшемдері бойынша онша ерекшеленбесе, онда графикте әдетте төбесі кішірейген сатылы пирамида көрсетіледі. Сонымен, 1 кг сиыр етін қалыптастыру үшін 70-90 кг жаңа шөп қажет.
Су экожүйелерінде продуценттердің биомассасы консументтер, кейде тіпті ыдыратушыларға қарағанда аз болып шыққанда инверттелген немесе инверттелген биомасса пирамидасын алуға болады. Мысалы, фитопланктонның өнімділігі айтарлықтай жоғары мұхитта оның жалпы массасы қазіргі уақытта тұтынушылардың (киттер, ірі балықтар, моллюскалар) салмағынан аз болуы мүмкін.
Сандар мен биомассалардың пирамидалары шағылысады статикажүйелер, яғни белгілі бір уақыт аралығындағы организмдердің санын немесе биомассасын сипаттайды. Олар бірқатар практикалық мәселелерді, әсіресе экожүйелердің тұрақтылығын сақтауға байланысты мәселелерді шешуге мүмкіндік бергенімен, экожүйенің трофикалық құрылымы туралы толық ақпарат бермейді.
Сандардың пирамидасы, мысалы, балық аулаудың немесе аң аулау кезеңінде жануарларды атудың рұқсат етілген мөлшерін олардың қалыпты көбеюіне салдарсыз есептеуге мүмкіндік береді.
3. Энергия пирамидасыэнергия ағынының шамасын, тағам массасының қоректік тізбек арқылы өту жылдамдығын көрсетеді. Биоценоздың құрылымына көбінесе тұрақты энергия мөлшері емес, әсер етеді азық-түлік өндірісінің қарқыны (Cурет 37).
Келесі трофикалық деңгейге берілетін энергияның максималды мөлшері кейбір жағдайларда алдыңғысының 30% болуы мүмкін екендігі анықталды және бұл ең жақсы жағдайда. Көптеген биоценоздарда, қоректік тізбектерде тасымалданатын энергия мөлшері 1%-ға дейін төмен болуы мүмкін.
Күріш. 37. Энергетикалық пирамида: жайылымдық қоректену тізбегі арқылы энергия ағыны (барлық сандар бір метр квадратқа кДж-мен берілген және бір жылға көбейтілген)
Назар аударыңыз, экологиялық пирамидалар Линдеман принципінің айқын көрінісі болып табылады және олардың көмегімен экожүйелердегі энергетикалық процестердің маңызды ерекшелігі көрінеді, атап айтқанда: энергияның салыстырмалы түрде аз бөлігінің (орта есеппен, оннан бір бөлігі) келесі деңгейге ауысуына байланысты. , экожүйеде өте аз энергия қалады, ал қалғаны геосфераға қайтады. Сонымен, 4 деңгейлі трофикалық тізбекте экожүйеде биохимиялық энергияның он мыңнан бір бөлігі ғана қалады. Экожүйеде қалған энергияның елеусіз бөлігі нақты табиғи экожүйелердегі қоректік тізбектердің неліктен 5-6 деңгейден аспайтынын түсіндіреді.
Жүктелуде...
