Правило на еколошката пирамида

Количината на растителна материја која служи како основа на синџирот на исхрана е приближно 10 пати поголема од масата на тревопасните животни, а секое наредно ниво на храна има и маса 10 пати помала.

Пирамида од броеви (броеви)го одразува бројот на поединечни организми на секое ниво. На пример, за да нахрани еден волк, му требаат барем неколку зајаци за да лови; За да ги нахраните овие зајаци, потребна ви е прилично голема разновидност на растенија. Понекогаш пирамидите од броеви може да се превртат или наопаку. Ова се однесува на шумските синџири на исхрана, каде што дрвјата служат како производители, а инсектите служат како примарни потрошувачи. Во овој случај, нивото на примарни потрошувачи е бројно побогато од нивото на производители (голем број инсекти се хранат со едно дрво).

Пирамида на биомаса- односот на масите на организми од различни трофични нивоа. Обично во копнените биоценози вкупната маса на производители е поголема од секоја следна врска. За возврат, вкупната маса на потрошувачи од прв ред е поголема од онаа на потрошувачите од втор ред, итн. Ако организмите не се разликуваат премногу по големина, графикот обично резултира со скалеста пирамида со заострен врв. Значи, за производство на 1 кг говедско месо ви требаат 70-90 кг свежа трева.

Во водните екосистеми, можете да добиете и превртена или превртена пирамида на биомаса, кога биомасата на производителите е помала од онаа на потрошувачите, а понекогаш и на разградувачите. На пример, во океанот, со прилично висока продуктивност на фитопланктон, неговата вкупна маса во даден момент може да биде помала од онаа на потрошувачите (китови, големи риби, школки).

Пирамидите на броеви и биомасата ја одразуваат статиката на системот, односно го карактеризираат бројот или биомасата на организмите во одреден временски период. Тие не даваат целосни информации за трофичката структура на еден екосистем, иако овозможуваат решавање на голем број практични проблеми, особено поврзани со одржувањето на одржливоста на екосистемите. Пирамидата на броеви овозможува, на пример, да се пресмета дозволената количина на улов на риба или отстрел на животни во текот на сезоната на лов без последици за нивната нормална репродукција.

Пирамида на енергијаја рефлектира количината на проток на енергија, брзината на поминување на прехранбената маса низ синџирот на исхрана. Структурата на биоценозата е под влијание на поголема мера не од количината на фиксна енергија, туку од стапката на производство на храна.

Утврдено е дека максималната количина на енергија пренесена на следното трофичко ниво во некои случаи може да биде 30% од претходното, а тоа е во најдобар случај. Во многу биоценози и синџири на исхрана, количината на пренесена енергија може да биде само 1%.

Во 1942 година, американскиот еколог R. Lindeman формулираше закон за енергетска пирамида(законот од 10 проценти), според кој, во просек, околу 10% од енергијата добиена на претходното ниво на еколошката пирамида поминува од едно трофичко ниво низ синџирите на исхрана на друго трофично ниво. Остатокот од енергијата се губи во форма на топлинско зрачење, движење итн. Како резултат на метаболичките процеси, организмите губат околу 90% од целата енергија во секоја алка од синџирот на исхрана, која се троши за одржување на нивните витални функции.

Еколошка пирамида- графички слики на односот помеѓу производителите и потрошувачите од сите нивоа (тревопасни животни, предатори, видови кои се хранат со други предатори) во екосистемот.

Американскиот зоолог Чарлс Елтон предложи шематски да се прикажат овие односи во 1927 година.

Во шематски приказ, секое ниво е прикажано како правоаголник, чија должина или плоштина одговара на нумеричките вредности на алка во синџирот на исхрана (Елтоновата пирамида), нивната маса или енергија. Правоаголниците распоредени во одредена низа создаваат пирамиди со различни форми.

Основата на пирамидата е првото трофичко ниво - нивото на производители; следните катови на пирамидата се формираат од следните нивоа на синџирот на исхрана - потрошувачи од различни нарачки. Висината на сите блокови во пирамидата е иста, а должината е пропорционална на бројот, биомасата или енергијата на соодветното ниво.

Еколошките пирамиди се разликуваат во зависност од показателите врз основа на кои е изградена пирамидата. Истовремено, за сите пирамиди е воспоставено основното правило, според кое во секој екосистем има повеќе растенија отколку животни, тревопасни отколку месојади, инсекти отколку птици.

Врз основа на правилото на еколошката пирамида, можно е да се одредат или пресметаат квантитативните соодноси на различни видови растенија и животни во природни и вештачки создадени еколошки системи. На пример, за 1 кг маса на морско животно (фока, делфин) се потребни 10 кг изедена риба, а на овие 10 кг веќе им требаат 100 кг храна - водни безрбетници, кои, пак, треба да изедат 1000 кг алги. а бактериите да формираат таква маса. Во овој случај, еколошката пирамида ќе биде одржлива.

Сепак, како што знаете, постојат исклучоци од секое правило, кои ќе бидат разгледани во секој тип на еколошка пирамида.

Видови еколошки пирамиди

1. пирамиди од броеви- на секое ниво е нацртан бројот на поединечни организми

Пирамидата од броеви прикажува јасна шема откриена од Елтон: бројот на поединци кои сочинуваат секвенцијална серија врски од производителите до потрошувачите постојано се намалува (сл. 3).

На пример, за да нахрани еден волк, му требаат барем неколку зајаци за да лови; За да ги нахраните овие зајаци, потребна ви е прилично голема разновидност на растенија. Во овој случај, пирамидата ќе изгледа како триаголник со широка основа која се стеснува нагоре.

Сепак, оваа форма на пирамида од броеви не е типична за сите екосистеми. Понекогаш тие можат да бидат обратни, или наопаку. Ова се однесува на шумските синџири на исхрана, каде што дрвјата служат како производители, а инсектите служат како примарни потрошувачи. Во овој случај, нивото на примарни потрошувачи е нумерички побогато од нивото на производители (голем број инсекти се хранат со едно дрво), затоа пирамидите на броеви се најмалку информативни и најмалку индикативни, т.е. бројот на организми на исто трофично ниво во голема мера зависи од нивната големина.

1. пирамиди од биомаса- ја карактеризира вкупната сува или влажна маса на организми на дадено трофично ниво, на пример, во единици маса по единица површина - g/m2, kg/ha, t/km2 или по волумен - g/m3 (сл. 4)

Обично во копнените биоценози вкупната маса на производители е поголема од секоја следна врска. За возврат, вкупната маса на потрошувачи од прв ред е поголема од онаа на потрошувачите од втор ред, итн.

Во овој случај (ако организмите не се разликуваат премногу по големина) пирамидата исто така ќе има изглед на триаголник со широка основа која се стеснува нагоре. Сепак, постојат значителни исклучоци од ова правило. На пример, во морињата, биомасата на тревојадниот зоопланктон е значително (понекогаш 2-3 пати) поголема од биомасата на фитопланктонот, претставена главно со едноклеточни алги. Ова се објаснува со фактот дека алгите многу брзо ги јаде зоопланктонот, но тие се заштитени од целосна потрошувачка со многу високата стапка на клеточна делба.

Општо земено, копнените биогеоценози, каде што производителите се големи и живеат релативно долго, се карактеризираат со релативно стабилни пирамиди со широка основа. Во водните екосистеми, каде што производителите се мали по големина и имаат кратки животни циклуси, пирамидата на биомаса може да биде превртена или превртена (со врвот насочен надолу). Така, во езерата и морињата, масата на растенијата ја надминува масата на потрошувачи само во периодот на цветање (пролет), а во остатокот од годината може да се случи обратна ситуација.

Пирамидите на броеви и биомасата ја одразуваат статиката на системот, односно го карактеризираат бројот или биомасата на организмите во одреден временски период. Тие не даваат целосни информации за трофичката структура на еден екосистем, иако овозможуваат решавање на голем број практични проблеми, особено поврзани со одржувањето на одржливоста на екосистемите.

Пирамидата на броеви овозможува, на пример, да се пресмета дозволената количина на улов на риба или отстрел на животни во текот на сезоната на лов без последици за нивната нормална репродукција.

1. енергетски пирамиди- ја покажува количината на проток на енергија или продуктивност на последователни нивоа (сл. 5).

За разлика од пирамидите на броеви и биомасата, кои ја рефлектираат статиката на системот (бројот на организми во даден момент), пирамидата на енергија, што ја одразува сликата за брзината на поминување на масата на храната (количината на енергија) низ секое трофично ниво на синџирот на исхрана, дава најцелосна слика за функционалната организација на заедниците.

Обликот на оваа пирамида не е под влијание на промените во големината и стапката на метаболизмот на поединците, и ако се земат предвид сите извори на енергија, пирамидата секогаш ќе има типичен изглед со широка основа и заострен врв. Кога се конструира пирамида на енергија, на нејзината основа често се додава правоаголник за да се прикаже приливот на сончева енергија.

Во 1942 година, американскиот еколог Р. Линдеман го формулирал законот за енергетската пирамида (законот од 10 проценти), според кој, во просек, околу 10% од енергијата добиена на претходното ниво на еколошката пирамида поминува од еден трофичен ниво преку синџирите на исхрана на друго трофично ниво. Остатокот од енергијата се губи во форма на топлинско зрачење, движење итн. Како резултат на метаболичките процеси, организмите губат околу 90% од целата енергија во секоја алка од синџирот на исхрана, која се троши за одржување на нивните витални функции.

Ако зајак изел 10 кг растителна материја, тогаш сопствената тежина може да се зголеми за 1 кг. Лисица или волк, јадејќи 1 кг месо од зајак, ја зголемува својата маса за само 100 g. Кај дрвенестите растенија, оваа пропорција е многу помала поради фактот што дрвото слабо се апсорбира од организмите. За тревите и морските алги, оваа вредност е многу поголема, бидејќи тие немаат тешко сварливи ткива. Сепак, општата шема на процесот на пренос на енергија останува: многу помалку енергија поминува низ горните трофични нивоа отколку низ пониските.

Ајде да ја разгледаме трансформацијата на енергијата во екосистемот користејќи го примерот на едноставен трофичен синџир на пасишта, во кој има само три трофични нивоа.

1. ниво - тревни растенија,
2. ниво - тревојади цицачи, на пример, зајаци
3. ниво - грабливи цицачи, на пример, лисици

Хранливите материи се создаваат за време на процесот на фотосинтеза од растенијата, кои формираат органски материи и кислород, како и АТП, од неоргански материи (вода, јаглерод диоксид, минерални соли итн.) користејќи ја енергијата на сончевата светлина. Дел од електромагнетната енергија на сончевото зрачење се претвора во енергија на хемиски врски на синтетизирани органски материи.

Сите органски материи создадени за време на фотосинтезата се нарекуваат бруто примарно производство (GPP). Дел од енергијата на бруто примарното производство се троши на дишење, што резултира со формирање на нето примарно производство (НПП), што е самата супстанција што влегува во второто трофичко ниво и ја користат зајаците.

Нека пистата е 200 конвенционални единици енергија, а трошоците на постројките за дишење (R) - 50%, т.е. 100 конвенционални единици енергија. Тогаш нето примарното производство ќе биде еднакво на: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100), т.е. На второто трофичко ниво, зајаците ќе добијат 100 конвенционални единици енергија.

Меѓутоа, од различни причини, зајаците се способни да консумираат само одреден дел од нуклеарната централа (во спротивно ресурсите за развој на живата материја би исчезнале), додека значителен дел од него е во форма на мртви органски остатоци (подземни делови од растенија , тврдо дрво од стебла, гранки итн.) не е способно да го изедат зајаците. Навлегува во синџирите на храна со ѓубре и/или се распаѓа со разградувачи (F). Другиот дел оди на изградба на нови клетки (големина на популација, раст на зајаци - P) и обезбедување на енергетски метаболизам или дишење (R).

Во овој случај, според пристапот на билансот, билансната еднаквост на потрошувачката на енергија (C) ќе изгледа вака: C = P + R + F, т.е. Енергијата добиена на второто трофичко ниво ќе биде потрошена, според законот на Линдеман, на раст на населението - P - 10%, останатите 90% ќе бидат потрошени за дишење и отстранување на несварената храна.

Така, во екосистемите, со зголемување на трофичкото ниво, доаѓа до брзо намалување на енергијата акумулирана во телата на живите организми. Оттука е јасно зошто секое следно ниво секогаш ќе биде помало од претходното и зошто синџирите на исхрана обично не можат да имаат повеќе од 3-5 (ретко 6) врски, а еколошките пирамиди не можат да се состојат од голем број катови: до крај врската на синџирот на исхрана е иста како и до горниот кат на еколошката пирамида ќе добие толку малку енергија што нема да биде доволно ако се зголеми бројот на организми.

Таквата низа и подреденост на групи организми поврзани во форма на трофични нивоа ги претставува тековите на материјата и енергијата во биогеоценозата, основата на нејзината функционална организација.

Еколошки пирамиди.

Трофичните синџири теоретски може да се состојат од голем број врски, но практично не надминуваат 5-6 врски, бидејќи како резултат на дејството вториот закон на термодинамикатаенергијата брзо се распаѓа.

Вториот закон на термодинамиката е познат и како закон за зголемување ентропија(грчки ентропијапресврт, трансформација). Според овој закон, енергијата не може да се создаде или уништи - таа се пренесува од еден систем во друг и се трансформира од еден во друг облик.

Во трофичните синџири, количината на растителна материја која служи како основа на синџирот на исхрана е приближно 10 пати поголема од масата на тревопасните животни, а секое наредно ниво на храна исто така има маса 10 пати помала. Оваа шема се нарекува правило од 10%: во просек, не повеќе од 1/10 од енергијата добиена од претходното ниво се пренесува на следното трофичко ниво. Затоа, ако околу еден процент од сончевата енергија се акумулира во растенијата, тогаш, на пример, на 4-то трофичко ниво неговиот удел ќе биде само 0,001%.

Трофични синџирипретставуваат многу нестабилни системи , бидејќи случајното губење на која било алка го уништува целиот синџир. Одржливост на природните заедниците се обезбедени со присуство на сложени разгранети повеќевидови трофични мрежи . Во таквите мрежи, кога некоја врска ќе испадне, енергијата почнува да се движи по бајпас патеки. Колку повеќе видови има во биогеоценозата, толку е посигурна и постабилна.

За да се визуелизира големината на коефициентот на пренос на енергија од ниво до ниво во синџирите на исхрана на екосистемите, се користат еколошки пирамиди од неколку видови.

Еколошка пирамида -е графички (или дијаграмски) приказ на односот помеѓу волумените на органска материја или енергија на соседните нивоа во синџирот на исхрана.

Графичкиот модел на пирамидата е развиен во 1927 година од американски зоолог Чарлс Елтон.

Основата на пирамидата е првото трофичко ниво - нивото на производители, а следните „подови“ на пирамидата се формираат од следните нивоа - потрошувачи од различни нарачки. Висината на сите блокови е иста, а должината е пропорционална на бројот, биомасата или енергијата на соодветното ниво. Постојат три начини за изградба на еколошки пирамиди

Најраспространетите видови на еколошки пирамиди се:

Пирамидите на Елтон;

Пирамиди од биомаса;

Пирамиди на енергија.

Принципот на Линдеман. Во 1942 година, врз основа на генерализација на обемниот емпириски материјал, американскиот еколог Линдеман го формулирал принципот на трансформација на биохемиската енергија во екосистемите, наречен во литературата за животната средина закон 10%.

Принципот на Линдеман - закон на пирамидата на енергиите (закон од 10 проценти),според кој во просек околу 10% од енергијата добиена на претходното ниво на еколошката пирамида поминува од едно трофичко ниво преку синџирите на исхрана на друго трофично ниво. Остатокот од енергијата се губи во форма на топлинско зрачење, движење итн. Како резултат на метаболичките процеси, организмите губат околу 90% од целата енергија во секоја алка од синџирот на исхрана, која се троши за одржување на нивните витални функции.

Пирамиди со броеви на Елтонсе претставени во форма просечен број на поединци , потребни за исхрана на организмите лоцирани на следните трофични нивоа.

Пирамида од броеви(изобилство) го одразува бројот на поединечни организми на секое ниво (сл. 35).

На пример, за да нахрани еден волк, му требаат барем неколку зајаци за да лови; За да ги нахраните овие зајаци, потребна ви е прилично голема разновидност на растенија.

На пример,да го претстави синџирот на исхрана:

ДАБОВ ЛИСТ – ГАСЕНИЦА – ТИТ

Пирамидата од броеви за една цицка (трето ниво) го прикажува бројот на гасеници (второ ниво) што ги јаде во одредено време, на пример, во еден ден на светлина. На првото ниво од пирамидата се прикажани онолку дабови лисја колку што се потребни за да се нахрани бројот на гасеници што се прикажани на второто ниво на пирамидата.

Пирамиди на биомаса и енергијаги изразуваат соодносите на количината на биомаса или енергија на секое трофичко ниво.

Пирамидата на биомаса се заснова на прикажување на резултатите од мерењето на сувата маса на органска материја на секое ниво, а енергетската пирамида се базира на пресметките на биохемиската енергија пренесена од основното на горното ниво. Овие нивоа на графикот на пирамидата за биомаса (или енергија) се прикажани како правоаголници со еднаква висина, чија ширина е пропорционална на количината на биомаса пренесена на секое наредно (прекриено) ниво на трофичкиот синџир што се проучува.

ТРЕВА (809) – ТРЕВОЈАДИ (37) – МЕСОЈАДИ-1 (11) – МЕСОЈАДИ-2 (1,5),

каде што вредностите на сува биомаса (g/sq. m) се наведени во загради.

2. Пирамида од биомаса – односот на масите на организми од различни трофични нивоа. Обично во копнените биоценози вкупната маса на производители е поголема од секоја следна врска. За возврат, вкупната маса на потрошувачи од прв ред е поголема од онаа на потрошувачите од втор ред, итн. Ако организмите не се разликуваат премногу по големина, графикот обично резултира со скалеста пирамида со заострен врв. Значи, за производство на 1 кг говедско месо ви требаат 70-90 кг свежа трева.

Во водните екосистеми, можете да добиете и превртена или превртена пирамида на биомаса, кога биомасата на производителите е помала од онаа на потрошувачите, а понекогаш и на разградувачите. На пример, во океанот, со прилично висока продуктивност на фитопланктон, неговата вкупна маса во даден момент може да биде помала од онаа на потрошувачите (китови, големи риби, школки)

Пирамидите на броеви и биомасата се одразуваат статичнисистеми, т.е. го карактеризираат бројот или биомасата на организмите во одреден временски период. Тие не даваат целосни информации за трофичката структура на еден екосистем, иако овозможуваат решавање на голем број практични проблеми, особено поврзани со одржувањето на одржливоста на екосистемите.

Пирамидата на броеви овозможува, на пример, да се пресмета дозволената количина на улов на риба или отстрел на животни во текот на сезоната на лов без последици за нивната нормална репродукција.

3. Пирамида на енергијаја рефлектира количината на проток на енергија, брзината на поминување на прехранбената маса низ синџирот на исхрана. Структурата на биоценозата е под влијание во поголема мера не од количината на фиксна енергија, туку стапка на производство на храна (Сл. 37).

Утврдено е дека максималната количина на енергија пренесена на следното трофичко ниво во некои случаи може да биде 30% од претходното, а тоа е во најдобар случај. Во многу биоценози и синџири на исхрана, количината на пренесена енергија може да биде само 1%.

Ориз. 37. Енергетска пирамида: проток на енергија низ синџирот на исхрана на пасење (сите бројки се во килоџули на метар квадратни пати годишно)

Забележете дека еколошките пирамиди се јасна илустрација на Линдемановиот принцип и со нивна помош одразуваат суштинска карактеристика на енергетските процеси во екосистемите, имено: поради релативно малиот удел на енергија (во просек приближно една десетина) пренесена на следното ниво, многу малку енергија останува во екосистемот, а остатокот се враќа во геосферата. Така, со трофичен синџир од 4 нивоа, само десет илјадити дел од биохемиската енергија останува во екосистемот. Занемарливиот дел од енергијата што останува во екосистемот објаснува зошто во реалните природни екосистеми синџирите на исхрана немаат повеќе од 5-6 нивоа.

Еколошката пирамида е графички приказ на загубите на енергија во синџирите на исхрана.

Синџирите на исхрана се стабилни синџири на меѓусебно поврзани видови кои сукцесивно извлекуваат материјали и енергија од оригиналната супстанција на храна што се развиле за време на еволуцијата на живите организми и биосферата како целина. Тие ја сочинуваат трофичната структура на секоја биоценоза, преку која се вршат пренос на енергија и циклуси на супстанции. Синџирот на исхрана се состои од голем број на трофични нивоа, чиј редослед одговара на протокот на енергија.

Примарниот извор на енергија во кола за напојување е сончевата енергија. Првото трофичко ниво - производители (зелени растенија) - користат сончева енергија во процесот на фотосинтеза, создавајќи примарно производство на секоја биоценоза. Сепак, само 0,1% од сончевата енергија се користи во процесот на фотосинтеза. Ефикасноста со која зелените растенија ја асимилираат сончевата енергија се оценува според вредноста на примарната продуктивност. Повеќе од половина од енергијата поврзана со фотосинтезата веднаш ја трошат растенијата за време на дишењето; остатокот од енергијата се пренесува понатаму по синџирите на исхрана.

Во овој случај, постои важен модел поврзан со ефикасноста на користењето и конверзијата на енергијата во процесот на исхрана. Нејзината суштина е како што следува: количината на енергија потрошена за одржување на сопствените витални функции во синџирите на исхрана се зголемува од едно до друго трофичко ниво, а продуктивноста се намалува.

Фитобиомасата се користи како извор на енергија и материјал за создавање биомаса на организми од втор ред

трофично ниво на потрошувачи од прв ред - тревопасни животни. Типично, продуктивноста на второто трофичко ниво не е повеќе од 5 - 20% (10%) од претходното ниво. Ова се рефлектира во односот на растителна и животинска биомаса на планетата. Количината на енергија потребна за обезбедување на виталните функции на телото расте со зголемување на нивото на морфофункционална организација. Според тоа, количината на биомаса создадена на повисоки трофични нивоа се намалува.

Екосистемите се многу променливи во релативната стапка на создавање и потрошувачка и на нето примарното производство и на нето секундарното производство на секое трофичко ниво. Сепак, сите екосистеми без исклучок се карактеризираат со одредени соодноси на примарно и секундарно производство. Количината на растителна материја која служи како основа на синџирот на исхрана е секогаш неколку пати (околу 10 пати) поголема од вкупната маса на тревопасните животни, а масата на секоја следна алка во синџирот на исхрана пропорционално се менува соодветно.

Прогресивното намалување на асимилираната енергија во голем број трофични нивоа се рефлектира во структурата на еколошките пирамиди.

Намалувањето на количината на достапна енергија на секое следно трофичко ниво е придружено со намалување на биомасата и бројот на поединци. Пирамидите од биомаса и бројот на организми за дадена биоценоза ја повторуваат генерално конфигурацијата на пирамидата на продуктивност.

Графички, еколошката пирамида е прикажана како неколку правоаголници со иста висина, но различни должини. Должината на правоаголникот се намалува од долниот кон горниот, што одговара на намалување на продуктивноста на следните трофични нивоа. Долниот триаголник е најголем по должина и одговара на првото трофично ниво - производители, вториот е приближно 10 пати помал и одговара на второто трофично ниво - тревопасни животни, потрошувачи од прв ред итн.

Стапката на создавање на органска материја не ги одредува нејзините вкупни резерви, т.е. вкупната маса на организми на секое трофично ниво. Достапната биомаса на производителите и потрошувачите во специфичните екосистеми зависи од односот помеѓу стапките на акумулација на органска материја на одредено трофично ниво и нејзиното пренесување на повисоко ниво, т.е. Колку е тешка потрошувачката на формираните резерви? Важна улога овде игра брзината на репродукција на главните генерации производители и потрошувачи.

Во повеќето копнени екосистеми, како што веќе споменавме, важи и правилото за биомаса, т.е. вкупната маса на растенија излегува дека е поголема од биомасата на сите тревопасни животни, а масата на тревопасни животни ја надминува масата на сите предатори.

Потребно е квантитативно да се направи разлика помеѓу продуктивноста, имено годишниот раст на вегетацијата и биомасата. Разликата помеѓу примарното производство на биоценозата и биомасата го одредува обемот на пасење на растителната маса. Дури и за заедниците со доминација на тревни форми, во кои стапката на размножување на биомасата е доста висока, животните користат до 70% од годишниот раст на растенијата.

Во оние трофични синџири каде што преносот на енергија се врши преку врски предатор-плен, често се забележуваат пирамиди во бројот на поединци: вкупниот број на поединци кои учествуваат во синџирот на исхрана се намалува со секоја алка. Ова се должи и на фактот дека предаторите обично се поголеми од нивниот плен. Исклучок од правилата на популационата пирамида е кога малите предатори живеат со групно ловење големи животни.

Сите три правила на пирамидата - продуктивност, биомаса и изобилство - ги изразуваат енергетските односи во екосистемите. Во исто време, пирамидата на продуктивност има универзален карактер, а пирамидите на биомаса и изобилство се појавуваат во заедници со одредена трофичка структура.

Познавањето на законите на продуктивноста на екосистемот и способноста за квантифицирање на протокот на енергија се од големо практично значење. Примарното производство на агроценози и човечката експлоатација на природните заедници е главниот извор на храна за луѓето. Секундарните производи од биоценози добиени од индустриски и фарми се исто така важни како извор на животински протеини. Познавањето на законите за дистрибуција на енергија, тековите на енергија и материјата во биоценозите, обрасците на продуктивноста на растенијата и животните, разбирањето на границите на дозволеното отстранување на растителна и животинска биомаса од природните системи ни овозможува правилно да изградиме односи во „општество - природа " систем.

Врските во кои некои организми јадат други организми или нивните остатоци или екскрети (измет) се нарекуваат трофичен (трофеј - исхрана, храна, гр.). Во исто време, односите со храната помеѓу членовите на екосистемот се изразуваат преку трофички (хранливи) синџири . Примери за такви кола вклучуваат:

· мов → елен → волк (екосистем на тундра);

· трева → крава → човек (антропоген екосистем);

· микроскопски алги (фитопланктон) → бубачки и дафнија (зоопланктон) → роуч → штука → галеби (воден екосистем).

Влијанието врз синџирите на исхрана со цел да се оптимизираат и да се добијат повеќе или поквалитетни производи не е секогаш успешно. Примерот за увоз на крави во Австралија е надалеку познат од литературата. Пред ова, природните пасишта ги користеле главно кенгурите, чиј измет успешно го совладувал и обработувал австралискиот измет. Австралиската буба не го варела кравјиот измет, што резултирало со постепено деградирање на пасиштата. За да се запре овој процес, европската изметна буба мораше да биде донесена во Австралија.

Трофичните или синџирите на исхрана можат да бидат претставени во форма пирамиди. Нумеричката вредност на секој чекор од таквата пирамида може да се изрази со бројот на поединци, нивната биомаса или енергијата акумулирана во неа.

Во согласност со закон на енергетската пирамида R. Lindeman и правило од десет проценти , од секоја фаза приближно 10% (од 7 до 17%) од енергијата или материја во енергетска смисла преминува во следната фаза (сл. 3.7). Забележете дека на секое следно ниво, како што се намалува количината на енергија, нејзиниот квалитет се зголемува, т.е. способноста да се работи по единица животинска биомаса е соодветен број пати поголема од истата количина на растителна биомаса.

Впечатлив пример е синџирот на исхрана на отворено море, претставен со планктони и китови. Масата на планктон е дисперзирана во океанската вода и, со биопродуктивност на отворено море помала од 0,5 g/m2 ден-1, количината на потенцијална енергија во кубен метар океанска вода е бесконечно мала во споредба со енергијата на кит, чија маса може да достигне неколку стотици тони. Како што знаете, китовото масло е висококалоричен производ кој се користел дури и за осветлување.

Сл.3.7. Пирамида на пренос на енергија долж синџирот на исхрана (според Ју. Одум)

Соодветна секвенца е забележана и при уништувањето на органската материја: околу 90% од енергијата на чистото примарно производство се ослободува од микроорганизми и габи, помалку од 10% од безрбетните животни и помалку од 1% од 'рбетните животни, кои се конечни козументатори. Во согласност со последната слика е формулирана правило за еден процент : за стабилност на биосферата како целина, учеството на можната финална потрошувачка на нето примарното производство во енергетска смисла не треба да надминува 1%.

Потпирајќи се на синџирот на исхрана како основа за функционирање на екосистемот, исто така е можно да се објаснат случаите на акумулација во ткивата на одредени супстанции (на пример, синтетички отрови), кои, додека се движат по синџирот на исхрана, не учествуваат во нормалниот метаболизам на организмите. Според правила за биолошко подобрување При преселба на повисоко ниво на еколошката пирамида има приближно десеткратно зголемување на концентрацијата на загадувачот.

Особено, навидум незначително зголемување на содржината на радионуклиди во речната вода на првото ниво на трофичкиот синџир се асимилира од микроорганизми и планктони, потоа се концентрира во ткивата на рибите и достигнува максимални вредности кај галебите. Нивните јајца имаат ниво на радионуклиди 5000 пати повисоко од контаминацијата во позадина.

Составот на видовите на организмите обично се изучува на ниво популации .

Да потсетиме дека популацијата е збирка на индивидуи од ист вид кои живеат на една територија, имаат заеднички генски базен и можност за слободно вкрстување. Општо земено, одредена популација може да се наоѓа во одреден екосистем, но може да се прошири и надвор од нејзините граници. На пример, населението на мрмотот со црна капа на гребенот Туора-Сис, наведен во Црвената книга, е познато и заштитено. Оваа популација не е ограничена на овој гребен, туку се протега појужно во планините Верхојанск во Јакутија.

Околината во која вообичаено се наоѓа видот што се проучува се нарекува негово живеалиште.

Како по правило, еколошка ниша е окупирана од еден вид или неговата популација. Со совпаѓање на барањата за животната средина и ресурсите за храна, два вида непроменливо влегуваат во конкуренција, која обично завршува со поместување на еден од нив. Слична ситуација е позната во системската екологија како Принцип Г.Ф Газа , во кој се наведува дека два вида не можат да постојат на иста област доколку нивните еколошки потреби се идентични, т.е. ако ја заземаат истата ниша. Соодветно на тоа, системот на интерактивни популации диференцирани по еколошки ниши, меѓусебно надополнувајќи се во поголема мера отколку што се натпреваруваат едни со други за користење на просторот, времето и ресурсите, се нарекува заедница (ценоза).

Поларната мечка не може да живее во екосистемите на тајгата, исто како кафеавата мечка во поларните региони.

Специјацијата е секогаш приспособлива, така аксиома на Чарлс Дарвинсекој вид е прилагоден на строго дефиниран, специфичен сет на услови за живот. Во овој случај, организмите се репродуцираат со интензитет што го обезбедува нивниот максимален можен број ( правило за максимален „животен притисок“" ).

На пример, океанските планктонски организми брзо покриваат површина од илјадници квадратни километри во форма на филм. Вернадски пресметал дека брзината на напредување на бактеријата Фишер со димензии 10-12 cm3 со размножување по права линија би била еднаква на околу 397.200 m/h - брзина на авион! Сепак, прекумерната репродукција на организмите е ограничена со ограничувачки фактори и е во корелација со количината на ресурси на храна во нивното живеалиште.

Кога ќе исчезнат видовите, првенствено составени од големи единки, материјално-енергетската структура на пописот се менува како резултат. Ако протокот на енергија што минува низ екосистемот не се менува, тогаш механизмите еколошко дуплирање според принципот: загрозен или уништен вид на едно ниво од еколошката пирамида заменува друг функционално сенотички, сличен. Замената на еден вид се одвива според следната шема: малиот го заменува големиот, кој е еволутивно послабо организиран, со повисоко организиран, генетски полабилен и помалку генетски променлив. Бидејќи еколошката ниша во биоценозата не може да биде празна, неопходно е да се случи еколошка дупликација.

Последователна промена на биоценозите кои последователно се појавуваат на иста територија под влијание на природни фактори или човечко влијание се нарекува сукцесија (сукцесија - континуитет, лат.). На пример, по шумски пожар, изгорената шума многу години е населена прво со треви, потоа со грмушки, потоа со листопадни дрвја и на крајот со иглолисни шуми. Во овој случај, последователните заедници кои се заменуваат една со друга се нарекуваат серии или фази. Крајниот резултат на сукцесијата ќе биде состојбата на стабилизиран екосистем - менопауза (кулминација - скалила, „зрел чекор“, гр.).

Сукцесијата која започнува во област која претходно не била окупирана се нарекува основно . Тие вклучуваат населби на лишаи на камења, кои последователно ќе ги заменат мововите, тревите и грмушките (сл. 3.8). Ако заедницата се развие на местото на постоечката (на пример, по пожар или искоренување, изградба на езерце или резервоар), тогаш зборуваме за секундарно сукцесија. Се разбира, брзината на сукцесија ќе варира. Примарните сукцесии може да потраат стотици или илјадници години, но секундарните сукцесии се случуваат побрзо.

Сите популации на производители, потрошувачи и хетеротрофи тесно комуницираат преку трофични синџири и на тој начин ја одржуваат структурата и интегритетот на биоценозите, ги координираат тековите на енергија и материјата и ја одредуваат регулацијата на нивната околина. Целиот збир на тела на живи организми кои ја населуваат Земјата е физички и хемиски унифициран, без оглед на нивната систематска припадност и се нарекува жива материја ( Законот за физичко и хемиско единство на живата материја од V.I. Vernadsky). Масата на живата материја е релативно мала и се проценува на 2,4-3,6 * 1012 тони (во сува тежина). Ако се распореди по целата површина на планетата, ќе добиете слој од само еден и пол сантиметар. Според В.И. Вернадски, овој „филм на животот“, кој е помалку од 10-6 од масата на другите школки на Земјата, е „една од најмоќните геохемиски сили на нашата планета“.

>> Еколошки пирамиди

Еколошки пирамиди

1. Што е прехранбена мрежа?
2. 2 Кои организми се произведувачи?
3. Како потрошувачите се разликуваат од производителите?

Трансфер на енергија во заедница.

Во секој трофичен синџир, не се користи целата храна за раст на поединци, односно за формирање на биомаса. Дел од него се троши на задоволување на енергетските трошоци на организмите: дишење, движење, репродукција, одржување на телесна температура итн. Следствено, во секоја наредна врска синџирот на исхранабиомасата се намалува. Вообичаено, колку е поголема масата на почетната алка на синџирот на исхрана, толку е поголема таа во следните врски.

Синџирот на исхрана е главниот канал за пренос на енергија во заедницата. Како што се оддалечувате од примарниот производител, неговата количина се намалува. Ова се должи на голем број причини.

Трансферот на енергија од едно ниво на друго никогаш не е комплетен. Дел од енергијата се губи при преработката на храната, а дел воопшто не се апсорбира од телото и се излачува од него со измет, а потоа се разградува од деструктори.

Дел од енергијата се губи како топлина за време на дишењето. Секое животно, движејќи се, лови, гради гнездо или врши други дејствија, врши работа за која е потребна енергија, како резултат на што повторно се ослободува топлина.

Падот на количината на енергија за време на преминот од едно трофичко ниво на друго (повисоко) го одредува бројот на овие нивоа и односот на предатори и плен. Се проценува дека секое дадено трофичко ниво добива околу 10% (или малку повеќе) од енергијата на претходното ниво. Затоа, вкупниот број на трофични нивоа ретко е повеќе од четири до шест.

Овој феномен, прикажан графички, се нарекува еколошка пирамида. Постојат пирамида од броеви (поединци), пирамида од биомаса и пирамида на енергија.

Основата на пирамидата е формирана од производители ( растенијата). Над нив се потрошувачи од прв ред (тревопасни животни). Следното ниво е претставено со потрошувачи од втор ред (предатори). И така натаму до врвот на пирамидата, која е окупирана од најголемите предатори. Висината на пирамидата обично одговара на должината на синџирот на исхрана.

Пирамидата на биомаса го покажува односот на биомасата на организмите од различни трофични нивоа, графички прикажан на таков начин што должината или површината на правоаголникот што одговара на одредено трофичко ниво е пропорционална со неговата биомаса (слика 136).

Содржина на лекцијата белешки за лекција и придружна рамка за презентација на лекција методи на забрзување и интерактивни технологии затворени вежби (само за употреба од наставникот) оценување Вежбајте задачи и вежби, самотестирање, работилници, лаборатории, случаи ниво на тежина на задачите: нормално, високо, олимпијада домашна задача Илустрации илустрации: видео клипови, аудио, фотографии, графикони, табели, стрипови, мултимедијални апстракти, совети за љубопитните, мамечки листови, хумор, параболи, шеги, изреки, крстозбори, цитати Додатоци екстерно независно тестирање (ЕТТ) учебници основни и дополнителни тематски празници, слогани статии национални карактеристики речник на термини друго Само за наставници