Šta odražava ekološka piramida? Ekološka piramida

1. Šta je mreža hrane?

Odgovori. Prehrambeni (trofički) lanac – niz vrsta biljaka, životinja, gljiva i mikroorganizama koji su međusobno povezani odnosom: hrana – potrošač. Mreža ishrane je sistem odnosa između lanaca ishrane.

2. Koji su organizmi proizvođači?

Odgovori. Proizvođači su organizmi sposobni sintetizirati organske tvari iz neorganskih, odnosno sve autotrofe. Ovo je u osnovi zelene biljke(sintetiziraju organske tvari iz neorganskih tvari tijekom procesa fotosinteze), međutim, neke vrste kemotrofnih bakterija su sposobne za čisto hemijsku sintezu organske tvari bez sunčeva svetlost.

3. Po čemu se potrošači razlikuju od proizvođača?

Pitanja nakon § 85

1. Šta je ekološka piramida? Koje procese u zajednici odražava?

Odgovori. Pad količine energije pri prelasku s jedne trofičkom nivou s druge (više) određuje broj ovih nivoa i odnos grabežljivaca i plijena. Procjenjuje se da bilo koji trofički nivo prima oko 10% (ili nešto više) energije prethodnog nivoa. Zbog toga ukupan broj Rijetko postoji više od četiri do šest trofičkih nivoa.

Ovaj fenomen, grafički prikazan, naziva se ekološka piramida. Postoje piramida brojeva (pojedinaca), piramida biomase i piramida energije.

Osnovu piramide čine proizvođači (biljke). Iznad njih su konzumenti prvog reda (biljojedi). Sljedeći nivo predstavljaju potrošače drugog reda (predatore). I tako sve do vrha piramide, koji zauzimaju najveći grabežljivci. Visina piramide obično odgovara dužini lanac ishrane.

Piramida biomase pokazuje omjer biomase organizama različitih trofičkih nivoa, prikazan grafički na način da je dužina ili površina pravokutnika koji odgovara određenom trofičkom nivou proporcionalna njegovoj biomasi

2. Koja je razlika između piramida brojeva i energije?

Odgovori. Ekološke piramide se mogu klasifikovati u tri glavna tipa:

Piramide brojeva, koje odražavaju broj pojedinačnih organizama; piramide biomase koje karakterišu ukupnu masu jedinki na svakom trofičkom nivou; proizvodne piramide koje karakterišu proizvodnju svakog trofičkog nivoa.

Populacione piramide su, po pravilu, najmanje informativne i indikativne, jer broj organizama jednog trofičkog nivoa u ekosustavu u velikoj mjeri ovisi o njihovoj veličini. Na primjer, masa jedne lisice jednaka je masi nekoliko stotina miševa.

Tipično, broj heterotrofnih organizama u ekosistemu je veći od autotrofnih. Jedno drvo (prvi trofički nivo) može hraniti do nekoliko hiljada insekata (drugi trofički nivo). S povećanjem trofičke razine heterotrofnih organizama, prosječna veličina jedinki koje se nalaze na njemu obično se povećava, a njihov broj se smanjuje. Stoga populacijske piramide u ekosistemima često izgledaju kao „božićno drvce“.

Piramide biomase mnogo bolje izražavaju odnose između različitih trofičkih nivoa ekosistema. Sve u svemu, biomasa je više niske nivoe premašuje biomasu viših. Međutim, postoje značajni izuzeci od ovog pravila. Na primjer, u morima je biomasa zooplanktona biljojeda značajno (ponekad 2-3 puta) veća od biomase fitoplanktona, kojeg predstavljaju uglavnom jednoćelijske alge. To se objašnjava činjenicom da zooplankton vrlo brzo pojede alge, ali ih od potpunog izjedanja štiti vrlo visoka stopa diobe njihovih stanica.

Većina full view Piramide proizvoda pružaju informacije o funkcionalnoj organizaciji ekosistema. U ovom slučaju, bolje je predstaviti proizvodne vrijednosti svakog trofičkog nivoa u pojedinačnim mjernim jedinicama, po mogućnosti u energetskim jedinicama. U ovom slučaju, piramide proizvoda će biti piramide energija.

Za razliku od piramida brojeva i biomase, koje odražavaju statiku sistema (tj. karakterišu broj organizama u ovog trenutka vrijeme), proizvodne piramide karakteriziraju brzinu prolaska energije hrane kroz trofičke lance. Ako se sve vrijednosti unosa i potrošnje energije u trofičkom lancu pravilno uzmu u obzir, tada će, u skladu s drugim zakonom termodinamike, piramide proizvoda uvijek imati ispravan oblik.

Broj i biomasa organizama koji se mogu održavati na bilo kojem nivou pod određenim uslovima ne zavise od količine fiksne energije koja je trenutno dostupna na prethodnom nivou (tj. od biomase potonjeg), već od brzine proizvodnje hrane na to.

3. Zašto populaciona piramida može biti ravna ili obrnuta?

Odgovori. Ako je stopa reprodukcije populacije plijena visoka, onda čak i uz nisku biomasu takva populacija može biti dovoljan izvor hrane za grabežljivce koji imaju veću biomasu, ali nisku stopu reprodukcije. Iz tog razloga, piramide obilja ili biomase mogu biti obrnute, tj. niski trofički nivoi mogu imati nižu gustinu i biomasu od viših nivoa.

Na primjer, mnogi insekti mogu živjeti i hraniti se na jednom drvetu (obrnuta populacijska piramida). Obrnuta piramida biomase karakteristična je za morske ekosisteme, gdje se primarni proizvođači (fitoplanktonske alge) vrlo brzo dijele, a njihovi potrošači (zooplanktonski rakovi) su znatno veći, ali se razmnožavaju mnogo sporije. Morski kralježnjaci imaju još veću masu i duge reproduktivne cikluse.

Izračunajte udio energije primljene na 5. trofičkom nivou, pod uslovom da je ukupno na nivou 1 bilo je 500 jedinica.

Odgovori. Prvi nivo je 500, drugi je 50, treći je 5, četvrti je 0,5, peti je 0,05 jedinica.

Trofička struktura biocenoze obično se prikazuje grafičkim modelima u obliku ekoloških piramida. Takve modele je 1927. razvio engleski zoolog C. Elton.

Ekološke piramide- to su grafički modeli (obično u obliku trokuta) koji odražavaju broj jedinki (piramida brojeva), količinu njihove biomase (piramida biomase) ili energiju sadržanu u njima (piramida energije) na svakom trofičkom nivou i što ukazuje na smanjenje svih pokazatelja sa povećanjem nivoa trofičnosti.

Postoje tri vrste ekoloških piramida.

Piramida brojeva

Piramida brojeva(obilje) odražava broj pojedinačnih organizama na svakom nivou. U ekologiji se populaciona piramida rijetko koristi, jer zbog velika količina pojedinaca na svakom trofičkom nivou, vrlo je teško prikazati strukturu biocenoze na istoj skali.

Da bismo razumjeli šta je piramida brojeva, dajmo primjer. Pretpostavimo da se u podnožju piramide nalazi 1000 tona trave, čija masa iznosi stotine miliona pojedinačnih vlati trave. Ova vegetacija će moći da prehrani 27 miliona skakavaca, koje, zauzvrat, može pojesti oko 90 hiljada žaba. Same žabe mogu poslužiti kao hrana za 300 pastrmki u ribnjaku. A ovo je količina ribe koju jedna osoba može pojesti za godinu dana! Tako se u podnožju piramide nalazi nekoliko stotina miliona vlati trave, a na njenom vrhu je jedna osoba. Ovo je jasan gubitak materije i energije tokom prelaska sa jednog trofičkog nivoa na drugi.

Ponekad postoje izuzeci od pravila piramide, a onda se moramo suočiti obrnuta piramida brojeva. To se može primijetiti u šumi, gdje na jednom drvetu žive insekti, kojima se hrane insektojedne ptice. Dakle, broj proizvođača je manji od broja potrošača.

Piramida biomase

piramida biomase - omjer između proizvođača i potrošača, izražen u njihovoj masi (ukupna suha težina, energetski sadržaj ili druga mjera ukupne žive tvari). Obično je u kopnenim biocenozama ukupna težina proizvođača veća od težine potrošača. Zauzvrat, ukupna težina potrošača prvog reda veća je od potrošača drugog reda, itd. Ako organizmi ne variraju previše u veličini, grafikon će obično formirati stepenastu piramidu sa suženim vrhom.

Američki ekolog R. Ricklefs objasnio je strukturu piramide biomase na sljedeći način: „U većini kopnenih zajednica, piramida biomase je slična piramidi produktivnosti. Ako sakupite sve organizme koji žive na nekoj livadi, tada će težina biljaka biti mnogo veća od težine svih pravokrilaca i kopitara koji se hrane ovim biljkama. Težina ovih biljojeda bit će, zauzvrat, veća od težine ptica i mačaka, koje čine nivo primarnih mesoždera, a ovi će potonji također težinom premašiti grabežljivce koji se njima hrane, ako ih ima. Jedan lav je prilično težak, ali lavovi su toliko rijetki da će njihova težina, izražena u gramima po 1 m2, biti beznačajna.”

Kao iu slučaju piramida brojeva, možete dobiti tzv obrnuta (obrnuta) piramida biomase, kada se ispostavi da je biomasa proizvođača manja od potrošača, a ponekad i razlagača, a u osnovi piramide nisu biljke, već životinje. Ovo se uglavnom odnosi na vodene ekosisteme. Na primjer, u oceanu s prilično visokom produktivnošću fitoplanktona ukupna tezina trenutno može biti manji od zooplanktona i krajnjeg potrošača (kitovi, velike ribe, školjke).

Piramida energije

Piramida energije odražava količinu protoka energije, brzinu prolaska mase hrane kroz lanac ishrane. O strukturi biocenoze u u većoj meri Ne utječe količina fiksne energije, već brzina proizvodnje hrane.

Sve ekološke piramide se grade po jednom pravilu, naime: u podnožju bilo koje piramide nalaze se zelene biljke, a pri izgradnji piramida dolazi do prirodnog smanjenja broja jedinki (piramida brojeva), njihove biomase od njene osnove do vrha. (piramida biomase) i energija koja prolazi kroz cijene hrane se uzima u obzir (piramida energije).

Američki ekolog R. Lindeman je 1942. godine formulisao zakon energetske piramide, prema kojem, u prosjeku, oko 10% energije primljene na prethodnom nivou prelazi sa jednog trofičkog nivoa na drugi kroz cijene hrane ekološka piramida. Ostatak energije troši se na podržavanje vitalnih procesa. Kao rezultat metaboličkih procesa, organizmi gube oko 90% sve energije u svakoj karici lanca ishrane. Dakle, da bi se dobio, na primjer, 1 kg smuđa, potrebno je potrošiti otprilike 10 kg riblje mlađi, 100 kg zooplanktona i 1000 kg fitoplanktona.

Opšti obrazac procesa prijenosa energije je sljedeći: znatno manje energije prolazi kroz gornje trofičke razine nego kroz niže. Zbog toga su velike grabežljive životinje uvijek rijetke, a nema grabežljivaca koji se hrane, na primjer, vukovima. U tom slučaju jednostavno se ne bi mogli prehraniti, vukova je tako malo.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Dobar posao na stranicu">

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://allbest.ru

Ministarstvo prosvjete i naukeomladina i sport Ukrajine

NTU "KhPI"

Odeljenje za nauku o radu i životnoj sredini

Esej

na temu: “Ekološke piramide”

Završeno: Art. gr. MT-30b

Mazanova Daria

Provjerio: prof. Dreval A. N.

Harkov grad

Uvod

1. Piramide brojeva

2. Piramide biomase

3. Piramide energije

Zaključak

Bibliografija

Uvod

Ekološka piramida - grafičke slike odnosi između proizvođača i potrošača na svim nivoima (biljojedi, grabežljivci, vrste koje se hrane drugim grabežljivcima) u ekosistemu. Efekt piramide grafički modeli 1927. razvio C. Elton.

Pravilo ekološke piramide je da količina biljne materije, koja služi kao osnova lanca ishrane, otprilike je 10 puta veća od mase biljojeda, a svaki sljedeći nivo hrane također ima 10 puta manju masu. Ovo pravilo je poznato kao Lindemannovo pravilo ili pravilo 10%.

Lanac međusobno povezanih vrsta koje sukcesivno izvlače organsku materiju i energiju iz izvorne prehrambene supstance. Svaka prethodna karika u lancu ishrane je hrana za sledeću kariku.

Evo jednostavnog primjera ekološke piramide:

Neka se jedna osoba hrani sa 300 pastrmki godinu dana. Za hranu im je potrebno 90 hiljada punoglavaca žaba. Za ishranu ovih punoglavaca potrebno je 27.000.000 insekata, koji godišnje potroše 1.000 tona trave. Ako osoba jede biljnu hranu, tada se svi međustepeni piramide mogu izbaciti i tada 1.000 tona biljne biomase može prehraniti 1.000 puta više ljudi.

1. Piramidebroj

Proučavati odnose između organizama u ekosistemu i do grafički prikaz Za ove odnose, prikladnije je koristiti ekološke piramide, a ne dijagrame mreže hrane. U ovom slučaju se prvo broji broj različitih organizama na određenoj teritoriji, grupirajući ih po trofičkim razinama.

Nakon takvih proračuna postaje očito da se broj životinja progresivno smanjuje tijekom prijelaza s drugog trofičkog nivoa na sljedeće. Broj biljaka na prvom trofičkom nivou također često premašuje broj životinja koje čine drugi nivo. Ovo se može prikazati kao piramida brojeva.

Radi praktičnosti, broj organizama na datom trofičkom nivou može se predstaviti kao pravougaonik, čija je dužina (ili površina) proporcionalna broju organizama koji žive u datom području (ili u dati volumen, ako se radi o vodenom ekosistemu

2. Piramidebiomasa

Neugodnosti povezane s korištenjem populacijskih piramida mogu se izbjeći izgradnjom piramida biomase, koje uzimaju u obzir ukupnu masu organizama (biomasu) svakog trofičkog nivoa.

Određivanje biomase ne uključuje samo brojanje, već i vaganje pojedinačnih jedinki, pa je to radno intenzivni proces koji zahtijeva više vremena i posebnu opremu.

Dakle, pravokutnici u piramidama biomase predstavljaju masu organizama na svakom trofičkom nivou po jedinici površine ili zapremine.

Prilikom uzorkovanja, drugim riječima, u datom trenutku, uvijek se određuje takozvana stajaća biomasa, ili stajaći prinos. Važno je shvatiti da ova vrijednost ne sadrži nikakvu informaciju o stopi proizvodnje (produktivnosti) biomase ili njenoj potrošnji; inače se greške mogu pojaviti iz dva razloga:

1. Ako stopa potrošnje biomase (gubitak zbog potrošnje) približno odgovara stopi njenog formiranja, tada usjev ne znači nužno produktivnost, tj. količinu energije i materije koja se kreće s jednog trofičkog nivoa na drugi tokom vremenski period ovog perioda vrijeme, na primjer godinu dana.

Dakle, na plodnom, intenzivno korišćenom pašnjaku, prinos stajaće trave može biti manji, a produktivnost veća nego na manje plodnoj, ali malo korištenoj za ispašu.

2. Male proizvođače, kao što su alge, karakteriše visoka stopa obnavljanja, odnosno visoka stopa rasta i reprodukcije, uravnotežena njihovom intenzivnom potrošnjom u hranu drugih organizama i prirodnom smrću.

Stoga, iako stajaća biomasa može biti mala u poređenju sa velikim proizvođačima (kao što su drveće), produktivnost ne mora biti manja jer drveće akumulira biomasu tokom dugih vremenskih perioda.

Drugim riječima, fitoplankton sa istom produktivnošću kao drvo imat će mnogo manje biomase, iako bi mogao izdržavati istu masu životinja.

Općenito, populacije velikih i dugovječnih biljaka i životinja imaju niža brzina obnavljaju u odnosu na male i kratkotrajne, te akumuliraju materiju i energiju u dužem vremenskom periodu.

Zooplankton ima veću biomasu od fitoplanktona kojim se hrane. To je tipično za planktonske zajednice jezera i mora u određeno vrijeme godine; biomasa fitoplanktona je veća od biomase zooplanktona tokom prolećnog „cvetanja“, ali je u drugim periodima moguć suprotan odnos. Takve očigledne anomalije mogu se izbjeći korištenjem energetskih piramida.

3. Piramideenergije

biomasa populacije ekosistema

Organizmi u ekosistemu povezani su zajedničkom energijom i nutrijentima. Čitav ekosistem se može uporediti sa jednim mehanizmom koji troši energiju i hranljive materije za obavljanje posla. Nutrijenti u početku potiču iz abiotičke komponente sistema, u koju se na kraju vraćaju ili kao otpadni proizvodi ili nakon smrti i uništenja organizama. Dakle, u ekosistemu dolazi do ciklusa nutrijenata, u kojem učestvuju i žive i nežive komponente. Pogonska snaga Ovi ciklusi se na kraju pokreću energijom Sunca. Fotosintetski organizmi direktno koriste energiju sunčeve svjetlosti, a zatim je prenose na druge predstavnike biotičke komponente.

Rezultat je protok energije i nutrijenata kroz ekosistem. Energija može postojati u različitim konvertibilnim oblicima, kao što su mehanički, hemijski, termalni i Električna energija. Prijelaz iz jednog oblika u drugi naziva se konverzija energije. Za razliku od cikličkog toka tvari u ekosistemu, tok energije je kao jednosmjerna ulica. Energija ulazi u ekosisteme sa Sunca i, postepeno prelazeći iz jednog oblika u drugi, raspršuje se u obliku toplote, gubi se u beskrajnom svemiru.

Takođe treba napomenuti da klimatski faktori abiotičke komponente, kao što su temperatura, kretanje atmosfere, isparavanje i padavine, također su regulirane opskrbom solarna energija. Dakle, svi živi organizmi su pretvarači energije i svaki put kada se energija pretvara, dio se gubi u obliku topline. Na kraju, sva energija koja ulazi u biotičku komponentu ekosistema se raspršuje kao toplota. R. Lindemann je 1942. godine formulisao zakon piramide energija, odnosno zakon (pravilo) od 10%, prema kojem se sa jednog trofičkog nivoa ekološke piramide prelazi na drugi, viši nivo (po „ljestvici“: proizvođač potrošački razlagač) u prosjeku oko 10 % energije primljene na prethodnom nivou ekološke piramide.

Obrnuti tok povezan sa potrošnjom supstanci i energije koju proizvodi gornji nivo ekološke piramide ka njenim nižim nivoima, na primer od životinja ka biljkama, mnogo je slabiji, ne više od 0,5% (čak 0,25%) njegovog ukupnog protoka, te stoga govorimo o ciklusu nema energije u biocenozi. Ako energija tokom prelaska na više visoki nivo ekološka piramida se gubi deset puta, a zatim se otprilike u istom omjeru povećava nakupljanje niza tvari, uključujući otrovne i radioaktivne.

Ova činjenica je fiksirana u pravilu biološkog poboljšanja. To vrijedi za sve cenoze. Sa konstantnim protokom energije mreža za hranu ili manjim lancima kopnenih organizama sa visokim specifičnim metabolizmom stvaraju relativno manje biomase od velikih.

Zbog toga se zbog antropogenog narušavanja prirode usitnjavaju „prosječne“ jedinke koje žive na kopnu; Ovo bi neminovno trebalo da dovede do opšteg smanjenja relativne produktivnosti kopnenih organizama i termodinamičkog poremećaja u biosistemima, uključujući zajednice i biocenoze.

Nestanak vrsta sastavljenih od krupnih jedinki mijenja materijalnu i energetsku strukturu cenoza. Kako se protok energije koji prolazi kroz biocenozu i ekosistem u cjelini praktički ne mijenja (inače bi došlo do promjene tipa cenoze), aktiviraju se mehanizmi biocenotičkog, odnosno ekološkog, dupliciranja: organizmi iste trofičke grupe i nivoa. ekološke piramide prirodno zamjenjuju jedna drugu. Štaviše, mala vrsta zauzima mjesto velike, evolucijski niže organizirana istiskuje više organiziranu, genetski pokretljivija zamjenjuje manje genetski varijabilnu. Dakle, kada se kopitari istrebljuju u stepi, zamjenjuju ih glodavci, au nekim slučajevima i biljojedi insekti.

Drugim riječima, u antropogenom je poremećaju energetski bilans prirodno stepskih ekosistema treba tražiti jedan od razloga za sve veću učestalost invazija skakavaca. U nedostatku grabežljivaca u slivovima južnog Sahalina, sivi štakor igra njihovu ulogu u bambusovim šumama.

Možda je to isti mehanizam za nastanak novog zarazne bolesti osoba. U nekim slučajevima, potpuno novi ekološka niša, au drugima, borba protiv bolesti i uništavanje njihovih patogena oslobađa takvu nišu u ljudskoj populaciji. Čak 13 godina prije otkrića HIV-a, predviđana je vjerovatnoća pojave “bolesti slične gripi sa visokim mortalitetom”.

Zaključak

Očigledno je da su sistemi koji su u suprotnosti sa prirodnim principima i zakonima nestabilni. Pokušaji njihovog očuvanja postaju sve skuplji i teži, au svakom slučaju osuđeni na neuspjeh.

Kada proučavamo zakonitosti funkcionisanja ekosistema, imamo posla sa protokom energije koji prolazi kroz određeni ekosistem. Brzina akumulacije energije u obliku organska materija, koji se može koristiti za hranu, važan je parametar, jer određuje ukupni protok energije kroz biotičku komponentu ekosistema, a samim tim i broj (biomasu) životinjskih organizama koji mogu postojati u ekosistemu.

“Žetva” znači uklanjanje iz ekosistema onih organizama ili njihovih dijelova koji se koriste za hranu (ili druge svrhe). Istovremeno, poželjno je da ekosistem proizvodi jestive proizvode što efikasnije. Racionalno upravljanje životnom sredinom jedini izlaz iz situacije.

Opšti zadatak racionalnog upravljanja prirodnim resursima je odabir najboljih, odnosno optimalnih načina za eksploataciju prirodnih i vještačkih (na primjer, u poljoprivredi) ekosistema. Štaviše, eksploatacija znači ne samo žetvu, već i izlaganje određenim vrstama ekonomska aktivnost o uslovima postojanja prirodnih biogeocenoza. dakle, racionalno korišćenje prirodni resursi uključuje stvaranje uravnotežene poljoprivredne proizvodnje koja ne iscrpljuje tlo i vodni resursi i ne zagađuje zemlju i hranu; očuvanje prirodnih pejzaža i osiguravanje čistoće okruženje, održavanje normalnog funkcionisanja ekosistema i njihovih kompleksa, održavanje biološka raznolikost prirodne zajednice na planeti.

Listaknjiževnost

1. Reimers N. F. Ecology. M., 1994.

2. Reimers N. F. Popularni biološki rječnik.

3. Nebel B. Nauka o životnoj sredini: Kako funkcioniše svet. U 2 toma M.: Mir, 1993.

4. Goldfein M.D., Kozhevnikov N.V. i dr. Problemi života u životnoj sredini.

5. Revvel P., Revvel Ch. M., 1994.

Objavljeno na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Karakteristično starosna struktura populacije. Proučavanje promjena njegovih glavnih bioloških karakteristika (broj, biomasa i struktura populacije). Vrste ekoloških interakcija između organizama. Uloga konkurencije u podjeli staništa.

sažetak, dodan 08.07.2010


Pojam i klasifikacija faktora sredine. Odnosi između proizvođača i potrošača na svim nivoima u ekosistemu. Biološko zagađenje životne sredine. Vrste pravne odgovornosti zvaničnici za kršenje životne sredine.

test, dodano 12.02.2015


Razmatranje odnosa između pašnjaka i detritusnih lanaca. Izgradnja piramida brojeva, biomase i energije. Poređenje glavnih karakteristika vodenih i kopnenih ekosistema. Vrste biogeohemijskih ciklusa u prirodi. Koncept ozonskog omotača stratosfere.

prezentacija, dodano 19.10.2014


test, dodano 28.09.2010


Uloga prirode u ljudskom životu i društvu. Pogrešni trendovi u upravljanju životnom sredinom. Antropogeni faktori promjene u prirodi. Zakoni ekologije B. Commoner. Globalni modeli i prognoze razvoja prirode i društva. Koncept ekološkog imperativa.

sažetak, dodan 19.05.2010


Dinamička i statička svojstva populacija. Kruženje supstanci i protok energije u ekosistemu. Osnovne odredbe doktrine o biosferi i noosferi. Strategija održivi razvoj civilizacija. Antropogeni faktori nestabilnosti u biosferi.

kurs predavanja, dodato 16.10.2012


Upoznavanje sa karakteristikama trofičkih nivoa u ekosistemu. Razmatranje osnova prenosa materije i energije duž lanca ishrane, potrošnje i razgradnje. Analiza pravila piramide bioloških proizvoda - obrasci stvaranja biomase u lancima ishrane.

prezentacija, dodano 21.01.2015


Koncept biogenih elemenata. Prirodni ciklus sumpora. Vrste ekoloških piramida. Piramide biomase, brojeva i energije. „Agenda 21“, principi održivog razvoja. Program podrške za Bjelorusiju njemačke vlade.

test, dodano 05.05.2012


Bajkalska epišura je dominantna vrsta zooplanktona u ekosistemu vodenog stuba jezera Bajkal, a dinamika njegovih populacija je odlučujući faktor u trofičkim odnosima u pelagičkoj zoni jezera. Veza između sezonske dinamike starosne i polne strukture i brojnosti.

članak, dodan 02.06.2015


Stanište, klasifikacija faktori životne sredine. Tokovi energije u ekosistemu, ekološke piramide. Mjere za sprječavanje i uklanjanje zagađenja tla neorganskim otpadom i emisijama. Licenca, ugovor i ograničenja korištenja prirodnih resursa.

Može se grafički prikazati u obliku takozvanih ekoloških piramida. Osnova piramide je nivo proizvođača, a sledeći nivoi ishrane čine spratove i vrh piramide. Postoje tri glavne vrste ekoloških piramida:

1. Piramida brojeva koji odražavaju broj organizama na svakom nivou;
2. Piramida biomase koja karakteriše masu žive materije - ukupna suha težina, sadržaj kalorija, itd.;
3. Piramida proizvodnje (energije) univerzalne prirode, koja pokazuje promjenu primarne proizvodnje (ili energije) na uzastopnim trofičkim nivoima.

Regular piramide brojeva za lance pašnjaka imaju vrlo široku osnovu i oštro suženje prema krajnjim potrošačima. U ovom slučaju, brojevi "koraka" razlikuju se za najmanje 1-3 reda veličine. Ali to vrijedi samo za zeljaste zajednice - livadske ili stepske biocenoze.

Slika se dramatično mijenja ako uzmemo u obzir šumsku zajednicu (hiljade fitofaga se mogu hraniti na jednom drvetu) ili ako se različiti fitofagi kao što su lisne uši i slonovi pojavljuju na istom trofičkom nivou. Ovo izobličenje se može prevazići piramide biomase.

U kopnenim ekosistemima, biomasa biljaka je uvijek značajno veća od biomase životinja, a biomasa fitofaga uvijek je veća od biomase zoofaga.

Piramide biomase za vodene, posebno morske ekosisteme izgledaju drugačije: biomasa životinja je obično mnogo veća od biomase biljaka. Ova „netačnost“ je zbog činjenice da piramide biomase ne uzimaju u obzir trajanje postojanja generacija jedinki na različitim trofičkim nivoima, brzinu formiranja i potrošnju biomase. Glavni proizvođač morskih ekosistema je fitoplankton, koji ima veliki reproduktivni potencijal i brzu smjenu generacija. Za vrijeme dok ribe grabežljivci (a još više morževi i kitovi) ne akumuliraju svoju biomasu, promijenit će se mnoge generacije fitoplanktona čija je ukupna biomasa mnogo veća. Zbog toga na univerzalan način izrazi trofičke strukture ekosistema su piramide brzina formiranja žive materije, drugim riječima, piramide energija.

Savršeniji odraz uticaja trofičkih odnosa na ekosistem je pravilo piramide proizvoda (energija): Na svakom prethodnom trofičkom nivou, količina stvorene biomase po jedinici vremena (ili energije) je veća nego na sljedećem. Proizvodna piramida odražava zakone trošenja energije u trofičkim lancima.

Na kraju krajeva, sva tri pravila piramide odražavaju energetske odnose u ekosistemu, a piramida proizvoda (energije) je univerzalne prirode.

U prirodi, u stabilnim sistemima, biomasa se neznatno mijenja, tj. priroda nastoji da iskoristi svu svoju bruto proizvodnju. Poznavanje energije ekosistema i njegovih kvantitativnih pokazatelja omogućavaju da se tačno uzme u obzir mogućnost povlačenja iz prirodni ekosistem jednu ili drugu količinu biljke i životinjska biomasa bez potkopavanja njegove produktivnosti.

Osoba prima dosta proizvoda od prirodni sistemi, međutim, glavni izvor hrane za njega je Poljoprivreda. Stvorivši agroekosisteme, čovjek nastoji da dobije što više čistih vegetacijskih proizvoda, ali pola biljne mase treba potrošiti na ishranu biljojeda, ptica itd., značajan dio proizvoda odlazi u industriju i gubi se u otpadu. , tj. i tu se gubi oko 90% neto proizvodnje, a samo oko 10% se direktno koristi za ljudsku ishranu.

U bilo kojem trofičkom lancu ne koristi se sva hrana za rast pojedinca, tj. za akumulaciju svoje biomase. Dio se troši na podmirenje energetskih troškova tijela (disanje, kretanje, reprodukcija, održavanje tjelesne temperature).

U ovom slučaju, biomasa jedne karike ne može se potpuno obraditi sljedećom, a u svakoj narednoj karici trofičkog lanca dolazi do smanjenja biomase.

U prosjeku se vjeruje da samo oko 10% biomase i energije povezane s njom prelazi sa svakog trofičkog nivoa na sljedeći, tj. Proizvodnja organizama svakog sljedećeg trofičkog nivoa je uvijek manja u prosjeku 10 puta od proizvodnje prethodnog nivoa.

Na primjer, u prosjeku 1000 kg biljaka proizvodi 100 kg biomase biljojeda (potrošača prvog reda). Mesojedi (potrošači drugog reda), koji se hrane biljojedima, iz ove količine mogu sintetizirati 10 kg svoje biomase, a grabežljivci (potrošači trećeg reda), koji se hrane mesožderima, sintetiziraju samo 1 kg svoje biomase.

Dakle , ukupna biomasa, energija sadržana u njoj, kao i broj jedinki progresivno se smanjuju kako se uzdižu kroz trofičke nivoe.

Ovaj obrazac se zove pravila ekološke piramide.

Ovu pojavu je prvi proučavao Charles Elton (1927) i dao joj je ime piramida brojeva ili Eltonova piramida.

Ekološka piramida - ovo je grafički prikaz odnosa između proizvođača i potrošača različitih redova, izražen u jedinicama biomase (piramida biomase), broj pojedinaca (piramida brojeva) ili energija sadržana u masi žive materije (energetska piramida) ( sl.6).

Fig.6. Ekološki piramidalni dijagram.

Ekološka piramida izražava trofičku strukturu ekosistema u geometrijskom obliku.

Postoje tri glavne vrste ekoloških piramida: piramida brojeva (brojeva), piramida biomase i piramida energije.

1) piramide brojeva, na osnovu broja organizama na svakom trofičkom nivou; 2) piramide biomase, koji koriste ukupnu (obično suhu) masu organizama na svakom trofičkom nivou; 3) energetske piramide, uzimajući u obzir energetski intenzitet organizama na svakom trofičkom nivou.

Piramide energije smatraju se najvažnijim jer se direktno bave osnovom odnosa hrane - protokom energije neophodne za život svakog organizma.

Piramida brojeva (brojeva)

Piramida brojeva (obilje) ili Eltonova piramida odražava broj pojedinačnih organizama na svakom trofičkom nivou.

Populaciona piramida predstavlja najjednostavniju aproksimaciju proučavanju trofičke strukture ekosistema.

U ovom slučaju, broj organizama na datoj teritoriji se prvo prebrojava, grupira se po trofičkim nivoima i predstavlja u obliku pravokutnika, čija je dužina (ili površina) proporcionalna broju organizama koji žive na datom području ( ili u datom volumenu, ako je riječ o vodenom ekosistemu).

Populaciona piramida može imati pravilan oblik, tj. sužava se prema gore (pravilna ili ravna), a možda i sa obrnutim vrhom prema dolje (obrnuto ili obrnuto) Sl. 7.

ispravno (pravo) obrnuto (obrnuto)

(ribnjak, jezero, livada, stepa, pašnjak, itd.) (šuma umjerena zona ljeti, itd.)

Fig.7. Piramida brojeva (1 – tačno; 2 – obrnuto)

Populaciona piramida ima pravilan oblik, tj. se sužava pri prelasku sa nivoa proizvođača na više trofičke nivoe, za vodene ekosisteme (bara, jezero, itd.) i kopnene ekosisteme (livade, stepe, pašnjaci itd.).

Na primjer:

hiljadu jedinki fitoplanktona u malom ribnjaku može nahraniti 100 jedinki malih rakova - potrošača prvog reda, koji će zauzvrat hraniti 10 jedinki ribe - potrošača drugog reda, što će biti dovoljno za hranjenje 1 smuđa - trećeg reda potrošača.

Populaciona piramida za neke ekosisteme, kao što su šume umjerenog područja, je obrnuta.

Na primjer:

U umjerenim šumama ljeti mali broj velikih stabala - proizvođača - osigurava hranu za ogroman broj malih fitofagnih insekata i ptica - potrošača prvog reda.

Međutim, u ekologiji se populacijska piramida rijetko koristi, jer je zbog velikog broja jedinki na svakom trofičkom nivou vrlo teško prikazati strukturu biocenoze u istoj skali.

Piramida biomase

Piramida biomase potpunije odražava nutritivne odnose u ekosistemu, budući da uzima u obzir ukupnu masu organizama (biomasu) svakog trofičkog nivoa.

Pravokutnici u piramidama biomase prikazati masu organizama svakog trofičkog nivoa po jedinici površine ili zapremine.

Piramide biomase, baš kao i populacione piramide, mogu biti ne samo ispravan oblik, ali i obrnuto (obrnuto) sl. 8.

Potrošači 3. reda

Potrošači 2. reda

Potrošači 1. reda

Proizvođači

ispravno (pravo) obrnuto (obrnuto)

(kopneni ekosistemi: (vodeni ekosistemi: jezero,

livada, polje itd.) ribnjak a posebno more

ekosistemi)

Fig.7. Piramida biomase (1 – ispravno; 2 – obrnuto)

Za većinu kopnenih ekosistema (livada, polje, itd.), ukupna biomasa svakog sljedećeg trofičkog nivoa lanca ishrane opada.

Time se stvara piramida biomase, u kojoj značajno prevladavaju proizvođači, a iznad njih se postepeno smanjuju trofični nivoi potrošača, tj. Piramida biomase ima pravilan oblik.

Na primjer:

u prosjeku se od 1000 kg biljaka formira 100 kg tijela biljojeda - konzumenata prvog reda (fitofaga). Mesojedi - konzumenti drugog reda, koji jedu biljojede, mogu iz ove količine sintetizirati 10 kg svoje biomase. A grabežljivci - potrošači trećeg reda, hraneći se mesožderima, sintetiziraju samo 1 kg svoje biomase.

U vodenim ekosistemima (jezero, ribnjak, itd.) piramida biomase može biti inverzna, gdje biomasa potrošača prevladava nad biomasom proizvođača.

To se objašnjava činjenicom da je u vodenim ekosustavima proizvođač mikroskopski fitoplankton, koji brzo raste i razmnožava se), koji u dovoljnim količinama kontinuirano opskrbljuje živom hranom potrošače, koji rastu i razmnožavaju se mnogo sporije. Zooplankton (ili druge životinje koje se hrane fitoplanktonom) akumuliraju biomasu godinama i decenijama, dok fitoplankton ima izuzetno kratak životni vijek (nekoliko dana ili sati).