Tiểu sử Đặc điểm Phân tích

Những loại hình tháp sinh thái nào có thể đảo ngược. Kim tự tháp sinh thái - Đại siêu thị tri thức

Là kết quả của các mối quan hệ dinh dưỡng phức tạp giữa các sinh vật khác nhau, các liên kết dinh dưỡng (thức ăn) hoặc chuỗi thức ăn. Chuỗi thức ăn thường bao gồm một số mắt xích:

người sản xuất - người tiêu dùng - người phân hủy.

kim tự tháp sinh thái- lượng thực vật làm cơ sở cho dinh dưỡng lớn hơn nhiều lần so với tổng khối lượng của động vật ăn cỏ và khối lượng của mỗi mắt xích tiếp theo chuỗi thức ănít hơn hình trước (Hình 54).

Kim tự tháp sinh thái là một biểu diễn đồ họa về mối quan hệ giữa người sản xuất, người tiêu dùng và sinh vật phân hủy trong một hệ sinh thái.

Cơm. 54. Sơ đồ đơn giản của kim tự tháp sinh thái

hoặc kim tự tháp số (theo Korobkin, 2006)

Mô hình đồ họa của kim tự tháp được phát triển vào năm 1927 bởi một nhà động vật học người Mỹ Charles Elton. Phần đáy của kim tự tháp là cấp độ dinh dưỡng đầu tiên - cấp độ của người sản xuất và các tầng tiếp theo của kim tự tháp được hình thành bởi các cấp độ tiếp theo - người tiêu dùng với nhiều đơn đặt hàng khác nhau. Chiều cao của tất cả các khối là như nhau, và chiều dài tỷ lệ với số lượng, sinh khối hoặc năng lượng ở mức tương ứng. Có ba cách để xây dựng kim tự tháp sinh thái.

1. Kim tự tháp số (số) phản ánh số lượng cá thể sinh vật ở mỗi cấp (xem Hình 55). Ví dụ, để nuôi một con sói, bạn cần ít nhất một vài con thỏ rừng mà nó có thể săn được; Để nuôi những con thỏ rừng này, bạn cần một số lượng khá lớn các loại cây khác nhau. Đôi khi kim tự tháp của các con số có thể bị đảo ngược hoặc bị đảo ngược. Điều này áp dụng cho các chuỗi thức ăn rừng, khi cây cối đóng vai trò là người sản xuất và côn trùng là người tiêu thụ chính. Trong trường hợp này, cấp độ của người tiêu dùng sơ cấp phong phú hơn về số lượng so với cấp độ của người sản xuất (một số lượng lớn côn trùng ăn trên một cây).

2. Kim tự tháp sinh khối tỷ lệ khối lượng của các sinh vật khác nhau mức độ dinh dưỡng. Thông thường trong các mũi tiêm sinh học trên cạn Tổng khối lượng có nhiều nhà sản xuất hơn mỗi liên kết tiếp theo. Đổi lại, tổng khối lượng người tiêu dùng đặt hàng đầu tiên lớn hơn so với người tiêu dùng thứ hai, v.v. Nếu các sinh vật không khác nhau quá nhiều về kích thước, thì biểu đồ thường cho thấy một kim tự tháp bậc với đỉnh thuôn nhọn. Vì vậy, để hình thành 1 kg thịt bò, cần 70–90 kg cỏ tươi.

Trong các hệ sinh thái dưới nước, cũng có thể thu được hình tháp sinh khối đảo ngược hoặc đảo ngược, khi sinh khối của người sản xuất ít hơn sinh khối của người tiêu dùng, và đôi khi là chất phân hủy. Ví dụ, trong đại dương, với năng suất khá cao của thực vật phù du, tổng khối lượng của nó tại một thời điểm nhất định có thể ít hơn khối lượng của sinh vật tiêu thụ (cá voi, cá to, động vật có vỏ) (Hình. 55).



Cơm. 55. Kim tự tháp sinh khối của một số biocenose (theo Korobkin, 2004):

P - người sản xuất; RK - người tiêu dùng ăn cỏ; PC - người tiêu dùng ăn thịt;

F, thực vật phù du; 3 - động vật phù du (kim tự tháp sinh khối ngoài cùng bên phải có hình chiếu ngược)

Các kim tự tháp về số lượng và sinh khối phản ánh tĩnh hệ thống, tức là, đặc trưng cho số lượng hoặc sinh khối của sinh vật trong một khoảng thời gian nhất định. Họ không cho thông tin đầy đủ về cấu trúc dinh dưỡng của hệ sinh thái, mặc dù chúng cho phép giải quyết một số vấn đề thực tế, đặc biệt là những vấn đề liên quan đến việc duy trì sự ổn định của hệ sinh thái. Ví dụ, kim tự tháp số giúp chúng ta có thể tính toán giá trị cho phép của việc đánh bắt cá hoặc bắn động vật trong thời kỳ săn bắn mà không ảnh hưởng đến việc sinh sản bình thường của chúng.

3. kim tự tháp năng lượng phản ánh lượng dòng năng lượng, tốc độ di chuyển của một khối lượng thức ăn trong chuỗi thức ăn. Cấu trúc của tầng sinh môn bị ảnh hưởng phần lớn không phải bởi lượng năng lượng cố định, mà bởi tốc độ sản xuất lương thực (Hình 56).

Người ta đã xác định rằng lượng năng lượng tối đa được chuyển đến mức dinh dưỡng tiếp theo trong một số trường hợp có thể là 30% so với mức trước đó, và đây là trường hợp tốt nhất. Trong nhiều loại biocenose, chuỗi thức ăn, giá trị của năng lượng chuyển giao có thể chỉ là 1%.

Cơm. 56. Kim tự tháp năng lượng (luật 10% hoặc 10: 1),

(theo Tsvetkova, 1999)

Năm 1942, nhà sinh thái học người Mỹ R. Lindeman đã đưa ra công thức định luật kim tự tháp năng lượng (định luật 10 phần trăm), theo đó, trung bình có khoảng 10% năng lượng nhận được của cấp trước của kim tự tháp sinh thái chuyển từ cấp độ dinh dưỡng này qua chuỗi thức ăn sang cấp độ dinh dưỡng khác. Phần còn lại của năng lượng bị mất như bức xạ nhiệt, vận động, v.v ... Kết quả của quá trình trao đổi chất, sinh vật mất khoảng 90% năng lượng dành cho việc duy trì hoạt động sống của chúng trong mỗi mắt xích của chuỗi thức ăn.

Nếu thỏ ăn 10 kg khối lượng thực vật, khi đó khối lượng riêng của nó có thể tăng thêm 1 kg. Cáo hay sói ăn 1 kg thỏ rừng thì khối lượng của nó chỉ tăng thêm 100 g. Ở cây thân gỗ, tỷ lệ này thấp hơn nhiều do gỗ bị sinh vật hấp thụ kém. Đối với cỏ và tảo, giá trị này cao hơn nhiều, vì chúng không có các mô khó tiêu hóa. Tuy nhiên Mô hình chung quá trình truyền năng lượng vẫn duy trì: năng lượng đi qua các tầng dinh dưỡng phía trên ít hơn nhiều so với các tầng thấp hơn.

Đó là lý do tại sao các chuỗi thức ăn thường không thể có nhiều hơn 3-5 (hiếm khi là 6) mắt xích, và các kim tự tháp sinh thái không thể bao gồm một số lượng lớn các tầng. Đối với mắt xích cuối cùng của chuỗi thức ăn, cũng như ở tầng trên cùng của kim tự tháp sinh thái, sẽ có rất ít năng lượng sẽ không đủ nếu số lượng sinh vật tăng lên.

Gửi công việc tốt của bạn trong cơ sở kiến ​​thức là đơn giản. Sử dụng biểu mẫu bên dưới

Làm tốt lắmđến trang web ">

Các sinh viên, nghiên cứu sinh, các nhà khoa học trẻ sử dụng nền tảng tri thức trong học tập và làm việc sẽ rất biết ơn các bạn.

Đăng trên http://allbest.ru

Bộ Giáo dục và Khoa họcthanh niên và thể thao của Ukraine

NTU "KhPI"

Bộ Lao động và Môi trường

trừu tượng

về chủ đề: "Kim tự tháp sinh thái"

Đã hoàn thành: Art. gr. MT-30b

Mazanova Daria

Kiểm tra bởi GS. Dreval A. N.

Thị trấn Harkov

Giới thiệu

1. Kim tự tháp số

2. Kim tự tháp sinh khối

3. Kim tự tháp năng lượng

Sự kết luận

Thư mục

Giới thiệu

Kim tự tháp sinh thái là sự thể hiện bằng hình ảnh mối quan hệ giữa người sản xuất và người tiêu dùng ở mọi cấp độ (động vật ăn cỏ, động vật ăn thịt, loài ăn thịt động vật ăn thịt khác) trong một hệ sinh thái. Hiệu ứng kim tự tháp ở dạng mô hình đồ họa phát triển vào năm 1927 bởi C. Elton.

Quy luật của kim tự tháp sinh thái là lượng vật chất thực vật đóng vai trò là cơ sở của chuỗi thức ăn lớn hơn khối lượng động vật ăn cỏ khoảng 10 lần, và mỗi bậc thức ăn tiếp theo cũng có khối lượng nhỏ hơn 10 lần. Quy tắc này được gọi là quy tắc Lindemann hoặc quy tắc 10%.

Một chuỗi các loài liên kết với nhau, chiết xuất liên tiếp chất hữu cơ và năng lượng từ chất thực phẩm ban đầu. Mỗi mắt xích trước trong chuỗi thức ăn là thức ăn cho mắt xích sau.

Đây là một ví dụ đơn giản về kim tự tháp sinh thái:

Cho một người trong năm có thể được cho ăn 300 con cá hồi. Đối với thức ăn của chúng, cần 90 nghìn con nòng nọc ếch. Để nuôi những con nòng nọc này, cần 27.000.000 con côn trùng, tiêu thụ 1.000 tấn cỏ mỗi năm. Nếu một người ăn thức ăn thực vật, thì tất cả các bậc trung gian của kim tự tháp có thể bị văng ra ngoài và sau đó 1.000 tấn sinh khối thực vật có thể nuôi sống số người gấp 1.000 lần.

1. kim tự thápcon số

Nghiên cứu mối quan hệ giữa các sinh vật trong hệ sinh thái và Biểu diễn đồ họaĐối với những mối quan hệ này, sẽ thuận tiện hơn nếu không sử dụng sơ đồ lưới thức ăn mà sử dụng các kim tự tháp sinh thái. Trong trường hợp này, số lượng các sinh vật khác nhau trong một vùng lãnh thổ nhất định trước tiên được tính toán, phân nhóm chúng theo mức độ dinh dưỡng.

Sau khi tính toán như vậy, rõ ràng là số lượng động vật giảm dần trong quá trình chuyển đổi từ cấp độ dinh dưỡng thứ hai sang cấp độ dinh dưỡng tiếp theo. Số lượng thực vật của cấp độ dinh dưỡng thứ nhất cũng thường vượt quá số lượng động vật tạo nên cấp độ thứ hai. Điều này có thể được hiển thị dưới dạng một kim tự tháp của các con số.

Để thuận tiện, số lượng sinh vật ở một mức độ dinh dưỡng nhất định có thể được biểu diễn dưới dạng hình chữ nhật, chiều dài (hoặc diện tích) của nó tỷ lệ với số lượng sinh vật sống trong một khu vực nhất định (hoặc trong khối lượng nhất định nếu nó là một hệ sinh thái dưới nước

2. kim tự thápsinh khối

Có thể tránh được sự bất tiện liên quan đến việc sử dụng các kim tự tháp dân số bằng cách xây dựng các kim tự tháp sinh khối, có tính đến tổng khối lượng sinh vật (sinh khối) của mỗi cấp độ dinh dưỡng.

Việc xác định sinh khối không chỉ bao gồm đếm số lượng mà còn phải cân các cá thể riêng lẻ, vì vậy đây là một quá trình tốn nhiều công sức hơn, đòi hỏi nhiều thời gian và thiết bị đặc biệt.

Do đó, các hình chữ nhật trong các kim tự tháp sinh khối đại diện cho khối lượng sinh vật của mỗi cấp độ dinh dưỡng trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích.

Nói cách khác, trong lấy mẫu, cái gọi là sinh khối đang phát triển, hay cây trồng đứng, luôn được xác định tại một thời điểm nhất định. Điều quan trọng là phải hiểu rằng giá trị này không chứa bất kỳ thông tin nào về tốc độ hình thành sinh khối (năng suất) hoặc mức tiêu thụ của nó; Nếu không, lỗi có thể xảy ra vì hai lý do:

1. Nếu tốc độ tiêu thụ sinh khối (hao hụt do ăn uống) tương ứng với tốc độ hình thành của nó, thì cây trồng đứng không nhất thiết cho thấy năng suất, tức là lượng năng lượng và vật chất truyền từ mức dinh dưỡng này sang mức độ dinh dưỡng khác trong thời gian nhất định thời gian, chẳng hạn như một năm.

Vì vậy, trên đồng cỏ màu mỡ, được sử dụng thâm canh, năng suất của cỏ trên cây nho có thể thấp hơn, và năng suất cao hơn trên đồng cỏ kém màu mỡ, nhưng ít được sử dụng để chăn thả.

2. Một nhà sản xuất quy mô nhỏ, chẳng hạn như tảo, được đặc trưng bởi tốc độ thay mới cao, tức là tốc độ tăng trưởng và sinh sản cao, được cân bằng bởi sự tiêu thụ thâm canh của chúng bởi các sinh vật khác và chết tự nhiên.

Do đó, mặc dù sinh khối đứng có thể nhỏ so với các hộ sản xuất lớn (ví dụ cây), năng suất có thể không thấp hơn vì cây tích lũy sinh khối trong một thời gian dài.

Nói cách khác, thực vật phù du có cùng năng suất với cây sẽ có sinh khối thấp hơn nhiều, mặc dù nó có thể hỗ trợ cùng một khối lượng động vật.

Nhìn chung, các quần thể thực vật và động vật lớn và sống lâu có tốc độ đổi mới chậm hơn so với quần thể nhỏ và sống ngắn, tích lũy vật chất và năng lượng trong thời gian dài hơn.

Động vật phù du có sinh khối cao hơn thực vật phù du mà chúng ăn. Điều này đặc trưng cho các cộng đồng sinh vật phù du trong hồ và biển vào những thời điểm nhất định trong năm; sinh khối thực vật phù du vượt quá sinh khối động vật phù du trong mùa xuân "nở hoa", nhưng trong các thời kỳ khác, tỷ lệ ngược lại có thể xảy ra. Có thể tránh được những dị thường rõ ràng như vậy bằng cách sử dụng các kim tự tháp năng lượng.

3. kim tự thápnăng lượng

sinh khối quần thể hệ sinh thái

Các sinh vật trong một hệ sinh thái được liên kết với nhau bởi sự giống nhau về năng lượng và chất dinh dưỡng. Toàn bộ hệ sinh thái có thể được ví như một cơ chế duy nhất tiêu thụ năng lượng và chất dinh dưỡng để thực hiện công việc. Các chất dinh dưỡng ban đầu đến từ thành phần phi sinh học của hệ thống, cuối cùng chúng trở lại dưới dạng chất thải hoặc sau khi sinh vật chết và bị tiêu diệt. Như vậy, chu trình dinh dưỡng xảy ra trong hệ sinh thái, trong đó cả thành phần sống và không sống đều tham gia. Động lực đằng sau những chu kỳ này cuối cùng là năng lượng của Mặt trời. Sinh vật quang hợp sử dụng trực tiếp năng lượng của ánh sáng mặt trời và sau đó truyền nó cho các đại diện khác của thành phần sinh vật.

Kết quả là tạo ra một dòng năng lượng và chất dinh dưỡng thông qua hệ sinh thái. Năng lượng có thể tồn tại ở nhiều dạng chuyển đổi khác nhau như cơ học, hóa học, nhiệt và Năng lượng điện. Sự chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác được gọi là sự chuyển hóa năng lượng. Không giống như dòng vật chất trong hệ sinh thái, có tính chất tuần hoàn, dòng chảy của năng lượng giống như đường một chiều. Các hệ sinh thái nhận năng lượng từ Mặt trời và dần dần biến đổi từ dạng này sang dạng khác, nó bị tiêu tán dưới dạng nhiệt, bị biến mất trong không gian bên ngoài vô tận.

Cũng phải lưu ý rằng các yếu tố khí hậu thành phần phi sinh học, chẳng hạn như nhiệt độ, chuyển động khí quyển, bay hơi và lượng mưa, cũng được điều chỉnh bởi nguồn cung cấp năng lượng mặt trời. Vì vậy, tất cả các cơ thể sống đều là bộ chuyển đổi năng lượng, và mỗi khi năng lượng được chuyển đổi, một phần của nó bị mất đi dưới dạng nhiệt. Cuối cùng, tất cả năng lượng đi vào thành phần sinh vật của hệ sinh thái bị tiêu tán dưới dạng nhiệt. Năm 1942, R. Lindemann đã xây dựng quy luật kim tự tháp năng lượng, hay định luật (quy luật) 10%, theo đó từ mức nhiệt đới của kim tự tháp sinh thái chuyển sang mức khác, mức cao hơn của nó (dọc theo "bậc thang": người sản xuất tiêu thụ phân hủy) trung bình khoảng 10% năng lượng nhận được ở cấp trước của kim tự tháp sinh thái.

Dòng chảy ngược liên quan đến việc tiêu thụ các chất và năng lượng do tầng trên của kim tự tháp sinh thái tạo ra xuống các tầng thấp hơn của nó, ví dụ, từ động vật sang thực vật, yếu hơn nhiều so với không quá 0,5% (thậm chí 0,25%) của nó. tổng dòng chảy, và do đó chúng ta có thể nói về chu kỳ không có năng lượng trong trạng thái sinh học. Nếu năng lượng bị mất đi gấp mười lần trong quá trình chuyển đổi lên tầng cao hơn của kim tự tháp sinh thái, thì sự tích tụ của một số chất, bao gồm cả chất độc hại và chất phóng xạ, sẽ tăng lên theo cùng một tỷ lệ.

Thực tế này được cố định trong quy tắc khuếch đại sinh học. Nó đúng cho tất cả các chấm dứt. Với dòng năng lượng liên tục trong lưới thức ăn hoặc các chuỗi sinh vật sống trên cạn nhỏ hơn với mức trao đổi chất cụ thể cao tạo ra sinh khối tương đối ít hơn so với các chuỗi sinh vật lớn hơn.

Do đó, do sự xáo trộn của con người của thiên nhiên, các cá thể “trung bình” sống trên cạn đang bị nghiền nát, các loài động vật lớn và chim bị tiêu diệt, nhìn chung, tất cả các đại diện lớn của giới động thực vật ngày càng trở nên hiếm hoi. Điều này chắc chắn sẽ dẫn đến sự sụt giảm chung về năng suất tương đối của các sinh vật trên cạn và sự bất hòa nhiệt động lực học trong các hệ thống sinh học, bao gồm cả các quần xã và vi khuẩn sinh học.

Sự biến mất của các loài bao gồm các cá thể lớn làm thay đổi cấu trúc vật chất-năng lượng của ngừng hoạt động. Vì dòng năng lượng đi qua tầng sinh môn và toàn bộ hệ sinh thái trên thực tế không thay đổi (nếu không sẽ có sự thay đổi về kiểu ngừng sinh sản), nên các cơ chế nhân bản sinh học hoặc sinh thái được bật lên: các sinh vật cùng dinh dưỡng nhóm và mức của tháp sinh thái thay thế nhau một cách tự nhiên. Hơn nữa, một loài nhỏ thay thế cho một loài lớn, một loài có tổ chức thấp hơn về mặt tiến hóa sẽ thay thế một loài có tổ chức cao hơn, một loài di động hơn về mặt di truyền thay thế một loài ít biến đổi về mặt di truyền hơn. Vì vậy, khi động vật móng guốc bị tiêu diệt trên thảo nguyên, chúng được thay thế bằng loài gặm nhấm, và trong một số trường hợp là côn trùng ăn cỏ.

Nói cách khác, đó là do con người phá vỡ sự cân bằng năng lượng của tự nhiên hệ sinh thái thảo nguyên Một trong những nguyên nhân của các cuộc xâm lược châu chấu gia tăng cần được tìm kiếm. Khi không có động vật ăn thịt ở đầu nguồn Nam Sakhalin, trong các khu rừng tre, chuột xám đóng vai trò của chúng.

Có lẽ đây là cơ chế tương tự cho sự xuất hiện của bệnh truyền nhiễm người. Trong một số trường hợp, một thích hợp sinh thái, và ở những người khác, cuộc chiến chống lại bệnh tật và tiêu diệt mầm bệnh của chúng giải phóng một vị trí thích hợp trong quần thể con người. Ngay cả 13 năm trước khi phát hiện ra HIV, khả năng xảy ra một “căn bệnh giống cúm với khả năng gây chết người cao” đã được dự đoán.

Sự kết luận

Rõ ràng, những hệ thống mâu thuẫn với các nguyên tắc và quy luật tự nhiên là không ổn định. Những nỗ lực để bảo tồn chúng ngày càng trở nên tốn kém và phức tạp, và dù thế nào cũng sẽ thất bại.

Nghiên cứu quy luật hoạt động của các hệ sinh thái, chúng tôi đang đối phó với dòng năng lượng đi qua một hệ sinh thái cụ thể. Tốc độ tích lũy năng lượng dưới dạng chất hữu cơ có thể được sử dụng làm thực phẩm là một tham số quan trọng, vì nó xác định tổng dòng năng lượng thông qua thành phần sinh vật của hệ sinh thái, và do đó số lượng (sinh khối) của các sinh vật động vật có thể tồn tại trong hệ sinh thái.

"Thu hoạch" là việc loại bỏ khỏi hệ sinh thái những sinh vật hoặc các bộ phận của chúng được sử dụng làm thực phẩm (hoặc cho các mục đích khác). Đồng thời, mong muốn hệ sinh thái sản xuất các sản phẩm phù hợp với thực phẩm một cách hiệu quả nhất. Quản lý bản chất hợp lý lối thoát duy nhất.

Mục tiêu chung của quản lý tài nguyên thiên nhiên là lựa chọn những cách tốt nhất hoặc tối ưu nhất để khai thác các hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo (ví dụ trong nông nghiệp). Hơn nữa, khai thác không chỉ có nghĩa là thu hoạch, mà còn là tác động của một số loại hoạt động kinh tế về các điều kiện tồn tại của biogeocenose tự nhiên. Do đó, việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên liên quan đến việc tạo ra một nền sản xuất nông nghiệp cân bằng, không làm cạn kiệt đất và tài nguyên nước, không gây ô nhiễm đất và lương thực; bảo tồn cảnh quan thiên nhiên và đảm bảo sạch sẽ Môi trường, duy trì hoạt động bình thường của các hệ sinh thái và các phức hợp của chúng, duy trì sự đa dạng sinh học của các cộng đồng tự nhiên trên hành tinh.

Danh sáchvăn chương

1. Reimers N. F. Hệ sinh thái. M., 1994.

2. Reimers N. F. Từ điển sinh học thông dụng.

3. Nebel B. Khoa học Môi trường: Cách Thế giới Hoạt động. Trong 2 quyển M.: Mir, 1993.

4. M. D. Goldfein, N. V. Kozhevnikov, và cộng sự, Các vấn đề của sự sống trong môi trường.

5. Revvel P., Revvel Ch. Môi trường của môi trường sống của chúng ta. M., 1994.

Được lưu trữ trên Allbest.ru

...

Tài liệu tương tự

    Đặc điểm cấu trúc tuổi của quần thể. Nghiên cứu sự thay đổi các đặc điểm sinh học chính của nó (độ phong phú, sinh khối và cơ cấu quần thể). Các dạng tương tác sinh thái giữa các sinh vật. Vai trò của cạnh tranh trong việc phân chia môi trường sống.

    tóm tắt, bổ sung 07/08/2010

    Khái niệm và phân loại yếu tố môi trường. Tương quan giữa người sản xuất và người tiêu dùng ở mọi cấp độ trong hệ sinh thái. Ô nhiễm sinh học của môi trường. Các loại trách nhiệm pháp lý của viên chức đối với các vi phạm về môi trường.

    kiểm soát công việc, thêm 02/12/2015

    Xem xét tỷ lệ của đồng cỏ và chuỗi mảnh vụn. Xây dựng các kim tự tháp về dân số, sinh khối và năng lượng. So sánh những đặc điểm chính của hệ sinh thái dưới nước và trên cạn. Các dạng chu trình sinh địa hoá trong tự nhiên. Khái niệm về tầng ôzôn của tầng bình lưu.

    trình bày, thêm ngày 19 tháng 10 năm 2014

    thử nghiệm, thêm 28/09/2010

    Vai trò của thiên nhiên đối với đời sống con người và xã hội. Các khuynh hướng sai lầm trong quản lý thiên nhiên. Các yếu tố nhân sinh của thiên nhiên thay đổi. Các quy luật sinh thái B. Thường dânC. Các mô hình toàn cầu-dự báo về sự phát triển của tự nhiên và xã hội. Khái niệm mệnh lệnh sinh thái.

    tóm tắt, bổ sung 19/05/2010

    Tính chất động và tĩnh của quần thể. Chu trình của vật chất và dòng năng lượng trong hệ sinh thái. Các quy định chính của học thuyết về sinh quyển và noosphere. Chiến lược phát triển bền vững nền văn minh. Các yếu tố nhân sinh cho sự xuất hiện của sự bất ổn định trong sinh quyển.

    khóa học, thêm ngày 16 tháng 10 năm 2012

    Làm quen với các đặc điểm của các cấp độ dinh dưỡng trong hệ sinh thái. Xem xét các vấn đề cơ bản của việc chuyển vật chất và năng lượng dọc theo chuỗi thức ăn, ăn mòn và phân hủy. Phân tích quy luật hình tháp sản phẩm sinh học - các mô hình tạo sinh khối trong chuỗi thức ăn.

    bản trình bày, thêm 21/01/2015

    Khái niệm về các yếu tố sinh học. Chu trình tự nhiên của lưu huỳnh. Các loại hình tháp sinh thái. Kim tự tháp sinh khối, dồi dào và năng lượng. "Chương trình nghị sự cho thế kỷ 21", các nguyên tắc phát triển bền vững. Chương trình hỗ trợ Belarus của chính phủ Đức.

    kiểm tra, thêm 05/05/2012

    Baikal epishura là một loài động vật phù du chiếm ưu thế trong hệ sinh thái của cột nước Baikal, động lực của quần thể của nó là một yếu tố quyết định trong các mối quan hệ dinh dưỡng trong vùng đáy của hồ. Mối quan hệ giữa động thái theo mùa của cơ cấu tuổi - giới và mức độ phong phú.

    bài báo, thêm 06/02/2015

    Môi trường sống, phân loại nhân tố môi trường. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái, kim tự tháp sinh thái. Các biện pháp phòng ngừa và loại bỏ ô nhiễm đất do chất thải và khí thải vô cơ. Giấy phép, thỏa thuận và giới hạn sử dụng thiên nhiên.

kim tự tháp sinh thái- hình ảnh đồ họa về mối quan hệ giữa người sản xuất và người tiêu dùng ở mọi cấp độ (động vật ăn cỏ, động vật ăn thịt; loài ăn động vật ăn thịt khác) trong hệ sinh thái.

Năm 1927, nhà động vật học người Mỹ Charles Elton đã đề xuất mô tả một cách sơ đồ các mối quan hệ này.

Trong biểu đồ biểu đồ, mỗi cấp được hiển thị dưới dạng hình chữ nhật, chiều dài hoặc diện tích của \ u200b \ u200b tương ứng với các giá trị số \ u200b \ u200 của liên kết chuỗi thức ăn (kim tự tháp của Elton), khối lượng hoặc năng lượng của chúng. Các hình chữ nhật được sắp xếp theo một trình tự nhất định tạo ra các kim tự tháp với nhiều hình dạng khác nhau.

Phần đáy của kim tự tháp là cấp độ dinh dưỡng đầu tiên - cấp độ của những người sản xuất, các tầng tiếp theo của kim tự tháp được hình thành bởi các cấp độ tiếp theo của chuỗi thức ăn - những người tiêu dùng theo nhiều đơn đặt hàng khác nhau. Chiều cao của tất cả các khối trong kim tự tháp là như nhau, và chiều dài tỷ lệ với số lượng, sinh khối hoặc năng lượng ở mức tương ứng.

Kim tự tháp sinh thái được phân biệt tùy thuộc vào các chỉ số trên cơ sở mà kim tự tháp được xây dựng. Đồng thời, đối với tất cả các kim tự tháp, quy tắc chính được thiết lập, theo đó trong bất kỳ hệ sinh thái nào nhiều cây hơn hơn động vật, động vật ăn cỏ hơn động vật ăn thịt, côn trùng hơn chim.

Dựa vào quy luật hình tháp sinh thái có thể xác định hoặc tính toán các tỉ số lượng các loại khác nhau thực vật và động vật trong tự nhiên và nhân tạo hệ thống sinh tháiỒ. Ví dụ: 1 kg khối lượng của động vật biển (hải cẩu, cá heo) cần 10 kg cá ăn, và 10 kg này đã cần 100 kg thức ăn của chúng - động vật không xương sống dưới nước, đến lượt nó, cần ăn 1000 kg tảo và vi khuẩn để tạo thành một khối như vậy. TẠI trường hợp này kim tự tháp sinh thái sẽ bền vững.

Tuy nhiên, như bạn biết, có những ngoại lệ đối với mọi quy tắc, sẽ được xem xét trong từng loại kim tự tháp sinh thái.

Các loại kim tự tháp sinh thái

  1. kim tự tháp số- ở mỗi cấp độ, số lượng cá thể sinh vật bị hoãn lại

Kim tự tháp số phản ánh một mô hình rõ ràng do Elton phát hiện: số lượng cá thể tạo nên một chuỗi liên kết tuần tự từ người sản xuất đến người tiêu dùng đang giảm dần (Hình 3).

Ví dụ, để nuôi một con sói, bạn cần ít nhất một vài con thỏ rừng mà nó có thể săn được; Để nuôi những con thỏ rừng này, bạn cần một số lượng khá lớn các loại cây khác nhau. Trong trường hợp này, kim tự tháp sẽ giống như một hình tam giác với đáy rộng thuôn về phía trên.

Tuy nhiên, dạng kim tự tháp số này không phải là điển hình cho tất cả các hệ sinh thái. Đôi khi chúng có thể được đảo ngược, hoặc đảo ngược. Điều này áp dụng cho các chuỗi thức ăn rừng, khi cây cối đóng vai trò là người sản xuất và côn trùng là người tiêu thụ chính. Trong trường hợp này, cấp độ của người tiêu dùng sơ cấp phong phú hơn về số lượng so với cấp độ của người sản xuất (một số lượng lớn côn trùng ăn trên một cây), do đó, các kim tự tháp số là ít thông tin nhất và ít biểu thị nhất, tức là số lượng sinh vật của cùng một mức độ dinh dưỡng phần lớn phụ thuộc vào kích thước của chúng.

  1. kim tự tháp sinh khối- đặc trưng cho tổng khối lượng khô hoặc ướt của các sinh vật ở cấp độ dinh dưỡng nhất định, ví dụ, theo đơn vị khối lượng trên một đơn vị diện tích - g / m 2, kg / ha, t / km 2 hoặc trên thể tích - g / m 3 (Hình . 4)

Thông thường, trong các mũi tiêm sinh học trên cạn, tổng khối lượng của các nhà sản xuất lớn hơn mỗi mắt xích tiếp theo. Đổi lại, tổng khối lượng người tiêu dùng đặt hàng đầu tiên lớn hơn so với người tiêu dùng thứ hai, v.v.

Trong trường hợp này (nếu các sinh vật không khác nhau quá nhiều về kích thước), kim tự tháp cũng sẽ giống như một hình tam giác với đáy rộng thuôn dần lên trên. Tuy nhiên, có những ngoại lệ đáng kể đối với quy tắc này. Ví dụ, ở các vùng biển, sinh khối của động vật phù du ăn cỏ lớn hơn đáng kể (đôi khi gấp 2-3 lần) so với sinh khối của thực vật phù du, mà đại diện chủ yếu là tảo đơn bào. Điều này được giải thích là do tảo bị động vật phù du ăn mất rất nhanh, nhưng tốc độ phân chia tế bào của chúng rất cao sẽ bảo vệ chúng khỏi bị ăn hết hoàn toàn.

Nói chung, biogeocenose trên cạn, nơi các nhà sản xuất lớn và sống tương đối lâu, được đặc trưng bởi các kim tự tháp tương đối ổn định với đáy rộng. Trong các hệ sinh thái dưới nước, nơi các nhà sản xuất có quy mô nhỏ và vòng đời ngắn, hình tháp sinh khối có thể đảo ngược hoặc đảo ngược (hướng xuống dưới). Vì vậy, ở các hồ và biển, khối lượng thực vật vượt quá khối lượng của người tiêu thụ chỉ trong thời kỳ ra hoa (mùa xuân), và trong các tháng còn lại của năm, tình hình có thể đảo ngược.

Các kim tự tháp về số lượng và sinh khối phản ánh sự tĩnh của hệ thống, tức là chúng đặc trưng cho số lượng hoặc sinh khối của sinh vật trong một khoảng thời gian nhất định. Chúng không cung cấp thông tin đầy đủ về cấu trúc dinh dưỡng của hệ sinh thái, mặc dù chúng cho phép giải quyết một số vấn đề thực tế, đặc biệt là những vấn đề liên quan đến việc duy trì sự ổn định của hệ sinh thái.

Ví dụ, kim tự tháp số giúp chúng ta có thể tính toán giá trị cho phép của việc đánh bắt cá hoặc bắn động vật trong thời kỳ săn bắn mà không ảnh hưởng đến việc sinh sản bình thường của chúng.

  1. kim tự tháp năng lượng- cho thấy độ lớn của dòng năng lượng hoặc năng suất ở các mức liên tiếp (Hình 5).

Trái ngược với các kim tự tháp về số lượng và sinh khối, phản ánh sự tĩnh của hệ thống (số lượng sinh vật tại một thời điểm nhất định), kim tự tháp năng lượng, phản ánh bức tranh về tốc độ di chuyển của một khối lượng thực phẩm (lượng năng lượng ) qua mỗi bậc dinh dưỡng của chuỗi thức ăn, cho ta bức tranh đầy đủ nhất về tổ chức chức năng của quần xã.

Hình dạng của kim tự tháp này không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về kích thước và cường độ trao đổi chất của các cá thể, và nếu tính đến tất cả các nguồn năng lượng thì kim tự tháp sẽ luôn có hình dáng điển hình với đáy rộng và đỉnh thuôn nhọn. Khi xây dựng một kim tự tháp năng lượng, một hình chữ nhật thường được thêm vào đế của nó, cho thấy dòng năng lượng mặt trời.

Năm 1942, nhà sinh thái học người Mỹ R. Lindeman đã xây dựng định luật kim tự tháp năng lượng (định luật 10 phần trăm), theo đó, trung bình, khoảng 10% năng lượng nhận được bởi cấp trước của kim tự tháp sinh thái truyền từ một mức độ dinh dưỡng thông qua chuỗi thức ăn đến mức độ dinh dưỡng khác. Phần còn lại của năng lượng bị mất dưới dạng bức xạ nhiệt, chuyển động, v.v. Các sinh vật, do kết quả của quá trình trao đổi chất, mất khoảng 90% năng lượng sử dụng để duy trì hoạt động sống của chúng trong mỗi mắt xích của chuỗi thức ăn.

Nếu một con thỏ rừng ăn 10 kg thực vật, thì trọng lượng của chính nó có thể tăng thêm 1 kg. Cáo hay sói ăn 1 kg thỏ rừng thì khối lượng của nó chỉ tăng thêm 100 g. Ở cây thân gỗ, tỷ lệ này thấp hơn nhiều do gỗ bị sinh vật hấp thụ kém. Đối với cỏ và tảo, giá trị này cao hơn nhiều, vì chúng không có các mô khó tiêu hóa. Tuy nhiên, tính đều đặn chung của quá trình chuyển giao năng lượng vẫn là: năng lượng đi qua các tầng dinh dưỡng phía trên ít hơn nhiều so với các tầng thấp hơn.

Hãy xem xét sự chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái bằng cách sử dụng ví dụ về một chuỗi dinh dưỡng đồng cỏ đơn giản, trong đó chỉ có ba cấp độ dinh dưỡng.

  1. mức độ - cây thân thảo,
  2. cấp độ - động vật có vú ăn cỏ, ví dụ, thỏ rừng
  3. cấp độ - động vật có vú săn mồi, ví dụ, cáo

Các chất dinh dưỡng được tạo ra trong quá trình quang hợp của thực vật, chất vô cơ(nước, khí cacbonic, muối khoáng, v.v.) sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời tạo thành các chất hữu cơ và oxy, cũng như ATP. Một phần của năng lượng điện từ bức xạ năng lượng mặt trời trong khi chuyển hóa thành năng lượng liên kết hóa học tổng hợp các chất hữu cơ.

Tất cả các chất hữu cơ được tạo ra trong quá trình quang hợp được gọi là tổng sản lượng sơ cấp (GPP). Một phần năng lượng của tổng sản lượng sơ cấp được sử dụng cho quá trình hô hấp, dẫn đến sự hình thành sản lượng sơ cấp thuần (NPP), chính là chất đi vào cấp độ dinh dưỡng thứ hai và được thỏ rừng sử dụng.

Giả sử đường băng là 200 đơn vị năng lượng thông thường, và chi phí cho quá trình hô hấp của thực vật (R) là 50%, tức là 100 đơn vị năng lượng quy ước. Khi đó, sản lượng sơ cấp ròng sẽ bằng: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100), tức là ở cấp độ dinh dưỡng thứ hai, thỏ rừng sẽ nhận được 100 đơn vị năng lượng thông thường.

Tuy nhiên, do lý do khác nhau thỏ rừng chỉ có thể tiêu thụ một tỷ lệ NPP nhất định (nếu không, các nguồn tài nguyên cho sự phát triển của vật chất sống sẽ biến mất), nhưng một phần đáng kể của nó, ở dạng tàn dư hữu cơ đã chết (các bộ phận dưới đất của thực vật, gỗ cứng của thân cây, cành, v.v.) không thể bị thỏ rừng ăn. Nó xâm nhập vào chuỗi thức ăn vụn và (hoặc) bị phân hủy bởi các chất phân hủy (F). Phần còn lại là xây dựng các tế bào mới (quy mô quần thể, sự phát triển của thỏ rừng - P) và đảm bảo quá trình chuyển hóa năng lượng hoặc hô hấp (R).

Trong trường hợp này, theo cách tiếp cận cân bằng, phương trình cân bằng tiêu thụ năng lượng (C) sẽ giống như sau: C = P + R + F, tức là Theo định luật Lindemann, năng lượng nhận được ở cấp độ dinh dưỡng thứ hai sẽ được dành cho sự gia tăng dân số - P - 10%, 90% còn lại sẽ dành cho việc thở và loại bỏ thức ăn không tiêu hóa được.

Như vậy, trong các hệ sinh thái có mức độ dinh dưỡng tăng lên thì năng lượng tích lũy trong cơ thể các sinh vật bị giảm đi nhanh chóng. Từ đó có thể hiểu rõ tại sao mỗi cấp tiếp theo sẽ luôn ít hơn cấp trước và tại sao các chuỗi thức ăn thường không thể có nhiều hơn 3-5 (hiếm khi là 6) mắt xích, và kim tự tháp sinh thái không thể bao gồm nhiều tầng: đến cuối cùng mắt xích của chuỗi thức ăn giống như đến tầng trên cùng của kim tự tháp sinh thái sẽ nhận được ít năng lượng đến mức không đủ trong trường hợp số lượng sinh vật tăng lên.

Một trình tự và sự phụ thuộc của các nhóm sinh vật được kết nối dưới dạng các cấp độ dinh dưỡng là dòng chảy của vật chất và năng lượng trong gen sinh vật học, cơ sở của tổ chức chức năng của nó.

Trong bất kỳ chuỗi dinh dưỡng nào, không phải tất cả thức ăn đều được sử dụng cho sự phát triển của một cá thể, tức là để tích lũy sinh khối của nó. Một phần được chi để đáp ứng các chi phí năng lượng của cơ thể (thở, vận động, sinh sản, duy trì nhiệt độ cơ thể).

Đồng thời, sinh khối của một mắt xích không thể được xử lý hoàn toàn bởi mắt xích tiếp theo, và trong mỗi mắt xích tiếp theo của chuỗi dinh dưỡng, sinh khối sẽ xảy ra.

Trung bình, người ta tin rằng chỉ có khoảng 10% sinh khối và năng lượng liên quan đến nó truyền từ mỗi cấp độ dinh dưỡng sang cấp độ dinh dưỡng tiếp theo, tức là Sản lượng sinh vật của mỗi cấp độ dinh dưỡng tiếp theo luôn ít hơn trung bình 10 lần sản lượng của cấp độ trước đó.

Vì vậy, ví dụ, trung bình 100 kg sinh khối của động vật ăn cỏ (sinh vật tiêu thụ bậc nhất) được hình thành từ 1000 kg thực vật. Động vật ăn thịt (sinh vật tiêu thụ bậc hai), động vật ăn cỏ, có thể tổng hợp 10 kg sinh khối của chúng từ lượng này, và động vật ăn thịt (sinh vật tiêu thụ đơn hàng thứ ba) thức ăn của động vật ăn thịt chỉ tổng hợp 1 kg sinh khối của chúng.

Theo cách này , tổng sinh khối, năng lượng chứa trong nó, cũng như số lượng cá thể giảm dần khi tăng dần mức dinh dưỡng.

Mẫu này đã được đặt tên quy luật hình tháp sinh thái.

Hiện tượng này được C. Elton nghiên cứu lần đầu tiên (1927) và được ông đặt tên là kim tự tháp của những con số hay kim tự tháp của Elton.

kim tự tháp sinh thái - đây là một biểu diễn đồ họa về mối quan hệ giữa người sản xuất và người tiêu dùng theo các đơn đặt hàng khác nhau, được biểu thị bằng đơn vị sinh khối (kim tự tháp sinh khối), số lượng cá nhân (tháp dân số) hoặc năng lượng chứa trong khối vật chất sống (kim tự tháp năng lượng) ( Hình 6).

Hình 6. Sơ đồ hình tháp sinh thái.

Hình tháp sinh thái thể hiện cấu trúc dinh dưỡng của hệ sinh thái dưới dạng hình học.

Có ba loại kim tự tháp sinh thái chính: kim tự tháp số lượng (số lượng), kim tự tháp sinh khối và kim tự tháp năng lượng.

1) kim tự tháp số, dựa trên số lượng sinh vật của mỗi cấp độ dinh dưỡng; 2) kim tự tháp sinh khối, sử dụng tổng khối lượng (thường là khô) của sinh vật ở mỗi cấp độ dinh dưỡng; 3) kim tự tháp năng lượng, có tính đến cường độ năng lượng của sinh vật ở mỗi cấp độ dinh dưỡng.

kim tự tháp năng lượngđược coi là quan trọng nhất, vì chúng đề cập trực tiếp đến cơ sở của các mối quan hệ dinh dưỡng - dòng năng lượng cần thiết cho sự sống của bất kỳ sinh vật nào.

Kim tự tháp của số (số)

Kim tự tháp số (con số) hay kim tự tháp Elton phản ánh số lượng cá thể sinh vật ở mỗi cấp độ dinh dưỡng.

Tháp dân số là sự gần đúng đơn giản nhất để nghiên cứu cấu trúc dinh dưỡng của một hệ sinh thái.

Đồng thời, số lượng sinh vật trong một khu vực nhất định trước tiên được tính toán, phân nhóm chúng theo các cấp độ dinh dưỡng và trình bày chúng dưới dạng hình chữ nhật, chiều dài (hoặc diện tích) của chúng tỷ lệ với số lượng sinh vật sống trong một khu vực nhất định ( hoặc trong một khối lượng nhất định, nếu nó là một hệ sinh thái dưới nước).

Tháp dân số có thể có hình dạng đều đặn, tức là côn lên trên (chính xác hoặc thẳng), và có thể là một hướng từ trên xuống dưới (đảo ngược hoặc đảo ngược) Hình 7.

phải (thẳng) ngược (đảo ngược)

(ao, hồ, đồng cỏ, thảo nguyên, đồng cỏ, v.v.) (rừng ôn đới vào mùa hè, v.v.)

Hình 7. Kim tự tháp các số (1 - đúng; 2 - đảo ngược)

Tháp dân số có hình dạng đều đặn, tức là thu hẹp khi chuyển từ cấp độ nhà sản xuất lên cấp độ dinh dưỡng cao hơn, đối với hệ sinh thái dưới nước (ao, hồ, v.v.) và hệ sinh thái trên cạn (đồng cỏ, thảo nguyên, đồng cỏ, v.v.).

Ví dụ:

    1.000 thực vật phù du trong một ao nhỏ có thể nuôi 100 loài giáp xác nhỏ - người tiêu thụ bậc nhất, lần lượt sẽ nuôi 10 con cá - người tiêu thụ bậc hai, sẽ đủ để nuôi 1 con cá rô - người tiêu thụ bậc ba.

Kim tự tháp phong phú đối với một số hệ sinh thái, chẳng hạn như rừng ôn đới, bị đảo ngược.

Ví dụ:

    trong rừng của đới ôn hòa vào mùa hè, một số ít cây lớn - những người sản xuất cung cấp thức ăn cho một số lượng lớn côn trùng và chim thực vật có kích thước nhỏ - những người tiêu thụ bậc nhất.

Tuy nhiên, trong sinh thái học, tháp quần thể hiếm khi được sử dụng, do số lượng cá thể lớn ở mỗi cấp độ dinh dưỡng nên rất khó hiển thị cấu trúc của tầng sinh vật trên cùng một tỷ lệ.

kim tự tháp sinh khối

Tháp sinh khối phản ánh đầy đủ hơn các mối quan hệ dinh dưỡng trong hệ sinh thái, vì nó tính đến tổng khối lượng sinh vật (sinh khối) của mỗi bậc dinh dưỡng.

Hình chữ nhật trong kim tự tháp sinh khối hiển thị khối lượng sinh vật của từng cấp độ dinh dưỡng, trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích.

Các kim tự tháp sinh khối, cũng như các kim tự tháp dồi dào, không chỉ có hình dạng đều đặn mà còn có thể đảo ngược (đảo ngược) Hình 8.

Người tiêu dùng thứ 3

Người tiêu dùng đơn hàng thứ 2

Người tiêu dùng đơn đặt hàng đầu tiên

Nhà sản xuất

phải (thẳng) ngược (đảo ngược)

(hệ sinh thái trên cạn: (hệ sinh thái dưới nước: hồ,

đồng cỏ, cánh đồng, v.v.) ao và đặc biệt là biển

hệ sinh thái)

Hình 7. Kim tự tháp sinh khối (1 - đúng; 2 - đảo ngược)

Đối với hầu hết các hệ sinh thái trên cạn (đồng cỏ, đồng ruộng, v.v.), tổng sinh khối của mỗi bậc dinh dưỡng tiếp theo của chuỗi thức ăn giảm.

Điều này tạo ra một kim tự tháp sinh khối, nơi người sản xuất chiếm ưu thế đáng kể và mức độ dinh dưỡng giảm dần của người tiêu dùng nằm ở phía trên họ, tức là kim tự tháp sinh khối có hình dạng đều đặn.

Ví dụ:

    trung bình cứ 1000 kg thực vật thì có 100 kg cơ thể động vật ăn cỏ - sinh vật tiêu thụ bậc 1 (thực vật thực vật). Động vật ăn thịt - sinh vật tiêu thụ bậc hai, động vật ăn cỏ, có thể tổng hợp 10 kg sinh khối của chúng từ lượng này. Và động vật ăn thịt - sinh vật tiêu thụ bậc 3, ăn thịt động vật ăn thịt, chỉ tổng hợp 1 kg sinh khối của chúng.

Trong các hệ sinh thái dưới nước (hồ, ao, v.v.), tháp sinh khối có thể đảo ngược, trong đó sinh khối của người tiêu dùng chiếm ưu thế hơn sinh khối của người sản xuất.

Điều này được giải thích bởi thực tế là trong các hệ sinh thái dưới nước, sinh vật sản sinh là các thực vật phù du cực nhỏ, sinh trưởng và sinh sản nhanh chóng), chúng liên tục cung cấp thức ăn sống với số lượng vừa đủ cho người tiêu dùng sinh trưởng và sinh sản chậm hơn nhiều. Động vật phù du (hoặc các động vật khác ăn thực vật phù du) tích lũy sinh khối trong nhiều năm và nhiều thập kỷ, trong khi thực vật phù du có tuổi thọ cực kỳ ngắn (vài ngày hoặc vài giờ).

Bộ Giáo dục và Khoa học Liên bang Nga

Nghiên cứu quốc gia

Đại học Kỹ thuật Bang Irkutsk

Khoa thư từ buổi tối

Bộ kỷ luật giáo dục phổ thông


Bài kiểm tra trong hệ sinh thái


hoàn thành bởi: Yakovlev V.Ya

Số sách ghi: 13150837

nhóm: EPbz-13-2


Irkutsk 2015


1. Đưa ra khái niệm về yếu tố môi trường. Phân loại các yếu tố môi trường

2. Các kim tự tháp sinh thái và đặc điểm của chúng

3. Thế nào được gọi là ô nhiễm sinh học đối với môi trường?

4. Các loại trách nhiệm của viên chức khi vi phạm môi trường?

Thư mục


1. Đưa ra khái niệm về yếu tố môi trường. Phân loại các yếu tố môi trường


Môi trường sống là một phần của tự nhiên bao quanh một cơ thể sống và tương tác trực tiếp với nó. Các thành phần và tính chất của môi trường rất đa dạng và có thể thay đổi được. Bất kỳ sinh vật nào đều sống trong một thế giới thay đổi phức tạp, liên tục thích nghi với nó và điều chỉnh hoạt động sống của mình phù hợp với những thay đổi của nó.

Các đặc tính riêng biệt hoặc các bộ phận của môi trường có ảnh hưởng đến sinh vật được gọi là các yếu tố môi trường. Các yếu tố môi trường rất đa dạng. Chúng có thể cần thiết hoặc ngược lại, có hại cho chúng sinh, thúc đẩy hoặc cản trở sự tồn tại và sinh sản của chúng. Các yếu tố môi trường có bản chất và tính đặc thù của hoạt động khác nhau.

Yếu tố phi sinh học- nhiệt độ, ánh sáng, bức xạ phóng xạ, áp suất, độ ẩm không khí, thành phần muối của nước, gió, dòng chảy, địa hình - đây đều là những thuộc tính vô tri tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến cơ thể sống. Trong số đó được phân biệt:

Các yếu tố vật lý - các yếu tố như vậy, nguồn gốc của nó là một trạng thái hoặc hiện tượng vật lý (ví dụ, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, chuyển động của không khí, v.v.).

Yếu tố hóa học- các yếu tố đó là do thành phần hóa học của môi trường (độ mặn của nước, hàm lượng oxy trong không khí, v.v.).

Các yếu tố phù nề (đất) - một tập hợp các tính chất hóa học, vật lý, cơ học của đất và đáảnh hưởng đến cả sinh vật mà chúng là môi trường sống và hệ thống rễ của thực vật (độ ẩm, cấu trúc đất, hàm lượng chất dinh dưỡng, v.v.).

Nhân tố sinh vật là tất cả các hình thức tác động của các sinh vật lên nhau. Mọi sinh vật liên tục trải nghiệm trực tiếp hoặc ảnh hưởng gián tiếp những người khác, tiếp xúc với các đại diện của loài riêng của nó và các loài khác - thực vật, động vật, vi sinh vật - phụ thuộc vào chúng và bản thân nó có tác động đến chúng. Môi trường xung quanh thế giới hữu cơ- một phần không thể thiếu trong môi trường sống của mọi sinh vật.

Các yếu tố con người là tất cả các hình thức hoạt động xã hội loài người, dẫn đến thay đổi thiên nhiên, làm môi trường sống của các loài khác, hoặc ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống của chúng. Trong quá trình lịch sử loài người, sự phát triển của săn bắn đầu tiên, và sau đó Nông nghiệp, ngành công nghiệp, giao thông vận tải đã thay đổi rất nhiều bản chất của hành tinh chúng ta. Tầm quan trọng của các tác động do con người gây ra đối với toàn bộ thế giới sống của Trái đất đang tiếp tục phát triển nhanh chóng.

Các nhóm sau được phân biệt yếu tố con người:

Thay đổi cấu trúc bề mặt trái đất;

Những thay đổi trong thành phần của sinh quyển, sự tuần hoàn và cân bằng của các chất cấu thành của nó;

Những thay đổi trong cân bằng năng lượng và nhiệt của các phần và khu vực riêng lẻ;

Những thay đổi được thực hiện đối với quần thể sinh vật.

Điều kiện tồn tại là một tập hợp các yếu tố của môi trường cần thiết cho sinh vật, nó là một thể thống nhất không thể tách rời và nếu thiếu nó thì không thể tồn tại. Các yếu tố của môi trường, cần thiết cho cơ thể hoặc ảnh hưởng xấu đến nó, được gọi là các yếu tố môi trường. Về bản chất, các yếu tố này không hoạt động tách biệt với nhau mà ở dạng phức hợp phức tạp. Sự phức hợp của các yếu tố môi trường, nếu không có sinh vật không thể tồn tại, là điều kiện cho sự tồn tại của sinh vật này.

Tất cả sự thích nghi của sinh vật để tồn tại trong các điều kiện khác nhau phát triển về mặt lịch sử. Do đó, cụ thể cho từng khu vực địa lý nhóm thực vật và động vật.

Nhân tố môi trường:

Cơ bản - ánh sáng, nhiệt, độ ẩm, thực phẩm, v.v.;

Tổ hợp;

Nhân tạo;

Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến cơ thể sống được đặc trưng bởi những hình thái số lượng và chất lượng nhất định. Nhà hóa học người Đức J. Liebig, khi quan sát ảnh hưởng của phân bón hóa học đối với cây trồng, nhận thấy rằng việc hạn chế liều lượng phân bón sẽ dẫn đến sự chậm phát triển. Những quan sát này cho phép nhà khoa học hình thành một quy tắc được gọi là quy luật tối thiểu (1840).


2. Các kim tự tháp sinh thái và đặc điểm của chúng


Kim tự tháp sinh thái là một hình ảnh đại diện cho mối quan hệ giữa người sản xuất và người tiêu dùng ở mọi cấp độ (động vật ăn cỏ, động vật ăn thịt; loài ăn động vật ăn thịt khác) trong một hệ sinh thái.

Năm 1927, nhà động vật học người Mỹ Charles Elton đã đề xuất mô tả một cách sơ đồ các mối quan hệ này.

Trong biểu đồ biểu đồ, mỗi cấp được hiển thị dưới dạng hình chữ nhật, chiều dài hoặc diện tích của \ u200b \ u200b tương ứng với các giá trị số \ u200b \ u200 của liên kết chuỗi thức ăn (kim tự tháp của Elton), khối lượng hoặc năng lượng của chúng. Các hình chữ nhật được sắp xếp theo một trình tự nhất định tạo ra các kim tự tháp với nhiều hình dạng khác nhau.

Phần đáy của kim tự tháp là cấp độ dinh dưỡng đầu tiên - cấp độ của những người sản xuất, các tầng tiếp theo của kim tự tháp được hình thành bởi các cấp độ tiếp theo của chuỗi thức ăn - những người tiêu dùng theo nhiều đơn đặt hàng khác nhau. Chiều cao của tất cả các khối trong kim tự tháp là như nhau, và chiều dài tỷ lệ với số lượng, sinh khối hoặc năng lượng ở mức tương ứng.

Kim tự tháp sinh thái được phân biệt tùy thuộc vào các chỉ số trên cơ sở mà kim tự tháp được xây dựng. Đồng thời, đối với tất cả các kim tự tháp, quy tắc cơ bản được thiết lập, theo đó trong bất kỳ hệ sinh thái nào cũng có thực vật nhiều hơn động vật, động vật ăn cỏ hơn động vật ăn thịt, côn trùng hơn chim.

Dựa vào quy luật của tháp sinh thái, có thể xác định hoặc tính toán các tỷ lệ số lượng của các loài động thực vật khác nhau trong các hệ thống sinh thái tự nhiên và nhân tạo. Ví dụ: 1 kg khối lượng của động vật biển (hải cẩu, cá heo) cần 10 kg cá ăn, và 10 kg này đã cần 100 kg thức ăn của chúng - động vật không xương sống dưới nước, đến lượt nó, cần ăn 1000 kg tảo và vi khuẩn để tạo thành một khối như vậy. Trong trường hợp này, kim tự tháp sinh thái sẽ ổn định.

Tuy nhiên, như bạn biết, có những ngoại lệ đối với mọi quy tắc, sẽ được xem xét trong từng loại kim tự tháp sinh thái.


Các loại kim tự tháp sinh thái

Kim tự tháp số - ở mỗi cấp, số lượng sinh vật riêng lẻ bị hoãn lại

Kim tự tháp số phản ánh một mô hình rõ ràng do Elton phát hiện: số lượng cá thể tạo nên một chuỗi liên kết tuần tự từ người sản xuất đến người tiêu dùng đang giảm dần (Hình 3).

Ví dụ, để nuôi một con sói, bạn cần ít nhất một vài con thỏ rừng mà nó có thể săn được; Để nuôi những con thỏ rừng này, bạn cần một số lượng khá lớn các loại cây khác nhau. Trong trường hợp này, kim tự tháp sẽ giống như một hình tam giác với đáy rộng thuôn về phía trên.

Tuy nhiên, dạng kim tự tháp số này không phải là điển hình cho tất cả các hệ sinh thái. Đôi khi chúng có thể được đảo ngược, hoặc đảo ngược. Điều này áp dụng cho các chuỗi thức ăn rừng, khi cây cối đóng vai trò là người sản xuất và côn trùng là người tiêu thụ chính. Trong trường hợp này, cấp độ của người tiêu dùng sơ cấp phong phú hơn về số lượng so với cấp độ của người sản xuất (một số lượng lớn côn trùng ăn trên một cây), do đó, các kim tự tháp số là ít thông tin nhất và ít biểu thị nhất, tức là số lượng sinh vật của cùng một mức độ dinh dưỡng phần lớn phụ thuộc vào kích thước của chúng.


Kim tự tháp sinh khối - đặc trưng cho tổng khối lượng khô hoặc ướt của sinh vật ở một mức độ dinh dưỡng nhất định, ví dụ, tính bằng đơn vị khối lượng trên một đơn vị diện tích - g / m2, kg / ha, t / km2 hoặc trên thể tích - g / m3 (Hình. 4)

Thông thường, trong các mũi tiêm sinh học trên cạn, tổng khối lượng của các nhà sản xuất lớn hơn mỗi mắt xích tiếp theo. Đổi lại, tổng khối lượng người tiêu dùng đặt hàng đầu tiên lớn hơn so với người tiêu dùng thứ hai, v.v.

Trong trường hợp này (nếu các sinh vật không khác nhau quá nhiều về kích thước), kim tự tháp cũng sẽ giống như một hình tam giác với đáy rộng thuôn dần lên trên. Tuy nhiên, có những ngoại lệ đáng kể đối với quy tắc này. Ví dụ, ở các vùng biển, sinh khối của động vật phù du ăn cỏ lớn hơn đáng kể (đôi khi gấp 2-3 lần) so với sinh khối của thực vật phù du, mà đại diện chủ yếu là tảo đơn bào. Điều này được giải thích là do tảo bị động vật phù du ăn mất rất nhanh, nhưng tốc độ phân chia tế bào của chúng rất cao sẽ bảo vệ chúng khỏi bị ăn hết hoàn toàn.

Nói chung, biogeocenose trên cạn, nơi các nhà sản xuất lớn và sống tương đối lâu, được đặc trưng bởi các kim tự tháp tương đối ổn định với đáy rộng. Trong các hệ sinh thái dưới nước, nơi các nhà sản xuất có quy mô nhỏ và vòng đời ngắn, hình tháp sinh khối có thể đảo ngược hoặc đảo ngược (hướng xuống dưới). Vì vậy, ở các hồ và biển, khối lượng thực vật vượt quá khối lượng của người tiêu thụ chỉ trong thời kỳ ra hoa (mùa xuân), và trong các tháng còn lại của năm, tình hình có thể đảo ngược.

Các kim tự tháp về số lượng và sinh khối phản ánh sự tĩnh của hệ thống, tức là chúng đặc trưng cho số lượng hoặc sinh khối của sinh vật trong một khoảng thời gian nhất định. Chúng không cung cấp thông tin đầy đủ về cấu trúc dinh dưỡng của hệ sinh thái, mặc dù chúng cho phép giải quyết một số vấn đề thực tế, đặc biệt là những vấn đề liên quan đến việc duy trì sự ổn định của hệ sinh thái.

Ví dụ, kim tự tháp số giúp chúng ta có thể tính toán giá trị cho phép của việc đánh bắt cá hoặc bắn động vật trong thời kỳ săn bắn mà không ảnh hưởng đến việc sinh sản bình thường của chúng.


Kim tự tháp năng lượng - cho thấy lượng dòng năng lượng hoặc năng suất ở các mức liên tiếp (Hình 5).

Trái ngược với các kim tự tháp về số lượng và sinh khối, phản ánh sự tĩnh của hệ thống (số lượng sinh vật tại một thời điểm nhất định), kim tự tháp năng lượng, phản ánh bức tranh về tốc độ di chuyển của một khối lượng thực phẩm (lượng năng lượng ) qua mỗi bậc dinh dưỡng của chuỗi thức ăn, cho ta bức tranh đầy đủ nhất về tổ chức chức năng của quần xã.

Hình dạng của kim tự tháp này không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về kích thước và cường độ trao đổi chất của các cá thể, và nếu tính đến tất cả các nguồn năng lượng thì kim tự tháp sẽ luôn có hình dáng điển hình với đáy rộng và đỉnh thuôn nhọn. Khi xây dựng một kim tự tháp năng lượng, một hình chữ nhật thường được thêm vào đế của nó, cho thấy dòng năng lượng mặt trời.

Năm 1942, nhà sinh thái học người Mỹ R. Lindeman đã xây dựng định luật kim tự tháp năng lượng (định luật 10 phần trăm), theo đó, trung bình, khoảng 10% năng lượng nhận được bởi cấp trước của kim tự tháp sinh thái truyền từ một mức độ dinh dưỡng thông qua chuỗi thức ăn đến mức độ dinh dưỡng khác. Phần còn lại của năng lượng bị mất dưới dạng bức xạ nhiệt, chuyển động, v.v. Các sinh vật, do kết quả của quá trình trao đổi chất, mất khoảng 90% năng lượng sử dụng để duy trì hoạt động sống của chúng trong mỗi mắt xích của chuỗi thức ăn.

Nếu một con thỏ rừng ăn 10 kg thực vật, thì trọng lượng của chính nó có thể tăng thêm 1 kg. Cáo hay sói ăn 1 kg thỏ rừng thì khối lượng của nó chỉ tăng thêm 100 g. Ở cây thân gỗ, tỷ lệ này thấp hơn nhiều do gỗ bị sinh vật hấp thụ kém. Đối với cỏ và tảo, giá trị này cao hơn nhiều, vì chúng không có các mô khó tiêu hóa. Tuy nhiên, tính đều đặn chung của quá trình truyền năng lượng vẫn là: năng lượng đi qua các tầng dinh dưỡng phía trên ít hơn nhiều so với các tầng thấp hơn.

Hãy xem xét sự chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái bằng cách sử dụng ví dụ về một chuỗi dinh dưỡng đồng cỏ đơn giản, trong đó chỉ có ba cấp độ dinh dưỡng.

mức độ - cây thân thảo,

cấp độ - động vật có vú ăn cỏ, ví dụ, thỏ rừng

cấp độ - động vật có vú săn mồi, ví dụ, cáo

Các chất dinh dưỡng được tạo ra trong quá trình quang hợp của thực vật, từ các chất vô cơ (nước, khí cacbonic, muối khoáng, v.v.) sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời tạo thành các chất hữu cơ và ôxy, cũng như ATP. Một phần năng lượng điện từ của bức xạ mặt trời sau đó được chuyển thành năng lượng của các liên kết hóa học của các chất hữu cơ được tổng hợp.

Tất cả các chất hữu cơ được tạo ra trong quá trình quang hợp được gọi là tổng sản lượng sơ cấp (GPP). Một phần năng lượng của tổng sản lượng sơ cấp được sử dụng cho quá trình hô hấp, dẫn đến sự hình thành sản lượng sơ cấp thuần (NPP), chính là chất đi vào cấp độ dinh dưỡng thứ hai và được thỏ rừng sử dụng.

Giả sử đường băng là 200 đơn vị năng lượng thông thường, và chi phí cho quá trình hô hấp của thực vật (R) là 50%, tức là 100 đơn vị năng lượng quy ước. Khi đó, sản lượng sơ cấp ròng sẽ bằng: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100), tức là ở cấp độ dinh dưỡng thứ hai, thỏ rừng sẽ nhận được 100 đơn vị năng lượng thông thường.

Tuy nhiên, vì nhiều lý do khác nhau, thỏ rừng chỉ có thể tiêu thụ một tỷ lệ NPP nhất định (nếu không, các nguồn lực cho sự phát triển của vật chất sống sẽ biến mất), nhưng một phần đáng kể trong số đó, ở dạng tàn dư hữu cơ chết (các bộ phận dưới đất của thực vật , gỗ cứng của thân, cành, v.v.) thỏ rừng không ăn được. Nó xâm nhập vào chuỗi thức ăn vụn và (hoặc) bị phân hủy bởi các chất phân hủy (F). Phần còn lại là xây dựng các tế bào mới (quy mô quần thể, sự phát triển của thỏ rừng - P) và đảm bảo quá trình chuyển hóa năng lượng hoặc hô hấp (R).

Trong trường hợp này, theo cách tiếp cận cân bằng, phương trình cân bằng tiêu thụ năng lượng (C) sẽ giống như sau: C = P + R + F, tức là Theo định luật Lindemann, năng lượng nhận được ở cấp độ dinh dưỡng thứ hai sẽ được dành cho sự gia tăng dân số - P - 10%, 90% còn lại sẽ dành cho việc thở và loại bỏ thức ăn không tiêu hóa được.

Như vậy, trong các hệ sinh thái có mức độ dinh dưỡng tăng lên thì năng lượng tích lũy trong cơ thể các sinh vật bị giảm đi nhanh chóng. Từ đó có thể hiểu rõ tại sao mỗi cấp tiếp theo sẽ luôn ít hơn cấp trước và tại sao các chuỗi thức ăn thường không thể có nhiều hơn 3-5 (hiếm khi là 6) mắt xích, và kim tự tháp sinh thái không thể bao gồm nhiều tầng: đến cuối cùng mắt xích của chuỗi thức ăn giống như đến tầng trên cùng của kim tự tháp sinh thái sẽ nhận được ít năng lượng đến mức không đủ trong trường hợp số lượng sinh vật tăng lên.

Một trình tự và sự phụ thuộc của các nhóm sinh vật được kết nối dưới dạng các cấp độ dinh dưỡng là dòng chảy của vật chất và năng lượng trong gen sinh vật học, cơ sở của tổ chức chức năng của nó.


3. Thế nào được gọi là ô nhiễm sinh học đối với môi trường?


Hệ sinh thái là cơ sở lý thuyết quản lý môi trường, nó đóng vai trò hàng đầu trong việc xây dựng chiến lược cho mối quan hệ giữa tự nhiên và xã hội loài người. Hệ sinh thái công nghiệp coi vi phạm cân bằng tự nhiên do kết quả của hoạt động kinh tế. Đồng thời, ô nhiễm môi trường là hậu quả đáng kể nhất của nó. Thuật ngữ “môi trường” thường được hiểu là tất cả những gì có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến cuộc sống và hoạt động của con người.

Vai trò của nấm men trong hệ sinh thái tự nhiênỒ. Ví dụ, từ lâu được coi là vô hại, nhiều loại nấm men biểu sinh tạo hạt nhiều trên các bộ phận xanh của thực vật có thể không “vô hại” như vậy nếu chúng ta cho rằng chúng chỉ đại diện cho một giai đoạn đơn bội trong vòng đời của các sinh vật có liên quan chặt chẽ với nấm mốc hoặc nấm gỉ sắt. . Ngược lại, nấm men gây bệnh cho người, gây ra các bệnh nguy hiểm và khó chữa - bệnh nấm candida và bệnh cryptococcosis - trong tự nhiên có giai đoạn sinh dưỡng và dễ phân lập với các chất nền hữu cơ đã chết. Những ví dụ này cho thấy rằng để hiểu chức năng sinh thái men đòi hỏi phải nghiên cứu các chu kỳ sống hoàn chỉnh của mỗi loài. Men đất tự trị với Chức năng đặc biệt quan trọng đối với sự hình thành cấu trúc của đất. Vô số chủng loại và mối liên hệ của nấm men với động vật, đặc biệt là với động vật không xương sống.

Ô nhiễm không khí có thể liên quan đến quá trình tự nhiên: núi lửa phun trào, bão bụi, cháy rừng.

Ngoài ra, bầu không khí bị ô nhiễm do hậu quả của các hoạt động sản xuất của con người.

Nguồn gây ô nhiễm không khí là khói thải doanh nghiệp công nghiệp. Phát thải có tổ chức và không có tổ chức. Khí thải phát ra từ các đường ống của các xí nghiệp công nghiệp được chỉ đạo và tổ chức đặc biệt. Trước khi đi vào đường ống, chúng đi qua các cơ sở xử lý, trong đó một số chất độc hại được hấp thụ. Từ cửa sổ, cửa ra vào, lỗ thông gió của các tòa nhà công nghiệp, khí thải độc hại xâm nhập vào bầu khí quyển. Các chất ô nhiễm chính trong khí thải là vật chất dạng hạt (bụi, muội than) và chất khí(cacbon monoxit, lưu huỳnh đioxit, nitơ oxit).

Việc lựa chọn và xác định các vi sinh vật có các đặc tính hữu ích cho một ngành sản xuất cụ thể là rất phù hợp với điểm sinh thái hoạt động, vì việc sử dụng chúng có thể tăng cường quá trình hoặc sử dụng đầy đủ hơn các thành phần của chất nền.

Thực chất của các phương pháp xử lý sinh học, xử lý sinh học, xử lý sinh học và chế biến sinh học là sử dụng các tác nhân sinh học khác nhau trong môi trường, chủ yếu là vi sinh vật. Trong trường hợp này, nó có thể được sử dụng làm vi sinh vật thu được phương pháp truyền thống sự chọn lọc, cũng như những giống được tạo ra với sự hỗ trợ của kỹ thuật di truyền, cũng như những cây chuyển gen có thể ảnh hưởng đến sự cân bằng sinh học của các hệ sinh thái tự nhiên.

Môi trường có thể chứa các chủng vi sinh vật công nghiệp khác nhau - những nhà sản xuất sinh tổng hợp các chất nhất định, cũng như các sản phẩm của quá trình trao đổi chất của chúng, hoạt động như một yếu tố ô nhiễm sinh học. Hành động của nó có thể là thay đổi cấu trúc của biocenose. Ảnh hưởng gián tiếpô nhiễm sinh học được biểu hiện, ví dụ, bằng cách sử dụng kháng sinh và các các loại thuốc trong y học, khi xuất hiện các chủng vi sinh vật có khả năng chống lại hoạt động của chúng và gây nguy hiểm cho môi trường bên trong của con người; ở dạng tai biến khi sử dụng vắc xin, huyết thanh chứa tạp chất có nguồn gốc sinh học; như một tác động gây dị ứng và di truyền của vi sinh vật và các sản phẩm trao đổi chất của chúng.

Công nghệ sinh học sản xuất quy mô lớn là một nguồn phát thải các phân tử sinh học có chứa các tế bào không Vi sinh vật gây bệnh và các sản phẩm trao đổi chất của chúng. Các nguồn chính của phân sinh học chứa các tế bào sống của vi sinh vật là giai đoạn lên men và phân tách, và của các tế bào bất hoạt - giai đoạn làm khô. Với sự phóng thích ồ ạt, sinh khối vi sinh vật đi vào đất hoặc vào vùng nước, làm thay đổi sự phân bố năng lượng và dòng chảy của chất trong chuỗi thức ăn dinh dưỡng và ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của biocenose, làm giảm hoạt động tự thanh lọc và do đó, ảnh hưởng đến chức năng toàn cầu của quần thể sinh vật. Có thể kích động phát triển tích cực một số sinh vật, bao gồm cả vi sinh vật thuộc nhóm chỉ thị vệ sinh.

Động lực của các quần thể du nhập và các chỉ số về tiềm năng công nghệ sinh học của chúng phụ thuộc vào loại vi sinh vật, trạng thái của hệ vi sinh vật đất tại thời điểm du nhập, giai đoạn tiếp diễn của vi sinh vật và liều lượng của quần thể được đưa vào. Đồng thời, hậu quả của việc đưa các vi sinh vật mới vào biocenose trong đất có thể không rõ ràng. Do quá trình tự thanh lọc, không phải mọi quần thể vi sinh vật đưa vào đất đều bị loại bỏ. Bản chất của động thái quần thể của vi sinh vật du nhập phụ thuộc vào mức độ thích nghi của chúng với điều kiện mới. Các quần thể chưa được cập nhật sẽ chết, những quần thể thích nghi sẽ tồn tại.

Yếu tố sinh học của ô nhiễm có thể được định nghĩa là một tập hợp các thành phần sinh học, tác động của chúng lên con người và môi trường có liên quan đến khả năng sinh sản của chúng trong điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo, tạo ra các chất có hoạt tính sinh học, và nếu chúng hoặc các sản phẩm trao đổi chất của chúng vào môi trường, có tác dụng phụ về môi trường, con người, động vật, thực vật.

Các yếu tố ô nhiễm sinh học (thường là vi sinh vật) có thể được phân loại như sau: vi sinh vật sống có bộ gen tự nhiên không có độc tính, hoại sinh, vi sinh vật sống có bộ gen tự nhiên có hoạt tính lây nhiễm, vi sinh vật gây bệnh và cơ hội sinh độc tố, vi sinh vật sống thu được bằng phương pháp di truyền. kỹ thuật (vi sinh vật biến đổi gen có chứa gen ngoại lai hoặc tổ hợp gen mới - GMMO), vi rút lây nhiễm và các vi rút khác, chất độc có nguồn gốc sinh học, tế bào bất hoạt của vi sinh vật (vắc xin, bụi sinh khối bất hoạt nhiệt của vi sinh vật dùng làm thức ăn và thực phẩm ), các sản phẩm trao đổi chất của vi sinh vật, các bào quan và các hợp chất hữu cơ của tế bào là sản phẩm của quá trình phân đoạn của nó.

Mục đích của công việc của chúng tôi là phân lập và xác định các vi sinh vật nấm men trong phòng thí nghiệm công nghệ sinh học của Đại học Nông nghiệp bang Gorsky, thuộc nhóm đầu tiên của các sinh vật trên. Vì đây là những vi sinh vật có bộ gen tự nhiên và không có độc tính nên tác động của chúng đến môi trường là rất hữu cơ và không đáng kể.

Các nguồn vi sinh vật, bao gồm cả vi sinh vật cơ hội và gây bệnh, là nước thải (phân hộ gia đình, công nghiệp, cống thoát nước mưa đô thị). TẠI vùng nông thônô nhiễm phân đi kèm với nước thải khu đông dân cư, từ đồng cỏ, chuồng cho gia súc và chim chóc và từ động vật hoang dã. Đang trong quá trình điều trị Nước thải số lượng vi sinh vật gây bệnh trong chúng giảm. Quy mô tác động của chúng đối với môi trường là không đáng kể, tuy nhiên, vì nguồn phát thải tế bào vi sinh vật này tồn tại, nên nó phải được tính đến như một yếu tố gây ô nhiễm môi trường.

Nước được sử dụng trong quá trình làm việc của chúng tôi để chuẩn bị môi trường, rửa sạch, đun nóng nồi hấp và bộ điều nhiệt có thể được xử lý tại thành phố cơ sở điều trị cùng với nước thải đô thị theo phương thức hiếu khí hoặc kỵ khí.

Các chất ô nhiễm sinh học về tính chất môi trường khác biệt đáng kể so với các chất ô nhiễm hóa học. Qua Thành phần hóa họcô nhiễm sinh học công nghệ giống hệt nhau thành phần tự nhiên, chúng được đưa vào chu trình tự nhiên của các chất và chuỗi thức ăn dinh dưỡng mà không tích lũy trong môi trường.

Tất cả các phòng thí nghiệm vi sinh và virus học phải được trang bị thiết bị thu nhận nước thải, nơi nước thải được thu gom phải được trung hòa bằng hóa học, vật lý hoặc phương pháp sinh học hoặc theo một cách kết hợp.


4. Các loại trách nhiệm của viên chức khi vi phạm môi trường?


Trách nhiệm pháp lý và môi trường là một loại trách nhiệm pháp lý chung, nhưng đồng thời khác với các loại trách nhiệm pháp lý khác.

Trách nhiệm pháp lý và môi trường được xem xét ở ba khía cạnh có liên quan với nhau:

như cưỡng chế nhà nước thực hiện các yêu cầu theo quy định của pháp luật;

với tư cách là quan hệ pháp luật giữa nhà nước (do các cơ quan đại diện) và người phạm tội (người bị trừng phạt);

với tư cách là một tổ chức pháp lý, tức là một tập hợp các quy phạm pháp luật, các ngành luật khác nhau (đất đai, khai thác mỏ, nước, rừng, môi trường, v.v.). Các hành vi vi phạm môi trường bị trừng phạt theo các yêu cầu của luật pháp Liên bang Nga. Mục tiêu cuối cùng của luật môi trường và mỗi điều khoản riêng lẻ của nó là bảo vệ chống ô nhiễm, đảm bảo việc sử dụng hợp pháp môi trường và các yếu tố của nó được pháp luật bảo vệ. Phạm vi của luật môi trường là môi trường và các yếu tố riêng lẻ của nó. Đối tượng của hành vi phạm tội là một yếu tố của môi trường. Các yêu cầu của pháp luật đòi hỏi phải thiết lập mối quan hệ nhân quả rõ ràng giữa hành vi vi phạm và sự suy thoái của môi trường.

Đối tượng của tội vi phạm môi trường là người đủ 16 tuổi, được giao các nhiệm vụ chính thức liên quan theo quy định của pháp luật (tuân thủ các quy tắc bảo vệ môi trường, kiểm soát việc tuân thủ các quy tắc), hoặc bất kỳ người nào có đã đủ 16 tuổi vi phạm các yêu cầu của luật môi trường.

Một hành vi vi phạm môi trường được đặc trưng bởi sự hiện diện của ba yếu tố:

oan sai;

gây tổn hại đến môi trường (hoặc đe dọa thực sự) hoặc vi phạm các quyền và lợi ích hợp pháp khác của chủ thể của luật môi trường;

Mối quan hệ nhân quả giữa hành vi trái pháp luật với hành vi hủy hoại môi trường hoặc nguy cơ thực sự gây ra thiệt hại đó hoặc vi phạm quyền và lợi ích hợp pháp khác của các chủ thể của luật môi trường.

Trách nhiệm pháp lý đối với các hành vi vi phạm pháp luật về môi trường là một trong những biện pháp chính để đảm bảo việc tuân thủ các yêu cầu của pháp luật về bảo vệ môi trường và sử dụng tài nguyên thiên nhiên. Hiệu quả hành động Công cụ này trước hết phụ thuộc phần lớn vào các cơ quan nhà nước có thẩm quyền áp dụng các biện pháp trách nhiệm pháp lý đối với những người vi phạm pháp luật về môi trường. Theo luật pháp của Nga trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, các quan chức và công dân vi phạm môi trường phải chịu trách nhiệm kỷ luật, hành chính, hình sự, dân sự và vật chất, và doanh nghiệp - trách nhiệm hành chính và dân sự.

Trách nhiệm kỷ luật đối với việc không thực hiện các kế hoạch và biện pháp bảo vệ thiên nhiên và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, do vi phạm các tiêu chuẩn môi trường và các yêu cầu khác của pháp luật về môi trường phát sinh từ chức năng lao động hoặc vị trí chính thức. Cán bộ, công nhân viên có tội khác của doanh nghiệp, tổ chức phải chịu trách nhiệm kỷ luật theo quy chế, điều lệ, nội quy và các quy định khác của pháp luật. quy định(Điều 82 Luật Bảo vệ môi trường). Theo quy định của Bộ luật Lao động (sửa đổi, bổ sung ngày 25-9-1992), người vi phạm có thể áp dụng các hình thức kỷ luật sau: khiển trách, khiển trách, khiển trách nặng, buộc thôi việc, các hình thức xử phạt khác (Điều 135).

Trách nhiệm pháp lý cũng được quy định bởi Bộ luật Lao động của Liên bang Nga (Điều 118-126). Trách nhiệm này do các cán bộ và nhân viên khác của doanh nghiệp chịu, do lỗi của họ mà doanh nghiệp phải chịu chi phí bồi thường thiệt hại do vi phạm môi trường gây ra.

Việc áp dụng trách nhiệm hành chính được quy định bởi cả luật môi trường và Bộ luật RSFSR về vi phạm hành chính Năm 1984 (có thay đổi và bổ sung). Luật "Bảo vệ Môi trường" đã mở rộng danh sách các yếu tố vi phạm môi trường, trong đó các quan chức phạm tội, thể chất và pháp nhân chịu trách nhiệm hành chính. Trách nhiệm pháp lý đó phát sinh do vượt quá mức phát thải tối đa cho phép và thải các chất độc hại ra môi trường, không thực hiện nghĩa vụ thực hiện rà soát nhà nước về môi trường và các yêu cầu trong kết luận rà soát môi trường, đưa ra kết luận cố ý không chính xác và không hợp lý, cung cấp không kịp thời thông tin và cung cấp thông tin xuyên tạc, từ chối cung cấp thông tin kịp thời, đầy đủ, tin cậy về hiện trạng môi trường tự nhiên, tình hình bức xạ, v.v.

Mức phạt cụ thể do cơ quan xử phạt quyết định tùy theo tính chất, loại hành vi phạm tội, mức độ tội lỗi của người phạm tội và tác hại gây ra. Người có thẩm quyền sẽ bị phạt hành chính hệ thống chính trị trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, giám sát vệ sinh và dịch tễ của Liên bang Nga. Trong trường hợp này, quyết định phạt tiền có thể bị khiếu nại lên tòa án hoặc trọng tài. Việc phạt tiền không giải phóng được người phạm tội khỏi nghĩa vụ bồi thường thiệt hại đã gây ra (Điều 84 Luật Bảo vệ môi trường).

Trong Bộ luật Hình sự mới của Liên bang Nga, tội phạm môi trường được chỉ ra trong chương riêng(chương 26). Nó quy định trách nhiệm hình sự nếu vi phạm các quy tắc An toàn môi trường Trong quá trình làm việc, vi phạm quy tắc lưu giữ, xử lý chất thải, chất độc hại đối với môi trường, vi phạm quy tắc an toàn khi xử lý các tác nhân hoặc chất độc vi sinh hoặc sinh học khác, ô nhiễm nước, khí quyển và biển, vi phạm pháp luật về thềm lục địa, phá hoại đất đai, khai thác bất hợp pháp động vật và thực vật thủy sinh, vi phạm các quy tắc bảo vệ nguồn cá, săn bắt trái phép, chặt cây và bụi trái phép, phá hủy hoặc làm hư hại rừng.

Việc áp dụng các biện pháp kỷ luật, hành chính hoặc trách nhiệm hình sự đối với các hành vi vi phạm môi trường không làm cho người phạm tội không có nghĩa vụ bồi thường thiệt hại do hành vi vi phạm môi trường gây ra. Luật Bảo vệ môi trường quy định các doanh nghiệp, tổ chức, công dân có hành vi gây ô nhiễm môi trường, sức khỏe, tài sản của công dân, nền kinh tế quốc dân gây ô nhiễm môi trường, thiệt hại, hủy hoại, thiệt hại, sử dụng không hợp lý tài nguyên thiên nhiên, phá hủy hệ thống sinh thái tự nhiên và các hành vi vi phạm môi trường khác, có nghĩa vụ bồi thường đầy đủ theo quy định của pháp luật hiện hành (Điều 86).

Trách nhiệm dân sự trong lĩnh vực tương tác giữa xã hội và tự nhiên chủ yếu bao gồm việc đặt ra cho bên phạm tội nghĩa vụ bồi thường thiệt hại về tài sản hoặc đạo đức cho bên bị thiệt hại do vi phạm các yêu cầu pháp lý về môi trường.

Trách nhiệm đối với các hành vi vi phạm môi trường thực hiện một số chức năng chính:

khuyến khích tuân thủ luật môi trường;

bù đắp, nhằm bù đắp cho những tổn thất trong môi trường tự nhiên bồi thường thiệt hại cho sức khoẻ con người;

phòng ngừa, bao gồm trừng phạt người phạm tội vi phạm môi trường.

Luật môi trường quy định ba mức xử phạt: nếu vi phạm; vi phạm gây thiệt hại đáng kể; vi phạm dẫn đến chết người (hậu quả nghiêm trọng). Cái chết của một người do hậu quả của một tội phạm môi trường được pháp luật đánh giá là do sơ suất (được thực hiện thông qua sự cẩu thả hoặc phù phiếm). Các hình thức trừng phạt đối với hành vi vi phạm môi trường có thể là phạt tiền, tước quyền đảm nhiệm, tước quyền tham gia một số hoạt động nhất định, lao động cải tạo, hạn chế tự do, bỏ tù.

Một trong những tội ác nghiêm trọng nhất về môi trường là giết hại sinh thái - sự hủy diệt hàng loạt hệ thực vật (các cộng đồng thực vật của đất nước Nga hoặc các vùng riêng lẻ của nó) hoặc động vật hoang dã (tổng số sinh vật sống của tất cả các loại động vật hoang dã sinh sống trên lãnh thổ của Nga hoặc một vùng nhất định của nó), làm nhiễm độc bầu khí quyển và tài nguyên nước(bề mặt và Nước ngầmđược sử dụng hoặc có thể được sử dụng), cũng như việc thực hiện các hành động khác có thể gây ra thảm họa môi trường. Hiểm họa xã hội của chất diệt khuẩn sinh thái bao gồm sự đe dọa hoặc gây nguy hại lớn đến môi trường tự nhiên, việc bảo tồn nguồn gen của con người, động thực vật.

Bệnh lý sinh thái biểu hiện ở việc vi phạm nghiêm trọng cân bằng sinh thái trong tự nhiên, phá hủy thành phần loài ổn định của các sinh vật sống, làm giảm hoàn toàn hoặc đáng kể số lượng của chúng, vi phạm các chu kỳ. thay đổi theo mùa tuần hoàn sinh học của các chất và quy trình sinh học. Ecocide có thể được thúc đẩy bởi các lợi ích quân sự hoặc nhà nước bị hiểu nhầm, việc thực hiện các hành động với mục đích trực tiếp hoặc gián tiếp.

Thành công trong việc thiết lập trật tự và luật môi trường đạt được nhờ sự gia tăng dần dần ảnh hưởng của công chúng và nhà nước đối với những người phạm tội dai dẳng, bằng sự kết hợp tối ưu của các biện pháp giáo dục, kinh tế và pháp lý.

vi phạm ô nhiễm môi trường


Thư mục


1. Akimova T.V. Hệ sinh thái. Con người-Kinh tế-Sinh vật-Môi trường: Sách giáo khoa cho sinh viên đại học / T.A. Akimova, V.V. Khaskin; Lần xuất bản thứ 2, đã sửa đổi. và bổ sung - M.: UNITI, 2009.- 556 tr.

Akimova T.V. Hệ sinh thái. Nature-Man-Technology: Sách giáo khoa dành cho sinh viên công nghệ. hướng đi và thông số kỹ thuật. các trường đại học / T.A. Akimova, A.P. Kuzmin, V.V. Haskin ..- Dưới tổng. ed. A.P. Kuzmina. M.: UNITI-DANA, 2011.- 343 tr.

Brodsky A.K. Sinh thái chung: Giáo trình dành cho sinh viên đại học. M.: Ed. Trung tâm "Học viện", 2011. - 256 tr.

Voronkov N.A. Hệ sinh thái: chung, xã hội, ứng dụng. Giáo trình dành cho sinh viên đại học. M.: Agar, 2011. - 424 tr.

Korobkin V.I. Sinh thái học: Giáo trình dành cho sinh viên đại học / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. -Ed., Thêm. Và được sửa đổi. - Roston n / D: Phoenix, 2012. - 575s.

Nikolaikin N.I., Nikolaykina N.E., Melekhova O.P. Hệ sinh thái. Ấn bản thứ 2. Sách giáo khoa dành cho các trường trung học phổ thông. M.: Bustard, 2008. - 624 tr.

Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Hệ sinh thái: Uch. trợ cấp cho st. hóa chất công nghệ và công nghệ. cn. các trường đại học. / Ed. V.A. Solovieva, Yu.A. Krotova. - ấn bản thứ 4, đã sửa lại. - St.Petersburg: Hóa học, 2012. -238s.

Odum Yu. Ecology vol. 1.2. Thế giới, 2011.

Chernova N.M. Hệ sinh thái đại cương: Sách giáo khoa dành cho học sinh đại học sư phạm/ N.M. Chernova, A.M. Bylov. - M.: Bustard, 2008.-416 tr.

Sinh thái học: Sách giáo khoa dành cho sinh viên giáo dục đại học. và trung bình sách giáo khoa tổ chức, giáo dục theo công nghệ. chuyên gia. và chỉ đường / L.I. Tsvetkova, M.I. Alekseev, F.V. Karamzinov và những người khác; dưới tổng số ed. L.I. Tsvetkova. Mátxcơva: ASBV; Petersburg: Himizdat, 2012. - 550 tr.

Hệ sinh thái. Ed. hồ sơ V.V. Denisov. Rostov-on-D.: ICC "Mart", 2011. - 768 tr.


Dạy kèm

Cần trợ giúp để tìm hiểu một chủ đề?

Các chuyên gia của chúng tôi sẽ tư vấn hoặc cung cấp dịch vụ gia sư về các chủ đề mà bạn quan tâm.
Gửi đơn đăng ký cho biết chủ đề ngay bây giờ để tìm hiểu về khả năng nhận được tư vấn.