اهرام زیست‌محیطی مدل‌های گرافیکی هستند که تعداد افراد (هرم اعداد)، مقدار زیست توده (هرم زیست توده) یا انرژی موجود در آنها (هرم انرژی) را در هر سطح تغذیه‌ای نشان می‌دهند و نشان‌دهنده کاهش همه شاخص‌ها با افزایش سطح تغذیه

سه نوع اهرام زیست محیطی وجود دارد: انرژی، زیست توده و اعداد. ما در مورد هرم انرژی در بخش قبلی، "انتقال انرژی در اکوسیستم ها" صحبت کردیم. نسبت مواد زنده در سطوح مختلف عموماً از قانون یکسانی پیروی می کند که نسبت انرژی دریافتی: هر چه سطح بالاتر باشد، زیست توده کل و تعداد موجودات تشکیل دهنده آن کمتر است.

هرم زیست توده

اهرام زیست توده، و همچنین اعداد، می توانند نه تنها مستقیم، بلکه معکوس نیز باشند، که مشخصه اکوسیستم های آبی است.

هرم اکولوژیکی (تروفیک) یک نمایش گرافیکی از روابط کمی بین سطوح تغذیه‌ای یک بیوسنوز - تولیدکنندگان، مصرف‌کنندگان (هر سطح به طور جداگانه) و تجزیه‌کننده‌ها، بیان شده در تعداد آنها (هرم اعداد)، زیست توده (هرم زیست توده) یا سرعت رشد زیست توده (هرم انرژی ها).

هرم زیست توده رابطه بین تولیدکنندگان، مصرف کنندگان و تجزیه کننده ها در یک اکوسیستم است که در جرم آنها بیان شده و در قالب یک مدل تغذیه ای به تصویر کشیده می شود.

اهرام زیست توده، و همچنین اعداد، می توانند نه تنها مستقیم، بلکه معکوس نیز باشند (شکل 12.38). اهرام معکوس زیست توده مشخصه اکوسیستم های آبی است که در آن تولیدکنندگان اولیه، به عنوان مثال، جلبک های فیتوپلانکتونیک، بسیار سریع تقسیم می شوند و مصرف کنندگان آنها - سخت پوستان زئوپلانکتون - بسیار بزرگتر هستند، اما چرخه تولید مثل طولانی دارند. به طور خاص، این امر در مورد محیط های آب شیرین، جایی که بهره وری اولیه توسط ارگانیسم های میکروسکوپی که نرخ متابولیک آنها افزایش یافته است، ارائه می شود، به عنوان مثال، زیست توده کم است، بهره وری بالا است.

اهرام زیست توده اهمیت اساسی تری دارند، زیرا آنها عامل "فیزیکی" را حذف می کنند و به وضوح روابط کمی زیست توده را نشان می دهند. اگر ارگانیسم‌ها از نظر اندازه تفاوت زیادی نداشته باشند، با تعیین مجموع جرم افراد در سطوح تغذیه‌ای، می‌توانیم یک هرم پلکانی به دست آوریم. اما اگر ارگانیسم‌های سطوح پایین‌تر به طور متوسط ​​کوچک‌تر از ارگانیسم‌های سطوح بالاتر باشند، هرم معکوس زیست توده رخ می‌دهد. به عنوان مثال، در اکوسیستم هایی با تولیدکنندگان بسیار کوچک و مصرف کنندگان بزرگ، جرم کل دومی ممکن است در هر لحظه از جرم کل تولیدکنندگان بیشتر باشد. تعمیم های متعددی را می توان برای هرم های زیست توده انجام داد.

هرم زیست توده تغییر زیست توده را در هر سطح تغذیه ای متوالی نشان می دهد: برای اکوسیستم های زمینی، هرم زیست توده به سمت بالا باریک می شود، برای اکوسیستم اقیانوس وارونه می شود (به سمت پایین باریک می شود)، که با مصرف سریع فیتوپلانکتون توسط مصرف کنندگان مرتبط است.

هرم اعداد

هرم جمعیتی یک هرم اکولوژیکی است که تعداد افراد در هر سطح تغذیه را منعکس می کند. هرم اعداد همیشه ایده روشنی از ساختار زنجیره های غذایی ارائه نمی دهد، زیرا اندازه و جرم افراد، امید به زندگی و میزان متابولیسم را در نظر نمی گیرد، اما تمایل اصلی - کاهش در تعداد افراد از پیوند به پیوند - در اکثر موارد مشاهده می شود.

بنابراین، در اکوسیستم استپی تعداد افراد زیر ایجاد شد: تولیدکنندگان - 150000، مصرف کنندگان گیاهخوار - 20000، مصرف کنندگان گوشتخوار - 9000 نفر / آر (Odum, 1075) که بر حسب هر هکتار به ارقام 100 برابر بزرگتر می رسد. بیوسنوز علفزار با تعداد افراد زیر در مساحت 4 هزار متر مربع مشخص می شود: تولید کنندگان - 5،842،424، مصرف کنندگان گیاهخوار درجه اول - 708،024، مصرف کنندگان گوشتخوار درجه دوم - 35،490، مصرف کنندگان گوشتخوار سوم. سفارش - 3.

اهرام وارونه

اگر نرخ تولیدمثل جمعیت طعمه بالا باشد، حتی با زیست توده کم، چنین جمعیتی می تواند منبع غذایی کافی برای شکارچیانی باشد که زیست توده بالاتری دارند اما نرخ تولید مثل پایینی دارند. به همین دلیل، اهرام جمعیت را می توان معکوس کرد، یعنی. تراکم موجودات در یک نقطه زمانی معین در سطح تغذیه ای پایین ممکن است کمتر از تراکم موجودات در سطح بالا باشد. به عنوان مثال، بسیاری از حشرات می توانند زندگی کنند و روی یک درخت (هرم جمعیتی وارونه) تغذیه کنند.

هرم معکوس زیست توده مشخصه اکوسیستم‌های دریایی است، جایی که تولیدکنندگان اولیه (جلبک‌های فیتوپلانکتونیک) خیلی سریع تقسیم می‌شوند (پتانسیل تولیدمثلی بالا و تغییر نسل سریع دارند). در اقیانوس، تا 50 نسل از فیتوپلانکتون ها می توانند در یک سال تغییر کنند. مصرف کنندگان فیتوپلانکتون بسیار بزرگتر هستند، اما تولیدمثل بسیار کندتری دارند. در طول مدت زمانی که ماهی‌های شکارچی (و حتی بیشتر از آن، ماهی‌های دریایی و نهنگ‌ها) زیست توده خود را جمع‌آوری کنند، نسل‌های زیادی از فیتوپلانکتون‌ها تغییر خواهند کرد که زیست توده کل آن‌ها بسیار بیشتر است.

اهرام زیست توده مدت زمان وجود نسل های مختلف افراد در سطوح مختلف تغذیه ای و میزان تشکیل و مصرف زیست توده را در نظر نمی گیرند. به همین دلیل است که یک راه جهانی برای بیان ساختار تغذیه‌ای اکوسیستم‌ها، هرم سرعت تشکیل ماده زنده است، یعنی. بهره وری آنها معمولاً اهرام انرژی نامیده می شوند که به بیان انرژی محصولات اشاره دارد.

1. شبکه غذایی چیست؟

پاسخ دهید. زنجیره غذایی (تروفیک) - مجموعه ای از گونه های گیاهان، جانوران، قارچ ها و میکروارگانیسم ها که با رابطه: غذا - مصرف کننده به یکدیگر متصل می شوند. شبکه غذایی سیستمی از روابط بین زنجیره های غذایی است.

2. چه موجوداتی تولید کننده هستند؟

پاسخ دهید. تولیدکنندگان موجوداتی هستند که قادر به سنتز مواد آلی از غیر آلی، یعنی تمام اتوتروف ها هستند. اساساً این است گیاهان سبز(در طول فرآیند فتوسنتز، مواد آلی را از مواد معدنی سنتز می کنند)، با این حال، برخی از انواع باکتری های شیمیایی قادر به سنتز صرفا شیمیایی مواد آلی بدون نور خورشید هستند.

3. مصرف کنندگان چه تفاوتی با تولیدکنندگان دارند؟

سوالات بعد از بند 85

1. هرم اکولوژیکی چیست؟ چه فرآیندهایی را در جامعه منعکس می کند؟

پاسخ دهید. کاهش مقدار انرژی در طول انتقال از یک سطح تغذیه ای به سطح دیگر (بالاتر) تعداد این سطوح و نسبت شکارچیان و طعمه ها را تعیین می کند. تخمین زده می شود که هر سطح تغذیه ای معین حدود 10٪ (یا کمی بیشتر) از انرژی سطح قبلی را دریافت می کند. بنابراین، تعداد کل سطوح تروفیک به ندرت بیش از چهار تا شش است.

این پدیده که به صورت گرافیکی به تصویر کشیده شده است، هرم اکولوژیکی نامیده می شود. هرم اعداد (افراد)، هرم زیست توده و هرم انرژی وجود دارد.

پایه هرم را تولیدکنندگان (گیاهان) تشکیل می دهند. در بالای آنها مصرف کنندگان درجه اول (گیاهخواران) قرار دارند. سطح بعدی توسط مصرف کنندگان درجه دوم (شکارچیان) نشان داده می شود. و به همین ترتیب تا بالای هرم که توسط بزرگترین شکارچیان اشغال شده است. ارتفاع هرم معمولاً با طول زنجیره غذایی مطابقت دارد.

هرم زیست توده نسبت زیست توده موجودات را در سطوح مختلف تغذیه ای نشان می دهد که به صورت گرافیکی به گونه ای ترسیم شده است که طول یا مساحت مستطیل مربوط به یک سطح تغذیه ای خاص با زیست توده آن متناسب است.

2. تفاوت اهرام اعداد و انرژی چیست؟

پاسخ دهید. اهرام زیست محیطی را می توان به سه نوع اصلی طبقه بندی کرد:

اهرام اعداد که تعداد موجودات منفرد را منعکس می کنند. اهرام زیست توده که مجموع توده افراد را در هر سطح تغذیه ای مشخص می کند. هرم های تولیدی که تولید هر سطح تغذیه ای را مشخص می کند.

اهرام جمعیت، به عنوان یک قاعده، کمترین اطلاعات و نشانگر را دارند، زیرا تعداد موجودات یک سطح تغذیه ای در یک اکوسیستم تا حد زیادی به اندازه آنها بستگی دارد. به عنوان مثال، جرم یک روباه برابر با جرم چند صد موش است.

به طور معمول، تعداد موجودات هتروتروف در یک اکوسیستم بیشتر از موجودات اتوتروف است. یک درخت (سطح تغذیه اول) می تواند تا چندین هزار حشره را تغذیه کند (سطح تغذیه دوم). با افزایش سطح تغذیه ارگانیسم های هتروتروف، اندازه متوسط ​​افراد مستقر در آن معمولاً افزایش می یابد و تعداد آنها کاهش می یابد. بنابراین، اهرام جمعیت در اکوسیستم ها اغلب شبیه یک "درخت کریسمس" هستند.

اهرام زیست توده روابط بین سطوح مختلف تغذیه ای یک اکوسیستم را بسیار بهتر بیان می کنند. به طور کلی، زیست توده سطوح پایین تر از سطوح بالاتر بیشتر است. با این حال، استثناهای قابل توجهی برای این قاعده وجود دارد. به عنوان مثال، در دریاها، زیست توده زئوپلانکتون های گیاهخوار به طور قابل توجهی (گاهی 2-3 برابر) بیشتر از زیست توده فیتوپلانکتون است که عمدتاً توسط جلبک های تک سلولی نشان داده می شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که جلبک ها به سرعت توسط زئوپلانکتون ها خورده می شوند، اما آنها از خورده شدن کامل توسط زئوپلانکتون ها محافظت می شوند. سرعت بالاتقسیمات سلولی آنها

کامل ترین تصویر از سازماندهی عملکردی اکوسیستم ها توسط اهرام محصول ارائه می شود. در این حالت، بهتر است مقادیر تولید هر سطح تغذیه‌ای را در واحدهای اندازه‌گیری منفرد، ترجیحاً در واحدهای انرژی نشان دهیم. در این صورت، اهرام محصولات، هرم انرژی خواهند بود.

بر خلاف اهرام اعداد و زیست توده، که منعکس کننده استاتیک سیستم (یعنی مشخص کردن تعداد موجودات در یک زمان معین) هستند، اهرام تولید، سرعت عبور انرژی غذا از زنجیره های تغذیه ای را مشخص می کنند. اگر تمام مقادیر انرژی دریافتی و مصرفی در زنجیره تغذیه به درستی در نظر گرفته شود، طبق قانون دوم ترمودینامیک، هرم های محصول همیشه شکل صحیحی خواهند داشت.

تعداد و زیست توده موجوداتی که در هر سطحی تحت شرایط خاص قابل نگهداری است، به مقدار انرژی ثابت موجود در حال حاضر در سطح قبلی (یعنی زیست توده سطح دوم) بستگی ندارد، بلکه به میزان تولید غذا در سطح قبلی بستگی دارد. آن را

3. چرا یک هرم جمعیتی می تواند مستقیم یا معکوس باشد؟

پاسخ دهید. اگر نرخ تولیدمثل جمعیت طعمه بالا باشد، حتی با زیست توده کم، چنین جمعیتی می تواند منبع غذایی کافی برای شکارچیانی باشد که زیست توده بالاتری دارند اما نرخ تولید مثل پایینی دارند. به همین دلیل، اهرام فراوانی یا زیست توده ممکن است وارونه شوند، به عنوان مثال، سطوح تغذیه‌ای پایین ممکن است چگالی و زیست توده کمتری نسبت به سطوح بالاتر داشته باشند.

به عنوان مثال، بسیاری از حشرات می توانند زندگی کنند و روی یک درخت (هرم جمعیتی وارونه) تغذیه کنند. هرم معکوس زیست توده مشخصه اکوسیستم های دریایی است، جایی که تولیدکنندگان اولیه (جلبک های فیتوپلانکتونیک) خیلی سریع تقسیم می شوند و مصرف کنندگان آنها (سخت پوستان زئوپلانکتونیک) بسیار بزرگتر هستند، اما تولیدمثل بسیار کندتری دارند. مهره داران دریایی نیز دارند جرم بزرگو یک چرخه تولید مثل طولانی است.

سهم انرژی دریافتی در سطح تغذیه 5 را محاسبه کنید، مشروط بر اینکه مقدار کل آن در سطح 1 500 واحد باشد.

پاسخ دهید. سطح اول 500، دوم 50، سوم 5، چهارم 0.5، پنجم 0.05 واحد است.

فرآیند اصلی که در همه اکوسیستم ها اتفاق می افتد، انتقال و گردش ماده یا انرژی است. در عین حال، ضرر و زیان اجتناب ناپذیر است. میزان این تلفات از سطحی به سطح دیگر همان چیزی است که قوانین اهرام زیست محیطی منعکس می کنند.

برخی اصطلاحات دانشگاهی

متابولیسم ماده و انرژی یک جریان جهت دار در زنجیره تولید کننده - مصرف کننده است. به زبان ساده، خوردن برخی از موجودات توسط برخی دیگر. در این حالت زنجیره یا دنباله ای از موجودات ساخته می شود که مانند حلقه های یک زنجیره با رابطه "غذا - مصرف کننده" به هم متصل می شوند. به این دنباله، زنجیره غذایی یا تغذیه ای می گویند. و پیوندهای موجود در آن سطوح تغذیه‌ای هستند. اولین سطح زنجیره تولید کنندگان (گیاهان) هستند، زیرا فقط آنها می توانند مواد آلی را از غیر آلی تشکیل دهند. پیوندهای بعدی مصرف کنندگان (حیوانات) سفارشات مختلف هستند. علفخواران مصرف کنندگان درجه 1 هستند و شکارچیانی که از گیاهخواران تغذیه می کنند مصرف کنندگان درجه 2 خواهند بود. حلقه بعدی در زنجیره تجزیه کننده ها خواهد بود - موجوداتی که غذای آنها بقایای فعالیت های حیاتی یا اجساد موجودات زنده است.

اهرام گرافیکی

بوم شناس بریتانیایی چارلز التون (1900-1991) در سال 1927، بر اساس تجزیه و تحلیل تغییرات کمی در زنجیره های تغذیه ای، مفهوم اهرام اکولوژیکی را به عنوان یک تصویر گرافیکی از روابط در اکوسیستم تولید کنندگان و مصرف کنندگان به زیست شناسی معرفی کرد. هرم التون به صورت مثلث تقسیم بر تعداد حلقه های زنجیره به تصویر کشیده شده است. یا به شکل مستطیل هایی که روی هم ایستاده اند.

الگوهای هرمی

سی التون تعداد موجودات زنجیره ای را تجزیه و تحلیل کرد و دریافت که همیشه تعداد گیاهان بیشتر از حیوانات است. علاوه بر این، نسبت سطوح از نظر کمی همیشه یکسان است - در هر سطح بعدی کاهش می یابد و این یک نتیجه گیری عینی است که توسط قوانین اهرام زیست محیطی منعکس می شود.

قانون التون

این قانون بیان می کند که تعداد افراد در یک دنباله از سطح به سطح کاهش می یابد. قوانین هرم اکولوژیکی نسبت کمی محصولات تمام سطوح یک زنجیره غذایی خاص است. می گوید که نشانگر سطح زنجیره تقریباً 10 برابر کمتر از سطح قبلی خواهد بود.

مثال زیر یک مثال ساده است که نقطه های i را نشان می دهد. بیایید زنجیره تغذیه ای جلبک - سخت پوستان بی مهرگان - شاه ماهی - دلفین را در نظر بگیریم. یک دلفین 40 کیلوگرمی برای زنده ماندن باید 400 کیلوگرم شاه ماهی بخورد. و برای اینکه این 400 کیلوگرم ماهی وجود داشته باشد، حدود 4 تن از غذای آنها - سخت پوستان بی مهرگان - مورد نیاز است. برای تولید 4 تن سخت پوستان به 40 تن جلبک نیاز است. این همان چیزی است که قوانین هرم زیست محیطی منعکس می کند. و تنها در این نسبت این ساختار اکولوژیکی پایدار خواهد بود.

انواع اکوپیرامید

بر اساس معیاری که هنگام ارزیابی اهرام در نظر گرفته می شود، موارد زیر متمایز می شوند:

• عددی.
• تخمین های زیست توده
• مصرف انرژی.

در همه موارد، قاعده هرم اکولوژیکی نشان دهنده کاهش 10 برابری معیار ارزیابی اصلی است.

تعداد افراد و سطوح تغذیه ای

هرم اعداد تعداد موجودات را در نظر می گیرد که در قاعده هرم اکولوژیکی منعکس می شود. و مثال با دلفین کاملاً با ویژگی های این نوع هرم مطابقت دارد. اما در اینجا استثناهایی وجود دارد - اکوسیستم جنگلی با زنجیره ای از گیاهان - حشرات. هرم وارونه می شود (تعداد زیادی از حشرات که از یک درخت تغذیه می کنند). به همین دلیل است که هرم اعداد آموزنده ترین و شاخص ترین در نظر گرفته نمی شود.

چه چیزی باقی مانده است؟

هرم زیست توده از جرم خشک (کمتر مرطوب) افراد هم سطح به عنوان معیار ارزیابی استفاده می کند. واحدهای اندازه گیری گرم/متر مربع، کیلوگرم/هکتار یا گرم/متر مکعب هستند. اما در اینجا نیز استثنائاتی وجود دارد. قوانین اهرام اکولوژیکی که نشان دهنده کاهش زیست توده مصرف کنندگان در رابطه با زیست توده تولیدکنندگان است، برای بیوسنوزهایی که هر دو بزرگ هستند و طول عمر بالایی دارند، رعایت می شود. چرخه زندگی. اما برای سیستم های آبی، هرم ممکن است دوباره معکوس شود. به عنوان مثال، در دریاها، زیست توده زئوپلانکتون هایی که از جلبک ها تغذیه می کنند، گاهی اوقات 3 برابر بیشتر از زیست توده خود پلانکتون های گیاهی است. سرعت بالای تولید مثل فیتوپلانکتون را ذخیره می کند.

جریان انرژی دقیق ترین شاخص است

اهرام انرژی میزان عبور غذا (جرم آن) را از سطوح تغذیه ای نشان می دهند. قانون هرم انرژی توسط بوم شناس برجسته آمریکایی ریموند لیندمن (1915-1942) فرموله شد. بر اساس آن، 10٪ از انرژی از انرژی قبلی به هر سطح بعدی منتقل می شود، 90٪ باقیمانده تلفاتی است که برای پشتیبانی از عملکردهای حیاتی بدن (تنفس، تنظیم حرارت) می رود.

معنی اهرام

ما آنچه را که قوانین اهرام اکولوژیکی منعکس می‌کنند، تحلیل کرده‌ایم. اما چرا به این دانش نیاز داریم؟ اهرام اعداد و زیست توده به ما اجازه می دهند تا برخی از مسائل عملی را حل کنیم، زیرا آنها وضعیت ایستا و پایدار سیستم را توصیف می کنند. به عنوان مثال، آنها هنگام محاسبه مقادیر مجاز صید ماهی یا شمارش تعداد حیوانات برای تیراندازی استفاده می شوند تا ثبات اکوسیستم را مختل نکنند و تعیین کنند. حداکثر اندازهیک جمعیت خاص از افراد برای یک اکوسیستم معین در کل آن. و هرم انرژی ها ایده روشنی از سازماندهی جوامع عملکردی می دهد و به شما امکان می دهد اکوسیستم های مختلف را با توجه به بهره وری آنها مقایسه کنید.

اکنون خواننده با انجام وظیفه ای مانند "توضیح آنچه که قوانین اهرام زیست محیطی منعکس می کند" سردرگم نخواهد شد و به جرأت پاسخ خواهد داد که اینها از دست دادن ماده و انرژی در یک زنجیره تغذیه ای خاص است.

در نتیجه روابط غذایی پیچیده بین موجودات مختلف، اتصالات تغذیه ای (غذایی) یا زنجیره های غذایی.زنجیره غذایی معمولاً از چندین حلقه تشکیل شده است:

تولید کنندگان - مصرف کنندگان - تجزیه کننده ها.

هرم اکولوژیکی - مقدار ماده گیاهی که به عنوان پایه تغذیه عمل می کند چندین برابر جرم کل حیوانات گیاهخوار است و جرم هر یک از حلقه های بعدی در زنجیره غذایی کمتر از حلقه قبلی است (شکل 54).

هرم اکولوژیکی - نمایش های گرافیکی از رابطه بین تولید کنندگان، مصرف کنندگان و تجزیه کننده ها در یک اکوسیستم.

برنج. 54. نمودار ساده شده هرم اکولوژیکی

یا اهرام اعداد (طبق نظر کوروبکین، 2006)

مدل گرافیکی این هرم در سال 1927 توسط یک جانورشناس آمریکایی ساخته شد چارلز التون. پایه هرم اولین سطح تغذیه ای است - سطح تولید کنندگان، و طبقات بعدی هرم توسط سطوح بعدی - مصرف کنندگان سفارشات مختلف تشکیل می شود. ارتفاع همه بلوک ها یکسان است و طول آن متناسب با تعداد، زیست توده یا انرژی در سطح مربوطه است. سه راه برای ساخت اهرام زیست محیطی وجود دارد.

1. هرم اعداد (فراوانی) تعداد موجودات منفرد را در هر سطح نشان می دهد (شکل 55 را ببینید). به عنوان مثال، برای تغذیه یک گرگ، او حداقل به چندین خرگوش نیاز دارد تا او شکار کند. برای تغذیه این خرگوش ها، شما کاملا نیاز دارید تعداد زیادی انواع گیاهان. گاهی اوقات اهرام اعداد را می توان برعکس یا وارونه کرد. این در مورد زنجیره‌های غذایی جنگلی صدق می‌کند، جایی که درختان به‌عنوان تولیدکننده و حشرات به‌عنوان مصرف‌کننده اصلی خدمت می‌کنند. در این مورد، سطح مصرف کنندگان اولیه از نظر عددی غنی تر از سطح تولید کنندگان است (تعداد زیادی از حشرات از یک درخت تغذیه می کنند).

2. هرم زیست توده – نسبت توده های موجودات در سطوح مختلف تغذیه ای. معمولاً در بیوسنوزهای زمینی، جرم کل تولیدکنندگان بیشتر از هر پیوند بعدی است. به نوبه خود، مجموع جرم مصرف کنندگان مرتبه اول بیشتر از مصرف کنندگان درجه دوم و غیره است. اگر موجودات از نظر اندازه تفاوت زیادی نداشته باشند، نمودار معمولاً منجر به یک هرم پلکانی با نوک مخروطی می شود. بنابراین، برای تولید 1 کیلوگرم گوشت گاو به 70-90 کیلوگرم علف تازه نیاز دارید.

در اکوسیستم های آبیشما همچنین می توانید یک هرم معکوس یا معکوس از زیست توده دریافت کنید، زمانی که زیست توده تولیدکنندگان کمتر از زیست توده مصرف کنندگان و گاهی اوقات تجزیه کننده ها باشد. به عنوان مثال، در اقیانوس، با بهره وری نسبتاً بالایی از فیتوپلانکتون، جرم کل آن در یک لحظه معین ممکن است کمتر از مصرف کنندگان مصرف کننده (نهنگ ها، ماهی های بزرگ، صدف ها) باشد (شکل 55).

برنج. 55. اهرام زیست توده برخی از بیوسنوزها (طبق نظر کوروبکین، 2004):

P - تولید کنندگان؛ RK - مصرف کنندگان گیاهخوار؛ رایانه شخصی - مصرف کنندگان گوشتخوار؛

F - فیتوپلانکتون؛ 3- زئوپلانکتون (راست ترین هرم زیست توده ظاهری معکوس دارد)

اهرام اعداد و زیست توده منعکس می شوند ایستاسیستم ها، یعنی تعداد یا زیست توده موجودات را در یک دوره زمانی مشخص مشخص می کنند. آنها اطلاعات کاملی در مورد ساختار تغذیه ای یک اکوسیستم ارائه نمی دهند، اگرچه آنها اجازه می دهند تعدادی از مشکلات عملی را حل کنند، به ویژه مربوط به حفظ پایداری اکوسیستم ها. به عنوان مثال، هرم اعداد اجازه می دهد تا میزان مجاز صید ماهی یا تیراندازی حیوانات را در طول فصل شکار بدون عواقب برای تولید مثل طبیعی آنها محاسبه کنید.

3. هرم انرژی میزان جریان انرژی، سرعت عبور توده مواد غذایی از زنجیره غذایی را منعکس می کند. ساختار بیوسنوز تا حد زیادی تحت تأثیر مقدار انرژی ثابت نیست، بلکه تحت تأثیر نرخ تولید غذا است (شکل 56).

مشخص شده است که حداکثر مقدار انرژی منتقل شده به سطح انرژی بعدی می تواند در برخی موارد 30 درصد از سطح قبلی باشد و این در بهترین حالت است. در بسیاری از بیوسنوزها و زنجیره های غذایی، مقدار انرژی منتقل شده می تواند تنها 1٪ باشد.

برنج. 56. هرم انرژی (قانون 10% یا 10:1)

(طبق گفته Tsvetkova، 1999)

در سال 1942، بوم شناس آمریکایی آر. لیندمن فرموله کرد قانون هرم انرژی ها (قانون 10 درصد) بر این اساس به طور متوسط ​​حدود 10 درصد از انرژی دریافتی در سطح قبلی هرم اکولوژیکی از یک سطح تغذیه ای از طریق زنجیره های غذایی به سطح تغذیه ای دیگر منتقل می شود. بقیه انرژی به صورت تشعشعات حرارتی، حرکت و غیره از دست می‌رود. موجودات زنده در نتیجه فرآیندهای متابولیکی، در هر حلقه از زنجیره غذایی حدود 90 درصد از کل انرژی را که صرف حفظ عملکردهای حیاتی خود می‌شود، از دست می‌دهند. .

اگر خرگوش 10 کیلوگرم ماده گیاهی بخورد، وزن خود ممکن است 1 کیلوگرم افزایش یابد. روباه یا گرگ، با خوردن 1 کیلوگرم گوشت خرگوش، جرم خود را تنها 100 گرم افزایش می دهد. گیاهان چوبیاین سهم به دلیل جذب ضعیف چوب توسط موجودات زنده بسیار کمتر است. برای گیاهان و جلبک دریاییاین مقدار بسیار بیشتر است، زیرا آنها بافت های سخت هضم ندارند. با این حال، الگوی کلی فرآیند انتقال انرژی باقی می‌ماند: انرژی بسیار کمتری از سطوح تغذیه‌ای بالایی نسبت به سطوح پایین‌تر عبور می‌کند.

به همین دلیل است که زنجیره های غذایی معمولاً نمی توانند بیش از 3-5 (به ندرت 6) پیوند داشته باشند و اهرام زیست محیطی نمی توانند از تعداد زیادی طبقات تشکیل شوند. حلقه نهایی زنجیره غذایی، درست مانند طبقه بالای هرم زیست محیطی، انرژی کمی دریافت می کند که اگر تعداد موجودات افزایش یابد، کافی نخواهد بود.

طبیعت شگفت انگیز و متنوع است و همه چیز در آن به هم پیوسته و متعادل است. تعداد افراد از هر گونه حیوانات، حشرات، ماهی ها به طور مداوم تنظیم می شود.

نمی توان تصور کرد که تعداد هر گونه ای از افراد به طور مداوم در حال افزایش است. برای جلوگیری از این اتفاق، انتخاب طبیعی و بسیاری عوامل دیگر وجود دارد. محیط زیست، دائماً این عدد را تنظیم می کند. احتمالاً همه شما عبارت "هرم زیست محیطی" را شنیده اید. چیست؟ چه نوع اهرام اکولوژیکی وجود دارد؟ بر چه قوانینی استوار است؟ در ادامه پاسخ این سوالات و سوالات دیگر را دریافت خواهید کرد.

هرم اکولوژیک است ... تعریف

بنابراین، همه می دانند که در زیست شناسی زنجیره های غذایی وجود دارد، زمانی که برخی از حیوانات، معمولاً شکارچیان، از حیوانات دیگر تغذیه می کنند.

هرم اکولوژیکی تقریباً همان سیستم است، اما به نوبه خود بسیار جهانی تر است. او چیست؟ هرم اکولوژیکی سیستم معینی است که در ترکیب خود تعداد موجودات، جرم افراد و به علاوه انرژی تعبیه شده در آنها را در هر سطح منعکس می کند. ویژگی دیگر این است که با افزایش هر سطح، شاخص ها به طور قابل توجهی کاهش می یابد. به هر حال، این دقیقاً همان چیزی است که قانون هرم زیست محیطی با آن مرتبط است. قبل از اینکه در مورد آن صحبت کنیم، ارزش درک این را دارد که این طرح چگونه به نظر می رسد.

قانون هرم

اگر آن را به صورت شماتیک در شکل تصور کنید، چیزی شبیه به هرم خئوپس خواهد بود: یک هرم چهار گوش با بالای نوک تیز، جایی که کمترین تعداد افراد در آن متمرکز است.

قانون هرم زیست محیطی یک الگوی بسیار جالب را تعریف می کند. این در این واقعیت نهفته است که پایه هرم اکولوژیکی، یعنی پوشش گیاهی که اساس تغذیه را تشکیل می دهد، حدود ده برابر بیشتر از توده حیواناتی است که غذاهای گیاهی می خورند.

علاوه بر این، هر سطح بعدی نیز ده برابر کوچکتر از سطح قبلی است. بنابراین معلوم می شود که بالاترین سطح دارای کمترین جرم و انرژی است. این الگو چه چیزی به ما می دهد؟

نقش قاعده هرم

بر اساس قاعده هرم اکولوژیکی بسیاری از مشکلات قابل حل است. به عنوان مثال، زمانی که زنجیره غذایی شامل قورباغه، مار، ملخ و عقاب باشد، چند عقاب می توانند رشد کنند که مقدار مشخصی دانه وجود داشته باشد.

بر اساس این واقعیت که بالاترین سطحتنها 10 درصد از انرژی منتقل می شود، چنین مشکلاتی به راحتی قابل حل است. ما یاد گرفتیم که اهرام زیست محیطی چیست و قوانین و الگوهای آنها را شناسایی کردیم. اما اکنون در مورد اینکه چه اهرام زیست محیطی در طبیعت وجود دارد صحبت خواهیم کرد.

انواع اهرام اکولوژیکی

سه نوع اهرام وجود دارد. بر اساس تعریف اولیه، می توان نتیجه گرفت که آنها به تعداد افراد، زیست توده آنها و انرژی موجود در آنها مرتبط هستند. به طور کلی، اول چیزها.

هرم اعداد

نام برای خودش صحبت می کند. این هرم تعداد افراد مستقر در تمام سطوح را به طور جداگانه منعکس می کند. اما شایان ذکر است که در اکولوژی بسیار به ندرت استفاده می شود، زیرا تعداد بسیار زیادی از افراد در یک سطح وجود دارد و ارائه ساختار کامل بیوسنوز بسیار دشوار است.

تصور همه اینها روی یک نفر بسیار ساده تر است مثال خاص. فرض کنید 1000 تن گیاه سبز در پایه هرم وجود دارد. این پوشش گیاهی توسط ملخ ها خورده می شود. برای مثال تعداد آنها حدود سی میلیون نفر است. نود هزار قورباغه می توانند این همه ملخ را بخورند. خود قورباغه ها غذای 300 قزل آلا هستند. یک نفر می تواند این مقدار ماهی را در سال بخورد. ما چه کار می کنیم؟ اتفاقی که می افتد این است که در پایه هرم میلیون ها تیغه چمن وجود دارد، اما در بالای هرم فقط یک نفر وجود دارد.

در اینجاست که می‌توان مشاهده کرد که چگونه هنگام حرکت از یک سطح به هر سطح بعدی، شاخص‌ها کاهش می‌یابند. جرم و تعداد افراد کاهش می یابد و انرژی موجود در آنها کاهش می یابد. همچنین لازم به ذکر است که استثنائاتی وجود دارد. بیایید بگوییم که گاهی اوقات اکوپرمیدهای معکوس اعداد وجود دارد. فرض کنید حشرات روی درخت خاصی در جنگل زندگی می کنند. همه پرندگان حشره خوار از آنها تغذیه می کنند.

هرم زیست توده

طرح دوم هرم زیست توده است. همچنین نشان دهنده یک نسبت است. اما در در این مورداین نسبت جرم است. به عنوان یک قاعده، جرم در قاعده هرم همیشه بسیار بیشتر از بالاترین سطح استوایی است و جرم سطح دوم بیشتر از جرم سطح سوم است و غیره. اگر موجودات موجود در سطوح تغذیه‌ای مختلف از نظر اندازه تفاوت چندانی با هم ندارند، در این شکل به نظر می‌رسد که یک هرم چهارگوش به سمت بالا باریک می‌شود. یکی از دانشمندان آمریکایی ساختار این هرم را با استفاده از مثال زیر توضیح داد: وزن پوشش گیاهی در یک علفزار بسیار بیشتر از توده افراد مصرف کننده این گیاهان است، وزن حیوانات گیاهخوار از وزن گوشتخواران سطح اول بیشتر است. ، وزن دومی بیشتر از وزن گوشتخواران سطح دوم است و غیره.

به عنوان مثال، وزن یک شیر بسیار زیاد است، اما این فرد به قدری کمیاب است که در مقایسه با جرم سایر افراد، جرم خودش ناچیز است. استثنائات نیز در چنین اهرامی رخ می دهد، زمانی که توده تولید کنندگان در مقایسه با توده مصرف کنندگان کوچکتر است. بیایید این را با استفاده از مثال یک سیستم آب در نظر بگیریم. جرم فیتوپلانکتون، حتی با در نظر گرفتن بهره وری بالای آن، کمتر از توده مصرف کنندگان، مانند نهنگ ها است. این گونه اهرام وارونه یا وارونه نامیده می شوند.

هرم انرژی

و در نهایت سومین نوع هرم اکولوژیکی، هرم انرژی است. سرعت عبور جرم غذا از زنجیره و همچنین مقدار انرژی داده شده را منعکس می کند. این قانون توسط R. Lindeman تدوین شده است. این او بود که ثابت کرد با تغییر در سطح تروفیک، تنها 10 درصد از انرژی که در سطح قبلی بود منتقل می شود.

درصد انرژی اولیه همیشه 100٪ است. اما اگر فقط یک دهم آن به سطح تغذیه‌ای بعدی برود، پس بیشتر انرژی کجا می‌رود؟ بخش اصلی آن، یعنی 90 درصد، توسط افراد برای اطمینان از تمام فرآیندهای زندگی صرف می شود. بنابراین، یک الگوی خاصی در اینجا نیز وجود دارد. از طریق سطوح تغذیه‌ای فوقانی، جایی که جرم و تعداد افراد کمتری وجود دارد، بخش بسیار کوچک‌تری از انرژی نیز جریان می‌یابد که از آن عبور می‌کند. سطوح پایین تر. این چیزی است که می تواند این واقعیت را توضیح دهد که تعداد زیادی شکارچی وجود ندارد.

معایب و مزایای اهرام اکولوژیکی

با وجود تعداد انواع مختلف، تقریباً هر کدام از آنها معایبی دارند. به عنوان مثال، اینها اهرام اعداد و زیست توده هستند. ضرر آنها چیست؟ واقعیت این است که اگر پراکندگی تعداد سطوح مختلف بیش از حد زیاد باشد، ساختن اولی باعث ایجاد مشکلاتی می شود. اما تمام دشواری فقط در این نیست.

هرم انرژی قادر به مقایسه بهره وری است زیرا مهمترین عامل زمان را در نظر می گیرد. و البته شایان ذکر است که چنین هرمی هرگز وارونه نمی شود. به لطف این، این یک نوع استاندارد است.

نقش هرم زیست محیطی

هرم اکولوژیکی چیزی است که به ما در درک ساختار بیوسنوز و توصیف وضعیت سیستم کمک می کند. این طرح ها همچنین به تعیین میزان مجاز ماهی صید شده و تعداد حیواناتی که باید تیراندازی شوند کمک می کند.

همه اینها برای اینکه یکپارچگی و پایداری کلی محیط زیست نقض نشود ضروری است. هرم به نوبه خود به ما در درک سازماندهی جوامع عملکردی و همچنین مقایسه اکوسیستم های مختلف بر اساس بهره وری آنها کمک می کند.

هرم اکولوژیکی به عنوان نسبتی از ویژگی ها

بر اساس انواع فوق، می توان نتیجه گرفت که هرم اکولوژیکی نسبت معینی از شاخص های مربوط به اعداد، جرم و انرژی است. سطوح هرم اکولوژیکی از همه نظر متفاوت است. سطوح بالاتر سطوح پایین تری دارند و بالعکس. نمودارهای معکوس را فراموش نکنید. در اینجا تعداد مصرف کنندگان از تولیدکنندگان بیشتر است. اما این تعجب آور نیست. طبیعت قوانین خاص خود را دارد، استثنائات در هر جایی ممکن است وجود داشته باشد.

هرم انرژی ساده ترین و قابل اطمینان ترین است، زیرا مهم ترین عامل زمان را در نظر می گیرد. به همین دلیل به نوعی استاندارد محسوب می شود. نقش اهرام اکولوژیکی در حفظ تعادل اکوسیستم های طبیعی و تضمین پایداری آنها بسیار مهم است.