اهرام اکولوژیکی بر چه اساسی ساخته می شوند؟ هرم اعداد. نقش هرم زیست محیطی

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 به مقدار زیادی نیاز دارید انواع گیاهان. گاهی اوقات اهرام اعداد را می توان برعکس یا وارونه کرد. این امر 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.

که 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 تروفیک بعدی در برخی موارد می تواند 30٪ 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.

روابط عملکردی، به عنوان مثال ساختار تغذیه ای، می تواند به صورت گرافیکی، به شکل به اصطلاح تصویر شود. اهرام زیست محیطیپایه هرم سطح تولید کنندگان است و سطوح بعدی تغذیه طبقات و بالای هرم را تشکیل می دهد. سه نوع اصلی از اهرام زیست محیطی وجود دارد: 1) هرم اعداد، منعکس کننده تعداد موجودات در هر سطح (هرم التون)؛ 2) هرم زیست توده، مشخص کردن جرم ماده زنده - وزن خشک کل، محتوای کالری و غیره؛ 3) هرم محصول(یا انرژی)، دارای ویژگی جهانی، نشان دهنده تغییرات در تولید اولیه (یا انرژی) در سطوح تغذیه ای متوالی.

هرم اعداد الگوی واضحی را نشان می‌دهد که التون کشف کرده است: تعداد افرادی که یک سری پیوندهای متوالی از تولیدکنندگان به مصرف‌کنندگان را تشکیل می‌دهند به طور پیوسته در حال کاهش است (شکل 5). این الگو، اولاً بر این واقعیت استوار است که برای متعادل کردن جرم یک جسم بزرگ، اجسام کوچک زیادی لازم است. ثانیاً مقداری انرژی از سطوح تغذیه‌ای پایین‌تر به سطوح بالاتر از دست می‌رود (تنها 10 درصد انرژی از هر سطح به سطح قبلی می‌رسد) و ثالثاً بین متابولیسم و اندازه افراد رابطه معکوس وجود دارد (هرچه ارگانیسم کوچک‌تر باشد، هرچه متابولیسم شدیدتر باشد، تعداد و زیست توده آن‌ها سرعت رشد بیشتری دارد).

برنج. 5. نمودار ساده شده هرم التون

با این حال، شکل اهرام جمعیت در اکوسیستم های مختلف بسیار متفاوت خواهد بود، بنابراین بهتر است اعداد به صورت جدولی، اما زیست توده به صورت گرافیکی ارائه شوند. این به وضوح مقدار تمام مواد زنده را در یک سطح تغذیه ای معین نشان می دهد، به عنوان مثال، بر حسب واحد جرم در واحد سطح - گرم در متر مربع یا حجم - گرم در متر مکعب و غیره.

در اکوسیستم های زمینی قانون زیر اعمال می شود: اهرام زیست توده: مجموع جرم گیاهان از جرم همه گیاهخواران و جرم آنها از کل زیست توده شکارچیان بیشتر است. این قانون رعایت می شود و زیست توده کل زنجیره با تغییر ارزش خالص تولید تغییر می کند که نسبت افزایش سالانه آن به زیست توده اکوسیستم کم است و در جنگل های مناطق مختلف جغرافیایی از 2 تا 6 متغیر است. ٪. و فقط در جوامع گیاهی علفزار می تواند به 40-55٪ و در برخی موارد در نیمه بیابان ها - 70-75٪ برسد. در شکل شکل 6 اهرام زیست توده برخی از بیوسنوزها را نشان می دهد. همانطور که از شکل مشاهده می شود، برای اقیانوس، قانون فوق در مورد هرم زیست توده نامعتبر است - ظاهری معکوس (معکوس) دارد.

برنج. 6. اهرام زیست توده برخی از بیوسنوزها: P - تولیدکنندگان. RK - مصرف کنندگان گیاهخوار؛ PC - مصرف کنندگان گوشتخوار؛ F - فیتوپلانکتون؛ Z - زئوپلانکتون

اکوسیستم اقیانوس با تمایل به تجمع زیست توده در سطوح بالا در میان شکارچیان مشخص می شود. شکارچیان طولانی زندگی می کنند و نرخ گردش نسل های آنها پایین است، اما برای تولید کنندگان - جلبک های فیتوپلانکتونیک - نرخ گردش مالی می تواند صدها برابر بیشتر از ذخیره زیست توده باشد. این بدان معناست که تولید خالص آنها در اینجا نیز از تولید جذب شده توسط مصرف کنندگان فراتر می رود، یعنی انرژی بیشتری از سطح تولید کنندگان عبور می کند تا از طریق همه مصرف کنندگان.

از این رو واضح است که بازتاب حتی کامل تر از تأثیر روابط تغذیه ای بر اکوسیستم باید قانون هرم محصول (یا انرژی) باشد:در هر سطح تغذیه ای قبلی، مقدار زیست توده ایجاد شده در واحد زمان (یا انرژی) بیشتر از سطح بعدی است.

زنجیره های تغذیه ای یا غذایی را می توان به شکل یک هرم نشان داد. ارزش عددی هر پله از چنین هرمی را می توان با تعداد افراد، زیست توده آنها یا انرژی انباشته شده در آن بیان کرد.

مطابق با قانون هرم انرژی های R. Lindemann و قانون ده درصد، از هر مرحله تقریباً 10٪ (از 7 تا 17٪) انرژی یا ماده از نظر انرژی به مرحله بعدی منتقل می شود (شکل 7). توجه داشته باشید که در هر سطح بعدی، با کاهش مقدار انرژی، کیفیت آن افزایش می یابد، یعنی. توانایی انجام کار به ازای هر واحد زیست توده حیوانی، تعداد متناظری برابر بیشتر از همان مقدار زیست توده گیاهی است.

یک مثال قابل توجه زنجیره غذایی دریای آزاد است که توسط پلانکتون ها و نهنگ ها نشان داده شده است. توده پلانکتون در آب اقیانوس پراکنده می شود و با بهره وری زیستی دریای آزاد کمتر از 0.5 گرم در متر مربع در روز 1، مقدار انرژی بالقوه در متر مربعآب اقیانوس در مقایسه با انرژی یک نهنگ بی نهایت کوچک است که جرم آن می تواند به چند صد تن برسد. همانطور که می دانید روغن نهنگ یک محصول پر کالری است که حتی برای نورپردازی نیز استفاده می شد.

مطابق شکل آخر فرموله شده است قانون یک درصد: برای پایداری بیوسفر به عنوان یک کل، سهم مصرف نهایی احتمالی خالص تولید اولیه از نظر انرژی نباید از 1٪ تجاوز کند.

شکل 7. هرم انتقال انرژی در طول زنجیره غذایی (طبق گفته Yu. Odum)

توالی مربوطه نیز در تخریب مواد آلی مشاهده می شود: حدود 90٪ انرژی تولید اولیه خالص توسط میکروارگانیسم ها و قارچ ها، کمتر از 10٪ توسط حیوانات بی مهره و کمتر از 1٪ توسط حیوانات مهره داران آزاد می شود که آخرین آنها هستند. مشتریان

در نهایت، هر سه قانون اهرام منعکس کننده روابط انرژی در اکوسیستم هستند و هرم محصولات (انرژی) دارای یک ویژگی جهانی است.

در طبیعت، در سیستم های پایدار، زیست توده اندکی تغییر می کند، یعنی طبیعت تمایل دارد از کل تولید ناخالص استفاده کند. آگاهی از انرژی یک اکوسیستم و شاخص های کمی آن امکان در نظر گرفتن دقیق امکان حذف مقدار معینی از زیست توده گیاهی و جانوری از اکوسیستم طبیعی را بدون تضعیف بهره وری آن ممکن می سازد.

انسان محصولات بسیار زیادی را از سیستم های طبیعی دریافت می کند، اما منبع اصلی غذا برای او است کشاورزی. با ایجاد اکوسیستم های کشاورزی، فرد تلاش می کند تا حد امکان محصولات گیاهی خالص را به دست آورد، اما باید نیمی از توده گیاهی را صرف تغذیه علفخواران، پرندگان و غیره کند، بخش قابل توجهی از محصولات به صنعت می رود و در ضایعات تلف می شود. یعنی در اینجا نیز از بین می رود حدود 90 درصد آن تولید خالص است و تنها حدود 10 درصد به طور مستقیم برای مصرف انسان استفاده می شود.

در اکوسیستم‌های طبیعی، جریان‌های انرژی نیز از نظر شدت و ویژگی تغییر می‌کنند، اما این فرآیند با عملکرد عوامل محیطی تنظیم می‌شود که در پویایی اکوسیستم به عنوان یک کل ظاهر می‌شود.

با تکیه بر زنجیره غذایی به عنوان مبنایی برای عملکرد اکوسیستم، می توان مواردی از انباشته شدن برخی مواد در بافت ها (مثلاً سموم مصنوعی) را توضیح داد که با حرکت آنها در طول زنجیره غذایی، چنین نیست. در متابولیسم طبیعی ارگانیسم ها شرکت می کنند. مطابق با قوانین تقویت بیولوژیکیغلظت آلاینده در هنگام تغییر به آلاینده تقریباً ده برابر افزایش می یابد سطح بالاهرم اکولوژیکی به طور خاص، افزایش ظاهراً ناچیز رادیونوکلئیدها در آب رودخانه در سطح اول زنجیره تغذیه ای توسط میکروارگانیسم ها و پلانکتون ها جذب می شود، سپس در بافت ماهی متمرکز می شود و در مرغان به حداکثر مقادیر می رسد. تخم آنها دارای سطح پرتوزا 5000 برابر بیشتر از آلودگی پس زمینه است.

انواع اکوسیستم:

طبقه بندی های مختلفی از اکوسیستم ها وجود دارد. اول، اکوسیستم ها تقسیم می شوند بر اساس ماهیت منشأو به طبیعی (باتلاق، علفزار) و مصنوعی (زمین زراعی، باغ، سفینه فضایی) تقسیم می شوند.

با اندازهاکوسیستم ها به دو دسته تقسیم می شوند:

1. میکرواکوسیستم ها (به عنوان مثال، تنه یک درخت افتاده یا پاکسازی در جنگل)

2. مزواکوسیستم ها (جنگل یا جنگل استپی)

3. اکوسیستم های کلان (تایگا، دریا)

4. اکوسیستم در سطح جهانی (سیاره زمین)

انرژی راحت ترین پایه برای طبقه بندی اکوسیستم ها است. بر اساس چهار نوع اکوسیستم اساسی وجود دارد نوع منبع انرژی:

هدایت شده توسط خورشید، یارانه ضعیفی دارد
توسط خورشید هدایت می شود و توسط سایر منابع طبیعی یارانه می گیرد
توسط خورشید هدایت می شود و توسط انسان یارانه می گیرد
رانده شده توسط سوخت

در بیشتر موارد می توان از دو منبع انرژی استفاده کرد - خورشید و سوخت.

اکوسیستم های طبیعی که توسط خورشید هدایت می شوند، یارانه کمی دارند- اینها اقیانوس های باز، جنگل های کوهستانی مرتفع هستند. همه آنها تقریباً منحصراً از یک منبع - خورشید - انرژی دریافت می کنند و بهره وری پایینی دارند. مصرف انرژی سالانه تقریباً 10 3 - 10 4 kcal-m 2 برآورد می شود. موجودات زنده در این اکوسیستم ها با مقدار کمیاب انرژی و سایر منابع سازگار شده و از آنها به نحو احسن استفاده می کنند. این اکوسیستم ها برای زیست کره بسیار مهم هستند، زیرا مناطق وسیعی را اشغال می کنند. اقیانوس حدود 70 درصد از سطح کره زمین را پوشانده است. در واقع، اینها سیستم های اصلی پشتیبانی از زندگی هستند، مکانیسم هایی که شرایط را در "سفینه فضایی" - زمین تثبیت و حفظ می کنند. در اینجا، حجم عظیمی از هوا هر روز تصفیه می شود، آب به گردش باز می گردد، شرایط آب و هوایی شکل می گیرد، دما حفظ می شود و سایر عملکردهای حفظ حیات انجام می شود. علاوه بر این، برخی از مواد غذایی و مواد دیگر در اینجا بدون هیچ گونه کمک انسانی تولید می شود. در مورد ارزش های زیبایی شناختی این اکوسیستم ها نیز باید گفت که نمی توان آنها را در نظر گرفت.

اکوسیستم های طبیعی که توسط خورشید هدایت می شوند و توسط منابع طبیعی دیگر یارانه دریافت می کنند، اکوسیستم هایی هستند که به طور طبیعی بارور هستند و مواد آلی اضافی تولید می کنند که می توانند انباشته شوند. آنها یارانه های انرژی طبیعی را به صورت انرژی از جزر و مد، موج سواری، جریان هایی که از حوضه آبریز با باران و باد، ارگانیک و مواد معدنیو غیره مصرف انرژی در آنها از 1*10 4 تا 4*10 4 kcal*m -2 *year -1 متغیر است. بخش ساحلی خور مانند خلیج نوا - مثال خوباکوسیستم هایی که حاصلخیزتر از زمین های مجاور هستند که همان مقدار انرژی خورشیدی را دریافت می کنند. باروری بیش از حد را می توان در جنگل های بارانی نیز مشاهده کرد.

اکوسیستم هایی که توسط خورشید هدایت می شوند و توسط انسان یارانه دریافت می کنند، اکوسیستم های کشاورزی زمینی و آبی هستند که نه تنها از خورشید، بلکه از انسان نیز به صورت یارانه انرژی دریافت می کنند. بهره وری بالای آنها توسط انرژی ماهیچه ای و انرژی سوخت پشتیبانی می شود که برای کشت، آبیاری، کوددهی، انتخاب، پردازش، حمل و نقل و غیره صرف می شود. نان، ذرت، سیب زمینی تا حدی از روغن تهیه می شوند. مولدترین کشاورزی تقریباً همان مقدار انرژی را دریافت می کند که پربازده ترین اکوسیستم های طبیعی نوع دوم. تولید آنها تقریباً به 50000 کیلوکالری * مترمربع -2 سال -1 می رسد. تفاوت آنها در این است که انسان تا آنجا که ممکن است انرژی را به تولید نوع محدودی از غذا هدایت می کند، در حالی که طبیعت آن را بین انواع مختلف توزیع می کند و برای یک روز بارانی انرژی جمع می کند، گویی آن را در جیب های مختلف می گذارد. این استراتژی "استراتژی تنوع برای بقا" نامیده می شود.

اکوسیستم های صنعتی- شهری که توسط سوخت هدایت می شوند، تاج دستاورد بشریت است. در شهرهای صنعتی، انرژی سوخت بسیار متمرکز مکمل نیست، بلکه جایگزین می شود انرژی خورشیدی. غذا، محصول سیستم‌هایی که توسط خورشید هدایت می‌شوند، از بیرون به شهر آورده می‌شوند. یکی از ویژگی‌های این اکوسیستم‌ها، تقاضای انرژی بسیار زیاد مناطق شهری پرجمعیت است - دو تا سه مرتبه بزرگتر از سه نوع اول اکوسیستم است. اگر در اکوسیستم های بدون یارانه هجوم انرژی از 10 3 تا 10 4 کیلوکالری * مترمربع - 1 - سال و در سیستم های یارانه ای نوع دوم و سوم - از 10 4 تا 4 * 10 4 کیلوکالری * متر -2 سال -1 است. ، سپس در شهرهای بزرگ صنعتی، مصرف انرژی به چندین میلیون کیلو کالری در هر 1 متر مربع می رسد: نیویورک -4.8 * 10 6، توکیو - 3 * 10 6، مسکو - 10 6 کیلو کالری * متر -2 سال -1.

مصرف انرژی انسانی در شهر به طور متوسط بیش از 80 میلیون کیلوکالری در سال -1 است. برای تغذیه، او تنها به حدود 1 میلیون کیلوکالری * در سال نیاز دارد، بنابراین، برای سایر انواع فعالیت ها (خانگی، حمل و نقل، صنعت و غیره) یک فرد 80 برابر بیشتر از انرژی مورد نیاز برای عملکرد فیزیولوژیکی بدن صرف می کند. . البته در کشورهای در حال توسعه وضعیت تا حدودی متفاوت است.

مفهوم سطوح تروفیک

سطح تغذیهمجموعه ای از موجودات است که موقعیت خاصی را در زنجیره غذایی کلی اشغال می کنند. موجوداتی که انرژی خود را از خورشید از طریق تعداد پله های مشابه دریافت می کنند، متعلق به همان سطح تغذیه ای هستند.

چنین توالی و تابعی از گروه‌های موجودات زنده که در قالب سطوح تغذیه‌ای به هم متصل شده‌اند، نشان‌دهنده جریان ماده و انرژی در یک اکوسیستم، اساس سازماندهی آن است.

ساختار تروفیک اکوسیستم

در نتیجه توالی دگرگونی‌های انرژی در زنجیره‌های غذایی، هر جامعه از موجودات زنده در اکوسیستم، مقدار مشخصی را به دست می‌آورد. ساختار تغذیه ایساختار تغذیه‌ای یک جامعه منعکس‌کننده رابطه بین تولیدکنندگان، مصرف‌کنندگان (به طور جداگانه از ردیف‌های اول، دوم و غیره) و تجزیه‌کننده‌ها است که یا با تعداد افراد موجودات زنده، یا زیست توده آنها، یا انرژی موجود در آنها بیان می‌شود. محاسبه شده در واحد سطح در واحد زمان.

ساختار تروفیک معمولاً به صورت اهرام زیست محیطی به تصویر کشیده می شود. این مدل گرافیکی در سال 1927 توسط جانورشناس آمریکایی چارلز التون ساخته شد. 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. به عنوان مثال، برای تغذیه یک گرگ، او حداقل به چندین خرگوش نیاز دارد تا او شکار کند. برای تغذیه این خرگوش ها به انواع نسبتاً زیادی از گیاهان نیاز دارید. گاهی اوقات اهرام اعداد را می توان برعکس یا وارونه کرد. این امر 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 اکوسیستم‌های آبی، زمانی که زیست توده تولیدکنندگان کمتر از مصرف‌کنندگان و گاهی تجزیه‌کننده‌ها باشد، می‌توانید هرم معکوس یا معکوس زیست توده را نیز دریافت کنید. به عنوان مثال، در اقیانوس، با بهره وری نسبتاً بالایی از فیتوپلانکتون، جرم کل آن در یک لحظه ممکن است کمتر از مصرف کنندگان مصرف کننده (نهنگ ها، ماهی های بزرگ، صدف ها) باشد.

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 از میزان تولید غذا است.

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 تابش حرارتی، حرکت و غیره از بین می رود. در نتیجه فرآیندهای متابولیک، موجودات زنده حدود 90٪ از کل انرژی را در هر حلقه از زنجیره غذایی از دست می دهند که صرف حفظ عملکردهای حیاتی آنها می شود.

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. در گیاهان چوبی، این نسبت بسیار کمتر است، زیرا چوب به خوبی توسط موجودات جذب می شود. برای علف‌ها و جلبک‌های دریایی، این مقدار بسیار بیشتر است، زیرا بافت‌های سخت هضم ندارند. با این حال، الگوی کلی فرآیند انتقال انرژی باقی می ماند: انرژی بسیار کمتری از سطوح تغذیه ای بالایی نسبت به سطوح پایین تر عبور می کند.

این بیانیه را می توان با ردیابی جایی که انرژی غذای مصرف شده صرف می شود توضیح داد: بخشی از آن به ساخت سلول های جدید می رود، یعنی. رشد، بخشی از انرژی غذا صرف متابولیسم انرژی یا تنفس می شود. از آنجایی که قابلیت هضم غذا نمی تواند کامل باشد، یعنی. 100% سپس بخشی از غذای هضم نشده به صورت مدفوع از بدن خارج می شود.

با توجه به اینکه انرژی صرف شده برای تنفس به سطح تغذیه ای بعدی منتقل نمی شود و از اکوسیستم خارج می شود، مشخص می شود که چرا هر سطح بعدی همیشه کمتر از سطح قبلی خواهد بود.

به همین دلیل است که حیوانات درنده بزرگ همیشه نادر هستند. بنابراین، هیچ شکارچی نیز وجود ندارد که از گرگ تغذیه کند. در این صورت، آنها به سادگی غذای کافی نخواهند داشت، زیرا تعداد گرگ ها کم است.

ساختار تغذیه ای یک اکوسیستم در روابط غذایی پیچیده بین گونه های تشکیل دهنده آن بیان می شود. اهرام اکولوژیکیاعداد، زیست توده و انرژی، که در قالب مدل های گرافیکی به تصویر کشیده شده اند، روابط کمی موجودات را با روش های مختلف تغذیه بیان می کنند: تولید کننده، مصرف کننده و تجزیه کننده.

هرم اعداد

هرم اعداد یک مدل گرافیکی از توزیع اعداد جمعیت در زنجیره های تغذیه ای است که اساس آن همیشه اولین سطح، یعنی عدد است. تهیه کنندگان، که از آن به سمت سطوح مصرف کنندگان ( مرتبه اول، دوم، سوم و ...) حجم جمعیت کاهش می یابد. در برخی موارد، اهرام اعداد را می توان معکوس کرد. بنابراین، در تابستان در جنگل اکوسیستم هادر عرض های جغرافیایی معتدل، تعداد افراد گیاهی بسیار کمتر از مصرف کنندگان آنها، به ویژه حشرات و جوندگان است.

فرهنگ لغت دایره المعارف زیست محیطی. - کیشینو: تحریریه اصلی دایره المعارف شوروی مولداوی. I.I. ددو. 1989.

هرم سنی
هرم انرژی

ببینید «هرم اعداد» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

هرم انرژی- مدل گرافیکی میزان جریان انرژی و (یا) بهره وری از طریق سطوح تغذیه ای متوالی. هرم انرژی همیشه به سمت بالا باریک می شود، مشروط بر اینکه تمام منابع انرژی غذایی در سیستم در نظر گرفته شود، یعنی همیشه ... ... فرهنگ لغت زیست محیطی

هرم اکولوژیکی تولیدکنندگان اولیه (گیاهان)، مصرف‌کنندگان اولیه دسته اول (گیاهخواران)، مصرف‌کنندگان ثانویه از دسته دوم (شکارچیان و لاشخورها)، مصرف‌کننده‌های ترشیاری ... ویکی‌پدیا

هرم سنی- هرم سن، هرم سن، هرم سن و جنس، گرافیک. تصویری از توزیع افراد بر اساس سن و جنسیت. این یک نمودار جهتی دو طرفه است که تعداد افراد در هر سن و جنس یا نسبت آنها را در... ... فرهنگ لغت دانشنامه جمعیتی

مجموعه ای از موجودات که توسط یک نوع تغذیه متحد شده اند. ایده T.u. به ما اجازه می دهد تا دینامیک جریان انرژی و عوامل تغذیه ای که آن را تعیین می کند را درک کنیم. ساختار ارگانیسم های اتوتروف (عمدتا گیاهان سبز) اولین T.u را اشغال کنند. (تهیه کنندگان)،… … فرهنگ لغت دایره المعارف زیستی

اهرام اکولوژیکی- ساختارهای تغذیه ای اکوسیستم های زمینی ناشی از قانون جریان یک طرفه انرژی به شکل کاهش مقادیر انرژی (هرم انرژی)، زیست توده (هرم زیست توده) و تعداد افراد (هرم اعداد) در سراسر سطوح تغذیه ای. مثلا … فرهنگ لغت زیست محیطی

اهرام التون- اهرام اکولوژیکی، اثر هرم، اولین بار توسط Ch. Elton (1927) یک مدل گرافیکی (معمولاً به شکل مثلث) ایجاد شد که منعکس کننده تعداد افراد (هرم اعداد)، مقدار زیست توده آنها (هرم زیست توده) است. ) یا موجود در آنها... ... فرهنگ لغت زیست محیطی

- (از یونانی óikos سکونت، محل سکونت و ... Logia) علم بیولوژیکی که سازماندهی و عملکرد سیستم های فوق ارگانیسمی را در سطوح مختلف مطالعه می کند: جمعیت ها، گونه ها، بیوسنوزها (جوامع)، اکوسیستم ها، بیوژئوسنوزها و بیوسفر... . .. دایره المعارف بزرگ شوروی

هرم با طول ضلع 5 شامل 35 کره است. هر لایه نشان دهنده یکی از پنج عدد مثلثی اول است. اعداد چهاروجهی اعدادی مجازی هستند که هرمی را با یک مثلث در قاعده آن نشان می دهند. نمونه ای از چندین... ... ویکی پدیا

فیبوناچی- (فیبوناچی) فیبوناچی اولین ریاضیدان بزرگ اروپای قرون وسطی سیستم اعشاری، اعداد عربی، اعداد، دنباله، سطوح، سری، خطوط و مارپیچ فیبوناچی محتویات >>>>>>>>>> ... دایره المعارف سرمایه گذار

مصر- 1. حکومت بردگان اولیه باستان. حالت در آفریقا، در دره نیل. طرح تاریخی. ظهور دولت مصر باستان. بازگشت به دوران سنگی. و پارینه سنگی دوره ها (صدها هزار سال پیش) E. توسط انسان سکونت داشت.…… دنیای باستان. فرهنگ لغت دایره المعارفی

کتاب ها

شکل گیری مفاهیم ریاضی در کودکان 5-7 ساله. آمادگی برای مدرسه. استانداردهای آموزشی ایالتی فدرال DO، . این کتاب شامل سیستمی از مسائل در تصاویر است که با هدف توسعه و تثبیت مفاهیم اولیه ریاضی و مفاهیم مربوط به شناخت در کودکان 5-7 ساله است.

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

نوشته شده در http:// www. همه بهترین. ru/

معرفی

2. هرم اکولوژیکی

3. انواع اهرام اکولوژیکی

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

معرفی

همه موجودات زنده ساکن سیاره ما به تنهایی وجود ندارند؛ آنها به محیط زیست وابسته هستند و تحت تأثیر آن قرار می گیرند. این مجموعه دقیقاً هماهنگ از بسیاری از عوامل محیطی و سازگاری موجودات زنده با آنها امکان وجود انواع اشکال موجودات مختلف سازمان ها را تعیین می کند. اکولوژی، علم روابط موجودات زنده و اجتماعات آنها با محیط زنده و غیر زنده اطرافشان، شرایط زندگی موجودات را در روابط متقابل آنها با محیط بررسی می کند.

مجموعه ای از موجودات مختلف و اجزای غیر زنده محیطی که به واسطه جریان های ماده و انرژی به هم پیوسته اند، نامیده می شود. زیست بوم (از جانب یونانی "oikos" - "مسکن"، "محل" و "سیستم" - "ترکیب"، "یکپارچگی"). نمونه هایی از اکوسیستم ها می توانند دریاچه، جنگل، قسمتی از استپ، کنده پوسیده فردی و حتی محتویات معده نشخوارکنندگان باشند. دانشمندان هنگام مطالعه آنها، تأکید اصلی را بر فرآیندهای تبدیل ماده و انرژی می گذارند و به سادگی حضور برخی از موجودات را ثابت نمی کنند یا ویژگی های تغییرات تعداد آنها را کشف نمی کنند. اگر بوم شناسان فقط با مجموع جمعیت های مشترک گونه های مختلف سروکار دارند، از اصطلاحاتی مانند انجمن، یا بیوسنوز (از جانب یونانی "bios" - "زندگی" و "koi-nos" - "عمومی").

این اصطلاح برای اولین بار توسط جانورشناس آلمانی ارنست هکل در سال 1886 استفاده شد و بوم شناسی را به عنوان رشته ای از دانش تعریف کرد که به مطالعه اقتصاد طبیعت می پردازد، مطالعه روابط عمومی حیوانات هم با موجودات زنده و هم با آنها. طبیعت بی جانکه شامل همه اعم از دوستانه و غیر دوستانه است که حیوانات و گیاهان با آنها تماس مستقیم یا غیرمستقیم دارند. این درک از بوم شناسی به طور کلی پذیرفته شده است و امروزه بوم شناسی کلاسیک علم مطالعه روابط موجودات زنده با محیط خود است.

1. زنجیره های غذایی و اهرام زیست محیطی

در یک سیستم اکولوژیکی، مواد آلی توسط موجودات اتوتروف (مانند گیاهان) ایجاد می شود. گیاهان توسط حیوانات خورده می شوند که به نوبه خود توسط حیوانات دیگر خورده می شوند. این توالی زنجیره غذایی نامیده می شود. هر حلقه در زنجیره غذایی یک سطح تغذیه نامیده می شود (تروفوس یونانی "غذا"). (شکل 1)

عکس. 1. جریان انرژی از طریق یک زنجیره غذایی معمولی.

ارگانیسم هایی که در اولین سطح تغذیه ای قرار دارند، تولیدکنندگان اولیه نامیده می شوند. در خشکی، بیشتر تولیدکنندگان گیاهان جنگلی و علفزار هستند. در آب عمدتاً جلبک سبز است. علاوه بر این، جلبک های سبز آبی و برخی باکتری ها می توانند مواد آلی تولید کنند.

گروه دیگری از موجودات به نام تجزیه کننده وجود دارد. اینها ساپروفیت ها (معمولاً باکتری ها و قارچ ها) هستند که از بقایای آلی گیاهان و حیوانات مرده (دتریتوس) تغذیه می کنند. حیوانات - دتریتیورها - همچنین می توانند از ریزه ها تغذیه کنند و روند تجزیه بقایا را تسریع کنند. به نوبه خود، جانوران خوار می توانند توسط شکارچیان خورده شوند. برخلاف زنجیره‌های غذایی چرا که با تولیدکنندگان اولیه (یعنی مواد آلی زنده) شروع می‌شوند، زنجیره‌های غذایی آواری با ریزه‌ها (یعنی مواد آلی مرده) شروع می‌شوند.

در نمودارهای زنجیره غذایی، هر موجود زنده به عنوان تغذیه از نوع خاصی از ارگانیسم نشان داده می شود. واقعیت بسیار پیچیده‌تر است و موجودات زنده (به‌ویژه شکارچیان) می‌توانند از ارگانیسم‌های مختلف، حتی از زنجیره‌های غذایی مختلف تغذیه کنند. بنابراین، زنجیره های غذایی در هم تنیده شده و شبکه های غذایی را تشکیل می دهند.

شبکه های غذایی به عنوان پایه ای برای ساخت هرم های زیست محیطی عمل می کنند. ساده ترین آنها اهرام جمعیتی هستند که تعداد موجودات (افراد) را در هر سطح تغذیه ای منعکس می کنند. برای سهولت تجزیه و تحلیل، این مقادیر با مستطیل هایی نمایش داده می شوند که طول آن ها متناسب با تعداد موجودات زنده در اکوسیستم مورد مطالعه یا لگاریتم این کمیت است. اغلب، اهرام جمعیت در واحد سطح (در اکوسیستم های زمینی) یا حجم (در اکوسیستم های آبی) ساخته می شوند.

2. هرم اکولوژیکی

هرم اکولوژیکی روشی برای نمایش گرافیکی رابطه بین سطوح مختلف تغذیه ای در یک اکوسیستم است.

سه نوع می تواند وجود داشته باشد:

1) هرم جمعیت - تعداد موجودات را در هر سطح تغذیه ای نشان می دهد.

2) هرم زیست توده - زیست توده هر سطح تغذیه ای را منعکس می کند.

3) هرم انرژی - مقدار انرژی را نشان می دهد که از هر سطح تغذیه ای در یک دوره زمانی معین عبور کرده است.

کاهش تدریجی انرژی جذب شده در تعدادی از سطوح تغذیه ای در ساختار اهرام زیست محیطی منعکس می شود.

کاهش در مقدار انرژی موجود در هر سطح تغذیه ای بعدی با کاهش زیست توده و تعداد افراد همراه است. اهرام زیست توده و تعداد ارگانیسم ها برای یک بیوسنوز معین، پیکربندی هرم بهره وری را به صورت کلی تکرار می کنند.

لازم است بین بهره وری، یعنی رشد سالانه پوشش گیاهی، و زیست توده از نظر کمی تمایز قائل شد. تفاوت بین تولید اولیه بیوسنوز و زیست توده، مقیاس چرای توده گیاه را تعیین می کند. حتی برای جوامعی با غالب اشکال علفی، که در آنها نرخ تولید مثل زیست توده بسیار بالا است، حیوانات تا 70٪ از رشد سالانه گیاهان را استفاده می کنند.

هر سه قانون هرم - بهره وری، زیست توده و فراوانی - روابط انرژی را در اکوسیستم ها بیان می کنند. در عین حال، هرم بهره وری دارای ویژگی جهانی است و هرم های زیست توده و فراوانی در جوامعی با ساختار تغذیه ای خاص ظاهر می شوند.

3. انواع اهرام اکولوژیکی

3.1 اهرام اعداد - در هر سطح تعداد موجودات منفرد رسم می شود

هرم اعداد یک الگوی واضح کشف شده توسط التون را نشان می دهد: تعداد افراد تشکیل دهنده یک سری پیوندهای متوالی از تولید کنندگان به مصرف کنندگان به طور پیوسته در حال کاهش است (شکل 2). هرم اکولوژیکی محیط ارگانیسم

به عنوان مثال، برای تغذیه یک گرگ، او حداقل به چندین خرگوش نیاز دارد تا او شکار کند. برای تغذیه این خرگوش ها به انواع نسبتاً زیادی از گیاهان نیاز دارید. در این حالت، هرم مانند یک مثلث با یک قاعده عریض به سمت بالا به نظر می رسد.

با این حال، این شکل از هرم اعداد برای همه اکوسیستم ها معمول نیست. گاهی اوقات آنها می توانند برعکس یا وارونه شوند. این امر در مورد زنجیره‌های غذایی جنگلی صدق می‌کند، جایی که درختان به‌عنوان تولیدکننده و حشرات به‌عنوان مصرف‌کننده اصلی خدمت می‌کنند. در این مورد، سطح مصرف‌کنندگان اولیه از نظر عددی غنی‌تر از سطح تولیدکنندگان است (تعداد زیادی از حشرات از یک درخت تغذیه می‌کنند)، بنابراین اهرام اعداد کمترین اطلاعات و کمترین شاخص را دارند، یعنی. تعداد ارگانیسم های یک سطح تغذیه ای تا حد زیادی به اندازه آنها بستگی دارد

اهرام زیست توده - مجموع جرم خشک یا مرطوب موجودات را در یک سطح تغذیه ای معین مشخص می کند، به عنوان مثال، در واحدهای جرم در واحد سطح - گرم در متر مربع، کیلوگرم در هکتار، t/km2 یا در هر حجم - گرم در متر مکعب (شکل 2). 3)

برنج. 2. هرم زیست محیطی ساده شده اعداد

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.

در این حالت (اگر موجودات از نظر اندازه تفاوت زیادی با هم نداشته باشند) هرم ظاهری مثلثی با قاعده عریض به سمت بالا خواهد داشت. 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 بسیار محافظت می شوند. سرعت بالاتقسیمات سلولی آنها

به طور کلی، بیوژئوسنوزهای زمینی، که تولیدکنندگان آن بزرگ هستند و نسبتاً طولانی زندگی می کنند، با اهرام نسبتاً پایدار با پایه گسترده مشخص می شوند. در اکوسیستم های آبی که تولیدکنندگان آن اندازه کوچک و کوتاه هستند چرخه های زندگی، هرم زیست توده را می توان معکوس یا معکوس کرد (با نوک آن به سمت پایین). بنابراین، در دریاچه ها و دریاها، توده گیاهان تنها در دوره گلدهی (بهار) از توده مصرف کنندگان بیشتر می شود و در بقیه ایام سال وضعیت معکوس ممکن است رخ دهد.

اهرام اعداد و زیست توده منعکس کننده استاتیک سیستم هستند، 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.

شکل 3. هرم اکولوژیکی زیست توده.

3.2 اهرام انرژی - میزان جریان یا بهره وری انرژی را در سطوح متوالی نشان می دهد

بر خلاف اهرام اعداد و زیست توده که منعکس کننده استاتیک سیستم (تعداد موجودات در یک لحظه معین)، هرم انرژی است که تصویر سرعت عبور توده غذا (مقدار انرژی) را منعکس می کند. هر سطح تغذیه ای از زنجیره غذایی، کامل ترین تصویر را از سازماندهی عملکردی جوامع ارائه می دهد.

شکل این هرم تحت تأثیر تغییر اندازه و سرعت متابولیسم افراد قرار نمی گیرد و اگر تمام منابع انرژی در نظر گرفته شود، هرم همیشه ظاهری معمولی با قاعده پهن و راس مخروطی خواهد داشت. هنگام ساختن هرم انرژی، اغلب یک مستطیل به قاعده آن اضافه می شود تا هجوم انرژی خورشیدی را نشان دهد.

در سال 1942 بوم شناس آمریکایی آر. لیندمن قانون هرم انرژی (قانون 10 درصد) را تدوین کرد که بر اساس آن به طور متوسط حدود 10 درصد انرژی دریافتی در سطح قبلی هرم اکولوژیکی از یک منبع تغذیه عبور می کند. از طریق زنجیره های غذایی به یک سطح تغذیه ای دیگر می رسد. بقیه انرژی به صورت تابش حرارتی، حرکت و غیره از بین می رود. در نتیجه فرآیندهای متابولیک، موجودات زنده حدود 90٪ از کل انرژی را در هر حلقه از زنجیره غذایی از دست می دهند که صرف حفظ عملکردهای حیاتی آنها می شود.

بیایید تبدیل انرژی در یک اکوسیستم را با استفاده از مثال یک زنجیره تغذیه‌ای مرتعی ساده که در آن تنها سه سطح تغذیه‌ای وجود دارد، در نظر بگیریم.

1. سطح - گیاهان علفی،

2. سطح - پستانداران گیاهخوار، به عنوان مثال، خرگوش

3. سطح - پستانداران درنده، به عنوان مثال، روباه

مواد مغذی در طی فتوسنتز توسط گیاهان ایجاد می شوند که از مواد معدنی (آب، دی اکسید کربن، نمک های معدنی و غیره) با استفاده از انرژی نور خورشید مواد آلی و اکسیژن و همچنین ATP را تشکیل می دهند. بخشی از انرژی الکترومغناطیسی تابش خورشیدی به انرژی پیوندهای شیمیایی مواد آلی سنتز شده تبدیل می شود.

تمام مواد آلی ایجاد شده در طول فتوسنتز تولید اولیه ناخالص (GPP) نامیده می شود. بخشی از انرژی تولید ناخالص اولیه صرف تنفس می شود و در نتیجه تولید خالص اولیه (NPP) تشکیل می شود که همان ماده ای است که وارد سطح تغذیه دوم می شود و توسط خرگوش ها استفاده می شود.

اجازه دهید باند فرودگاه 200 واحد انرژی معمولی باشد، و هزینه های گیاهان برای تنفس (R) - 50٪، یعنی. 100 واحد متعارف انرژی سپس تولید اولیه خالص برابر خواهد بود با: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100)، یعنی. در سطح تغذیه دوم، خرگوش ها 100 واحد متعارف انرژی دریافت خواهند کرد.

با این حال، به دلایل مختلف، خرگوش‌ها تنها می‌توانند سهم معینی از NPP را مصرف کنند (در غیر این صورت منابع برای توسعه مواد زنده از بین می‌رود)، در حالی که بخش قابل توجهی از آن به صورت بقایای آلی مرده (قسمت‌های زیرزمینی گیاهان) است. چوب سخت ساقه، شاخه و غیره.) قابل خوردن توسط خرگوش نیست. وارد زنجیره های غذایی آواری می شود و/یا توسط تجزیه کننده ها (F) تجزیه می شود. بخش دیگر به ساخت سلول های جدید (اندازه جمعیت، رشد خرگوش - P) و اطمینان از متابولیسم انرژی یا تنفس (R) اختصاص دارد.

در این حالت، با توجه به رویکرد تعادل، برابری تعادل مصرف انرژی (C) به این صورت خواهد بود: C = P + R + F، یعنی. انرژی دریافتی در سطح تغذیه دوم، طبق قانون لیندمان، صرف رشد جمعیت می شود - P - 10٪، 90٪ باقی مانده صرف تنفس و حذف غذای هضم نشده می شود.

بنابراین، در اکوسیستم ها، با افزایش سطح تغذیه ای، انرژی انباشته شده در بدن موجودات زنده به سرعت کاهش می یابد. از اینجا مشخص می شود که چرا هر سطح بعدی همیشه کمتر از سطح قبلی خواهد بود و چرا 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: تا مرحله نهایی. حلقه زنجیره غذایی همان است که به طبقه بالای هرم زیست محیطی انرژی کمی دریافت می کند که اگر تعداد موجودات افزایش یابد کافی نخواهد بود.

چنین توالی و تابعی از گروه‌های موجودات زنده که در قالب سطوح تغذیه‌ای به هم متصل شده‌اند، نشان‌دهنده جریان‌های ماده و انرژی در بیوژئوسنوز، اساس سازماندهی عملکردی آن است.

شکل 4. هرم انرژی اکولوژیکی

قانون هرم زیست محیطی الگوی زیر را منعکس می کند: در هر سطح تغذیه ای قبلی، مقدار زیست توده و انرژی ذخیره شده توسط موجودات در واحد زمان به طور قابل توجهی بیشتر از سطوح بعدی است. از نظر گرافیکی، این قاعده را می توان به صورت یک هرم متشکل از بلوک های منفرد به تصویر کشید. هر یک از این بلوک ها مربوط به بهره وری ارگانیسم ها در سطح تغذیه ای مربوط به زنجیره غذایی است. بسته به اینکه چه شاخصی به عنوان پایه آنها استفاده می شود، آنها متمایز می شوند انواع متفاوتاهرام زیست محیطی

هرم زیست توده (30.4) الگوهای کمی انتقال جرم مواد آلی از یک سطح تغذیه‌ای زنجیره غذایی به سطح دیگر را منعکس می‌کند (بازده ارگانیسم‌ها بر حسب واحد جرم ماده خشک بیان می‌شود). بنابراین، هرم زیست توده الگویی را نشان می دهد که مصرف کنندگان 5 تا 10 برابر کمتر از زیست توده تولیدکنندگانی که مصرف می کنند، زیست توده ذخیره می کنند. و به همین ترتیب: با هر پیوند بعدی در زنجیره غذایی، زیست توده ذخیره شده توسط ارگانیسم های دارای بالاترین سطح تغذیه ای 5-10 برابر در مقایسه با آنچه که آنها مصرف می کنند کاهش می یابد.

الگوهای مربوط به انتقال انرژی از یک حلقه از زنجیره قدرت به دیگری توسط هرم انرژی نشان داده شده است. هر بلوک مربوط به مقدار انرژی شیمیایی است که در سطح تغذیه ای مربوطه ذخیره می شود. این نشان می دهد که بیشتر انرژی زمانی که از یک سطح تغذیه ای پایین تر به سطح بالاتر منتقل می شود به صورت گرما مصرف می شود و تنها 10-20٪ در مقایسه با قبلی ذخیره می شود.

هرم اعداد نشان دهنده نسبت تعداد افراد در هر یک از سطوح تغذیه ای زنجیره غذایی است. تعداد افرادی که در زنجیره غذایی شرکت می‌کنند معمولاً با هر سطح تغذیه‌ای بعدی کاهش می‌یابد: به عنوان مثال، شکارچیان در مقایسه با طعمه بزرگ‌تر و بنابراین تعدادشان کمتر است. اما در برخی موارد، زمانی که تعداد افراد در سطح تروفیک قبلی کمتر از سطح بعدی باشد، پدیده معکوس مشاهده می شود. بنابراین، یک دسته از گرگ ها می توانند طعمه های بزرگ (به عنوان مثال، گوزن) را شکار کنند و ده ها، صدها و حتی هزاران نفر از حشرات گیاهخوار و مانند آن می توانند از یک درخت تغذیه کنند. بنابراین، برخلاف اهرام زیست توده و انرژی، در برخی موارد ممکن است پایه هرم اعداد فراتر از بالا باریک باشد.

زنجیره‌های غذایی زنجیره‌های پایداری از گونه‌های به هم پیوسته هستند که به‌طور متوالی مواد و انرژی را از ماده غذایی اصلی استخراج می‌کنند که در طول تکامل موجودات زنده و کل بیوسفر ایجاد شده‌اند. آنها ساختار تغذیه ای هر بیوسنوز را تشکیل می دهند که از طریق آن انتقال انرژی و چرخه مواد انجام می شود. یک زنجیره غذایی از تعدادی سطوح تغذیه ای تشکیل شده است که توالی آنها با جریان انرژی مطابقت دارد.

منبع اصلی انرژی در مدارهای منبع تغذیه، انرژی خورشیدی است. اولین سطح تغذیه ای - تولیدکنندگان (گیاهان سبز) - از انرژی خورشیدی در فرآیند فتوسنتز استفاده می کنند و تولید اولیه هر بیوسنوز را ایجاد می کنند. با این حال، تنها 0.1٪ از انرژی خورشیدی در فرآیند فتوسنتز استفاده می شود. کارایی که گیاهان سبز انرژی خورشیدی را جذب می کنند با ارزش بهره وری اولیه ارزیابی می شود. بیش از نیمی از انرژی مرتبط با فتوسنتز بلافاصله توسط گیاهان در طول تنفس مصرف می شود و بقیه انرژی بیشتر در طول زنجیره های غذایی منتقل می شود.

در این مورد، یک الگوی مهم مرتبط با کارایی استفاده و تبدیل انرژی در فرآیند تغذیه وجود دارد. ماهیت آن به شرح زیر است: مقدار انرژی صرف شده برای حفظ عملکردهای حیاتی خود در زنجیره های غذایی از یک سطح تغذیه ای به سطح دیگر افزایش می یابد و بهره وری کاهش می یابد.

فیتوبیوماس به عنوان منبع انرژی و مواد برای ایجاد زیست توده ارگانیسم های سطح تغذیه ای دوم مصرف کنندگان درجه اول - گیاهخواران استفاده می شود. به طور معمول، بهره وری از سطح تغذیه دوم بیش از 5 - 20٪ (10٪) از سطح قبلی نیست. این در نسبت زیست توده گیاهی و حیوانی در این سیاره منعکس شده است. مقدار انرژی مورد نیاز برای اطمینان از عملکردهای حیاتی بدن با افزایش سطح سازمان مورفوفانشنال رشد می کند. بر این اساس، مقدار زیست توده ایجاد شده در سطوح تروفیک بالاتر کاهش می یابد.

اکوسیستم ها در نرخ های نسبی ایجاد و مصرف هم تولید اولیه خالص و هم تولید ثانویه خالص در هر سطح تغذیه ای بسیار متغیر هستند. با این حال، همه اکوسیستم ها بدون استثنا با نسبت های خاصی از تولید اولیه و ثانویه مشخص می شوند. مقدار ماده گیاهی که به عنوان پایه زنجیره غذایی عمل می کند همیشه چندین برابر (حدود 10 برابر) بیشتر از جرم کل حیوانات گیاهخوار است و جرم هر حلقه بعدی در زنجیره غذایی متناسب با آن تغییر می کند.

کاهش تدریجی انرژی جذب شده در تعدادی از سطوح تغذیه ای در ساختار اهرام زیست محیطی منعکس می شود. کاهش در مقدار انرژی موجود در هر سطح تغذیه ای بعدی با کاهش زیست توده و تعداد افراد همراه است. اهرام زیست توده و تعداد ارگانیسم ها برای یک بیوسنوز معین، پیکربندی هرم بهره وری را به صورت کلی تکرار می کنند.

از نظر گرافیکی، هرم زیست محیطی به صورت چندین مستطیل با ارتفاع یکسان اما طول های متفاوت به تصویر کشیده شده است. طول مستطیل از پایین به بالا کاهش می یابد، که مربوط به کاهش بهره وری در سطوح تغذیه ای بعدی است. مثلث پایینی از نظر طول بزرگترین است و مربوط به اولین سطح تغذیه ای است - تولیدکنندگان، دومی تقریباً 10 برابر کوچکتر است و مربوط به سطح تغذیه ای دوم است - گیاهخواران، مصرف کنندگان مرتبه اول و غیره.

میزان ایجاد مواد آلی کل ذخایر آن را تعیین نمی کند، یعنی. جرم کل موجودات در هر سطح تغذیه ای. زیست توده موجود تولیدکنندگان و مصرف کنندگان در اکوسیستم های خاص به رابطه بین میزان تجمع مواد آلی در یک سطح تغذیه ای خاص و انتقال آن به سطح بالاتر بستگی دارد. مصرف ذخایر تشکیل شده چقدر شدید است؟ در اینجا سرعت تولید مثل نسل های اصلی تولید کنندگان و مصرف کنندگان نقش مهمی ایفا می کند.

در اکثر اکوسیستم های زمینی، همانطور که قبلا ذکر شد، قانون زیست توده نیز اعمال می شود، یعنی. مجموع جرم گیاهان بیشتر از زیست توده همه گیاهخواران است و جرم گیاهخواران از جرم همه شکارچیان بیشتر است. لازم است بین بهره وری، یعنی رشد سالانه پوشش گیاهی، و زیست توده از نظر کمی تمایز قائل شد. تفاوت بین تولید اولیه بیوسنوز و زیست توده، مقیاس چرای توده گیاه را تعیین می کند. حتی برای جوامعی با غالب اشکال علفی، که در آنها نرخ تولید مثل زیست توده بسیار بالا است، حیوانات تا 70٪ از رشد سالانه گیاهان را استفاده می کنند.

در آن زنجیره های تغذیه ای که انتقال انرژی از طریق اتصالات "شکارچی-شکار" انجام می شود، اغلب اهرام در تعداد افراد مشاهده می شود: تعداد کل افراد شرکت کننده در زنجیره غذایی با هر پیوند کاهش می یابد. این نیز به این دلیل است که شکارچیان معمولاً بزرگتر از طعمه خود هستند. یک استثنا از قوانین هرم جمعیت زمانی است که شکارچیان کوچک با شکار گروهی حیوانات بزرگ زندگی می کنند. هر سه قانون هرم - بهره وری، زیست توده و فراوانی - روابط انرژی را در اکوسیستم ها بیان می کنند. در عین حال، هرم بهره وری دارای ویژگی جهانی است و هرم های زیست توده و فراوانی در جوامعی با ساختار تغذیه ای خاص ظاهر می شوند.

آگاهی از قوانین بهره وری اکوسیستم و توانایی کمی سازی جریان انرژی از اهمیت عملی بالایی برخوردار است. تولید اولیه آگروسنوزها و بهره برداری انسان از جوامع طبیعی منبع اصلی غذا برای انسان است. محصولات ثانویه بیوسنوز به دست آمده از حیوانات صنعتی و مزرعه نیز به عنوان منبع پروتئین حیوانی مهم هستند. آگاهی از قوانین توزیع انرژی، جریان انرژی و ماده در بیوسنوزها، الگوهای بهره وری گیاهی و حیوانی، درک حدود مجاز حذف زیست توده گیاهی و حیوانی از سیستم های طبیعی به ما امکان می دهد به درستی روابطی را در "جامعه - طبیعت" ایجاد کنیم. " سیستم.

نتیجه

هر موجودی در احاطه بسیاری از موجودات دیگر زندگی می کند، با آنها وارد روابط گسترده ای می شود که پیامدهای منفی و مثبت برای خود دارد و در نهایت بدون این محیط زندگی نمی تواند وجود داشته باشد. ارتباط با موجودات دیگر شرط لازمتغذیه و تولید مثل، امکان حفاظت، تعدیل شرایط نامساعد محیطی و از طرفی خطر آسیب و اغلب حتی تهدید مستقیم موجودیت فرد وجود دارد.

مجموع تأثیرات موجودات زنده بر یکدیگر تحت عنوان «عوامل زیست محیطی» متحد می شود. مهمترین تعمیم بوم شناسی مفهوم یک سیستم بوم شناختی (اکوسیستم) است که شامل گروهی از موجودات زنده به هم پیوسته و آن دسته از عناصر محیط خارجی است که قوی ترین تأثیر را بر آنها می گذارد و خود تا حدی به آنها بستگی دارد. فعالیت های موجودات

با رویکرد اکوسیستمی به مطالعه اکولوژی، تمرکز دانشمندان بر جریان انرژی و چرخه مواد بین اجزای زنده و غیر زنده زیست کره است. رویکرد اکوسیستم، اشتراک سازمان‌دهی همه جوامع را بدون توجه به زیستگاه‌ها و موقعیت سیستماتیک موجودات موجود در آنها برجسته می‌کند. در عین حال، مفهوم هموستاز در رویکرد اکوسیستمی به کار می‌رود که از آنجا مشخص می‌شود که اختلال در مکانیسم‌های تنظیمی، به عنوان مثال در نتیجه آلودگی محیط زیست، می‌تواند منجر به عدم تعادل بیولوژیکی شود.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Reimers N.F. بوم شناسی. م.، 1994.

2. داژو آر. مبانی اکولوژی. م. پیشرفت، 2000

3. Ricklefs R. Fundamentals of General Ecology, M,; جهان، 2000

4. Kamensky A.A., Kriksunov E.V., Pasechnik V.V. زیست شناسی پایه دهم

5. Kormilitsyn V.I.، Tsitskishvili M.S.، Yalamov Yu.I. "مبانی اکولوژی"

6. گورلوف A.A. بوم شناسی. - م.، 1998.،

7. گرین ان.، استاوت دبلیو.، تیلور اف بیولوژی. در 3 جلد. جلد 2. ویرایش شده توسط R. Soper. - م.: میر، 1993.،

8. زاخاروف V.B.، Mamontov S.G.، Sivoglazov V.I. زیست شناسی: الگوهای عمومی. - م.: مدرسه مطبوعات، 1996.،

9. Chernova N.M. مبانی اکولوژی. - م.، 1997.

ارسال شده در Allbest.ru

اسناد مشابه

مفهوم و طبقه بندی عوامل محیطی. روابط بین تولیدکنندگان و مصرف کنندگان در تمام سطوح در اکوسیستم. آلودگی بیولوژیکی محیط زیست. انواع مسئولیت قانونی مسئولان در قبال تخلفات زیست محیطی.

تست، اضافه شده در 2015/02/12

ماهیت مفهوم "اکوسیستم". انرژی در اکوسیستم جریان دارد. انواع زنجیره های غذایی در یک سیستم اکولوژیکی ارتباطات و روابط موجودات در یک اکوسیستم. استانداردسازی کیفیت محیطی تاثیر انسان زایی بر زیست کره

تست، اضافه شده در 11/02/2009

مفهوم ساختار تغذیه ای به عنوان مجموع تمام وابستگی های غذایی در یک اکوسیستم. عوامل فعالیت جامعه انواع تغذیه موجودات زنده. توزیع دامنه های طیف خورشیدی نمودار چرخه جریان ماده و انرژی در یک اکوسیستم.

ارائه، اضافه شده در 2016/02/08

آشنایی با ویژگی‌های سطوح تغذیه‌ای در یک اکوسیستم. توجه به مبانی انتقال ماده و انرژی در طول زنجیره غذایی، مصرف و تجزیه. تجزیه و تحلیل قاعده هرم محصولات بیولوژیکی - الگوهای ایجاد زیست توده در زنجیره های غذایی.

ارائه، اضافه شده در 2015/01/21

ویژگی های منابع مخاطرات زیست محیطی در سطوح جهانی، منطقه ای و محلی، شناسایی آنها در روسیه. نظام مندسازی راه های هماهنگ سازی روابط زیست محیطی در سطوح مختلف. لزوم اطمینان از ایمنی محیط زیست.

چکیده، اضافه شده در 01/03/2010

حفاظت از محیط زیست و جنبش اجتماعی برای صلح. محیط های اصلی زندگی موجودات زنده و ویژگی های آنها. توابع بیوسفر ازن استراتوسفر اهمیت جنگل در طبیعت و زندگی انسان. مناطق حفاظتی آب و نقش آنها در حفاظت از محیط زیست.

تست، اضافه شده در 2009/07/14

ویژگی‌های وظایف و روش‌های بوم‌شناسی، به‌عنوان علمی که به بررسی شرایط وجود موجودات زنده و ارتباط موجودات با محیطی که در آن زندگی می‌کنند می‌پردازد. ویژگی های مشکلات زیست محیطی مدرن، بررسی انواع آلودگی های زیست محیطی.

چکیده، اضافه شده در 2010/02/21

پیامدهای آلودگی محیطی که گیاهان را تحت تأثیر قرار می دهد. ویژگی های بیواندیکشن و تست زیستی. اصول سازماندهی پایش بیولوژیکی. اشکال اساسی پاسخ موجودات زنده، زمینه های کاربرد شاخص های زیستی.

کار دوره، اضافه شده در 2011/04/20

بررسی خطرناک ترین آلاینده های زیست محیطی: فلزات سنگین، داروها، کودهای معدنیو رادیونوکلئیدها ویژگی های نفوذ عوامل مختلفبر سلامت مردم خطر تجمع آلودگی در اکوسیستم

چکیده، اضافه شده در 1394/04/17

عوامل محیطی و تأثیر آنها، مفهوم جایگاه اکولوژیکی سازگاری موجودات زنده، جمعیت، ساختار و پویایی آن. تولید صنعتیو تاثیر آن بر محیطاستانداردسازی و حفاظت از محیط زیست.

ببینید «هرم اعداد» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

کتاب ها

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

اسناد مشابه

مواد مرتبط: