Ekologická pyramída je grafický obraz straty energie v energetických obvodoch.

Napájacie reťazce sú stabilné obvody vzájomne prepojených druhov, konzistentne extrahuje materiály a energiu zo zdrojovej jedlej látky, ktoré sa vyvinuli počas vývoja živých organizmov a biosféry ako celku. Sú to trofickú štruktúru akejkoľvek biocenózy podľa prevodu energie a Cyphans látok. Potravinový reťazec sa skladá zo série trofických hladín, ktorých postupnosť zodpovedá prúdu energie.

Primárnym zdrojom energie v dodávateľských reťazcoch je solárna energia. Prvá trofická úroveň - výrobcovia (zelené rastliny) - používajú solárnu energiu v procese fotosyntézy, vytvárajú primárne produkty akejkoľvek biocentózy. Zároveň sa v procese fotosyntézy používa len 0,1% slnečnej energie. Účinnosť, ktorou zelené rastliny asimilujú slnečnú energiu sa odhaduje veľkosťou primárnej produktivity. Viac ako polovica energie spojenej s fotosyntézou je okamžite konzumovaná rastlinami v procese respirácie, zvyšok energie sa prenesie ďalej na potravinové reťazce.

Týka sa to dôležitý vzor spojený s účinnosťou používania a konverzie energie v procese výživy. Jeho esencia je nasledovná: Výška energie vynaložená na udržanie vlastných živobytie sa rastie v dodávateľských reťazcoch z jednej trofickej úrovne na druhú a kvapky produktivity.

Fitobiomass sa používa ako zdroj energie a materiálu na vytvorenie biomasy druhej organizmy

trophická úroveň spotrebiteľov prvého poriadku - Herbivorures. Typicky je produktivita druhej trofickej hladiny najviac 5 - 20% (10%) predchádzajúcej úrovne. To sa odráža v pomere na planéte biomasy rastlinného a živočíšneho pôvodu. Výška energie potrebnej na zabezpečenie živobytia tela rastie so zvýšením úrovne morfofunkčnej organizácie. V súlade s tým sa zníži množstvo biomasy vytvorenej pri vyšších trofických hladinách.

Ekosystémy sú veľmi rôznorodé pri relatívnej rýchlosti vytvárania a výdavkov čistých primárnych produktov a čistých sekundárnych produktov na každej trofickej úrovni. Bez výnimky sa však ekosystémy vyznačujú určitými pomermi primárnych a sekundárnych produktov. Vždy množstvo rastlinnej hmoty, ktorá slúži základňu energetického reťazca, niekoľkokrát (asi 10-krát) viac ako celková hmotnosť bylinožízdorných zvierat a hmotnosť každého nasledujúceho prepojenia potravinového reťazca sa mení proporcionálne.

Progresívny pokles asimilovanej energie v množstve trofických hladín sa odráža v štruktúre ekologických pyramíd.

Zníženie množstva dostupnej energie pri každej nasledujúcej trofickej úrovni je sprevádzaný poklesom biomasy a počtom jednotlivcov. Pyramídy biomasy a počet organizmov pre túto biocenózu sa vo všeobecnosti opakujú konfiguráciu produktivity pyramídy.

Graficky ekologická pyramída je znázornená vo forme niekoľkých obdĺžnikov rovnakej výšky, ale rôznych dĺžok. Dĺžka obdĺžnika sa znižuje z nižších na vrchol, resp. Riešenie produktivity na následných trofických hladinách. Dolný trojuholník je najväčšia dĺžka a zodpovedá prvej trofickej úrovni - výrobcov, druhý - približne 10-krát menej a zodpovedá druhej trofickej úrovni - s bylinožravé zvieratá, spotrebiteľmi prvého rádu, atď.

Miera vytvorenia organickej hmoty neurčuje svoje celkové rezervy, t.j. Celková hmotnosť organizmov každej trofickej úrovne. Peňažná biomasa výrobcov a spotrebiteľov v špecifických ekosystémoch závisí od toho, ako sadzba akumulácie organickej hmoty na určitej trofickej úrovni a prenesením na vyššie, t.j. Koľko silne opravuje tvarované zásoby. Zároveň má rýchlosť reprodukcie hlavných generácií výrobcov a spotrebiteľov rýchlosť reprodukcie.

Vo väčšine pozemných ekosystémov, ako už bolo spomenuté, pravidlo biomasy tiež pôsobí, t.j. Celková hmotnosť rastlín sa ukáže, že je väčšia ako biomasa všetkých byliniek a hmotnosť byliniek prevyšuje hmotnosť všetkých predátorov.

Mali by sa rozlišovať kvantitatívne produktivita, - najmä ročný rast vegetácie - a biomasy. Rozdiel medzi primárnymi produktmi biocentózy a biomasy určuje rozsah hydraulickej hmoty. Aj pre komunity s prevahou bylinných foriem, miera reprodukcie biomasy, ktorá je dostatočne veľká, zvieratá používajú až 70% ročného rastu rastlín.

V tých trofických reťazcoch, kde sa energetický prenos vykonáva prostredníctvom odkazov "predátor - obeť", sa často pozorovali pyramídy počtu jednotlivcov: celkový počet jednotlivcov zapojených do dodávateľských reťazcov sa znižuje s každým odkazom. To je tiež spojené so skutočnosťou, že predátori sú zvyčajne väčšie ako ich obete. Výnimkou z pravidiel pyramídy populácie sú prípady, keď malé predátori žijú v dôsledku skupiny lovu na veľkých zvieratách.

Všetky tri pravidlá pyramídy - produktivity, biomasy a čísla - vyjadrujú energetické vzťahy v ekosystémoch. V tomto prípade má pyramída produktivity univerzálny charakter a pyramídy biomasy a čísla sa prejavujú v komunitách s určitou trofickou štruktúrou.

Znalosť zákonov produktivity ekosystému je dôležitá možnosť kvantitatívneho účtovania prúdenia energie. Hlavným zdrojom potravín pre ľudí sú primárne produkty agrocenóz a prejavov človekom prírodných komunít. Sekundárne produkty biokenóz získaných priemyselnými a hospodárskymi zvieratami sú dôležité ako zdroj živočíšneho proteínu. Znalosť zákonov distribúcie energie, energetických tokov a látok v biocenózach, vzoroch produktivity rastlín a zvierat, pochopenie limitov prípustného zabavenia rastlinnej a živočíšnej biomasy z prírodných systémov umožňujú riadne budovať vzťahy v spoločnosti - Systém prírody.

Pripojenia, v ktorých niektoré organizmy jedia iné organizmy alebo ich pozostatky alebo alokácie (exkrement), sa nazývajú trofický (TROFOF - potraviny, potraviny, gr.). V tomto prípade sú výhrady potravín medzi členmi ekosystému vyjadrené prostredníctvom trophické (potravinové) reťazce . Príklady takýchto reťazcov môžu slúžiť:

· Yagel → DEER → WOLF (Ekosystém Tundra);

· Tráva → krava → človek (antropogénny ekosystém);

· Mikroskopické riasy (Phytoplankton) → Chyby a Daphnia (ZOOPLANKTON) → Roach → Pike → Čajka (vodný ekosystém).

Vplyv na energetický reťazec, aby sa ich optimalizovali a získali viac alebo lepšie, pokiaľ ide o kvalitu výrobku nie je vždy možné. Tak široko známe z literatúry príklad s rohom kráv v Austrálii. Predtým prirodzené pastviny používali hlavne Kangaroo, ktorého exkrement bol úspešne zvládnutý a recyklovaný austrálskym točivým chrobákom. Austrálsky chrobák nebol zvládnutý, s tým, že sa začala postupná degradácia pasienkov. Ak chcete zastaviť tento proces, musel som sa dostať do Austrálie Európskej null Beetle.

TPOFIC ALEBO POTREBUJÚCICH ALEBO POTREBNÉ pipamidy. Numerická hodnota každej fázy takéhoto pinamidu môže byť predĺžená počtom jedincov, ich biomasy alebo energie akumulovaná v ňom.

V súlade s právo pyramídových energií R.Lidemana I. pravidlá desiatich percent Z každej fázy, približne 10% (od 7 do 17%) energie alebo látky v expresii energie (obr.3.7) prechádza do nasledujúceho stupňa. Všimnite si, že na každej nasledujúcej úrovni, so znížením množstva energie, jeho kvalita sa zvyšuje, t.j. Schopnosť pracovať pre jednotku biomasy zvierat v zodpovedajúcom počtekrát vyššej ako rovnaká biomasa rastlín.

Jasný príklad je trofický reťazec otvoreného mora, ktorý predstavuje planktón a veľryby. Hmotnosť planktónu je rozptýlená v oceánskej vode a s bioproduktivitou otvoreného mora menej ako 0,5 g / m2 SUT-1 je množstvo potenciálnej energie v kubickom meradlom oceánskej vody nekonečne len málo v porovnaní s Čínou energie, ktorej hmotnosť môže dosiahnuť niekoľko stoviek ton. Ako viete, Whale Tuk je vysoko kalorický produkt, ktorý sa používa aj na osvetlenie.

Obr.3.7. Pipamidadepaperaynagy pre federálne reťazce (VO YU.DUM)

Pri zničení originácií je tiež pozorovaná zodpovedajúca sekvencia: takže asi 90% energie čistých primárnych produktov oslobodzuje mikroorganizmy a huby, menej ako 10% - bezstavovce a menej ako 1% - vertebrátne zvieratá, ktoré sú konečné cosozenses. V súlade s poslednou číslicou formulovanou pravidlo jedného percenta : Pre stabilitu biosféry ako celku by podiel možnej konečnej spotreby čistých primárnych produktov v expresii energie nemal prekročiť 1%.

Na základe potravinového reťazca ako základ pre fungovanie ekosystému je tiež možné vysvetliť prípady akumulácie v tkanivách určitých látok (napríklad syntetických jedov), ktoré, ako sa pohybujú pozdĺž trofického reťazca, nezúčastňovať sa na normálnom metabolizme organizmov. Podľa pravidlá biologického zosilnenia Približne desaťnásobne zvýšenie koncentrácie znečisťujúcej látky počas prechodu na vyššiu úroveň ekologickej pyramídy.

Najmä by sa zdalo, že by sa zdalo menšie zvýšené obsah rádionuklidov v riečnej vode na prvej úrovni trofického reťazca, zvládne micpongoganizmus a planktón, potom sa sústreďujú v rýb tkanivách a dosiahne maximálne hodnoty z kapov. Ich vajcia majú hladinu rádionuklidov v 5000 pas v porovnaní s znečistením pozadia.

Druhové zloženie organizmov sa zvyčajne študuje na úrovni populácia .

Pripomeňme, že obyvateľstvo sa nazýva kombinácia jednotlivcov jedného druhu obývajúcim jedno územie so spoločným génovým bazénom a schopnosť byť voľne voľný. Vo všeobecnosti môže byť jedna alebo iná populácia v rámci určitého ekosystému, ale môže byť tiež vystavená hraniciam. Šťastné je známe a chránené populáciou predsedu-SISK, ktorý je uvedený v červenej knihe. Táto populácia nie je obmedzená na tento hrebeň, ale aj a tiež južné na limitoch Vefoyanskop v Yakutiu.

Médium, v ktorom sa tento pohľad zvyčajne nachádza, sa nazýva jeho biotop.

Ekologický výklenok spravidla zaberá jeden druh alebo jeho obyvateľstvo. So náhode životného prostredia a spracovania potravín, dva druhy vždy vstupujú do konkurenčného boja, ktorý zvyčajne končí posunutím jedného z nich. Takáto situácia je známa v systémovej ekológii ako princíp G.F. Boha ktoré uvádza, že dva typy nemôžu existovať v tej istej oblasti, ak sú ich environmentálne potreby identické, t.j. Ak zaberajú rovnaký výklenok. V súlade s tým, systém interakcie, rozptýlený na environmentálne výklenky obyvateľstva, ktoré sa navzájom dopĺňajú, a nie súťažiť medzi sebou na použitie úderu, času a myšlienok, sa nazýva komunita (cenóza).

Polárny medveď nemôže prebývať v taiga ekosystémoch, ako aj hnedé v polárnych oblastiach.

Priečinnosť je vždy adaptívne aXIOM CH. DARVINAkaždý typ je prispôsobený striktne definovanom, konkrétnym podmienkam existencie. V tomto prípade sa organizmy množia intenzitou, ktorá zaisťuje maximálny možný počet ( pravidlo maximálneho "životného tlaku" ).

Napríklad organizmy oceánskeho planktónu veľmi rýchlo pokrývajú priestor v tisícoch štvorcových kilometrov vo forme filmu. V.I. Vernadsky spočítal, že rýchlosť propagácie fischer baktérie vo veľkosti 10-12 cm3 reprodukciou na linke by bola asi 397,200 m / h - rýchlosť lietadla! Nadmerná reprodukcia organizmov je však obmedzená na obmedzenie faktorov a koreluje s počtom potravinových zdrojov ich biotopu.

Keď dôjde k zmiznutie druhov, v prvom rade zostavenej veľkolepými jednotlivcami sa zmení skutočná energetická štruktúra centier. Ak sa prietok energie prechádzajúci cez ekosystém nezmení, sú zahrnuté mechanizmy duplikácia životného prostredia v zásade: Zmiznutie alebo zničenie vzhľadu na jednej úrovni ekologickej pyramídy nahrádza ďalšie funkčné storočie, podobné. Výmena druhov je podľa schémy: Malé nahrádza veľké, evolučné nižšie organizované vyššie organizované, geneticky labilnejšie menej geneticky premenlivé. Vzhľadom k tomu, ekologický výklenok v biocentóze nemôžu byť prázdne, dochádza k environmentálnej duplikácii.

Dôsledná zmena biokenóz, ktoré sa nazýva kontinuum vznikajúce na rovnakom území pod vplyvom prírodných faktorov alebo ľudských vplyvov sUKESSIA (SUKESSIO - kontinuita, lat).. Napríklad po lesnom ohni je Tornote mnoho rokov urovnaná prvých bylín, potom ker, potom s listnatými strommi a nakoniec ihličnatým lesom. V tomto prípade sa konzistentné komunity, ktoré sa navzájom menia, sa nazývajú série alebo etapy. Konečným výsledkom SUKCESS bude stav stabilizovaného ekosystému - climax (Climax - schodisko, "zrelá etapa", gr.).

Suketsessia, začínajúca na mieste, ešte nie obsadená, sa nazýva primárny . Patrí medzi ne vyrovnanie lišajníkov na kamene, ktoré následne nahradia machy, byliny a kríky (obr. 8). Ak sa Spoločenstvo vyvíja na mieste, ktoré už existujú (napríklad po požiari alebo podliehach, zariadení rybníka alebo nádrže), potom hovoria sekundárny Scketsessia. Samozrejme, rýchlosť prihlášky bude odlišná. Pre primárne úspešnosti môžu byť potrebné stovky alebo tisíce rokov a sekundárne prebieha rýchlejšie.

Všetky populácie výrobcov, spotrebiteľov a heterotropov úzko súvisia cez trofické reťazce, a tým podporujú štruktúru a integritu biokenóz, koordinácie energie a látkových prúdov, určujú reguláciu ich životného prostredia. Celá kombinácia telies živých organizmov obývajúcich pôdu je fyzikálno-chemicky, bez ohľadu na ich systematickú príslušnosť a nazýva sa živú látku ( zákon o fyzikálno-chemickej jednote živého agenta V.I. Vernadsky). Hmotnosť živých látok je relatívne malá a odhaduje sa hodnota 2,4-3,6 * 1012 ton (v suchej hmotnosti). Ak je distribuovaný po celom povrchu planéty, potom je vrstva len jeden a pol centimetrov. Podľa V.I. Vernadsky, tento "film života", ktorý tvorí menej ako 10-6 masy iných pozemných škrupín, je "jedným z najsilnejších geochemických síl našej planéty."

Trofická štruktúra ekosystému môže byť znázornená graficky vo forme ekologickej pyramídy, ktorej základňa je prvá úroveň. Tieto pyramídy odrážajú zákony výdavkov biomasy a energie v potravinových reťazcoch. Numerická hodnota každej fázy takejto pyramídy môže byť vyjadrená počtom jedincov, ich biomasy alebo energie akumulovaná v ňom.

Potravinové siete vznikajúce v ekosystéme majú štruktúru, pre ktorú sa na každej trofickej úrovni charakterizuje určitý počet organizmov. Poznamenal, že počet organizmov je priamo úmerný prechodu z jednej trofickej úrovne na druhú. Takáto správnosť bola pomenovaná "Pravidlo ekologickej pyramídy." V tomto prípade sa zvažuje Čísla pyramídy . To môže porušiť, ak malé dravce žijú vďaka skupinovému lovu pre veľké zvieratá.

Pre každú charakteristiku trofickej úrovne biomasa - celková hmotnosť organizmov akýchkoľvek skupín. V potravinárskych reťazcoch je biomasa organizmov na rôznych trofických hladinách odlišná: biomasa výrobcov (prvá trofická hladina) je výrazne vyššia ako biomasa spotrebiteľských živočíchov (druhá trofická úroveň). Postupne sa postupne znižuje biomasa každého z nasledujúcich trofických hladín potravinového reťazca. Tento vzor bol pomenovaný pyramídy biomasy .

Podobný vzor môže byť odhalený pri posudzovaní prenosu energie na trofických úrovniach, to znamená pyramídová energia (produkty ) . Množstvo energie vynaloženej na udržanie vlastných živobytie rastie v reťazci trofických úrovní a produktivita padá. Rastliny sa absorbujú v procese fotosyntézy, len menšia časť slnečnej energie. Purbitujúce zvieratá, ktoré predstavujú druhú trofickú hladinu, asimilujú len časť (20-60%) z absorbovaného krmiva. Naučené jedlo ide na zachovanie procesov života zvierat a rastových organizmov (napríklad na vybudovanie tkanín, zásob vo forme tukových vkladov).

Organizmy tretej trofickej úrovne (predátorské zvieratá) pri jedle bylinožravé zvieratá opäť strácajú väčšinu energie usialenej energie. Množstvo energie na nasledujúcich trofických hladinách sa opäť postupne znižuje. Výsledkom týchto energetických strát je malý počet (tri až päť) trofických hladín v potravinovom reťazci.

Energia stratená v dodávateľských obvodoch je možné doplniť iba príchodom svojich nových porcií. Preto v ekosystéme nemôže existovať žiadny energetický cyklus, podobný cyklu látok. Ekosystémy sú otvorené systémy, ktoré potrebujú prílevu slnečnej energie alebo hotových rezerv organickej hmoty, \\ t Prenos energie v ekosystémoch sa vyskytuje podľa známych zákony termodynamiky:

1. Energia sa môže pohybovať z jednej formy na druhú, ale nikdy nevytvára a nezmizne.

2. Nemôžem existovať žiadny proces spojený s konverziou energie, bez toho, aby ste stratili nejakú časť vo forme tepla, t.j. Žiadne transformácie energie so 100% účinnosťou.

Vypočíta sa to z jednej trofickej úrovne sa prenáša len asi 10% energie na iné. Tento vzor bol pomenovaný "Pravidlo desiatich percent".

Preto sa stratí väčšina energie v elektrickom okruhu počas prechodu z jednej úrovne do druhého. K ďalším odkazom v elektrickom okruhu, iba táto energia sa zadáva do hmoty predchádzajúceho spoja. Energetické straty sú približne 90% s každým prechodom cez trofický reťazec. Napríklad, ak je energia rastlinného organizmu je 1000 J, s plným stravovaním, len 100 J, v telese je asimilovaný len 100 J, v tele predátor 10 J, a ak je tento predátor konzumovať Ďalší, potom len 1 J energia je asimilovaná v jeho tele, je 0,1%.

V dôsledku toho sa energia akumulovaná zelenými rastlinami v prívodných obvodoch rýchlo vysuší. Preto potravinový reťazec nemôže zahŕňať viac ako 4 - 5 hviezdičiek. Energia stratená v dodávateľských reťazcoch môže byť doplnená len z dôvodu prijatia svojich nových častí. V ekosystémoch nemôže existovať žiadny cyklus energie, ako je cyklus látok. Život a fungovanie akéhokoľvek environmentálneho systému je možné len s jednostranným prúdovým prúdom energie vo forme slnečného žiarenia alebo pri príleve rezerv hotovej organickej hmoty.

Pyramída čísel teda odráža počet jedincov v každom inom potravinovom reťazci. Pyramída biomasy odráža množstvo organickej hmoty vytvorenej na každom spojení - jej biomasu. Energetická pyramída ukazuje množstvo energie na každej trofickej úrovni.

Všetky tri pravidlá pyramídy - produktivita, biomasa a čísla vyjadrujú energetické vzťahy v ekosystémoch. V tomto prípade má pyramída produktivity univerzálny charakter a pyramídy biomasy a čísla sa prejavujú v komunitách s určitou trofickou štruktúrou.

Graficky môžete zobrazovať vo forme tzv. Environmentálnych pyramíd. Základom pyramídy je úroveň výrobcov a následné úrovne výkonu tvoria podlahy a vrchol pyramídy. Sú známe tri hlavné typy environmentálnych pyramíd:

Čísla pyramíd, čo odráža počet organizmov na každej úrovni;
Pyramída biomasy, ktorá charakterizuje hmotnosť živej hmoty, je spoločná suchá hmotnosť, kalorcia, atď.;
Pyramída výrobkov (energia), ktorá má univerzálny charakter, ktorý ukazuje zmenu primárnych výrobkov (alebo energie) na po sebe idúcich trofických úrovniach.

Normálny Čísla pyramídy Pre pastviny majú veľmi širokú základňu a prudký únik do záverečných konzultácií. Zároveň sa počet "krokov" líšia aspoň o 1-3 objednávky. Ale to je pravda len pre bylinné spoločenstvá - lúce alebo steppe biokenózy.

Obraz sa dramaticky mení, ak sa na jednom strome hľadajú tisíce fytofágov), alebo ak sa na jednej trofickej úrovni nachádzajú takéto fytotyfágy, ako napríklad slovo a slon. Toto skreslenie možno prekonať pyramídy biomasy.

V suchozemskej biomase biomasy rastlín je vždy významne viac biomasy zvierat a biomasa fytofágov je vždy viac biomasy zoofágov.

V opačnom prípade pyramídy biomasy hľadajú vodu, najmä morské ekosystémy: živočíšnu biomasu je zvyčajne oveľa viac biomasy rastlín. Táto "nesprávna" je spôsobená skutočnosťou, že pyramídy biomasy neberú do úvahy trvanie existencie generácií jednotlivcov na rôznych trofických úrovniach, miere vzdelávania a stravovania biomasy. Hlavným výrobcom morských ekosystémov je Phytoplankton, ktorý má veľký reprodukčný potenciál a rýchlu zmenu generácií. V čase, keď sa predátorské ryby (a viac ako Walfies a veľryby) akumulujú svoju biomasu, mnohé generácie fytoplanktónu sa zmení, z ktorých celková biomasa je oveľa väčšia. To je dôvod, prečo univerzálny spôsob vyjadrenia trofickej štruktúry ekosystémov je pyramídy rýchlosti tvorby obývacej hmoty, inými slovami, pyramídy energie.

Rozšírenejšie odrazy vplyvu trofických vzťahov na ekosystém je pravidlom produkty pyramídy (energia): Na každom predchádzajúcom trofickej úrovni je množstvo biomasy vytvorenej jednotkou časov (alebo energie) väčšia ako tie ďalšie. Produkt pyramída odráža zákony energetických výdavkov na trofických reťazcoch.

V konečnom dôsledku všetky tri pravidlá pyramíd odrážajú energetické vzťahy v ekosystéme a produkt pyramídy (energia) je univerzálny.

V prírode sa v stabilných systémoch biomasy mierne líši, t.j. Príroda sa snaží používať úplne hrubé výrobky. Znalosť ekosystémovej energie a kvantitatívnych ukazovateľov umožňuje presne zohľadniť možnosť odstúpenia od prirodzeného ekosystému jedného alebo iného počtu rastlinných a živočíšnych biomasy bez ohrozenia jeho produktivity.

Osoba dostane dosť výrobkov z prírodných systémov, napriek tomu hlavným zdrojom potravín pre neho je poľnohospodárstvo. Vytvorením agro-ekosystémov sa človek snaží získať čo najviac čistých vegetačných produktov, ale potrebuje stráviť polovicu hmoty rastliny na kŕmenie byliniek, vtákov atď., Významná časť výrobkov ide do priemyslu a je stratený V odpade, tj A asi 90% čistých výrobkov sa tu stráca a len asi 10% je priamo použitá ľudskou spotrebou.

Jedným z typov vzťahov medzi organizmami v ekosystémoch sú trofické väzby. Ukazujú, ako ekosystémy pohybujú výkonové okruhy v ekosystémoch. Model preukazujúci zmenu v množstve energie v elektrických obvodoch odkazy je ekologická pyramída.

Štruktúra pyramídy

Pyramída je grafický model. Jeho obraz je rozdelený do horizontálnych úrovní. Počet úrovní zodpovedá počtu odkazov v elektrických obvodoch.

Všetky výživové reťazce začínajú výrobcami - autotrofické organizmy, ktoré tvoria organickú hmotu. Agregát ekosystémových autotropov je to, čo je na základni ekologickej pyramídy.

Obr. 1. Ekologická pyramída čísel

Obvykle potravinárska pyramída obsahuje od 3 do 5 úrovní.

Posledné výkonové reťazce sú vždy veľkí predátori alebo ľudia. Počet osôb a biomasy je teda najnižší počet jednotlivcov a biomasy na poslednej úrovni pyramídy.

Top 2 článkykto s tým čítal

Podstata ekologickej pyramídy - v obraze progresívneho zníženia biomasy v dodávateľských reťazcoch.

Konvenčný model

Malo by sa zrejmé, že model ukazuje, že realita je zovšeobecná. V živote, čoraz ťažšie. Akýkoľvek veľký organizmus, vrátane osoby, môže byť konzumovaný a jeho energia bude zapojená do ekologického pyramída atypickým spôsobom.

Časť ekosystému biomasy vždy spadá na Ťahu - organizmy, ktoré rozkladajú mŕtve organické. Roducusesses sú konzultáciami, čiastočne vracajú energiu do ekosystému.

Takéto všeivzorné zvieratá, ako je medveď hnedý, pôsobia ako konzulátor prvej objednávky (konzumácia rastlín) a ako hnojivo (kŕmenie padálu), a ako hlavný predátor.

Názory

V závislosti na tom, ktoré úrovne sa používajú kvantitatívne úrovne, \\ t existujú tri typy environmentálnych pyramíd:

čísla;
biomasa;
energie.

10% pravidlo

Podľa výpočtov ekológov, 10% biomasy alebo energie predchádzajúcej úrovne prechádza pre každú ďalšiu úroveň ekologickej pyramídy. Zvyšných 90% sa vynakladá na procesy životne dôležitých aktivít organizmov a rozptýliť vo forme tepelného žiarenia.

Tento vzor sa nazýva pravidlo ekologickej pyramídy energie a biomasy.

Zvážte príklady. Približne 100 kg telesnej hmotnosti živých zvierat sa vytvára z jednej tony zelených rastlín. Pri konzuláciách herbivorných malých predátorov sa ich hmotnosť zvýši o 10 kg. Ak malé predátory jesť veľké, potom sa hmota zvyšuje o 1 kg.

Obr. 2. Environmentálna pyramídová biomasa

Napájací zdroj: Phytoplankton - ZOOPLANKTON - malé ryby - veľké ryby - muž. Tu sú už 5 úrovní a že hmotnosť osoby sa zvyšuje o 1 kg, je potrebné, aby 10 ton fytoplanktónu bolo na prvej úrovni.

Obr. 3. Ekologická pyramídová energia

Výhody vrcholov

Druhy, ktorým čelia špičku ekologickej pyramídy, majú výrazne väčšiu šancu vyvíjať. V starých epochoch sa zvieratá, ktoré obsadili najvyššiu úroveň v trofických vzťahoch rýchlejšie.

V mezozoových cicavci obsadili priemerné hladiny ekologickej pyramídy a aktívne boli vyhladení predátorskými plami. Len kvôli zániku dinosaurov boli schopní stúpať na najvyššiu úroveň a prevziať dominantné postavenie vo všetkých ekosystémoch.

Pravidlo Lindeman (10%)

Prostredníctvom prúdu energie prechádzajúcich trofickými hladinami biocenózy sa postupne zastaví. V roku 1942, R. Lindeman formuloval zákon pyramídy energií, alebo zákon (pravidlo) 10%, podľa ktorého od jednej trofickej úrovne ekologickej pyramídy prechádza na druhú, jej vyššiu úroveň (na "schodoch": Výrobca je konzola - refundácia) v priemere asi 10% vstúpila do predchádzajúcej úrovne ekologickej pyramídy energie. Reverzný prúd spojený s konzumáciou látok a vyrobenej hornou úrovňou ekologickej pyramídy energie nižšia nižšou nižšou úrovňou, napríklad zo zvierat na rastliny, oveľa slabšie - nie viac ako 0,5% (dokonca 0,25%) Jeho celkový tok, a preto hovoria o cykle energie v biocentóze, nie je potrebné.

Ak je energia v prechode na vyššiu úroveň ekologickej pyramídy desaťkrát stratí, akumulácia radu látok, vrátane toxických a rádioaktívnych, v približne rovnakom pomere. Táto skutočnosť je stanovená v pravidle biologickej amplifikácie. Je to spravodlivé pre všetky CENOS. Vo vodnej biocenóze sa akumulácia mnohých toxických látok, vrátane chlórganických pesticídov, koreluje s hmotnosťou tuku (lipidov), t.j. jasne má kotúč energie.

Environmentálne pyramídy

Pre jasnosť prezentácie vzťahu medzi organizmami rôznych typov v biocenóze je zvykom používania environmentálnych pyramíd, rozlišovacích pyramíd čísel, biomasy a energie.

Medzi ekologickými pyramídami sú najslávnejšie a často používané:

§ číslo pyramídy

§ pyramídová biomasa

Číslo pyramídy. Na vytvorenie pyramídy čísla sa vypočíta počet organizmov na nejakom území, zoskupuje ich v trofických úrovniach:

§ výrobcovia - zelené rastliny;

§ Základné spotrebitelia - Herbivores;

§ Sekundárne uzávery - mäsožravé zvieratá;

§ Terciárne konzumácie - mäsožravé zvieratá;

§ Consors MA-E ("konečné predátory") - mäsožravé zvieratá;

§ opakuje - deštruktory.

Každá hladina je znázornená podmienečne vo forme obdĺžnika, ktorej dĺžka alebo plocha zodpovedá numerickej hodnote počtu jednotlivcov. Umiestnením týchto obdĺžnikov v koented sekvencii sa získa ekologická pyramída čísla (obr. 3), hlavná zásada konštrukcie, ktorá prvýkrát formulovala americký ekológ C. Elton Nikolaikin N. I. Ekológia: Štúdie. Pre univerzity / N. I. Nikolaikín, N. E. Nikolaikin, O. P. Melekhova. - 3. ed., Stereotyp. - M.: Drop, 2004 ..

Obr. 3. Environmentálna pyramída čísla pre lúky, krížené obilninami: čísla - počet jednotlivcov

Údaje pre pyramídy čísla sa získajú pomerne ľahko zberom vzoriek, ale existujú určité ťažkosti:

§ Výrobcovia sa veľmi líšia veľkosťou, hoci jedna kópia obilnín alebo rias má rovnaký stav s jedným stromom. To niekedy narúša správny pyramídový tvar, niekedy dávať dokonca invertované pyramídy (obr. 4) .;

Obr.

§ Rozsah počtu rôznych typov je tak široký, že grafický obraz sťažuje dodržiavanie meradle, ale v takýchto prípadoch môžete použiť logaritmickú stupnicu.

Pyramídová biomasa. Ekologická pyramída biomasy sa stavia podobne ako pyramída čísla. Jeho základnou hodnotou je ukázať množstvo živej hmoty (biomasu - celková hmotnosť organizmov) na každej trofickej úrovni. To zabraňuje nepríjemnostiam charakteristické pre pyramídy čísla. V tomto prípade je veľkosť obdĺžnikov úmerná hmotnosti živej látky zodpovedajúcej úrovne, ktorá je priradená jednotke oblasti alebo objem (obr. 5, A, b) Nikolaikin N. I. Ekológia: Štúdie. Pre univerzity / N. I. Nikolaikín, N. E. Nikolaikin, O. P. Melekhova. - 3. ed., Stereotyp. - m.: Pokles, 2004. Termín "pyramída biomasy" vznikla kvôli skutočnosti, že v absolútnej väčšine prípadov žije hmotnosť primárnych spotrebiteľov v dôsledku výrobcov, výrazne menej ako hmotnosť týchto výrobcov a hmotnosťou Sekundárne spotrebitelia sú výrazne menej ako hmotnosť primárnych spotrebiteľov. Destruktory biomasy je obvyklé, aby sa ukázali oddelene.

Obr. 5. pyramídy biomasy biokenózy koralovho útesu (A) a prieliv La mans (B): Obrázky - biomasa v suchej hmoty gramov, prichádza na 1 m 2

Pri výbere vzoriek definujú biomasu na koreň alebo zber do koreňa (t.j. momentálne), čo neobsahuje žiadne informácie o miere vzdelávania alebo spotreby biomasy.

Miera vytvorenia organickej hmoty neurčuje svoje celkové rezervy, t.j. Všeobecná biomasa všetkých organizmov každej trofickej úrovne. Preto s ďalšou analýzou sa môžu vyskytnúť chyby, ak nepovažujú tieto: \\ t

* Po prvé, s rovnosťou sadzby spotreby biomasy (strata v dôsledku jedenia) a rýchlosť jej formácie, zber koreňa neznamená produktivitu, t.j. O množstve energie a látok prechádzajúcich z jednej trofickej úrovne na druhú, vyššiu, po určitú dobu (napríklad ročne). Na úrodnej, intenzívne používanej pastvine môže byť zber bylinných bylín nižšia a produktivita je vyššia ako na menej úrodných, ale málo používaných na pasenie;

* Po druhé, výrobcovia malých veľkých, ako sú riasy, charakteristika vysokej miery rastu a reprodukcie, ktorá je vyrovnaná intenzívnou spotrebou ich potravín inými organizmami a prirodzenou smrťou. Preto môže existovať menej produktivita ako veľkí výrobcovia (napríklad stromy), hoci biomasa môže byť malý na koreni. Inými slovami, fytoplanktón s rovnakou produktivitou, ako strom, bude mať oveľa menej biomasy, hoci by to mohlo udržiavať život zvierat tej istej hmoty.

Jedným z dôsledkov opísaných "invertovaných pyramíd" sú (obr. 3, b). ZOOPLANKTON BIOCENEÓNOVÝCH JAZEKNOSTI A SEA NAJVYŠŠIEJŠTKOU majú väčšiu biomasu ako jeho potraviny - fytoplanktón, ale reprodukčná rýchlosť zelených rias je taká vysoká, že počas dňa obnovia celú biomasu zoooplanktónu. V určitých obdobiach roka (počas jarného kvitnutia) je však konvenčný pomer ich biomasy (Obr. 6) Nikolaikin N. I. Ekológia: Štúdie. Pre univerzity / N. I. Nikolaikín, N. E. Nikolaikin, O. P. Melekhova. - 3. ed., Stereotyp. - M.: Drop, 2004 ..

Obr. 6. sezónne zmeny v pyramídach z biomasy jazera (na príklade jedného z jazier Taliansko): Obrázky - biomasa v gramoch suchej hmoty prichádza 1 m 3

Zdanlivé anomálie sú zbavené pyramídy z nižšie uvedených energií.

Pyramídové energie. Najzákladnejší spôsob, ako odrážať dlhopisy medzi organizmami rôznych trofických hladín a funkčnou organizáciou biocenóz je energetická pyramída, v ktorej je veľkosť obdĺžnikov úmerná ekvivalentu energie na jednotku času, t.j. Množstvo energie (na jednotku plochy alebo objem), ktorý prešiel určitou trofickou úrovňou pre prijaté obdobie (obr. 7), je tu aj dôvod na báze pyramídy, je možné rozumne pridať ďalší obdĺžnik odrážajúci prietok energie Slnka.

Energia pyramída odráža dynamiku prechodu potravy prostredníctvom potravinového (trofického) reťazca, ktorý ho zásadne odlišuje pred pyramídami čísla a biomasy, ktorá odráža statiku systému (momentálny počet organizmov). Forma tejto pyramídy neovplyvňuje zmeny veľkosti a intenzity metabolizmu jednotlivcov. Ak sa zohľadnia všetky zdroje energie, pyramída bude mať vždy typický vzhľad (ako pyramída horného), podľa druhého zákona termodynamiky.

Obr. 7. Pyramída energie: Čísla - Počet energie, KJ * M -2 * R-1

Pyramídy energie umožňujú nielen porovnať rôzne biocenózy, ale tiež identifikovať relatívny význam populácií v rámci jednej komunity. Sú to najužitočnejšie od troch typov environmentálnych pyramíd, ale je ťažké získať údaje pre ich stavbu.

Jedným z najúspešnejších a vizuálnych príkladov klasických environmentálnych pyramíd je pyramídy znázornené na obr. 8 Nikolaikin N. I. Ekológia: Štúdie. Pre univerzity / N. I. Nikolaikín, N. E. Nikolaikin, O. P. Melekhova. - 3. ed., Stereotyp. - M.: Drop, 2004 .. ilustrujú konvenčnú biocenózu navrhovanú americkým ekológom YU. ODUM. BioCenóza sa skladá z chlapca, ktorý je upevnený len teľacie a teľatá, že buď výlučne alfalfa.

Obr.

Pravidlo1% ekológie. Prednáškový kurz. Vyžadlo: Ph.D., Associated profesor Tikhonov A.I., 2002. PASTEUR'S BODY, ako aj zákon pyramídy Energie R. Lindeman, dal dôvod na formulovanie pravidiel jedného a desiatich percent. Samozrejme, 1 a 10 sú približné čísla: asi 1 a asi 10.

"Magické číslo"1% vyplýva z pomeru spotreby energie a "kapacít" potrebných na stabilizáciu média. Pre biosféru, podiel možnej spotreby všeobecných primárnych produktov nepresahuje 1% (takto z práva R. Lindeman: približne 1% čistých primárnych produktov v expresii energie konzumujú uvertebrátne zvieratá ako uzávery vyšších zákaziek, približne 10% - bezstavovce ako súbežné zákazky a zvyšné časti - baktérie a huby-saprofágy). Akonáhle ľudstvo na veršoch minulosti a naše stáročia začali používať viac produktov biosféry (teraz aspoň 10%), princíp Le Chateel - Brown (zrejme približne s hodnotou 0,5% celkovej energie biosféry): vegetácia nedávala rast biomasy v súlade so zvýšením koncentrácie CO 2 atď. (Zvýšenie počtu uhlíkových viazaných rastlinami bolo pozorované len v minulom storočí).

Empiricky Spotreba Prahová hodnota 5 - 10% z množstva látky, čo vedie k prechodu cez neho s výraznými zmenami v prírodných systémoch, je skôr uznaná. Je prijatá predovšetkým na empiricko-intuitívnej úrovni bez rozlíšenia formulárov a povahy riadenia v týchto systémoch. Približne možno rozdeliť načrtnúť načrtnuté prechody pre prírodné systémy s organickým a spotrebe typ kontroly na jednej strane a populačných systémov na strane druhej. Pre prvé hodnoty záujmu pre nás, prah výstupu zo stacionárneho stavu na 1% prietoku energie ("normy" spotreby) a prahová hodnota sebazničenia - približne 10% tejto "normy". Pre systémy populácie v priemere 10% množstva záchvatu vedie k výstupu týchto systémov z stacionárneho stavu.