Püramiidi numbrireegel ja biomass. Ökoloogiliste püramiidide tüübid. Energiate püramiidi korrapärasus

Saada oma hea töö teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Õpilased, kraadiõppurid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

postitatud http:// www. kõik parim. ru/

Sissejuhatus

2. Ökoloogiline püramiid

3. Ökoloogiliste püramiidide tüübid

Järeldus

Bibliograafiline nimekiri

Sissejuhatus

Kõik meie planeedil elavad elusorganismid ei eksisteeri iseenesest, nad sõltuvad keskkonnast ja kogevad selle mõju iseendale. See täpselt koordineeritud paljude keskkonnategurite kompleks ja elusorganismide kohanemine nendega määrab võimaluse igasuguse organisatsiooni igasuguste organismide olemasoluks. Ökoloogia, teadus elusorganismide ja nende koosluste suhetest neid ümbritseva elava ja elutu keskkonnaga, tegeleb organismide elutingimuste uurimisega nende vastastikustes suhetes keskkonnaga.

Erinevate organismide ja keskkonna elutute komponentide kogumit, mis on üksteisega tihedalt seotud aine- ja energiavoogudega, nimetatakse ökosüsteem (alates Kreeka "Oikos" - "eluruum", "eluruum" ja "süsteem" - "kombinatsioon", "liit"). Ökosüsteemide näideteks on järv, mets, stepp, üks mädanenud känd ja isegi mäletsejaliste maosisu. Neid uurides panevad teadlased põhirõhu mateeria ja energia muundamise protsessidele, mitte ainult ei tuvasta mõne organismi olemasolu ega saa teada nende arvu muutuste iseärasustest. Kui ökoloogid tegelevad ainult kooselu elanikkonnaga erinevad tüübid, siis kasutavad nad selliseid termineid nagu kogukond, või biotsenoos (alates Kreeka "Bios" - "elu" ja "koi -nina" - "tavaline").

Esimest korda kasutas seda terminit saksa zooloog Ernst Haeckel 1886. aastal, määratledes ökoloogia kui teadusvaldkonna, mis uurib looduse ökonoomikat, loomade üldise suhte uurimist nii elava kui ka elutu loodusega, sealhulgas kõiki sõbralikke ja ebasõbralikud suhted, millega loomad ja taimed otseselt või kaudselt kokku puutuvad. Selline arusaam ökoloogiast on muutunud üldtunnustatud ja tänapäeval on klassikaline ökoloogia teadus elusorganismide seose uurimisest keskkonnaga.

1. Toiduahelad ja ökopüramiidid

Ökoloogilises süsteemis tekitavad orgaanilisi aineid autotroofsed organismid (näiteks taimed). Taimi söövad loomad, mida omakorda söövad teised loomad. Seda järjestust nimetatakse toiduahelaks; iga toiduahela lüli nimetatakse troofiliseks tasandiks (kreeka trofos "toit"). (joonis 1)

Joonis 1. Energia voolab läbi tüüpilise toiduahela.

Esimese troofilise tasandi organisme nimetatakse esmatootjateks. Maal on enamik tootjaid metsa- ja niidutaimed; vees on see peamiselt rohevetikad. Lisaks võivad sinivetikad ja mõned bakterid toota orgaanilist ainet.

On veel üks organismide rühm, mida nimetatakse lagundajateks. Need on saprofüüdid (tavaliselt bakterid ja seened), kes toituvad surnud taimede ja loomade orgaanilistest jäänustest (detriit). Detriit võib toituda ka loomi toitvatest detriitidest, kiirendades jääkide lagunemist. Detritivooreid võivad omakorda süüa kiskjad. Erinevalt karjamaade toiduvõrkudest, mis algavad esmatootjatelt (st elusalt orgaaniliselt ainelt), algavad mürgised toiduvõrgud detriidist (st surnud orgaanilisest ainest).

Toiduahela skeemidel on iga organism esindatud teatud tüüpi söövate organismidega. Tegelikkus on palju keerulisem ja organismid (eriti kiskjad) saavad kõige rohkem toituda erinevad organismid, isegi erinevatest toiduahelatest. Seega toiduvõrgud põimuvad toiduvõrkude moodustamiseks.

Toiduvõrgud on aluseks ökoloogiliste püramiidide ehitamisele. Lihtsaim neist on arvupüramiidid, mis peegeldavad organismide (isendite) arvu igal troofilisel tasandil. Analüüsi mugavuse huvides kuvatakse need kogused ristkülikutega, mille pikkus on võrdeline uuritud ökosüsteemi asustavate organismide arvuga või selle koguse logaritmiga. Sageli ehitatakse arvulisi püramiide ​​pindalaühiku kohta (maismaa ökosüsteemides) või mahu kohta (veeökosüsteemides).

2. Ökoloogiline püramiid

Ökoloogiline püramiid on viis ökosüsteemi erinevate troofiliste tasemete suhte graafiliseks kuvamiseks.

Neid võib olla kolme tüüpi:

1) populatsioonipüramiid - kuvab organismide arvu igal troofilisel tasandil;

2) Biomassi püramiid - kajastab iga troofilise tasandi biomassi;

3) Energiapüramiid - näitab energiahulka, mis on teatud aja jooksul läbinud iga troofilise tasandi

Assimileeritud energia järkjärguline vähenemine troofiliste tasemete seerias kajastub ökoloogiliste püramiidide struktuuris.

Kättesaadava energia hulga vähenemisega igal järgneval troofilisel tasemel kaasneb biomassi ja isendite arvu vähenemine. Biomassi püramiidid ja organismide arv antud biotsenoosi korral kordavad tavaliselt tootlikkuse püramiidi konfiguratsiooni.

Enamikus maapealsetes ökosüsteemides, nagu juba mainitud, kehtib ka biomassi reegel, s.t. taimede kogumass osutub suuremaks kui kõigi taimtoiduliste biomass ja taimtoiduliste mass ületab kõigi lihasööjate massi.

On vaja kvantitatiivselt eristada tootlikkust - nimelt taimestiku iga -aastast kasvu - ja biomassi. Biotsenoosi ja biomassi esmase tootmise erinevus määrab taimemassi karjatamise ulatuse. Isegi kogukondade puhul, kus domineerivad rohttaimed, kus biomassi taastootmise kiirus on piisavalt kõrge, kasutavad loomad kuni 70% taimede aastasest kasvust.

Nendes toiduahelates, kus energia kantakse üle röövloomade-saakloomade linkide kaudu, täheldatakse sageli isendite arvu püramiide: toiduahelates osalevate isikute koguarv väheneb iga lüliga. See on tingitud ka asjaolust, et kiskjad on reeglina oma saagist suuremad. Erandiks numbripüramiidi reeglitest on juhtumid, kui väikesed kiskjad elavad suurte loomade rühmijahist.

Kõik kolm püramiidi reeglit - tootlikkus, biomass ja arvukus - väljendavad energiasuhteid ökosüsteemides. Samal ajal on tootlikkuse püramiidil universaalne iseloom ning biomassi ja arvukuse püramiidid ilmuvad teatud troofilise struktuuriga kogukondadesse.

3. Ökoloogiliste püramiidide tüübid

3.1 Numbripüramiidid - igal tasandil ladestub üksikute organismide arv

Numbripüramiid peegeldab Eltoni avastatud selget mustrit: üksikisikute arv, kes moodustavad järjestikuse seose tootjatelt tarbijatele, väheneb pidevalt (joonis 2). organismikeskkond ökoloogiline püramiid

Näiteks ühe hundi toitmiseks on vaja küttimiseks vähemalt mitu jänest; nende jäneste toitmiseks vajate üsna suurt sorti taimi. Sellisel juhul näeb püramiid välja nagu kolmnurk, mille lai alus on ülespoole kitsenev.

Selline numbripüramiidi kuju pole aga tüüpiline kõigile ökosüsteemidele. Mõnikord saab neid pöörata või ümber pöörata. See kehtib metsa toiduvõrkude kohta, kui puud on tootjad ja putukad on esmased tarbijad. Sellisel juhul on esmatarbijate tase arvuliselt rikkam kui tootjate tase (ühel puul toitub suur hulk putukaid), seetõttu on arvude püramiidid kõige vähem informatiivsed ja kõige vähem näitlikud, s.t. sama troofilise tasemega organismide arv sõltub suuresti nende suurusest

Biomassipüramiidid - iseloomustab organismide kogu kuiva või märga kaalu antud troofilisel tasemel, näiteks massiühikutes pindalaühiku kohta - g / m2, kg / ha, t / km2 või mahu kohta - g / m3 (joonis 2). . 3)

Riis. 2. Lihtsustatud ökoloogiline numbripüramiid

Tavaliselt on maapealsete biotsenooside korral tootjate kogumass suurem kui iga järgneva lingi oma. Omakorda on esimese järgu tarbijate kogumass suurem kui teise järgu tarbijate jne.

Sel juhul (kui organismid ei ole liiga erineva suurusega) on püramiidil ka kolmnurk, mille põhi on kitsenev ülespoole. Sellest reeglist on siiski olulisi erandeid. Näiteks meredes on taimtoidulise zooplanktoni biomass oluliselt (mõnikord 2-3 korda) suurem kui fütoplanktoni biomass, mida esindavad peamiselt üherakulised vetikad. See on tingitud asjaolust, et vetikad kuluvad zooplanktoni poolt väga kiiresti, kuid nende rakkude väga kõrge jagunemiskiirus kaitseb neid täielikult tarbimise eest.

Üldiselt on maapealsete biogeotsenooside puhul, kus tootjad on suured ja elavad suhteliselt kaua, iseloomulikud suhteliselt stabiilsed laia alusega püramiidid. Veeökosüsteemides, kus tootjad on väikesed ja nende elutsükkel on lühike, saab biomassi püramiidi ümber pöörata või ümber pöörata (ots on suunatud allapoole). Niisiis, järvedes ja meredes ületab taimede mass tarbijate massi ainult õitsemisperioodil (kevadel) ja ülejäänud aasta jooksul võib tekkida vastupidine olukord.

Numbrite ja biomassi püramiidid peegeldavad süsteemi staatikat, see tähendab iseloomustavad organismide arvu või biomassi teatud aja jooksul. Need ei anna täielikku teavet ökosüsteemi troofilise struktuuri kohta, kuigi võimaldavad lahendada mitmeid praktilisi probleeme, eriti neid, mis on seotud ökosüsteemide stabiilsuse säilitamisega.

Numbripüramiid võimaldab näiteks välja arvutada jahiperioodi jooksul lubatud kalasaagi või loomade laskmise ilma tagajärgedeta nende normaalsele paljunemisele.

Joonis 3. Ökoloogiline biomassi püramiid.

3.2 Energiapüramiidid - näitab energiavoo suurust või tootlikkust järjestikustel tasanditel

Vastupidiselt numbrite ja biomassi püramiididele, mis peegeldavad süsteemi staatikat (organismide arv antud hetkel), on energia püramiid, mis peegeldab pilti toidumassi (energiakogus) läbimise kiirusest. ) annab toiduahela iga troofilise tasandi kaudu kogukondade funktsionaalsest korraldusest kõige täiuslikuma pildi.

Selle püramiidi kuju ei mõjuta üksikisikute suuruse ja ainevahetuse kiiruse muutused ning kui võtta arvesse kõiki energiaallikaid, on püramiidil alati tüüpiline välimus laia aluse ja kitseneva ülaosaga. Energiapüramiidi ehitamisel lisatakse selle alusele sageli ristkülik, mis näitab sissevoolu päikeseenergia.

Ameerika ökoloog R. Lindeman sõnastas 1942. aastal energiapüramiidi seaduse (10 protsendi seaduse), mille kohaselt läheb keskmiselt umbes 10% ökoloogilise püramiidi eelmisele tasemele tarnitud energiast ühest troofist. toiduahela kaudu teisele troofilisele tasemele. Ülejäänud energia läheb kaduma soojuskiirguse, liikumise jms näol. Ainevahetusprotsesside tulemusena kaotavad organismid toiduahela igas lülis umbes 90% kogu energiast, mis kulub nende elutähtsa tegevuse säilitamiseks.

Kui jänes on söönud 10 kg taimset massi, võib tema enda kaal suureneda 1 kg võrra. Rebane või hunt, kes sööb 1 kg jänest, suurendab oma kaalu vaid 100 g võrra. Puittaimedes on see osakaal palju väiksem, kuna puit on organismide poolt halvasti imenduv. Kõrreliste ja vetikate puhul on see väärtus palju suurem, kuna neil puuduvad raskesti seeditavad koed. Energia ülekandmisprotsessi üldine korrapärasus jääb aga alles: ülemist troofilist tasandit läbib palju vähem energiat kui alumist.

Mõelgem energia muundamisele ökosüsteemis, kasutades lihtsa karjamaade troofilise ahela näidet, milles on ainult kolm troofilist tasandit.

1. tase - rohttaimed,

2. tase - taimtoidulised imetajad, näiteks jänesed

3. tase - röövellikud imetajad, näiteks rebased

Taimed loovad fotosünteesi käigus toitaineid, mis saadakse anorgaanilistest ainetest (vesi, süsinikdioksiid, mineraalsoolad jne), kasutades päikesevalguse energiat, moodustades orgaanilise aine ja hapniku, samuti ATP. Osa elektromagnetilisest energiast päikesekiirgus muundub samal ajal energiaks keemilised sidemed sünteesitud orgaanilised ained.

Kogu fotosünteesi käigus tekkivat orgaanilist ainet nimetatakse kogutootmiseks (GCP). Osa primaarse kogutoodangu energiast kulutatakse hingamisele, mille tulemusena moodustub neto esmatootmine (NPP), mis on just see aine, mis siseneb teisele troofilisele tasemele ja mida kasutavad jänesed.

Olgu VPP 200 tavapärast energiaühikut ja taimede kulud hingamiseks (R) - 50%, s.t. 100 tavalist energiaühikut. Siis on neto esmatoodang võrdne: NPP = RWP - R (100 = 200 - 100), s.t. teise troofilise tasemeni saavad jänesed 100 tavapärast energiaühikut.

Erinevatel põhjustel suudavad jänesed aga tarbida vaid teatud osa tuumaelektrijaamast (vastasel juhul kaoksid ressursid elusmaterjali arendamiseks), samas kui märkimisväärne osa sellest surnud orgaaniliste jäänuste kujul (taime maa -alused osad, varte, okste jne täispuidust.) ei saa jänesed süüa. See siseneb detritaalsetesse toiduahelatesse ja / või lagundajad lagundavad seda (F). Teine osa kulub uute rakkude ehitamiseks (populatsiooni suurus, jäneste kasv - P) ja energia metabolismi või hingamise tagamiseks (R).

Sellisel juhul näeb tasakaalupõhise lähenemise kohaselt energiatarbimise (С) tasakaalu võrdsus välja järgmine: С = Р + R + F, s.t. teisel troofilisel tasandil saadud energia kulub vastavalt Lindemanni seadusele rahvaarvu kasvule - P - 10%, ülejäänud 90% kulutatakse hingamisele ja seedimata toidu eemaldamisele.

Seega ökosüsteemides troofilise taseme tõusuga väheneb kiiresti elusorganismide kehasse kogunenud energia. Seega on selge, miks iga järgnev tase jääb alati eelmisest madalamaks ja miks ei saa toiduahelad tavaliselt olla rohkem kui 3-5 (harva 6) lingiga ning ökoloogilised püramiidid ei saa koosneda suurest korruste arvust: kuni lõpuni Toiduahela lüli, samuti ökopüramiidi ülemisele korrusele saab nii vähe energiat, et sellest ei piisa organismide arvu suurenemise korral.

Selline troofiliste tasandite kujul ühendatud organismirühmade järjestus ja alluvus kujutab endast aine- ja energiavooge biogeotsenoosis, selle funktsionaalse korralduse aluseks.

Joonis 4. ökoloogilise energia püramiid

Ökoloogilise püramiidi reegel peegeldab järgmist korrapärasust: igal eelmisel troofilisel tasemel on organismide poolt ajaühikus salvestatud biomassi ja energia hulk palju suurem kui järgmistel. Graafiliselt võib seda reeglit kujutada püramiidina, mis koosneb eraldi plokkidest. Kõik need plokid vastavad organismide jõudlusele toiduahela vastaval troofilisel tasemel. Sõltuvalt sellest, millist indikaatorit nende aluseks kasutatakse, eristatakse erinevat tüüpi ökoloogilisi püramiide.

Biomassi püramiid (30.4) peegeldab orgaanilise aine massi ülekande kvantitatiivseid seaduspärasusi toiduahela ühelt troofiliselt tasandilt teisele (organismide produktiivsust väljendatakse kuivaine massiühikutes). Seega demonstreerib biomassi püramiid korrapärasust, et tarbijad ja korrapärased hoiavad biomassi 5-10 korda vähem kui nende tootjate biomass, mida nad tarbivad. Ja nii edasi: iga järgmise toiduahela lüliga väheneb kõrgeima troofilise taseme organismide salvestatud biomass 5-10 korda võrreldes nende tarbitava biomassiga.

Vastavaid energiaülekande mustreid toiduahela ühelt lülilt teisele näitab energiapüramiid. Iga selle plokk vastab keemilise energia kogusele, mis on salvestatud vastaval troofilisel tasemel. See näitab, et suurem osa energiast, kui see on üle viidud madalamalt troofiliselt tasemelt kõrgemale, tarbitakse soojuse kujul ja ainult 10–20% salvestatakse võrreldes eelmisega.

Arvude püramiid peegeldab üksikisikute arvu suhet toiduahela igal troofilisel tasemel. Toiduahelas osalevate isendite arv väheneb tavaliselt iga järgneva troofilise tasemega: näiteks röövloomad on suured ja vastavalt saakloomadega võrreldes väiksemad. Kuid mõnel juhul täheldatakse vastupidist nähtust, kui isendite arv eelmisel troofilisel tasemel on väiksem kui järgmisel. Seega võib hundikari jahti pidada suurele saagile (näiteks põdrale) ning ühest puust saab toita kümneid, sadu ja isegi tuhandeid taimtoidulisi putukaid jms. Seega erinevalt biomassi- ja energiapüramiididest võib mõningatel juhtudel arvupüramiidi alus olla tipu taga kitsas.

Toiduahelad on omavahel ühendatud liikide stabiilsed ahelad, mis eraldavad järjestikku materjale ja energiat algsest toiduainest, mis on arenenud elusorganismide ja kogu biosfääri evolutsiooni käigus. Need moodustavad mis tahes biotsenoosi troofilise struktuuri, mida mööda toimub energia ülekanne ja ainete ringlus. Toiduahel koosneb mitmest troofilisest tasemest, mille järjestus vastab energiavoole.

Päikeseenergia on elektriahelate peamine energiaallikas. Esimene troofiline tasand - tootjad (rohelised taimed) - kasutavad fotosünteesi käigus päikeseenergiat, luues mis tahes biotsenoosi esmase tootmise. Lisaks kasutatakse fotosünteesi käigus vaid 0,1% päikeseenergiast. Roheliste taimede päikeseenergiat assimileerivat efektiivsust mõõdetakse esmase tootlikkusega. Üle poole fotosünteesiga seotud energiast tarbivad taimed kohe hingamise ajal, ülejäänud energia kantakse edasi mööda toiduahelaid.

Samal ajal on toitumise protsessis energia kasutamise ja muundamise tõhususega seotud oluline korrapärasus. Selle olemus on järgmine: toiduahelates oma elutähtsa tegevuse säilitamiseks kulutatud energia hulk kasvab ühelt troofiliselt tasemelt teisele ja tootlikkus langeb.

Fütobiomassi kasutatakse energia- ja materjaliallikana esimese astme tarbijate - taimtoiduliste - teise troofilise tasandi organismide biomassi loomiseks. Tavaliselt ei ole teise troofilise taseme tootlikkus suurem kui 5–20% (10%) eelmisest tasemest. See peegeldub taimsete ja loomse päritoluga biomasside vahekorras planeedil. Organismi elulise aktiivsuse tagamiseks vajalik energiahulk kasvab koos morfoloogilise ja funktsionaalse korralduse taseme tõusuga. Sellest tulenevalt väheneb kõrgemal troofilisel tasemel tekkiva biomassi hulk.

Ökosüsteemid on igal troofilisel tasandil nii puhta esmatootmise kui ka teisese tootmise suhtelise loomise ja tarbimise määra poolest väga erinevad. Kõiki ökosüsteeme ilma eranditeta iseloomustavad siiski esmaste ja kõrvalsaaduste teatud suhtarvud. Toiduahela aluseks olev taimsete ainete kogus on alati mitu korda (umbes 10 korda) suurem taimtoiduliste loomade kogumassist ja vastavalt muutub iga järgneva toiduahela lüli mass proportsionaalselt.

Assimileeritud energia järkjärguline vähenemine troofiliste tasemete seerias kajastub ökoloogiliste püramiidide struktuuris. Kättesaadava energia hulga vähenemisega igal järgneval troofilisel tasemel kaasneb biomassi ja isendite arvu vähenemine. Biomassi püramiidid ja organismide arv antud biotsenoosi korral kordavad tavaliselt tootlikkuse püramiidi konfiguratsiooni.

Graafiliselt on ökoloogilist püramiidi kujutatud mitme sama kõrgusega ristküliku kujul, kuid erinevad pikkused... Ristküliku pikkus väheneb madalamalt ülemisele, mis vastab tootlikkuse vähenemisele järgnevatel troofilistel tasanditel. Alumine kolmnurk on pikkusega suurim ja vastab esimesele troofilisele tasandile - tootjad, teine ​​- umbes 10 korda väiksem ja vastab teisele troofilisele tasandile - taimtoidulised loomad, esimese järgu tarbijad jne.

Orgaanilise aine tekkimise kiirus ei määra selle koguvaru, s.t. iga troofilise tasandi organismide kogumass. Tootjate ja tarbijate biomassi olemasolu konkreetsetes ökosüsteemides sõltub sellest, kuidas on orgaanilise aine kogunemise määrad teatud troofilisel tasemel ja selle ülekandumine kõrgemale tasemele omavahel seotud, s.t. kui tugev on tekkinud varude karjatamine. Olulist rolli mängib selles tootjate ja tarbijate põhipõlvkondade taastootmise kiirus.

Enamikus maapealsetes ökosüsteemides, nagu juba mainitud, kehtib ka biomassi reegel, s.t. taimede kogumass osutub suuremaks kui kõigi taimtoiduliste biomass ja taimtoiduliste mass ületab kõigi lihasööjate massi. On vaja kvantitatiivselt eristada tootlikkust - nimelt taimestiku iga -aastast kasvu - ja biomassi. Biotsenoosi ja biomassi esmase tootmise erinevus määrab taimemassi karjatamise ulatuse. Isegi kogukondade puhul, kus domineerivad rohttaimed, kus biomassi taastootmise kiirus on piisavalt kõrge, kasutavad loomad kuni 70% taimede aastasest kasvust.

Nendes toiduahelates, kus energia kantakse üle röövloomade-saakloomade linkide kaudu, täheldatakse sageli isendite arvu püramiide: toiduahelates osalevate isikute koguarv väheneb iga lüliga. See on tingitud ka asjaolust, et kiskjad on reeglina oma saagist suuremad. Erandiks numbripüramiidi reeglitest on juhtumid, kui väikesed kiskjad elavad suurte loomade rühmijahist. Kõik kolm püramiidi reeglit - tootlikkus, biomass ja arvukus - väljendavad energiasuhteid ökosüsteemides. Samal ajal on tootlikkuse püramiidil universaalne iseloom ning biomassi ja arvukuse püramiidid ilmuvad teatud troofilise struktuuriga kogukondadesse.

Ökosüsteemi tootlikkuse seaduste tundmine, energiavoo kvantifitseerimise oskus on praktilise tähtsusega. Inimeste peamine toiduallikas on agrokooside esmane tootmine ja looduslike koosluste kasutamine inimeste poolt. Tähtsus Sellel on ka loomsete valkude allikana tööstus- ja põllumajandusloomadelt saadud biotsenooside sekundaarsed saadused. Teadmised energia jaotumise seadustest, energia- ja mateeriavoogudest biotsenoosides, taimede ja loomade produktiivsuse seaduspärasustest, arusaamast taimede ja loomade biomassi lubatud eemaldamise piiridest looduslikest süsteemidest võimaldavad õigesti luua suhteid ühiskonnas. loodus "süsteem.

Järeldus

Iga organism elab paljude teiste organismide keskkonnas, astub nendega väga erinevatesse suhetesse, millel on nii enda jaoks negatiivsed kui ka positiivsed tagajärjed, ning lõpuks ei saa see ilma selle elukeskkonnata eksisteerida. Suhtlemine teiste organismidega on toitumise ja paljunemise vajalik tingimus, kaitsevõimalus, ebasoodsate keskkonnatingimuste leevendamine, teisalt on see kahju oht ja sageli isegi vahetu oht üksikisiku olemasolule.

Kogu mõju, mida elusolendid üksteisele avaldavad, on kombineeritud nimega "keskkonna biootilised tegurid". Ökoloogia kõige olulisem üldistus on ökosüsteemi (ökosüsteemi) kontseptsioon, mis hõlmab omavahel ühendatud elusorganismide rühma ja neid väliskeskkonna elemente, mis mõjutavad neid ja iseennast ühel või teisel määral kõige rohkem. organismide aktiivsus.

Ökosüsteemi lähenemisviisiga ökoloogia uurimisel on teadlaste fookus energiavoolul ja aineringlusel biosfääri biootiliste ja abiootiliste komponentide vahel. Ökosüsteemi käsitlus toob esile kõigi koosluste ühise korralduse, olenemata nende elupaikadest ja organismide süstemaatilisest asendist. Samas leiab homöostaasi mõiste rakendust ökosüsteemi käsitluses, millest selgub, et näiteks keskkonnareostuse tagajärjel tekkivate regulatiivsete mehhanismide rikkumine võib põhjustada bioloogilist tasakaalutust.

Bibliograafiline nimekiri

1. Reimers N.F. Ökoloogia. M., 1994.

2. Dajo R. Ökoloogia alused. M; Edusammud, 2000

3. Ricklefs R. Üldise ökoloogia alused, M,; Maailm, 2000

4. Kamensky A.A., Kriksunov E.V., Pasechnik V.V. Bioloogia 10. klass

5. Kormilitsyn V.I., Tsitskishvili M.S., Yalamov Yu.I. "Ökoloogia alused"

6. Gorelov A.A. Ökoloogia. - M., 1998.,

7. Green N., Stout U., Taylor F. Biology. 3 köites. Köide 2. Toimetanud R. Soper. - M.: Mir, 1993.,

8. Zahharov V.B., Mamontov S.G., Sivoglazov V.I. Bioloogia: üldised mustrid. - M.: Koolipress, 1996.,

9. Tšernova N.M. Ökoloogia alused. - M., 1997.

Postitatud saidile Allbest.ru

Sarnased dokumendid

    Keskkonnateguri mõiste ja klassifikatsioon. Tootjate ja tarbijate suhted ökosüsteemi kõigil tasanditel. Keskkonna bioloogiline reostus. Ametnike juriidilise vastutuse liigid keskkonnakuritegude eest.

    test, lisatud 12.02.2015

    Mõiste "ökosüsteem" olemus. Energia voolab ökosüsteemis. Toiduahelate tüübid ökosüsteemis. Organismide seosed ja suhted ökosüsteemis. Keskkonna kvaliteedi standardimine looduskeskkond... Antropogeenne mõju biosfäärile.

    test, lisatud 11.02.2009

    Troofilise struktuuri mõiste kui ökosüsteemi kõigi toidusõltuvuste kogum. Kogukonna aktivismi tegurid. Toiduliigid elusorganismidele. Päikesespektri vahemike jaotus. Aine tsükli ja energiavoo skeem ökosüsteemis.

    esitlus lisatud 02.08.2016

    Tutvumine ökosüsteemi troofiliste tasemete tunnustega. Aine ja energia ülekandmise põhitõed toiduahelas, karjatamine ja lagunemine. Bioloogiliste toodete püramiidi reegli analüüs - biomassi loomise mustrid toiduahelates.

    esitlus lisatud 21.01.2015

    Keskkonnaohtude allikate omadused globaalsel, piirkondlikul ja kohalikul tasandil, nende tuvastamine Venemaal. Keskkonnasuhete ühtlustamise viiside süstematiseerimine erinevatel tasanditel. Vajadus tagada keskkonnaohutus.

    abstraktne, lisatud 01.03.2010

    Keskkonnakaitse ja sotsiaalne liikumine rahu nimel. Elusorganismide peamised elukeskkonnad ja nende omadused. Stratosfääri osooni biosfääri funktsioonid. Metsa väärtus looduses ja inimelus. Veekaitsevööndid ja nende roll keskkonnakaitses.

    test, lisatud 14.07.2009

    Ökoloogia kui teaduse, mis uurib elusorganismide eksistentsitingimusi ning seoseid organismide ja keskkonna vahel, milles nad elavad, ülesannete ja meetodite iseloomustus. Kaasaegsed omadused keskkonnaprobleemid, ülevaade keskkonnareostuse liikidest.

    abstraktne, lisatud 21.02.2010

    Taimi mõjutavad keskkonnareostuse tagajärjed. Bioindikatsiooni ja biotestimise omadused. Bioloogilise seire korraldamise põhimõtted. Elusorganismide reageerimise peamised vormid, bioindikaatorite rakendusvaldkonnad.

    kursusetöö, lisatud 20.04.2011

    Kõige ohtlikumate keskkonna saasteainete uuringud: raskmetallid, narkootikume, mineraalväetised ja radionukliidid. Erinevate tegurite mõju inimese tervisele. Saaste kogunemise oht ökosüsteemi.

    abstrakt lisatud 17.04.2015

    Keskkonnategurid ja nende mõju, ökoloogilise niši mõiste. Elusorganismide kohanemine, populatsioon, selle struktuur ja dünaamika. Tööstustootmine ja selle mõju keskkonnale, standardimine ja keskkonnakaitse.

Keerulise toitumissuhte tõttu erinevaid organisme kokku liitma troofilised (toidu) lingid või toiduahelad. Toiduahel koosneb tavaliselt mitmest lingist:

tootjad - tarbijad - vähendajad.

Ökoloogiline püramiid- toitumise aluseks oleva taimsete ainete kogus on mitu korda suurem taimtoiduliste loomade kogumassist ja toiduahela iga järgneva lüli mass on väiksem kui eelmisel (joonis 54).

Ökoloogiline püramiid - graafilised kujutised ökosüsteemi tootjate, tarbijate ja lagundajate vahelistest suhetest.

Riis. 54. Ökoloogilise püramiidi lihtsustatud skeem

või numbripüramiid (pärast Korobkinit, 2006)

Püramiidi graafilise mudeli töötas välja 1927. aastal Ameerika zooloog Charles Elton... Püramiidi alus on esimene troofiline tasand - tootjate tase ja püramiidi järgmised korrused moodustavad järgnevad tasandid - erinevate tellimuste tarbijad. Kõigi plokkide kõrgus on sama ja pikkus võrdeline vastava taseme arvu, biomassi või energiaga. Ökoloogilisi püramiide ​​saab ehitada kolmel viisil.

1. Numbrite püramiid (arvukus) peegeldab üksikute organismide arvukust igal tasandil (vt joonis 55). Näiteks ühe hundi toitmiseks on vaja küttimiseks vähemalt mitu jänest; nende jäneste toitmiseks vajate üsna suurt sorti taimi. Mõnikord saab numbrite püramiide ​​pöörata või ümber pöörata. See kehtib metsa toiduvõrkude kohta, kui puud on tootjad ja putukad on esmased tarbijad. Sellisel juhul on esmatarbijate tase arvuliselt rikkam kui tootjate tase (ühel puul toitub suur hulk putukaid).

2. Biomassi püramiid erineva troofilise tasemega organismide masside suhe. Tavaliselt on maapealsete biotsenooside korral tootjate kogumass suurem kui iga järgneva lingi oma. Omakorda on esimese järgu tarbijate kogumass suurem kui teise järgu tarbijate jne. Kui organismid ei ole väga erineva suurusega, siis graafikul on tavaliselt näha astmelist ülaosaga püramiidi. Niisiis, 1 kg veiseliha moodustamiseks on vaja 70–90 kg värsket rohtu.

Veeökosüsteemides on võimalik saada ka ümberpööratud või ümberpööratud biomassi püramiid, kui tootjate biomass on väiksem kui tarbijate ja mõnikord isegi lagundajate biomass. Näiteks ookeanis, kus fütoplanktoni tootlikkus on üsna kõrge, võib kogumass hetkel olla väiksem kui tarbijatel (vaalad, suured kalad, molluskid) (joonis 55).



Riis. 55. Mõnede biotsenooside biomassi püramiidid (pärast Korobkinit, 2004):

P - tootjad; RK - taimtoidulised tarbijad; PC - lihasööjad tarbijad;

F - fütoplankton; 3 - zooplankton (parempoolne biomassi püramiid on tagurpidi)

Arvude ja biomassi püramiidid peegeldavad staatika süsteemid, st nad iseloomustavad organismide arvu või biomassi teatud aja jooksul. Need ei anna täielikku teavet ökosüsteemi troofilise struktuuri kohta, kuigi võimaldavad lahendada mitmeid praktilisi probleeme, eriti neid, mis on seotud ökosüsteemide stabiilsuse säilitamisega. Numbripüramiid võimaldab näiteks välja arvutada jahiperioodi jooksul lubatud kalasaagi või loomade laskmise ilma tagajärgedeta nende normaalsele paljunemisele.

3. Energiapüramiid peegeldab energiavoo suurust, kiirust, millega toidumass läbib toiduahelat. Biotsenoosi struktuuri mõjutab suuresti mitte fikseeritud energia hulk, vaid toiduainete tootmise kiirus (joonis 56).

On kindlaks tehtud, et järgmisele troofilisele tasemele ülekantava energia maksimaalne kogus võib mõnel juhul olla 30% eelmisest ja see on parimal juhul. Paljudes biotsenoosides, toiduahelates, võib ülekantud energia kogus olla kuni 1%.

Riis. 56. energiapüramiid (10% või 10: 1 seadus),

(pärast Tsvetkova, 1999)

1942. aastal sõnastas Ameerika ökoloog R. Lindeman energia püramiidi seadus (10 protsendi seadus), mille kohaselt keskmiselt läheb umbes 10% ökoloogilise püramiidi eelmisel tasemel saadud energiast ühelt troofiliselt tasandilt läbi toiduahelate teise troofilise tasandi. Ülejäänud energia läheb kaduma soojuskiirguse näol, liikumiseks jne. Ainevahetusprotsesside tagajärjel kaotavad organismid toiduahela igas lülis umbes 90% kogu energiast, mis kulub nende elutähtsa tegevuse säilitamiseks .

Kui jänes on söönud 10 kg taimset massi, võib tema enda kaal suureneda 1 kg võrra. Rebane või hunt, kes sööb 1 kg jänest, suurendab oma kaalu vaid 100 g võrra. Puittaimedes on see osakaal palju väiksem, kuna puit on organismide poolt halvasti imenduv. Kõrreliste ja vetikate puhul on see väärtus palju suurem, kuna neil puuduvad raskesti seeditavad koed. Siiski jääb energia ülekandeprotsessi üldine korrapärasus: ülemisi troofilisi tasandeid läbib palju vähem energiat kui madalamate tasandite kaudu.

Seetõttu ei saa toiduahelatel tavaliselt olla rohkem kui 3–5 (harva 6) lüli ja ökoloogilised püramiidid ei saa koosneda suurest korruste arvust. Toiduahela viimane lüli, aga ka ökopüramiidi ülemine korrus saab nii vähe energiat, et sellest ei piisa organismide arvu suurenemise korral.

Ökopüramiid on tarneahela energiakadude graafiline esitus.

Toiduahelad on omavahel ühendatud liikide stabiilsed ahelad, mis eraldavad järjestikku materjale ja energiat algsest toiduainest, mis on arenenud elusorganismide ja kogu biosfääri evolutsiooni käigus. Need moodustavad mis tahes biotsenoosi troofilise struktuuri, mida mööda toimub energia ülekanne ja ainete ringlus. Toiduahel koosneb mitmest troofilisest tasemest, mille järjestus vastab energiavoole.

Päikeseenergia on elektriahelate peamine energiaallikas. Esimene troofiline tasand - tootjad (rohelised taimed) - kasutavad fotosünteesi käigus päikeseenergiat, luues mis tahes biotsenoosi esmase tootmise. Lisaks kasutatakse fotosünteesi käigus vaid 0,1% päikeseenergiast. Roheliste taimede päikeseenergiat assimileerivat efektiivsust mõõdetakse esmase tootlikkusega. Üle poole fotosünteesiga seotud energiast tarbivad taimed kohe hingamise ajal, ülejäänud energia kantakse edasi mööda toiduahelaid.

Samal ajal on toitumise protsessis energia kasutamise ja muundamise tõhususega seotud oluline korrapärasus. Selle olemus on järgmine: toiduahelates oma elutähtsa tegevuse säilitamiseks kulutatud energia hulk kasvab ühelt troofiliselt tasemelt teisele ja tootlikkus langeb.

Fütobiomassi kasutatakse energiaallikana ja materjalina teise organismi biomassi loomiseks

esimese järgu tarbijate troofiline tase - taimtoidulised. Tavaliselt ei ole teise troofilise taseme tootlikkus suurem kui 5–20% (10%) eelmisest tasemest. See peegeldub taimsete ja loomse päritoluga biomasside vahekorras planeedil. Organismi elulise aktiivsuse tagamiseks vajalik energiahulk kasvab koos morfoloogilise ja funktsionaalse korralduse taseme tõusuga. Sellest tulenevalt väheneb kõrgemal troofilisel tasemel tekkiva biomassi hulk.

Ökosüsteemid on igal troofilisel tasandil nii puhta esmatootmise kui ka teisese tootmise suhtelise loomise ja tarbimise määra poolest väga erinevad. Kõiki ökosüsteeme ilma eranditeta iseloomustavad siiski esmaste ja kõrvalsaaduste teatud suhtarvud. Toiduahela aluseks olev taimsete ainete kogus on alati mitu korda (umbes 10 korda) suurem taimtoiduliste loomade kogumassist ja vastavalt muutub iga järgneva toiduahela lüli mass proportsionaalselt.

Assimileeritud energia järkjärguline vähenemine troofiliste tasemete seerias kajastub ökoloogiliste püramiidide struktuuris.


Kättesaadava energia hulga vähenemisega igal järgneval troofilisel tasemel kaasneb biomassi ja isendite arvu vähenemine. Biomassi püramiidid ja organismide arv antud biotsenoosi korral kordavad tavaliselt tootlikkuse püramiidi konfiguratsiooni.

Graafiliselt on ökoloogilist püramiidi kujutatud mitme sama kõrgusega, kuid erineva pikkusega ristkülikuna. Ristküliku pikkus väheneb madalamalt ülemisele, mis vastab tootlikkuse vähenemisele järgnevatel troofilistel tasanditel. Alumine kolmnurk on pikkusega suurim ja vastab esimesele troofilisele tasandile - tootjad, teine ​​- ligikaudu 10 korda väiksem ja vastab teisele troofilisele tasandile - taimtoidulised loomad, esimese järgu tarbijad jne.

Orgaanilise aine tekkimise kiirus ei määra selle koguvaru, s.t. iga troofilise tasandi organismide kogumass. Tootjate ja tarbijate biomassi olemasolu konkreetsetes ökosüsteemides sõltub sellest, kuidas on orgaanilise aine kogunemise määrad teatud troofilisel tasemel ja selle ülekandumine kõrgemale tasemele omavahel seotud, s.t. kui tugev on tekkinud varude karjatamine. Olulist rolli mängib selles tootjate ja tarbijate põhipõlvkondade taastootmise kiirus.

Enamikus maapealsetes ökosüsteemides, nagu juba mainitud, kehtib ka biomassi reegel, s.t. taimede kogumass osutub suuremaks kui kõigi taimtoiduliste biomass ja taimtoiduliste mass ületab kõigi lihasööjate massi.

On vaja kvantitatiivselt eristada tootlikkust - nimelt taimestiku iga -aastast kasvu - ja biomassi. Biotsenoosi ja biomassi esmase tootmise erinevus määrab taimemassi karjatamise ulatuse. Isegi kogukondade puhul, kus domineerivad rohttaimed, kus biomassi taastootmise kiirus on piisavalt kõrge, kasutavad loomad kuni 70% taimede aastasest kasvust.

Nendes toiduahelates, kus energia kantakse üle röövloomade-saakloomade linkide kaudu, täheldatakse sageli isendite arvu püramiide: toiduahelates osalevate isikute koguarv väheneb iga lüliga. See on tingitud ka asjaolust, et kiskjad on reeglina oma saagist suuremad. Erandiks numbripüramiidi reeglitest on juhtumid, kui väikesed kiskjad elavad suurte loomade rühmijahist.

Kõik kolm püramiidi reeglit - tootlikkus, biomass ja arvukus - väljendavad energiasuhteid ökosüsteemides. Samal ajal on tootlikkuse püramiidil universaalne iseloom ning biomassi ja arvukuse püramiidid ilmuvad teatud troofilise struktuuriga kogukondadesse.

Ökosüsteemi tootlikkuse seaduste tundmine, energiavoo kvantifitseerimise oskus on praktilise tähtsusega. Inimeste peamine toiduallikas on agrokooside esmane tootmine ja looduslike koosluste kasutamine inimeste poolt. Suur tähtsus on ka tööstuslikelt ja põllumajandusloomadelt saadud loomsete valkude allikana saadud biotsenooside sekundaarsel tootmisel. Teadmised energia jaotumise seadustest, energia- ja mateeriavoogudest biotsenoosides, taimede ja loomade produktiivsuse seaduspärasustest, arusaamast taimede ja loomade biomassi lubatud eemaldamise piiridest looduslikest süsteemidest võimaldavad õigesti luua suhteid ühiskonnas. loodus "süsteem.

Nimetatakse linke, milles mõned organismid söövad teisi organisme või nende jäänuseid või väljaheiteid (ekskremente) troofiline (trofee - toit, toit, gr.)... Sel juhul väljendatakse ökosüsteemi liikmete toidusuhteid läbi troofilised (toiduahelad) ... Selliste ahelate näited on:

Sammal → hirv → hunt (tundra ökosüsteem);

· Muru → lehm → inimene (inimtekkeline ökosüsteem);

Mikroskoopilised vetikad (fütoplankton) → putukad ja dafnia (zooplankton) → särg → haug → kajakad (veeökosüsteem).

Toiduahelate mõjutamine nende optimeerimiseks parema või parema kvaliteediga toodete jaoks ei ole alati edukas. Näide lehmade importimisest Austraaliasse on kirjandusest laialt tuntud. Enne seda kasutasid looduslikke karjamaid peamiselt kängurud, kelle väljaheited assimileeriti ja töödeldi Austraalia sõnnikumardikaga. Austraalia mardikas ei omastanud lehmade väljaheiteid, mille tagajärjel algas karjamaade järkjärguline lagunemine. Selle protsessi peatamiseks tuli Austraaliasse tuua Euroopa sõnnikumardikas.

Vormil saab esitada troofilisi või toiduahelaid püramiidid. Sellise püramiidi iga etapi arvväärtust saab väljendada indiviidide arvu, nende biomassi või sellesse salvestatud energiaga.

Kooskõlas energiate püramiidi seadus R. Lindemann ja kümne protsendi reegel , igast sammust järgmisse etappi kantakse üle ligikaudu 10% (7–17%) energiast või ainest (joonis 3.7). Pange tähele, et igal järgneval tasemel, energiahulga vähenemisega, tõuseb selle kvaliteet, s.t. võime teha tööd looma biomassiühiku kohta on vastav arv kordi suurem kui sama taimede biomassi oma.

Silmatorkav näide on avamere toiduahel, mida esindavad plankton ja vaalad. Planktoni mass on hajutatud ookeanivette ja kuna avamere biotootlikkus on väiksem kui 0,5 g / m2 1. päeval, on potentsiaalse energia hulk kuupmeetris ookeanivees lõpmatult väike võrreldes vaal, mille mass võib ulatuda mitusada tonni. Nagu teate, on vaalaõli kõrge kalorsusega toode, mida kasutati isegi valgustamiseks.

Joonis 3.7. Püramiidi energia ülekanne mööda toiduahelat (Yu.Odumi sõnul)

Orgaaniliste ainete hävitamisel täheldatakse ka vastavat järjestust: seega eraldavad umbes 90% puhta esmatootmise energiast mikroorganismid ja seened, vähem kui 10% - selgrootud ja vähem kui 1% - selgroogsed. viimane kosmeetika. Vastavalt viimasele sõnastusele ühe protsendi reegel : biosfääri kui terviku stabiilsuse tagamiseks ei tohiks esmaste puhastoodete võimaliku lõpptarbimise osakaal energia osas ületada 1%.

Toitudes toiduahelale kui ökosüsteemi toimimise alusele, saab selgitada ka teatud ainete (näiteks sünteetiliste mürkide) kudedesse kogunemise juhtumeid, mis troofilist ahelat mööda liikudes ei osale organismide normaalne ainevahetus. Vastavalt bioloogilise täiustamise reeglid saasteaine kontsentratsioon suureneb üleminekul mitmele kõrge taseökoloogiline püramiid.

Eelkõige omastavad mikroorganismid ja plankton näiliselt ebaoluliselt suurenenud radionukliidide sisalduse jõevees troofilise ahela esimesel tasemel, seejärel kontsentreeritakse see kala kudedesse ja saavutatakse kajakates maksimaalsed väärtused. Nende munade radionukliidide tase on taustast saastumisest 5000 korda kõrgem.

Organismide liigilist koosseisu uuritakse tavaliselt tasemel populatsioonid .

Tuletame meelde, et populatsioon on sama liigi isendite kogum, kes elavad samal territooriumil, millel on ühine geenivaram ja võime vabalt ristuda. Üldiselt võib see või teine ​​populatsioon asuda teatud ökosüsteemis, kuid võib levida ka väljaspool piire. Näiteks on Punasesse raamatusse kantud Tuora-Sis mäeharja musta kaelusega marmuli populatsioon teada ja kaitstud. See populatsioon ei piirdu ainult selle harjaga, vaid ulatub lõuna poole Jakuutias asuvatesse Verhojanski mägedesse.

Keskkonda, kus uuritavat liiki tavaliselt esineb, nimetatakse selle elupaigaks.

Reeglina hõivab üks liik või selle populatsioon ökoloogilise niši. Samade nõuetega keskkonda ja toiduvarud, satuvad need kaks liiki alati konkurentsi, mis tavaliselt ühe neist välja tõrjub. Sarnast olukorda tuntakse süsteemses ökoloogias kui põhimõte G.F. Gause , mis väidab, et kaks liiki ei saa samas kohas esineda, kui nende keskkonna vajadustele identsed, s.t. kui nad hõivavad sama niši. Sellest lähtuvalt nimetatakse ökoloogiliste niššide järgi diferentseeritud suhtlevate populatsioonide süsteemi, mis täiendab üksteist suuremal määral kui konkureerib omavahel ruumi, aja ja ressursside kasutamise pärast, kogukonnaks (cenosis).

Jääkaru ei saa elada taiga ökosüsteemides, samuti pruunkaru polaarpiirkondades.

Seetõttu on liigitamine alati adaptiivne Charles Darwini aksioom iga liik on kohandatud rangelt määratletud ja selle olemasolu tingimuste jaoks spetsiifilisele. Sel juhul paljunevad organismid intensiivsusega, mis tagab nende maksimaalse võimaliku arvu ( maksimaalse "elurõhu" reegel" ).

Näiteks ookeanilise planktoni organismid katavad kile kujul kiiresti tuhandeid ruutkilomeetreid. VI Vernadski arvutas välja, et Fischeri bakteri 10–12 cm3 suuruse paljunemiskiirus sirgjoonel paljunedes oleks umbes 397 200 m / h - lennuki kiirus! Organismide liigset paljunemist piiravad siiski piiravad tegurid ja see korreleerub nende elupaiga toiduvarude hulgaga.

Kui liigid, mis koosnevad peamiselt suurtest isenditest, kaovad, muutub seetõttu kvalifikatsiooni materiaal-energia struktuur. Kui ökosüsteemi läbiv energiavoog ei muutu, aktiveeritakse mehhanismid ökoloogiline dubleerimine vastavalt põhimõttele: ohustatud või hävinud liik ökoloogilise püramiidi ühel tasandil asendab teise sarnase funktsionaalsensootilise. Liigi asendamine toimub vastavalt skeemile: väike asendab suurt, evolutsiooniliselt madalamat organiseeritumalt paremini organiseeritud, geneetiliselt labiilsemat, vähem geneetiliselt varieeruvat. Kuna biotsenoosi ökoloogiline nišš ei saa olla tühi, on ökoloogiline dubleerimine vajalik.

Biotsenooside järjestikune muutus, mis tekib samal territooriumil järjest looduslike tegurite või inimeste mõjul, on nn. pärimine (järgnevus - järjepidevus, lat.)... Näiteks pärast metsatulekahju on aastaid põlenud metsa asustanud kõigepealt kõrrelised, seejärel põõsad, seejärel lehtpuud ja lõpuks okasmets. Sel juhul nimetatakse üksteist asendavaid järjestikuseid kogukondi seeriaks või etapiks. Pärimise lõpptulemuseks on stabiliseeritud ökosüsteemi seisund - haripunkt (haripunkt - trepid, "küps samm", gr.).

Nimetatakse pärimist, mis algab saidil, mis ei olnud varem hõivatud esmane ... Nende hulka kuuluvad samblike asustused kividel, mis asendavad hiljem samblaid, kõrrelisi ja põõsaid (joonis 3.8). Kui kogukond areneb juba olemasoleva asemele (näiteks pärast tulekahju või juurimist, tiigi või veehoidla ehitamist), räägivad nad teisejärguline pärimine. Loomulikult on pärimise määr erinev. Esmane pärimine võib kesta sadu või tuhandeid aastaid, sekundaarsed aga kiiremini.

Kõik tootjate, tarbijate ja heterotroofide populatsioonid suhtlevad troofiliste ahelate kaudu tihedalt ja säilitavad seega biotsenooside struktuuri ja terviklikkuse, koordineerivad energia- ja mateeriavoogusid ning määravad nende keskkonna reguleerimise. Kogu Maal elavate elusorganismide kehade kogum on füüsiliselt ja keemiliselt üks, sõltumata nende süstemaatilisest kuuluvusest ja seda nimetatakse elusaks aineks ( V.I. Vernadski elusolendi füüsikalise ja keemilise ühtsuse seadus). Elava aine mass on suhteliselt väike ja hinnanguliselt 2,4-3,6 * 1012 tonni (kuivaines). Kui jaotate selle kogu planeedi pinnale, saate kihi vaid poolteist sentimeetrit. VI Vernadski sõnul on see "elukile", mida on vähem kui 10-6 massi teisi Maa kestasid, "meie planeedi üks võimsamaid geokeemilisi jõude".

Võib kujutada graafiliselt, nn ökoloogiliste püramiidide kujul. Püramiidi alus on tootjate tase ja sellele järgnevad toitumisastmed moodustavad püramiidi põrandad ja ülaosa. Ökoloogilisi püramiide ​​on kolme peamist tüüpi:

  1. Numbrite püramiid, mis kajastab organismide arvu igal tasandil;
  2. Biomassi püramiid, mis iseloomustab elusate ainete massi - kogu kuivmass, kalorid jne;
  3. Tootmise (energia) püramiid, millel on universaalne iseloom, mis näitab esmase tootmise (või energia) muutumist järjestikustel troofilistel tasanditel.

Regulaarne püramiidi numbrid karjamaakettidel on väga lai alus ja järsk kitsenemine lõpptarbijate suunas. Sellisel juhul erineb "sammude" arv vähemalt 1-3 suurusjärgu võrra. Kuid see kehtib ainult rohttaimede kogukondade kohta - niidu või stepi biotsenoosid.

Pilt muutub dramaatiliselt, kui arvestada metsakooslust (tuhanded fütofaagid võivad toituda ühest puust) või kui samal troofilisel tasemel esinevad sellised erinevad fütofaagid nagu lehetäid ja elevant. Sellest moonutusest saab üle biomassi püramiidid.

Maapealsetes ökosüsteemides on taimede biomass alati oluliselt suurem kui loomade biomass ja fütofaagide biomass on alati suurem kui zoofaagide biomass.

Vee, eriti mere ökosüsteemide biomassi püramiidid näevad välja erinevad: loomade biomass on tavaliselt palju suurem kui taimede biomass. See "ebaõige" on tingitud asjaolust, et biomassi püramiidid ei arvesta erinevatel troofilistel tasanditel olevate isendite põlvkondade olemasolu kestust, biomassi tekkimise ja tarbimise kiirust. Mere ökosüsteemide peamine tootja on fütoplankton, millel on suur paljunemisvõime ja kiire põlvkondade vahetus. Aja jooksul, mil röövkala (ja veelgi enam, morsk ja vaalad) oma biomassi koguvad, muutub palju fütoplanktoni põlvkondi, mille kogu biomass on palju suurem. Sellepärast on elusmaterjali tekkimiskiiruse püramiidid, teisisõnu energiapüramiidid, universaalne viis ökosüsteemide troofilise struktuuri väljendamiseks.

Troofiliste suhete mõju ökosüsteemile täiuslikum peegeldus on reegel toodete püramiidid (energia): igal eelmisel troofilisel tasemel on ajaühiku (või energia) kohta loodud biomassi kogus suurem kui järgmisel. Tootepüramiid peegeldab toiduahelate energiatarbimise seadusi.

Lõppkokkuvõttes peegeldavad kõik kolm püramiidireeglit ökosüsteemi energiasuhteid ja tootmis (energia) püramiidil on universaalne iseloom.

Looduses, stabiilsetes süsteemides muutub biomass ebaoluliselt, s.t. loodus püüab kasutada täielikult kogutoodangut. Teadmised ökosüsteemi energiast ja selle kvantitatiivsetest näitajatest võimaldavad täpselt arvestada võimalusega eemaldada looduslikust ökosüsteemist teatud kogus taime- ja loomade biomassi, kahjustamata selle tootlikkust.

Inimene saab palju tooteid looduslikest süsteemidest, kuid sellegipoolest on tema peamine toiduallikas Põllumajandus... Pärast agroökosüsteemide loomist püüab inimene saada võimalikult palju puhast taimestikku, kuid pool taimemassist peab ta kulutama taimtoiduliste, lindude jms toitmiseks, märkimisväärne osa toodangust läheb tööstusele ja läheb jäätmetesse , st ja siin kaob umbes 90% netotoodangust ja ainult umbes 10% kasutatakse otse inimtoiduks.