Пирамиды энергии. Применение экологических пирамид.

Пирамида экологическая — графическое изображение соотношения между продуцентами и консументами разных порядков, выраженное в единицах биомассы (пирамида биомасс), числа особей (пирамида чисел) или заключенной в массе живого вещества энергий (пирамида энергий).[ …]

Пирамида экологическая — соотношение между продуцентами, консументами (первого, второго порядков) и редуцентами в экосистеме, выраженное в их массе (числе — пирамида чисел Элтона, заключенной энергии — пирамида энергий) и изображенное в виде графической модели.[ …]

Пирамида экологическая (трофическая) графическое изображение количественных соотношений между трофическими уровнями биоценоза -продуцентами, консументами (отдельно каждого уровня) и редуцентами, выраженное в их численности (пирамида чисел), биомассе (пирамида биомасс) или скорости нарастания биомассы (пирамида энергий).[ …]

Пирамида чисел (а) показывает, что если бдо мальчик питался в течение одного года только телятиной, то для этого ему потребовалось бы 4,5 теленка, а для пропитания телят необходимо засеять поле в 4 га люцерной, что составит 2 х Ю7 растений. В пирамиде биомасс (б) число особей заменено их биомассой. В пирамиде энергии (в) учтена солнечная энергия.

Люцерна использует 0,24% солнечной энергии. Для накопления продукции телятами в течение года используется 8% энергии, аккумулированной люцерной. На развитие и рост ребенка в течение года используется 0,7% энергии, аккумулированной телятами.

В результате чуть более одной миллионной доли солнечной энергии, падающей на поле в 4 га, используется для пропитания ребенка в течение одного года.[ …]

Пирамида энергии (продукции) имеет универсальный характер и отражает уменьшение количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне.[ …]

Пирамида энергии характеризует скорость возобновления биомасс. На каждом уровне пирамида энергии отражает удельное количество энергии, прошедшей через предыдущий трофический уровень за данный отрезок времени. Пирамиды потоков энергии никогда не бывают перевернутыми: на трофическом уровне может быть лишь часть энергии, усвоенной на предыдущем уровне.[ …]

Пирамиды энергий позволяют не только сравнивать различные биоценозы, но и выявлять относительную значимость популяций в пределах одного сообщества. Они являются наиболее полезными из трех типов экологических пирамид, однако получить данные для их построения труднее всего.[ …]

Энергия, вещество в пределах экосистемы передается с одного трофического уровня на другой. С каждого трофического уровня на следующий передается только небольшая часть энергии или вещества. Структура уровней энергии и вещества образует так называемые пирамиды Эльтона.

Имеются различные категории экологических пирамид: пирамида чисел — определяет число особей на каждом уровне пищевой цепи; пирамида биомассы — определяет количество органического вещества на каждом уровне, пирамида энергий — устанавливает количество используемой энергии на каждом уровне.

Высота пирамиды определяется длиной пищевой цепи. Чем длиннее пищевая цепь, тем меньшее значение по биомассе, числу особей или потребляемой энергии имеют плотоядные на вершине пирамиды.

В учебниках по экологии приведено множество примеров, иллюстрирующих свойства экологических пирамид [15, 110, 123].[ …]

КАЯ (пирамида биомасс) — соотношение между продуцентами, консумен-тами (первого, второго порядков) и редуцентами в экосистеме, выраженное в их массе (числе — пирамида чисел Элтона, заключенной энергии — пирамида энергий) и изображенное в виде графической модели.

В наземных экосистемах вес продуцентов (на единицу площади и абсолютно) больше, чем вес консументов, консументоз первого порядка больше, чем консументов второго порядка и т. д., поэтому графическая модель имеет вид пирамиды.

В некоторых водных экосистемах, отличающихся исключительно высокой биологической продуктивностью продуцентов, пирамида может быть перевернутой, т. е. биомасса продуцентов в них меньше, чем биомасса консументов, а иногда и редуцентов.

Однако по суммарной продуктивности за год каждого звена экологическая пирамида сохраняет свой «классический» вид.[ …]

Поток энергии в биосфере. Правило 1%. Солнце дарит Земле колоссальное количество энергии. Достигающее биосферы излучение несет энергию около 2,5Т024 Дж в год. Только около 0,3% ее непосредственно преобразуется в процессе фотосинтеза в энергию химических связей органических веществ и только 0,1% оказывается заключенной в чистой первичной продукции (ЧПП).

Дальнейшая судьба этой энергии обусловлена передачей органического вещества пищи по каскадам трофических уровней гетеротрофов. В соответствии с законом пирамиды энергий, или правилом десяти процентов Р. Линдемана (1942), с каждой ступени на последующую переходит приблизительно 10% энергии.

Чем больше таких ступеней, тем меньшая доля энергии достается конечному потребителю.[ …]

ЗАКОН ПИРАМИДЫ ЭНЕРГИЙ (ПРАВИЛО ДЕСЯТИ ПРОЦЕНТОВ): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10/0 энергии. ЗАКОН СИСТЕМЫ «ХИЩНИК-ЖЕРТВА» (В.

ВОЛЬТЕРРА): процесс уничтожения жертвы хищником нередко приводит к периодическим колебаниям численности популяций обоих видов, зависящих только от скорости роста популяций хищника и жертвы и от исходного соотношения их численности.[ …]

ЗАКОН ПИРАМИДЫ ЭНЕРГИЙ (ПРАВИЛО ДЕСЯТИ ПРОЦЕНТОВ): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10/0 энергии. ЗАКОН СИСТЕМЫ «ХИЩНИК-ЖЕРТВА» (В.

ВОЛЬТЕРРА): процесс уничтожения жертвы хищником нередко приводит к периодическим колебаниям численности популяций обоих видов, зависящих только от скорости роста популяций хищника и жертвы и от исходного соотношения их численности.[ …]

Пирамида энергии Пирамиды энергии. Применение экологических пирамид.
Пирамида энергии (из Ф. Рамада, 1981) Пирамиды энергии. Применение экологических пирамид.

Основание в пирамидах чисел и биомассы может быть меньше, чем последующие уровни (так называемые обращенные пирамиды). Это встречается в экосистемах, где продуценты крупные и малочисленные по сравнению с консументами.

Например, лес, где главные продуценты — древесные растения. Нормальные пирамиды чисел встречаются в биоценозах, где продуценты мелкие и многочисленные, например на лугах и в степи.

Пирамида энергии всегда стоит “правильно”, суживается кверху, так как в отличие от двух предыдущих учитывает время преобразований.[ …]

Используя закон пирамиды энергий, нетрудно подсчитать, что количество энергии, доходящее до третичных плотоядных (V трофический уровень), составляет около 0,0001 энергии, поглощенной продуцентами.

Отсюда следует, что передача энергии с одного уровня на другой происходит с очень малым КПД. Это объясняет ограниченное количество звеньев в пищевой цепи независимо от того или иного биоценоза.[ …

]

Правило 10% (правило пирамиды энергий Р. Линдемана) — с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий, в среднем не более 10% энергии.[ …]

Точки Пастера, как и закон пирамиды энергий Р. Линдемана (разд.[ …]

Кажущихся аномалий лишены пирамиды энергий, рассматриваемые далее.[ …]

Первые 2 типа экологических пирамид в водных системах из-за нарушения масштабов и скорости образования фито- и зоопланктонов могут быть перевернутыми. Пирамиды энергии перевернутыми не бывают. Почти все виды животных используют несколько источников пищи, поэтому если один член экосистемы выпадает, вся система не нарушается.

Важнейшим фактором, регулирующим численность популяций в биогеоценозе являются кормовые ресурсы. Популяция обычно насчитывает столько особей, сколько их может прокормиться на занимаемой территории. Структура биогеоценозов складывается в процессе эволюции, которая приводит к тому, что каждый вид занимает в экосистеме определенную нишу, т.е.

место расположения данного вида в пространстве и в цепи питания.[ …]

Из трех типов экологических пирамид пирамида энергии дает наиболее полное представление о функциональной организации сообществ, так как число и вес организмов, которых может поддерживать какой-либо уровень в тех или иных условиях, зависит не от количества фиксированной энергии, имеющейся в данное время на предыдущем уровне, а от скорости продуцирования п1ици. В противоположность пирамидам1 чисел и биомассы, отражающим статику системы, т. е. характеризующим количество организмов в данный момент, пирамида энергии отражает картину скоростей прохождения массы пищи через пищевую цепь. На форму этой пирамиды не влияют изменения размеров и интенсивности метаболизма особей, и если учтены все источники энергии, то пирамида всегда будет иметь «канонический» вид, как это диктуется вторым законом термодинамики.[ …]

Читайте также:  Карипазим - инструкция по применению, аналоги, отзывы и формы выпуска (лиофилизат для приготовления раствора, мазь, гель или крем) лекарственного препарата для лечения ожогов у взрослых, детей и при беременности

Среднемаксимальный переход энергии (или вещества в энергетическом выражении) с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой, составляя 10% (правило десяти процентов), может колебаться от 7 до 17%.

Эта величина не приводит к неблагоприятным для экосистемы последствиям и поэтому может быть принята для природопользования в хозяйственной деятельности человека. Превышение же этой величины недопустимо, так как в этом случае могут произойти полные исчезновения популяций.

Закон пирамиды энергий и правило десяти процентов служат общим ограничением для практических целей в природопользовании для хозяйственной деятельности человека.[ …]

Для того чтобы оценить достоинства модели пирамиды энергии, сравним пирамиды биомассы и энергии одной из немногих экосистем, для которых известны все компоненты сообщества, включая редуцентов, — экосистемы ручьев Силвер-Спринге во Флориде (рис.9.8).[ …]

Обратный поток, связанный с потреблением веществ и продуцируемым верхним уровнем экологической пирамиды энергии более низкими ее уровнями, например, от животных к растениям, намного слабее — не более 0,5% (и даже 0,25%) от общего ее потока, поэтому говорить о круговороте энергии в биоценозе не приходится.[ …]

Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень в экологической пирамиде энергий — продуценты. Виды с широким спектром питания могут включаться в пищевые цепи на разных трофических уровнях.

В частности, человек, в рацион которого входит растительная и животная пища, является консументом I— III порядков.

В пищевой цепи, сети и экологических пирамидах каждый последующий уровень «поедает» предыдущее звено или использует его для построения своего тела.[ …]

Отсюда понятно, что еще более совершенным отражением влияния трофических отношений на экосистему должно быть правило пирамиды продукции (или энергии): на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времени (или энергии), больше, чем на последующем. Пирамида продукции отражает законы расходования энергии в трофических цепях. На рис. 5.8 показана пирамида энергий (Ю. Одум, 1986).[ …]

Например, чтобы получить представление об энергетических потоках в экосистеме, необходимо представить себе модель в виде пирамиды энергий или хотя бы пирамиды Элтона и т. п. Здесь появляется промежуточный (вспомогательный) объект изучения — модель.[ …]

Суммарная биомасса стабильной экосистемы относительно постоянна. При переходе от одного трофического уровня к другому часть доступной энергии не воспринимается (Лу, часть отдается в виде тепла, экскрементов (Лу, а часть расходуется на дыхание (Я).

В среднем при переходе с одного трофического уровня на другой общая энергия уменьшается приблизительно в 10 раз. Эта закономерность называется правилом пирамиды энергий Р. Линдемана (1942), или правилом десяти процентов. Пирамида энергии на рис. 3.10 неплохо его иллюстрирует.

Чем длиннее пищевая цепь, тем меньше остается к ее концу доступной энергии. Поэтому число трофических уровней никогда не бывает слишком большим.[ …]

Самым фундаментальным способом отражения связей между организмами разных трофических уровней и функциональной организации биоценозов является пирамида энергий, в которой размер прямоугольников пропорционален энергетическому эквиваленту в единицу времени, т. е.

количеству энергии (на единицу площади или объема), прошедшей через определенный трофический уровень за принятый период (рис. 5.7). К основанию пирамиды энергии можно обоснованно добавить снизу еще один прямоугольник, отражающий поступление энергии Солнца.[ …

]

Множество пищевых цепей, переплетаясь в биоценозах и экосистемах, образуют пищевые сети. Если общую цепь питания изобразить в виде строительных блоков, условно представляющих собой количественное соотношение усваиваемой на каждом этапе энергии, и сложить их друг на друга, получится пирамида. Ее называют экологической пирамидой энергий (рис.5).[ …]

Экологическая пирамида

  (Перенаправлено из Экологических пирамид ) Перейти к навигации
Перейти к поиску

Пирамида энергии представляет , как много энергии, первоначально от солнца, сохраняется или сохранена в виде новой биомассы на каждом трофическом уровне в экосистеме. Обычно около 10% энергии передается с одного трофического уровня на другой, предотвращая, таким образом, большое количество трофических уровней. Энергетические пирамиды обязательно вертикальные в здоровых экосистемах, то есть всегда должно быть больше энергии, доступной на данном уровне пирамиды, чтобы поддерживать потребность в энергии и биомассе на следующем трофическом уровне.

Экологическая пирамида (также трофическая пирамида , Eltonian пирамиды , энергия пирамида , а иногда и пищевая пирамида ) представляет собой графическое представление предназначены для отображения биомассы или биопродуктивности на каждый трофическом уровне в данной экосистеме .

Пирамида энергии показывает , сколько энергии сохраняется в виде новой биомассы на каждом трофическом уровне, в то время как пирамида биомассы показывает , сколько биомасса (количество живого или органического вещества , присутствующего в организме) присутствует в организме. Существует также пирамида чисел, представляющая количество отдельных организмов на каждом трофическом уровне. Пирамиды энергии обычно вертикальные, но другие пирамиды могут быть перевернуты или принимать другие формы.

Экологические пирамиды начинаются с продуцентов внизу (например, растений) и проходят через различные трофические уровни (например, травоядные животные, которые едят растения, затем плотоядные животные, которые едят мясо, затем всеядные, которые едят и растения, и мясо, и т. Д.). Самый высокий уровень — это вершина пищевой цепочки .

Биомассу можно измерить калориметром бомбы .

Пирамида энергии [ править ]

Пирамида энергии или пирамиды производительности показывает производство или оборот (скорость , с которой энергия или масса переносится от одного трофического уровня к другому) биомассы на каждом трофическом уровне.

Вместо того, чтобы показывать единый моментальный снимок во времени, пирамиды производительности показывают поток энергии через пищевую цепочку . Типичные единицы — граммы на квадратный метр в год или калории на квадратный метр в год.

Как и в случае с другими, этот график показывает производителей внизу и более высокие трофические уровни вверху.

Когда экосистема здорова, этот график представляет собой стандартную экологическую пирамиду . Это связано с тем, что для того, чтобы экосистема могла поддерживать себя, на более низких трофических уровнях должно быть больше энергии, чем на более высоких трофических уровнях.

Это позволяет организмам на нижних уровнях не только поддерживать стабильную популяцию, но и передавать энергию вверх по пирамиде. Исключением из этого обобщения является ситуация, когда части пищевой сети поддерживаются за счет ресурсов извне местного сообщества .

Например, в небольших лесных ручьях объем более высоких уровней больше, чем может поддерживаться местным первичным производством .

Энергия обычно поступает в экосистемы от Солнца. Первичные продуценты у основания пирамиды используют солнечное излучение для питания фотосинтеза, производящего пищу. Однако большинство длин волн солнечного излучения не могут использоваться для фотосинтеза , поэтому они отражаются обратно в космос или поглощаются в другом месте и преобразуются в тепло.

Читайте также:  Топография семенных желез. Семенные железы. Кровоснабжение семенных желез.

Только 1-2 процента солнечной энергии поглощается процессами фотосинтеза и превращается в пищу. [1] Когда энергия передается на более высокие трофические уровни, в среднем только около 10% используется на каждом уровне для создания биомассы, превращаясь в запасенную энергию. Остальное идет на метаболические процессы, такие как рост, дыхание и размножение.

[2]

Преимущества пирамиды энергии как представления:

  • Он учитывает скорость производства за определенный период времени.
  • Два вида сопоставимой биомассы могут иметь очень разную продолжительность жизни . Таким образом, прямое сравнение их общей биомассы вводит в заблуждение, но их продуктивность напрямую сопоставима.
  • Относительную энергетическую цепочку внутри экосистемы можно сравнить с помощью энергетических пирамид; также можно сравнивать разные экосистемы .
  • Перевернутых пирамид нет.
  • Можно добавить солнечную энергию.

Недостатки пирамиды энергии как представления:

  • Требуется скорость производства биомассы организма, которая включает измерение роста и воспроизводства во времени.
  • По-прежнему существует трудность отнесения организмов к определенному трофическому уровню. Равно как и организмы в пищевых цепях есть проблема присвоения деструкторов и detritivores для конкретного трофического уровня.

Пирамида биомассы [ править ]

Пирамида биомассы показывает общую биомассу организмов, задействованных на каждом трофическом уровне экосистемы. Эти пирамиды не обязательно должны быть вертикальными. В нижней части пирамиды может быть меньшее количество биомассы, если скорость первичной продукции на единицу биомассы высока.

Пирамида биомассы показывает соотношение между биомассой и трофического уровня путем количественного определения присутствующего биомассы на каждом трофическом уровне экологического сообщества в конкретный момент времени. Это графическое представление биомассы (общего количества живого или органического вещества в экосистеме), присутствующей на единице площади на разных трофических уровнях. Типичные единицы — граммы на квадратный метр или калории на квадратный метр. Пирамиду биомассы можно «перевернуть». Так , например, в пруде экосистеме стоя культуры из фитопланктона , крупные производители , в любом данный момент будут ниже , чем массы гетеротрофных , такие как рыбы и насекомые. Это объясняется тем, что фитопланктон воспроизводит очень быстро, но имеют гораздо более короткую индивидуальную жизнь.

Пирамида чисел [ править ]

Пирамида чисел показывает количество отдельных организмов, участвующих на каждом трофическом уровне в экосистеме. Пирамиды не обязательно должны быть вертикальными. В некоторых экосистемах первичных потребителей может быть больше, чем производителей.

Пирамида чисел показывает графически население, или изобилие, с точки зрения количества отдельных организмов участвуют на каждом уровне пищевой цепи. Это показывает количество организмов на каждом трофическом уровне без учета их индивидуальных размеров или биомассы. Пирамида не обязательно должна быть вертикальной. Например, он будет инвертирован, если жуки питаются продуктами лесных деревьев или паразиты питаются крупными животными-хозяевами.

История [ править ]

Концепция пирамиды чисел («пирамида Элтона») была разработана Чарльзом Элтоном (1927). [3] Позже Боденхаймер (1938) выразил это в терминах биомассы . [4] Идея пирамиды производительности или энергии опирается на работы Дж. Эвелин Хатчинсон и Раймонд Линдеман (1942). [5] [6]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Гейтс DM, Томпсон JN и Thompson MB (2018) Эффективность использования солнечной энергии Encyclopdia Britannica . Дата обращения: 26 декабря 2019 г.
  2. ^ Поли Д. и Кристенсен В.

    (1995) «Первичная продукция, необходимая для поддержания глобального рыболовства». Природа 374.6519: 255-257.

  3. ^ Элтон, C. 1927. Экология животных . НьюЙорк, Macmillan Co. ссылка .
  4. ^ Bodenheimer, FS 1938. Проблемы экологии животных .

    Издательство Оксфордского университета. ссылка .

  5. Перейти ↑ Lindeman, RL (1942). Трофико-динамический аспект экологии. Экология 23: 399–418. ссылка .
  6. ^ Требилко, Р., Баум, Дж. К., Саломон, А. К., Дулви, Н. К. 2013.

    Экология экосистемы: ограничения, основанные на размерах пирамид жизни. Trends Ecol. Evol. 28, 423–431. ссылка .

Библиография [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Правила экологических пирамид (Курсовая работа)

Содержание:

  1. Пирамиды чисел
  2. Пирамиды биомассы
  3. Пирамиды энергии
  4. Вывод:
Предмет: Биология
Тип работы: Курсовая работа
Язык: Русский
Дата добавления: 11.04.2019
  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых курсовых работ по биологии:

Много готовых курсовых работ по биологии

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Экологическая пирамида — графические изображения взаимоотношений между производителями и потребителями на всех уровнях (травоядные, хищники, виды, которые питаются другими хищниками) в экосистеме. Эффект пирамид в виде графических моделей был разработан в 1927 году К. Элтоном.

Правило экологической пирамиды состоит в том, что количество растительного вещества, которое служит основой пищевой цепи, примерно в 10 раз больше массы травоядных животных, и каждый последующий уровень пищи также имеет массу в 10 раз меньшую. Это правило известно как правило Линдемана или правило 10%.

Цепочка взаимосвязанных видов, которая последовательно извлекает органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества. Каждое предыдущее звено в пищевой цепочке является пищей для следующего звена.

Вот простой пример экологической пирамиды.

Пусть один человек накормит 300 форелей в течение года. Чтобы кормить их, требуется 90 тысяч головастиков лягушек.

Чтобы прокормить этих головастиков, необходимо 27 000 000 насекомых, которые потребляют 1 000 тонн травы в год.

Если человек ест растительную пищу, то все промежуточные ступени пирамиды можно выбросить, и тогда 1000 тонн растительной биомассы смогут прокормить в 1000 раз больше людей.

Пирамиды чисел

Для изучения взаимосвязей между организмами в экосистеме и графического представления этих взаимосвязей удобнее использовать экологические пирамиды, а не схемы пищевых сетей. В то же время количество различных организмов на данной территории сначала рассчитывается путем группировки их по трофическим уровням.

После таких расчетов становится очевидным, что количество животных постепенно уменьшается с переходом со второго трофического уровня на следующий. Количество растений первого трофического уровня также часто превышает количество животных, составляющих второй уровень. Это может быть отображено в виде пирамиды чисел.

Для удобства количество организмов на данном трофическом уровне можно представить в виде прямоугольника, длина (или площадь) которого пропорциональна количеству организмов, обитающих в этом районе (или в этом объеме, если это водная экосистема).

Пирамиды биомассы

  • Неудобства, связанные с использованием популяционных пирамид, можно избежать, построив пирамиды из биомассы, которые учитывают общую массу организмов (биомассы) каждого трофического уровня.
  • Определение биомассы включает в себя не только подсчет населения, но и взвешивание отдельных людей, так что это более длительный процесс, требующий больше времени и специального оборудования.
  • Таким образом, прямоугольники в пирамидах биомассы представляют массу организмов каждого трофического уровня, отнесенную к единице площади или объема.
  • Другими словами, при отборе проб в определенный момент времени всегда определяется так называемая стоячая биомасса или стоячая культура.
  • Важно понимать, что эта величина не содержит никакой информации о скорости образования (продуктивности) биомассы или ее потреблении; в противном случае ошибки могут возникнуть по двум причинам:
  1. Если скорость потребления биомассы (потери в результате употребления в пищу) примерно соответствует скорости ее образования, то постоянные культуры не обязательно указывают на продуктивность, то есть количество энергии и вещества, переходящих с одного трофического уровня на другой в течение данный период времени, например, в году. Таким образом, на плодородном, интенсивно используемом пастбище урожай травы на лозе может быть ниже, а урожайность выше, чем на менее плодородном, но мало используемой для выпаса скота.
  2. Производитель небольших размеров, такой как водоросли, характеризуется высокой скоростью обновления, то есть высокими темпами роста и размножения, уравновешенными их интенсивным потреблением другими организмами и естественной гибелью. Таким образом, хотя постоянная биомасса может быть небольшой по сравнению с крупными производителями (например, деревьями), продуктивность не может быть меньше, поскольку деревья накапливают биомассу в течение длительного времени.

Другими словами, фитопланктон с той же продуктивностью, что и у дерева, будет иметь гораздо меньшую биомассу, хотя он может поддерживать жизнь той же массы животных.

В целом, популяции крупных и долгоживущих растений и животных имеют более медленную скорость обновления по сравнению с мелкими и недолговечными и накапливают материю и энергию в течение более длительного времени.

Зоопланктон имеет большую биомассу, чем фитопланктон, которым он питается. Это характерно для планктонных сообществ озер и морей в определенные времена года; биомасса фитопланктона во время весеннего «цветения» превышает биомассу зоопланктона, но в другие периоды возможно обратное соотношение. Таких очевидных аномалий можно избежать, применяя энергетические пирамиды.

Пирамиды энергии

Организмы в экосистеме связаны сообществом энергии и питательных веществ. Всю экосистему можно сравнить с единым механизмом, который потребляет энергию и питательные вещества для выполнения работы.

Питательные вещества первоначально происходят из абиотического компонента системы, в который они в конечном итоге возвращаются либо в виде отходов, либо после гибели и уничтожения организмов. Таким образом, экосистема питательных веществ происходит в экосистеме, в которой участвуют как живые, так и неживые компоненты.

Движущей силой этих циклов, в конечном счете, является энергия солнца. Фотосинтетические организмы напрямую используют энергию солнечного света, а затем передают ее другим представителям биотического компонента.

Результатом является поток энергии и питательных веществ через экосистему. Энергия может существовать в форме различных взаимопревращаемых форм, таких как механическая, химическая, тепловая и электрическая энергия.

Переход из одной формы в другую называется преобразованием энергии. В отличие от циклического потока веществ в экосистеме, поток энергии напоминает улицу с односторонним движением.

В экосистемах энергия исходит от Солнца и, постепенно переходя от одной формы к другой, рассеивается в виде тепла, теряясь в бесконечном космическом пространстве.

Следует также отметить, что климатические факторы абиотического компонента, такие как температура, атмосферное движение, испарение и осадки, также регулируются притоком солнечной энергии. Таким образом, все живые организмы являются преобразователями энергии, и каждый раз, когда происходит преобразование энергии, часть ее теряется в виде тепла.

В итоге вся энергия, поступающая в биотический компонент экосистемы, рассеивается в виде тепла. В 1942 г. Р.

Линдеман сформулировал закон энергетической пирамиды или закон (правило) 10%, согласно которому с одного трофического уровня экологической пирамиды она переходит на другой, более высокий уровень (на «лестнице»): сокращение производства производителя) в среднем около 10% энергии, полученной на предыдущем уровне экологической пирамиды.

Обратный поток, связанный с потреблением веществ и энергии, производимой верхним уровнем экологической пирамиды до ее более низких уровней, например, от животных к растениям, намного слабее, чем не более 0,5% (даже 0,25%) от общего объема.

течь, а потому говорить о цикле энергии в биоценозе не нужно.

Если при переходе на более высокий уровень экологической пирамиды энергия теряется в десять раз, накопление ряда веществ, в том числе токсичных и радиоактивных, увеличивается примерно в той же пропорции.

Этот факт зафиксирован в правиле биологической амплификации. Это справедливо для всех ценозов. С постоянным потоком энергии в пищевой сети или цепочке, меньшие наземные организмы с высоким специфическим метаболизмом создают относительно меньше биомассы, чем крупные.

Поэтому из-за антропогенного нарушения природы «средний» человек, живущий на суше, измельчается, крупные животные и птицы истребляются, в целом все крупные представители растительного и животного мира становятся все более и более редкими. Это неизбежно должно привести к общему снижению относительной продуктивности наземных организмов и термодинамическому разрушению в биосистемах, включая сообщества и биоценозы.

Вымирание видов, состоящих из крупных особей, меняет материальную и энергетическую структуру ценозов.

Поскольку поток энергии, проходящий через биоценоз и экосистему в целом, остается практически неизменным (в противном случае тип ценоза изменился бы), активируются механизмы биоценотического или экологического дублирования: организмы той же трофической группы и уровень экологической пирамиды естественно заменить друг друга.

Более того, мелкий вид заменяет собой крупный, эволюционно низко организованные вытеснения, более высокоорганизованные, более генетически подвижные, заменяют менее генетически изменчивые. Так, при уничтожении копытных в степи их заменяют грызуны, а в некоторых случаях травоядные насекомые.

Другими словами, именно в антропогенном нарушении энергетического баланса естественных степных экосистем следует искать одну из причин частого заражения саранчой. При отсутствии хищников на водоразделах Южного Сахалина в бамбуках их роль играет серая крыса.

Возможно, это тот же механизм возникновения новых инфекционных заболеваний человека. В некоторых случаях возникает совершенно новая экологическая ниша, в то время как в других борьба с болезнями и уничтожение их патогенов освобождает такую ​​нишу в человеческом населении. Даже за 13 лет до открытия ВИЧ была предсказана вероятность «гриппоподобного заболевания с высокой смертностью».

Вывод:

Очевидно, что системы, которые противоречат естественным принципам и законам, являются нестабильными. Попытки их сохранить становятся все дороже и сложнее, и в любом случае обречены на провал.

Изучая законы функционирования экосистем, мы имеем дело с потоком энергии, проходящей через экосистему.

Скорость накопления энергии в форме органического вещества, которое можно использовать в качестве пищи, является важным параметром, поскольку она определяет общий поток энергии через биотический компонент экосистемы и, следовательно, количество (биомасса) организмов животных, которые могут существовать. в экосистеме.

«Сбор урожая» означает удаление из экосистемы тех организмов или их частей, которые используются для производства продуктов питания (или для других целей). В то же время желательно, чтобы экосистема производила наиболее подходящие продукты питания. Рациональное природопользование — единственный выход из сложившейся ситуации.

Общая цель рационального управления природными ресурсами заключается в выборе наилучших или оптимальных способов использования природных и искусственных (например, в сельском хозяйстве) экосистем.

Причем под операцией понимается не только уборка урожая, но и воздействие определенных видов хозяйственной деятельности на условия существования природных биогеоценозов.

Следовательно, рациональное использование природных ресурсов предполагает создание сбалансированного сельскохозяйственного производства, которое не истощает почвенные и водные ресурсы и не загрязняет землю и продукты питания; сохранение природных ландшафтов и обеспечение чистой окружающей среды, поддержание нормального функционирования экосистем и их комплексов, поддержание биологического разнообразия природных сообществ на планете.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector