90 шпаргалок по БЖД 1 курс (1-2 семестр)

90 шпаргалок по БЖД 1 курс (1-2 семестр)

51.Понятие об экологической пирамиде.

Экологическая пирамида — это графическое изображение потерь энергии в цепях

питания. В такой пирамиде каждый последующий уровень приблизительно в 10

раз меньше предыдущего.

Снижение количества доступной энергии на каждом последующем трофическом

уровне сопровождается уменьшением биомассы и численности особей. Таким

образом, пирамиды биомассы и численности особей для определенного

биогеоценоза повторяют в общих чертах пирамиды продуктивности.

Размеры биогеоценозов различны. Совокупности биогеоценозов образуют главные

природные экосистемы, имеющие глобальное значение в обмене энергии и

вещества на планете, к которым относятся:

• тропические леса;

• леса умеренной климатической зоны;

• пастбищные земли (степь, саванна, тундра, травянистые ландшафты);

• пустыни и полупустыни;

• озера, болота, реки, дельты;

• горы;

• острова,

• океан.

Экологическая пирамида — это графическое изображение потерь энергии в цепях

питания.

Цепи питания — это устойчивые цепи взаимосвязанных видов, последовательно

извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества, сложившиеся

в ходе эволюции живых организмов и биосферы в целом. Они составляют

трофическую структуру любого биоценоза, по которой осуществляются перенос

энергии и круговороты веществ. Пищевая цепь состоит из ряда трофических

уровней, последовательность которых соответствует потоку энергии.

Первичным источником энергии в цепях питания является солнечная энергия.

Первый трофический уровень — продуценты (зеленые растения) — используют

солнечную энергию в процессе фотосинтеза, создавая первичную продукцию

любого биоценоза. При этом только 0,1% солнечной энергии используется в

процессе фотосинтеза. Эффективность, с которой зеленые растения

ассимилируют солнечную энергию, оценивается величиной первичной

продуктивности. Более половины энергии, связанной при фотосинтезе, тут же

расходуется растениями в процессе дыхания, остальная часть энергии

переносится далее по пищевым цепям.

При этом действует важная закономерность, связанная с эффективностью

использования и превращения энергии в процессе питания. Сущность ее

заключается в следующем: количество энергии, расходуемой на поддержание

собственной жизнедеятельности, в цепях питания растет от одного

трофического уровня к другому, а продуктивность падает.

Фитобиомасса используется в качестве источника энергии и материала для

создания биомассы организмов второго

трофического уровня потребителей первого порядка — травоядных животных.

Обычно продуктивность второго трофического уровня составляет не более 5 -

20% (10%) предыдущего уровня. Это находит отражение в соотношении на

планете биомасс растительного и животного происхождения. Объем энергии,

необходимой для обеспечения жизнедеятельности организма, растет с

повышением уровня морфофункциональной организации. Соответственно,

количество биомассы, создаваемой на более высоких трофических уровнях,

снижается.

Экосистемы очень разнообразны по относительной скорости создания и

расходования как чистой первичной продукции, так и чистой вторичной

продукции на каждом трофическом уровне. Однако всем без исключения

экосистемам свойственны определенные соотношения первичной и вторичной

продукции. Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи

питания, в несколько раз (около 10 раз) больше, чем общая масса

растительноядных животных, а масса каждого последующего звена пищевой цепи,

соответственно, пропорционально изменяется.

Прогрессивное снижение ассимилированной энергии в ряду трофических уровней

находит отражение в структуре экологических пирамид.

Снижение количества доступной энергии на каждом последующем трофическом

уровне сопровождается снижением биомассы и численности особей. Пирамиды

биомассы и численности организмов для данного биоценоза повторяют в общих

чертах конфигурацию пирамиды продуктивности.

Графически экологическую пирамиду изображают в виде нескольких

прямоугольников одинаковой высоты, но разной длины. Длина прямоугольника

уменьшается от нижнего к верхнему соответственно уменьшению продуктивности

на последующих трофических уровнях. Нижний треугольник самый большой по

длине и соответствует первому трофическому уровню - продуцентам, второй -

приблизительно в10 раз меньше и соответствует второму трофическому уровню —

растительноядным животным, потребителям первого порядка и т.д.

Скорость создания органического вещества не определяет его суммарные

запасы, т.е. общую массу организмов каждого трофического уровня. Наличная

биомасса продуцентов и консументов в конкретных экосистемах зависит от

того, как соотносятся между собой темпы накопления органического вещества

на определенном трофическом уровне и передачи его на вышестоящий, т.е.

насколько сильно выедание образовавшихся запасов. Важную роль при этом

имеет скорость воспроизведения основных генераций продуцентов и

консументов.

В большинстве наземных экосистем, как уже говорилось, действует также

правило биомасс, т.е. суммарная масса растений оказывается больше, чем

биомасса всех травоядных, а масса травоядных превышает массу всех хищников.

Следует различать количественно продуктивность, — а именно годовой прирост

растительности — и биомассу. Разница между первичной продукцией биоценоза и

биомассой определяет масштабы выедания растительной массы. Даже для

сообществ с преобладанием травянистых форм, скорость воспроизводства

биомассы у которых достаточно велика, животные используют до 70% годового

прироста растений.

В тех трофических цепях, где передача энергии осуществляется через связи

«хищник — жертва», часто наблюдаются пирамиды численности особей: общее

число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном уменьшается. Это

связано еще и с тем, что хищники, как правило, крупнее своих жертв.

Исключение из правил пирамиды численности составляют случаи, когда мелкие

хищники живут за счет групповой охоты на крупных животных.

Все три правила пирамиды — продуктивности, биомассы и численности -

выражают энергетические отношения в экосистемах. При этом пирамида

продуктивности имеет универсальный характер, а пирамиды биомассы и

численности проявляются в сообществах с определенной трофической

структурой.

Знание законов продуктивности экосистем, возможность количественного учета

потока энергии имеют важное практическое значение. Первичная продукция

агроценозов и эксплуатация человеком природных сообществ — основной

источник пищи для человека. Важное значение имеет и вторичная продукция

биоценозов, получаемая за счет промышленных и сельскохозяйственных

животных, как источник животного белка. Знание законов распределения

энергии, потоков энергии и вещества в биоценозах, закономерностей

продуктивности растений и животных, понимание пределов допустимого изъятия

растительной и животной биомассы из природных систем позволяют правильно

строить отношения в системе «общество — природа».