Енергиен поток и кръговрат на материята в екосистемите - Екология

Масова смърт на птици, риби и други животни: възможни причини и последици

Жените от арфа тюлен скоро няма къде да раждат

Водни ресурси, климат и здраве

Фигура: 14.5. Sulmmar Energy Flow (тъмни стрелки)
и кръговрата на веществата (леки стрелки) в екосистемата.

По този начин основата на екосистемата е автотрофна
организми -производители (продуценти, създатели),
които чрез фотосинтеза създават богата на енергия храна
първична органична материя. В сухоземните екосистеми
най-важната роля принадлежи на висшите растения, които,
образуващи органични вещества, пораждат всички трофични
връзки в екосистемата, служат като субстрат за много животни,
гъбички и микроорганизми, влияят активно на микроклимата
биотоп. Във водните екосистеми, основните производители
първичната органична материя са водораслите.

Готови органични вещества се използват за получаване и
натрупване на хетеротрофна енергия, или потребителите
(потребители). Хетеротрофите включват тревопасни
животни (потребители на I ред), месоядни животни, живеещи от
растителноядни форми (консуматори от II ред), консумиращи
други месоядни животни (потребители от III ред) и др.

Специална група потребители са редуктори
(разрушители или] деструктори), разлагащи се органични
остатъци от производители и потребители до прости неорганични
съединения, които след това се използват от производителите. ДА СЕ
разложителите са предимно микроорганизми - бактерии
и гъби. В сухоземните екосистеми,
почвени декомпозитори, участващи в общата циркулация
органична материя на мъртви растения (те консумират до 90%
първични горски продукти). Значи всички са живи
организъм в екосистемата заема определено
екологична ниша (място) в сложна система от екологични
взаимоотношения с други организми и абиотични
условия на околната среда.

Хранителни вериги (мрежи) и трофични нива. В основата на всеки
екосистема, нейната основа е храната (трофична) и
придружаващите енергийни връзки. Те постоянно
има трансфер на вещество и енергия, които са затворени в
храна, създадена предимно от растения.

Трансфер на потенциалната енергия на храната, създадена от растенията,
чрез редица организми чрез ядене на някои видове от други
Наречен силова верига или хранителна верига, и
всяка връзка - трофично ниво (фиг. 14.6).

Фигура: 14.6. Африканска хранителна верига за савана.

Първото трофично ниво се формира от производители (растения),
вторият - първичните консуматори (тревопасни животни),
трето - вторични потребители (месоядни и
паразити). Тъй като всеки организъм има няколко
захранвания и сам по себе си е обект на хранене за другите
организми от една и съща хранителна верига или дори от различни
(всеядни като хора, мечки, врабчета,
консумират както производители, така и потребители, тоест те живеят
различни трофични нива), хранителни вериги многократно
разклоняват се и се преплитат в сложни хранителни мрежи
(фиг. 14.7).

Фигура: 14.7. Електрически мрежи в екологичната система.

Има два основни типа хранителни вериги - пасища (
паша или вериги за потребление) и отпадъци (вериги за разлагане).
Пасищните вериги започват с производители: детелина

> заек -> вълк; фитопланктон (водорасли) ->
зоопланктон (протозои) -> плотва -> щука ->
скопа.

Детритни вериги започнете от растения и животни
остатъци, животински екскременти - детрит; отидете на
микроорганизми, които се хранят с тях, а след това до малки
животни (детритофаги) и техните консуматори - хищници.
Детриталните вериги са най-често срещани в горите, където е голям
част (повече от 90%) от годишното увеличение на растителната биомаса не е така
- консумира се директно от тревопасни животни, и
умира, претърпявайки разлагане (сапротрофни организми) и
минерализация. Типичен пример за вредните хранителни взаимоотношения на нашия
гора е както следва: постеля на листа ->
глист -> черна коса>
Врабче. В допълнение към земните червеи, детритиворите
са мокрици, ракети, пружини, нематоди и др.

Екологични пирамиди. Хранителни мрежи във всеки
биогеоценозите имат добре дефинирана структура. То
характеризиращи се с количество, размер и общо тегло
организми - биомаса - на всяко ниво на хранителната верига. За
пасищните хранителни вериги се характеризират с увеличаване на плътността
популациите, скоростта на възпроизводство и производителността на тяхната биомаса.
Намаляване на биомасата при преминаване от едно ниво на храна към
другото се дължи на факта, че не цялата храна се усвоява
потребителите. Така например, в гъсеница, която яде листа,
само половината от зеленчука се абсорбира в червата
материал, останалото се екскретира. Освен това
Нещо повече, повечето от погълнатите хранителни вещества
червата, се изразходва за дишане и само 10-15% на финала
акаунт се използва за изграждане на нови клетки и тъкани
гъсеници. Поради тази причина производството на всеки организъм
следващото трофично ниво винаги е по-малко (средно 10
пъти) на предишния продукт, т.е.масата на всеки следващ
връзката в хранителната верига постепенно се намалява. Това
моделът беше наречен правило на околната среда
пирамиди (фиг. 14.8).

Ориз, 14.8. Опростена околна среда
пирамида.

Има три начина за съставяне на екологични пирамиди:

един. Пирамидата на числата отразява числовото съотношение
индивиди от различни трофични нива на екосистемата. Ако организмите в
в рамките на едно или различни трофични нива силно
се различават по размер, след това пирамидата на числата
дава изкривени идеи за истинските взаимоотношения
трофични нива. Например в общността на планктона
броят на производителите е десетки и стотици пъти повече
броят на потребителите, а в гората стотици хиляди потребители
може да се храни с органи на едно дърво - производител.

2. Пирамида от биомаса показва количество
жива материя или биомаса на всяко трофично ниво. IN
повечето наземни екосистеми производители на биомаса, т.е.
общата маса на растенията е най-голяма, а биомасата на организмите
всяко следващо трофично ниво е по-малко от предишното.
В някои общности обаче биомасата на I поръчва потребителите
има повече биомаса на производителите. Например в океаните, където
основните производители са едноклетъчни водорасли с
висока степен на възпроизводство, годишното им производство в десетки
и дори стотици пъти по-голям резерв от биомаса. По същото време,
всички продукти, образувани от водорасли, се включват толкова бързо
в хранителната верига, че натрупването на биомаса от водорасли е малко, но
поради високите нива на възпроизводство, малкият им запас
е достатъчно за поддържане на скоростта на реконструкция
органична материя. В тази връзка в океана има пирамида
биомасата има обратно съотношение, т.е. „обърната“. На
по-високи трофични нива, тенденцията към натрупване
биомаса, тъй като продължителността на живота на хищниците е голяма, скоростта
оборотът на техните поколения, напротив, е малък и е в тялото им
значителна част от веществото, постъпващо в
силови вериги.

3. Енергийна пирамида отразява величината
енергиен поток в хранителната верига. Формата на тази пирамида не е такава
размерът на индивидите влияе и той винаги ще има триъгълник
форма с широка основа отдолу, както е продиктувано от втората
закона на термодинамиката. Следователно енергийната пирамида дава най-много
пълно и точно разбиране на функционалната организация
общност, за всички метаболитни процеси в екосистемата. Ако
пирамидите на числата и биомасите отразяват статиката на екосистемата
(броят и биомасата на организмите в момента), тогава
енергийна пирамида - динамиката на преминаването на маса храна през веригите
хранене. По този начин, основата в пирамидите на числата и биомасите
може да бъде повече или по-малко от следващите трофични
нива (в зависимост от съотношението между производители и потребители
в различни екосистеми). Енергийната пирамида винаги се стеснява
нагоре. Това се дължи на факта, че енергията, изразходвана за
дишането не се предава на следващото трофично ниво и
напуска екосистемата. Следователно, всяко следващо ниво
винаги ще бъде по-малко от предишното. В сухоземните екосистеми
намаляването на количеството налична енергия обикновено се придружава от
намаляване на броя и биомасата на индивидите на всеки трофик
ниво. Поради толкова големи енергийни загуби за изграждане
нови тъкани и дишане на организмите в хранителната верига не може да бъде
дълъг; те обикновено се състоят от 3-5 връзки (трофични
нива).

Познаване на законите на производителността на екосистемите, способността
количествено определяне на енергийния поток имат важна практическа
значение, тъй като продукти от естествени и изкуствени
общности (агроенози) е основният източник на запаси
храна за човечеството. Точни изчисления на енергийния поток и
мащабът на производителността на екосистемата позволява регулиране
циркулацията им на вещества по такъв начин, че да се постигне
най-големият добив на продукти, необходими на човек.