أمثلة على أهرامات الطاقة في علم الأحياء. أمثلة على بناء هرم التوازنات الطبيعية

يتكون كل نظام بيئي من عدة المستويات الغذائية (الغذائية).، تشكيل هيكل معين. الهيكل الغذائيعادة ما يتم تصويره على أنه الأهرامات البيئية.

في عام 1927، اقترح عالم البيئة وعالم الحيوان الأمريكي تشارلز إلتون نموذجًا رسوميًاالهرم البيئي. قاعدة الهرم هي المستوى الغذائي الأول، ويتكون من المنتجين. أعلاه هي مستويات المستهلكين لمختلف الطلبات. بمعنى آخر، عند النظر إلى الهرم البيئي، فإننا نفهم كيفية ارتباط جميع أعضائه بعدة عوامل في نظام بيئي معين.

يتم عرض المستوياتهرم بيئي على شكل عدة طبقات مستطيلة أو شبه منحرفة، يرتبط حجمها إما بعدد المشاركين في كل مستوى من مستويات السلسلة الغذائية، أو بكتلتهم، أو بالطاقة.

ثلاثة أنواع من الأهرامات البيئية

1. هرم الأرقام (أو أرقام) يخبرنا بعدد الكائنات الحية في كل مستوى. على سبيل المثال، لإطعام بومة واحدة، هناك حاجة إلى 12 فأرًا، وهم بدورهم يحتاجون إلى 300 أذن من الجاودار. كثيرا ما يحدث ذلكهرم الأرقام مقلوب (يسمى هذا الهرم أيضًا مقلوبًا). ويمكن أن تصف، على سبيل المثال، سلسلة غذائية في الغابة تكون فيها الأشجار منتجة والحشرات مستهلكة أساسية. شجرة واحدة توفر الغذاء لعدد لا يحصى من الحشرات.

2. هرم الكتلة الحيوية يصف نسبة كتل الكائنات الحية المتعددةالمستويات الغذائية. كقاعدة عامة، في biocenoses على الأرض، تكون كتلة المنتجين أكبر بكثير مما كانت عليه في كل رابط لاحق من السلسلة الغذائية، وكتلة المستهلكين من المستوى الأول تتجاوز كتلة المستهلكين من المستوى الثاني، وما إلى ذلك.

ويمكن أيضًا أن تتميز النظم الإيكولوجية المائية بأهرامات الكتلة الحيوية المقلوبة، حيث تكون كتلة المستهلكين أكبر من كتلة المنتجين. العوالق الحيوانية المحيطية التي تتغذى على العوالق النباتية تتجاوز كتلتها الإجمالية بشكل كبير. يبدو أنه مع معدل الامتصاص هذا، يجب أن تختفي العوالق النباتية، ومع ذلك، يتم حفظها بمعدل نمو مرتفع.

3. هرم الطاقة يستكشف كمية الطاقة المتدفقة خلال السلسلة الغذائية من المستوى الأساسي إلى المستوى الأعلى. يعتمد هيكل التكاثر الحيوي بشكل كبير على معدل إنتاج الغذاء على جميع المستويات الغذائية. وجد العالم الأمريكي ريموند ليندمان أنه عند كل مستوى يتم فقدان ما يصل إلى 90٪ من الطاقة المتلقاة (ما يسمى بـ "قانون 10٪").

لماذا هناك حاجة للأهرامات البيئية؟

تصف أهرامات الأرقام والكتلة الحيوية النظام البيئي في إحصائياته، حيث أنها تحسب عدد أو كتلة المشاركين في النظام البيئي لفترة زمنية محددة. ليس المقصود منها تقديم معلومات حول التركيب الغذائي للنظام البيئي في الديناميكيات، ولكنها تسمح بحل المشكلات المتعلقة بالحفاظ على استقرار النظام البيئي وتوقع المخاطر المحتملة.

أحد الأمثلة الكلاسيكية لانتهاك الاستدامة هو إدخال الأرانب إلى القارة الأسترالية. وبسبب ارتفاع معدل التكاثر، أصبحت أعدادها ضخمة لدرجة أنها أضرت بالزراعة، وحرمان الأغنام والماشية من الغذاء - وبالتالي نوع واحد فقطالمستهلكون (الأرانب) يحتكرهم المنتج (العشب) في هذا النظام البيئي.

هرم الطاقةعلى عكس الأهرامات المذكورة أعلاه، فهي ديناميكية، فهي تنقل سرعة مرور كمية الطاقة عبر جميع المستويات الغذائية. وتتمثل مهمتها في إعطاء فكرة عن التنظيم الوظيفيالنظم البيئية.

الهرم البيئي- صور بيانية للعلاقة بين المنتجين والمستهلكين على كافة المستويات (الحيوانات العاشبة، الحيوانات المفترسة، الأنواع التي تتغذى على الحيوانات المفترسة الأخرى) في النظام البيئي.

اقترح عالم الحيوان الأمريكي تشارلز إلتون تصوير هذه العلاقات بشكل تخطيطي في عام 1927.

في التمثيل التخطيطي، يظهر كل مستوى على شكل مستطيل، يتوافق طوله أو مساحته مع القيم العددية لرابط في السلسلة الغذائية (هرم إلتون)، أو كتلتها أو طاقتها. المستطيلات المرتبة بتسلسل معين تشكل أهرامات ذات أشكال مختلفة.

قاعدة الهرم هي المستوى الغذائي الأول - مستوى المنتجين؛ وتتكون الطوابق اللاحقة من الهرم من المستويات التالية من السلسلة الغذائية - المستهلكين من مختلف الرتب. ارتفاع جميع الكتل في الهرم هو نفسه، ويتناسب الطول مع العدد أو الكتلة الحيوية أو الطاقة عند المستوى المقابل.

تتميز الأهرامات البيئية اعتمادًا على المؤشرات التي تم بناء الهرم عليها. في الوقت نفسه، تم إنشاء القاعدة الأساسية لجميع الأهرامات، والتي بموجبها يوجد في أي نظام بيئي نباتات أكثر من الحيوانات، والحيوانات العاشبة أكثر من الحيوانات آكلة اللحوم، والحشرات أكثر من الطيور.

استناداً إلى قاعدة الهرم البيئي، من الممكن تحديد أو حساب النسب الكمية للأنواع المختلفة من النباتات والحيوانات في النظم البيئية الطبيعية والمنشأة صناعياً. على سبيل المثال، يتطلب 1 كجم من كتلة حيوان بحري (ختم، دولفين) 10 كجم من الأسماك التي يتم تناولها، وهذه الـ 10 كجم تحتاج بالفعل إلى 100 كجم من طعامها - اللافقاريات المائية، والتي بدورها تحتاج إلى تناول 1000 كجم من الطحالب والبكتيريا لتكوين مثل هذه الكتلة. في هذه الحالة، سيكون الهرم البيئي مستداما.

ومع ذلك، كما تعلمون، هناك استثناءات لكل قاعدة، والتي سيتم أخذها في الاعتبار في كل نوع من أنواع الهرم البيئي.

أنواع الأهرامات البيئية

أهرامات الأرقام- في كل مستوى يتم رسم عدد الكائنات الفردية

يعرض هرم الأرقام نمطًا واضحًا اكتشفه إلتون: يتناقص بشكل مطرد عدد الأفراد الذين يشكلون سلسلة متسلسلة من الروابط من المنتجين إلى المستهلكين (الشكل 3).

على سبيل المثال، لإطعام ذئب واحد، يحتاج إلى عدة أرانب على الأقل ليصطادها؛ لإطعام هذه الأرانب البرية، تحتاج إلى مجموعة كبيرة ومتنوعة من النباتات. في هذه الحالة، سيبدو الهرم على شكل مثلث ذو قاعدة عريضة تتجه نحو الأعلى.

ومع ذلك، فإن هذا الشكل من هرم الأرقام ليس نموذجيًا لجميع النظم البيئية. في بعض الأحيان يمكن عكسها، أو رأسا على عقب. وينطبق هذا على سلاسل الغذاء الحرجية، حيث تعمل الأشجار كمنتجين وتعمل الحشرات كمستهلكين أساسيين. وفي هذه الحالة يكون مستوى المستهلكين الأساسيين أكثر ثراء عدديا من مستوى المنتجين (عدد كبير من الحشرات يتغذى على شجرة واحدة)، وبالتالي فإن أهرامات الأرقام هي الأقل إفادة والأقل دلالة، أي. يعتمد عدد الكائنات الحية ذات المستوى الغذائي نفسه إلى حد كبير على حجمها.

أهرامات الكتلة الحيوية- يصف إجمالي الكتلة الجافة أو الرطبة للكائنات الحية عند مستوى غذائي معين، على سبيل المثال، بوحدات الكتلة لكل وحدة مساحة - جم/م2، كجم/هكتار، طن/كم2 أو لكل حجم - جم/م3 (الشكل 4)

عادةً ما تكون الكتلة الإجمالية للمنتجين في الكائنات الحية الأرضية أكبر من كل رابط لاحق. وفي المقابل، فإن الكتلة الإجمالية للمستهلكين من الدرجة الأولى أكبر من كتلة المستهلكين من الدرجة الثانية، وما إلى ذلك.

في هذه الحالة (إذا لم تختلف الكائنات كثيرًا في الحجم)، سيكون للهرم أيضًا شكل مثلث ذو قاعدة عريضة تتناقص لأعلى. ومع ذلك، هناك استثناءات هامة لهذه القاعدة. على سبيل المثال، في البحار، تكون الكتلة الحيوية للعوالق الحيوانية العاشبة أكبر بكثير (أحيانًا 2-3 مرات) من الكتلة الحيوية للعوالق النباتية، والتي تتمثل بشكل أساسي في الطحالب أحادية الخلية. ويفسر ذلك حقيقة أن العوالق الحيوانية تأكل الطحالب بسرعة كبيرة، لكنها محمية من التهامها بالكامل بسبب المعدل المرتفع جدًا لانقسام خلاياها.

بشكل عام، تتميز التكاثر الحيوي الأرضي، حيث يكون المنتجون كبيرًا ويعيشون لفترة طويلة نسبيًا، بأهرامات مستقرة نسبيًا ذات قاعدة واسعة. في النظم الإيكولوجية المائية، حيث يكون المنتجون صغير الحجم ولديهم دورات حياة قصيرة، يمكن أن يكون هرم الكتلة الحيوية مقلوبًا أو مقلوبًا (حيث يشير طرفه إلى الأسفل). وهكذا، في البحيرات والبحار، تتجاوز كتلة النباتات كتلة المستهلكين فقط خلال فترة الإزهار (الربيع)، وخلال بقية العام يمكن أن يحدث الوضع المعاكس.

تعكس أهرامات الأرقام والكتلة الحيوية إحصائيات النظام، أي أنها تميز عدد الكائنات الحية أو كتلتها الحيوية في فترة زمنية معينة. وهي لا توفر معلومات كاملة عن البنية الغذائية للنظام البيئي، على الرغم من أنها تسمح بحل عدد من المشاكل العملية، وخاصة المتعلقة بالحفاظ على استدامة النظم البيئية.

يسمح هرم الأرقام، على سبيل المثال، بحساب الكمية المسموح بها من صيد الأسماك أو إطلاق النار على الحيوانات خلال موسم الصيد دون عواقب على تكاثرها الطبيعي.

أهرامات الطاقة- يوضح مقدار تدفق الطاقة أو الإنتاجية بمستويات متتالية (الشكل 5).

وعلى النقيض من أهرامات الأعداد والكتلة الحيوية التي تعكس سكونيات النظام (عدد الكائنات الحية في لحظة معينة)، فإن هرم الطاقة يعكس صورة سرعة مرور الكتلة الغذائية (كمية الطاقة) خلال يعطي كل مستوى غذائي من السلسلة الغذائية الصورة الأكثر اكتمالا للتنظيم الوظيفي للمجتمعات.

لا يتأثر شكل هذا الهرم بالتغيرات في الحجم ومعدل الأيض لدى الأفراد، وإذا تم أخذ جميع مصادر الطاقة بعين الاعتبار، فسيكون للهرم دائمًا مظهر نموذجي بقاعدة واسعة وقمة مستدقة. عند بناء هرم الطاقة، غالباً ما يضاف مستطيل إلى قاعدته لإظهار تدفق الطاقة الشمسية.

في عام 1942، صاغ عالم البيئة الأمريكي ر. ليندمان قانون هرم الطاقة (قانون 10 بالمائة)، والذي بموجبه، في المتوسط، يمر حوالي 10٪ من الطاقة الواردة في المستوى السابق للهرم البيئي من نظام غذائي واحد المستوى من خلال السلاسل الغذائية إلى مستوى غذائي آخر. ويتم فقدان باقي الطاقة على شكل إشعاع حراري أو حركة أو ما إلى ذلك. نتيجة لعمليات التمثيل الغذائي، تفقد الكائنات الحية حوالي 90٪ من إجمالي الطاقة في كل حلقة من حلقات السلسلة الغذائية، والتي يتم إنفاقها على الحفاظ على وظائفها الحيوية.

إذا أكل الأرنب 10 كجم من المواد النباتية، فقد يزيد وزنه بمقدار 1 كجم. الثعلب أو الذئب، الذي يأكل 1 كجم من لحم الأرنب، يزيد من كتلته بمقدار 100 جرام فقط. في النباتات الخشبية، تكون هذه النسبة أقل بكثير بسبب حقيقة أن الكائنات الحية تمتص الخشب بشكل سيء. أما بالنسبة للأعشاب والأعشاب البحرية، فهذه القيمة أكبر بكثير، لأنها لا تحتوي على أنسجة صعبة الهضم. ومع ذلك، يظل النمط العام لعملية نقل الطاقة: تمر طاقة أقل بكثير عبر المستويات الغذائية العليا مقارنة بالمستويات السفلية.

دعونا ننظر في تحول الطاقة في النظام البيئي باستخدام مثال سلسلة غذائية بسيطة للمراعي، حيث لا يوجد سوى ثلاثة مستويات غذائية.

المستوى - النباتات العشبية،
المستوى - الثدييات العاشبة، على سبيل المثال، الأرانب البرية
المستوى - الثدييات المفترسة مثل الثعالب

يتم إنشاء العناصر الغذائية أثناء عملية التمثيل الضوئي بواسطة النباتات، والتي تشكل المواد العضوية والأكسجين، وكذلك ATP، من المواد غير العضوية (الماء، وثاني أكسيد الكربون، والأملاح المعدنية، وغيرها) باستخدام طاقة ضوء الشمس. يتم تحويل جزء من الطاقة الكهرومغناطيسية للإشعاع الشمسي إلى طاقة الروابط الكيميائية للمواد العضوية المركبة.

تسمى جميع المواد العضوية التي يتم إنشاؤها أثناء عملية التمثيل الضوئي بالإنتاج الأولي الإجمالي (GPP). يتم إنفاق جزء من طاقة الإنتاج الأولي الإجمالي على التنفس، مما يؤدي إلى تكوين صافي الإنتاج الأولي (NPP)، وهي المادة ذاتها التي تدخل المستوى الغذائي الثاني وتستخدمها الأرانب البرية.

فليكن المدرج 200 وحدة تقليدية من الطاقة، وتكاليف محطات التنفس (R) - 50٪، أي. 100 وحدة تقليدية من الطاقة. عندها سيكون صافي الإنتاج الأولي مساوياً لـ: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100)، أي. في المستوى الغذائي الثاني، ستتلقى الأرانب 100 وحدة تقليدية من الطاقة.

ومع ذلك، لأسباب مختلفة، فإن الأرانب البرية قادرة على استهلاك حصة معينة فقط من NPP (وإلا فإن الموارد اللازمة لتطوير المادة الحية ستختفي)، في حين أن جزءًا كبيرًا منها يكون على شكل بقايا عضوية ميتة (أجزاء تحت الأرض من النباتات). ، الخشب الصلب من السيقان والفروع وما إلى ذلك.) لا يمكن أن تأكله الأرانب البرية. يدخل في السلاسل الغذائية الفتاتية و/أو يتحلل بواسطة المحللات (F). الجزء الآخر يذهب إلى بناء خلايا جديدة (حجم السكان، نمو الأرانب البرية - P) وضمان استقلاب الطاقة أو التنفس (R).

في هذه الحالة، وفقًا لنهج التوازن، فإن توازن المساواة في استهلاك الطاقة (C) سيبدو كما يلي: C = P + R + F، أي. سيتم إنفاق الطاقة المستلمة في المستوى الغذائي الثاني، وفقًا لقانون ليندمان، على النمو السكاني - P - 10٪، وسيتم إنفاق 90٪ المتبقية على التنفس وإزالة الطعام غير المهضوم.

وهكذا، في النظم الإيكولوجية، مع زيادة المستوى الغذائي، هناك انخفاض سريع في الطاقة المتراكمة في أجسام الكائنات الحية. من هنا يتضح لماذا سيكون كل مستوى لاحق دائمًا أقل من المستوى السابق ولماذا لا يمكن أن تحتوي سلاسل الغذاء عادةً على أكثر من 3-5 (نادرًا 6) روابط، ولا يمكن أن تتكون الأهرامات البيئية من عدد كبير من الطوابق: حتى النهاية رابط السلسلة الغذائية هو نفسه بالنسبة للطابق العلوي من الهرم البيئي الذي سيتلقى القليل من الطاقة بحيث لن يكون كافيًا إذا زاد عدد الكائنات الحية.

مثل هذا التسلسل والتبعية لمجموعات الكائنات الحية المرتبطة في شكل مستويات غذائية يمثل تدفقات المادة والطاقة في التكاثر الحيوي، وهو أساس تنظيمها الوظيفي.

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي

البحوث الوطنية

جامعة إيركوتسك الحكومية التقنية

المراسلة ومساء هيئة التدريس

قسم التخصصات التربوية العامة

اختبار في علم البيئة

أكمله: ياكوفليف ف.يا

رقم دفتر السجل: 13150837

المجموعة: EPbz-13-2

إيركوتسك 2015

1. إعطاء مفهوم العامل البيئي. تصنيف العوامل البيئية

2. الأهرامات البيئية وخصائصها

3. ما يسمى التلوث البيولوجي للبيئة؟

4. ما هي أنواع مسؤولية المسؤولين عن الانتهاكات البيئية الموجودة؟

مراجع

1. إعطاء مفهوم العامل البيئي. تصنيف العوامل البيئية

الموطن هو ذلك الجزء من الطبيعة الذي يحيط بالكائن الحي ويتفاعل معه بشكل مباشر. إن مكونات وخصائص البيئة متنوعة ومتغيرة. يعيش أي كائن حي في عالم معقد ومتغير، ويتكيف معه باستمرار وينظم نشاط حياته بما يتوافق مع تغيراته.

تسمى الخصائص الفردية أو أجزاء البيئة التي تؤثر على الكائنات الحية بالعوامل البيئية. العوامل البيئية متنوعة. وقد تكون ضرورية أو، على العكس، ضارة بالكائنات الحية، مما يعزز أو يعيق بقائها وتكاثرها. العوامل البيئية لها طبيعة مختلفة وإجراءات محددة.

العوامل اللاأحيائية - درجة الحرارة، الضوء، الإشعاع الإشعاعي، الضغط، رطوبة الهواء، التركيبة الملحية للمياه، الرياح، التيارات، التضاريس - كلها خصائص للطبيعة غير الحية تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على الكائنات الحية. من بينها:

العوامل الفيزيائية هي عوامل مصدرها حالة أو ظاهرة فيزيائية (على سبيل المثال، درجة الحرارة، الضغط، الرطوبة، حركة الهواء، وما إلى ذلك).

العوامل الكيميائية هي عوامل يتم تحديدها من خلال التركيب الكيميائي للبيئة (ملوحة الماء، محتوى الأكسجين في الهواء، وما إلى ذلك).

عوامل Edaphic (التربة) - مجموعة من الخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية للتربة والصخور التي تؤثر على كل من الكائنات الحية التي تعد موطنًا لها ونظام جذر النباتات (الرطوبة وبنية التربة ومحتوى العناصر الغذائية وما إلى ذلك) .

العوامل الحيوية هي جميع أشكال تأثير الكائنات الحية على بعضها البعض. يتعرض كل كائن حي باستمرار للتأثير المباشر أو غير المباشر للآخرين، ويتصل بممثلي الأنواع الخاصة به والأنواع الأخرى - النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة - ويعتمد عليهم ويؤثر عليهم. يعد العالم العضوي المحيط جزءًا لا يتجزأ من بيئة كل كائن حي.

العوامل البشرية هي جميع أشكال نشاط المجتمع البشري التي تؤدي إلى تغييرات في الطبيعة، كموطن للأنواع الأخرى، أو تؤثر بشكل مباشر على حياتهم. على مدار تاريخ البشرية، أدى تطور الصيد الأول، ثم الزراعة والصناعة والنقل إلى تغيير طبيعة كوكبنا بشكل كبير. تستمر أهمية التأثيرات البشرية على العالم الحي للأرض في النمو بسرعة.

يتم تمييز المجموعات التالية من العوامل البشرية:

التغيرات في بنية سطح الأرض.

التغييرات في تكوين المحيط الحيوي، ودورة وتوازن المواد الموجودة فيه؛

التغيرات في توازن الطاقة والحرارة في المناطق والمناطق الفردية؛

التغييرات التي تم إجراؤها على الكائنات الحية.

شروط الوجود هي مجموعة من العناصر البيئية الضرورية للكائن الحي، والتي يكون معها في وحدة لا تنفصم والتي بدونها لا يمكن أن يوجد. تسمى عناصر البيئة الضرورية للجسم أو التي لها تأثير سلبي عليه بالعوامل البيئية. وفي الطبيعة، لا تعمل هذه العوامل بمعزل عن بعضها البعض، بل على شكل مركب معقد. إن مجموعة العوامل البيئية، التي بدونها لا يمكن للكائن أن يوجد، تمثل شروط وجود هذا الكائن.

لقد تم تطوير جميع تكيفات الكائنات الحية مع الوجود في ظروف مختلفة تاريخياً. ونتيجة لذلك، تم تشكيل مجموعات من النباتات والحيوانات الخاصة بكل منطقة جغرافية.

العوامل البيئية:

الابتدائية - الضوء والحرارة والرطوبة والغذاء وما إلى ذلك؛

معقد؛

من صنع الإنسان.

يتميز تأثير العوامل البيئية على الكائنات الحية بأنماط كمية ونوعية معينة. اكتشف عالم الكيمياء الزراعية الألماني ج. ليبيج، وهو يراقب تأثير الأسمدة الكيماوية على النباتات، أن الحد من جرعة أي منها يؤدي إلى تباطؤ النمو. سمحت هذه الملاحظات للعالم بصياغة قاعدة تسمى قانون الحد الأدنى (1840).

2. الأهرامات البيئية وخصائصها

الهرم البيئي - تمثيل بياني للعلاقة بين المنتجين والمستهلكين على جميع المستويات (الحيوانات العاشبة، الحيوانات المفترسة، الأنواع التي تتغذى على الحيوانات المفترسة الأخرى) في النظام البيئي.

اقترح عالم الحيوان الأمريكي تشارلز إلتون تصوير هذه العلاقات بشكل تخطيطي في عام 1927.

ومع ذلك، كما تعلمون، هناك استثناءات لكل قاعدة، والتي سيتم أخذها في الاعتبار في كل نوع من أنواع الهرم البيئي.

أنواع الأهرامات البيئية

أهرامات الأرقام - في كل مستوى يتم رسم عدد الكائنات الحية الفردية

أهرامات الكتلة الحيوية - تميز إجمالي الكتلة الجافة أو الرطبة للكائنات الحية عند مستوى غذائي معين، على سبيل المثال، بوحدات الكتلة لكل وحدة مساحة - جم / م 2، كجم / هكتار، طن / كم 2 أو لكل حجم - جم / م 3 (الشكل 1). 4)

أهرامات الطاقة - توضح مقدار تدفق الطاقة أو الإنتاجية على مستويات متتالية (الشكل 5).

المستوى - النباتات العشبية،

المستوى - الثدييات العاشبة، على سبيل المثال، الأرانب البرية

المستوى - الثدييات المفترسة مثل الثعالب

3. ما يسمى التلوث البيولوجي للبيئة؟

تعتبر البيئة الأساس النظري للاستخدام الرشيد للموارد الطبيعية، فهي تلعب دورًا رائدًا في تطوير استراتيجية العلاقة بين الطبيعة والمجتمع البشري. تعتبر البيئة الصناعية اختلال التوازن الطبيعي نتيجة للنشاط الاقتصادي. وفي الوقت نفسه، فإن أهم العواقب هي التلوث البيئي. يُفهم مصطلح "البيئة" عادةً على أنه كل ما يؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على حياة الإنسان ونشاطه.

وينبغي أيضًا إعادة تقييم دور الخمائر في النظم البيئية الطبيعية. على سبيل المثال، قد لا تكون العديد من الخمائر النبتية، التي اعتبرت منذ فترة طويلة تعايشًا غير ضار، والتي تستعمر الأجزاء الخضراء من النباتات بكثرة، "بريئة" جدًا إذا اعتبرنا أنها لا تمثل سوى مرحلة أحادية الصيغة الصبغية في دورة حياة الكائنات الحية المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالتفحم أو الصدأ المسبب للأمراض النباتية. فطريات. وعلى العكس من ذلك، فإن الخمائر المسببة للأمراض للإنسان، والتي تسبب أمراضًا خطيرة ومستعصية - داء المبيضات وداء المكورات الخفية - لها في الطبيعة مرحلة رممية ويمكن عزلها بسهولة عن الركائز العضوية الميتة. ومن هذه الأمثلة يتضح أن فهم الوظائف البيئية للخميرة يتطلب دراسة دورات الحياة الكاملة لكل نوع. كما تم اكتشاف خمائر التربة الأصلية ذات الوظائف الخاصة المهمة لتكوين بنية التربة. إن التنوع والروابط بين الخميرة والحيوانات، وخاصة اللافقاريات، لا تنضب.

يمكن أن يرتبط تلوث الغلاف الجوي بالعمليات الطبيعية: الانفجارات البركانية والعواصف الترابية وحرائق الغابات.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الغلاف الجوي ملوث نتيجة لأنشطة الإنتاج البشري.

مصادر تلوث الهواء هي انبعاثات الدخان من المؤسسات الصناعية. يمكن أن تكون الانبعاثات منظمة أو غير منظمة. يتم استهداف وتنظيم الانبعاثات القادمة من أنابيب المؤسسات الصناعية بشكل خاص. وقبل دخول الأنبوب، تمر عبر مرافق المعالجة التي تمتص بعض المواد الضارة. تدخل الانبعاثات الهاربة إلى الغلاف الجوي من النوافذ والأبواب وفتحات التهوية في المباني الصناعية. الملوثات الرئيسية في الانبعاثات هي الجزيئات الصلبة (الغبار والسخام) والمواد الغازية (أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين).

يعد اختيار وتحديد الكائنات الحية الدقيقة ذات الخصائص المفيدة لإنتاج معين عملاً وثيق الصلة جدًا من وجهة نظر بيئية، حيث أن استخدامها يمكن أن يكثف العملية أو يستخدم مكونات الركيزة بشكل كامل.

إن جوهر طرق المعالجة الحيوية والمعالجة البيولوجية والمعالجة الحيوية والتعديل الحيوي هو استخدام العوامل البيولوجية المختلفة، وخاصة الكائنات الحية الدقيقة، في البيئة. في هذه الحالة، من الممكن استخدام كل من الكائنات الحية الدقيقة التي تم الحصول عليها عن طريق طرق الاختيار التقليدية وتلك التي تم إنشاؤها باستخدام الهندسة الوراثية، وكذلك النباتات المعدلة وراثيا التي يمكن أن تؤثر على التوازن البيولوجي للنظم الإيكولوجية الطبيعية.

قد تحتوي البيئة على سلالات صناعية من الكائنات الحية الدقيقة المختلفة - المنتجة للتخليق الحيوي لبعض المواد، وكذلك منتجات استقلابها، والتي تعمل كعامل بيولوجي للتلوث. قد يتمثل تأثيره في تغيير بنية التكاثر الحيوي. تتجلى الآثار غير المباشرة للتلوث البيولوجي، على سبيل المثال، عند استخدام المضادات الحيوية والأدوية الأخرى في الطب، عندما تظهر سلالات الكائنات الحية الدقيقة المقاومة لعملها وخطيرة على البيئة الداخلية البشرية؛ في شكل مضاعفات عند استخدام اللقاحات والأمصال التي تحتوي على شوائب من مواد ذات أصل بيولوجي؛ كتأثير تحسسي ووراثي للكائنات الحية الدقيقة ومنتجاتها الأيضية.

يعد الإنتاج التكنولوجي الحيوي على نطاق واسع مصدرًا لانبعاث الهباء الجوي الذي يحتوي على خلايا الكائنات الحية الدقيقة غير المسببة للأمراض، بالإضافة إلى منتجات استقلابها. المصادر الرئيسية للهباء الحيوي الذي يحتوي على خلايا ميكروبية حية هي مرحلتي التخمير والفصل، والمصادر الرئيسية للخلايا المعطلة هي مرحلة التجفيف. مع الإطلاق الضخم، تغير الكتلة الحيوية الميكروبية، التي تدخل التربة أو المسطح المائي، توزيع الطاقة وتدفقات المادة في سلاسل الغذاء الغذائية وتؤثر على بنية ووظيفة التكاثر الحيوي، وتقلل من نشاط التنقية الذاتية، وبالتالي تؤثر على العالم. وظيفة الكائنات الحية. في هذه الحالة، من الممكن إثارة التطور النشط لبعض الكائنات الحية، بما في ذلك الكائنات الحية الدقيقة لمجموعات المؤشرات الصحية.

تعتمد ديناميكيات المجموعات المدخلة ومؤشرات إمكاناتها التكنولوجية الحيوية على نوع الكائنات الحية الدقيقة، وحالة النظام الميكروبي للتربة في وقت الإدخال، ومرحلة الخلافة الميكروبية، وجرعة المجموعات المدخلة. وفي الوقت نفسه، يمكن أن تكون عواقب إدخال الكائنات الحية الدقيقة الجديدة إلى الكائنات الحية الدقيقة في التربة غامضة. بسبب التنقية الذاتية، لا يتم القضاء على كل التجمعات الميكروبية التي تدخل التربة. تعتمد طبيعة الديناميكيات السكانية للكائنات الحية الدقيقة المدخلة على درجة تكيفها مع الظروف الجديدة. تموت المجموعات غير المتكيفة، بينما تبقى المجموعات المتكيفة على قيد الحياة.

يمكن تعريف عامل التلوث البيولوجي على أنه مجموعة من المكونات البيولوجية، التي يرتبط تأثيرها على الإنسان والبيئة بقدرته على التكاثر في الظروف الطبيعية أو الاصطناعية، وإنتاج مواد نشطة بيولوجيا، وعندما تدخل هي أو منتجاتها الأيضية إلى البيئة، لها تأثيرات ضارة على البيئة، الإنسان، الحيوان، النبات.

يمكن تصنيف عوامل التلوث البيولوجي (في أغلب الأحيان الميكروبية) على النحو التالي: الكائنات الحية الدقيقة ذات الجينوم الطبيعي الذي لا يحتوي على سمية، والنباتات الرمية، والكائنات الحية الدقيقة الحية ذات الجينوم الطبيعي والتي لها نشاط معدي، ومسببات الأمراض المسببة للأمراض والانتهازية التي تنتج السموم، والكائنات الحية الدقيقة التي تم الحصول عليها عن طريق هندسة الطرق الوراثية (الكائنات الحية الدقيقة المعدلة وراثيا التي تحتوي على جينات أجنبية أو مجموعات جديدة من الجينات - GMMO)، والفيروسات المعدية وغيرها، والسموم ذات الأصل البيولوجي، والخلايا المعطلة من الكائنات الحية الدقيقة (اللقاحات، وغبار الكتلة الحيوية المعطلة حراريا من الكائنات الحية الدقيقة للأعلاف والأغراض الغذائية) والمنتجات الأيضية للكائنات الحية الدقيقة والعضيات ومركبات الخلايا العضوية هي منتجات تجزئةها.

كان الغرض من عملنا هو عزل وتحديد الكائنات الحية الدقيقة في الخميرة في مختبر التكنولوجيا الحيوية بجامعة جورسكي الحكومية الزراعية، والتي تنتمي إلى المجموعة الأولى من الكائنات الحية المذكورة أعلاه. وبما أن هذه الكائنات الحية الدقيقة ذات جينوم طبيعي وغير سامة، فإن تأثيرها على البيئة عضوي للغاية وغير كبير.

مصادر الكائنات الحية الدقيقة، بما في ذلك الانتهازية والمسببة للأمراض، هي مياه الصرف الصحي (البراز المنزلي، الصناعي، مصارف العواصف الحضرية). في المناطق الريفية، يأتي التلوث البرازي من الجريان السطحي من المناطق المأهولة بالسكان، والمراعي، وحظائر الماشية والدواجن، ومن الحيوانات البرية. أثناء معالجة مياه الصرف الصحي، ينخفض عدد الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض. إن حجم تأثيرها على البيئة ليس له أهمية، ولكن بما أن هذا المصدر لانبعاث الخلايا الميكروبية موجود، فيجب أن يؤخذ في الاعتبار كعامل من عوامل التلوث البيئي.

يمكن تنقية المياه المستخدمة في عملية أداء عملنا لتحضير الوسائط والشطف وتسخين الأوتوكلاف وأجهزة تنظيم الحرارة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية جنبًا إلى جنب مع مياه الصرف الصحي البلدية بطريقة هوائية أو لا هوائية.

وتختلف الملوثات البيولوجية بشكل كبير في خواصها البيئية عن الملوثات الكيميائية. ومن حيث تركيبها الكيميائي، فإن التلوث البيولوجي الناتج عن الإنسان مطابق للمكونات الطبيعية، فهو يدخل في الدورة الطبيعية للمواد والسلاسل الغذائية دون أن يتراكم في البيئة.

يجب أن تكون جميع المختبرات الميكروبيولوجية والفيروسية مجهزة بجهاز استقبال مياه الصرف الصحي، حيث يجب تحييد مياه الصرف الصحي المجمعة بالطرق الكيميائية أو الفيزيائية أو البيولوجية أو بطريقة مشتركة قبل تصريفها في نظام الصرف الصحي بالمدينة.

4. ما هي أنواع مسؤولية المسؤولين عن الانتهاكات البيئية الموجودة؟

المسؤولية القانونية البيئية هي نوع من المسؤولية القانونية العامة، ولكنها في نفس الوقت تختلف عن الأنواع الأخرى من المسؤولية القانونية.

يتم النظر في المسؤولية البيئية والقانونية في ثلاثة جوانب مترابطة:

كإكراه من جانب الدولة للوفاء بالمتطلبات المنصوص عليها في القانون؛

كعلاقة قانونية بين الدولة (ممثلة بهيئاتها) والجناة (الذين يخضعون للعقوبات)؛

كمؤسسة قانونية، أي. مجموعة من القواعد القانونية، ومختلف فروع القانون (الأراضي، والتعدين، والمياه، والغابات، والبيئة، وما إلى ذلك). يُعاقب على الجرائم البيئية وفقًا لمتطلبات تشريعات الاتحاد الروسي. الهدف النهائي للتشريعات البيئية وكل مادة من موادها الفردية هو الحماية من التلوث، وضمان الاستخدام القانوني للبيئة وعناصرها التي يحميها القانون. نطاق التشريع البيئي هو البيئة وعناصرها الفردية. - أن يكون موضوع الجريمة عنصرا من عناصر البيئة . وتقضي مقتضيات القانون بوجود علاقة سببية واضحة بين المخالفة والتدهور البيئي.

موضوع الجرائم البيئية هو الشخص الذي بلغ سن 16 عامًا، والذي تم تكليفه بمسؤوليات الوظيفة المقابلة بموجب القوانين التنظيمية (الامتثال لقواعد حماية البيئة، ومراقبة الامتثال للقواعد)، أو أي شخص بلغ سن 16 عامًا الذي انتهك متطلبات التشريعات البيئية.

وتتميز الجريمة البيئية بوجود ثلاثة عناصر:

عدم قانونية السلوك؛

التسبب في ضرر بيئي (أو تهديد حقيقي) أو انتهاك الحقوق والمصالح القانونية الأخرى لموضوع القانون البيئي؛

وجود علاقة سببية بين السلوك غير القانوني والضرر البيئي الناجم أو التهديد الحقيقي بإحداث مثل هذا الضرر أو انتهاك الحقوق والمصالح القانونية الأخرى لموضوعات القانون البيئي.

تعد المسؤولية عن الانتهاكات البيئية إحدى الوسائل الرئيسية لضمان الامتثال لمتطلبات التشريعات المتعلقة بحماية البيئة واستخدام الموارد الطبيعية. تعتمد فعالية هذا العلاج إلى حد كبير، في المقام الأول، على الهيئات الحكومية المرخص لها بتطبيق تدابير المسؤولية القانونية على منتهكي التشريعات البيئية. وفقًا للتشريعات الروسية في مجال حماية البيئة، يتحمل المسؤولون والمواطنون المسؤولية التأديبية والإدارية والجنائية والمدنية والمالية عن الانتهاكات البيئية، وتتحمل الشركات المسؤولية الإدارية والمدنية.

تنشأ المسؤولية التأديبية عن الفشل في تنفيذ الخطط والتدابير المتعلقة بالحفاظ على الطبيعة والاستخدام الرشيد للموارد الطبيعية، وعن انتهاك المعايير البيئية وغيرها من متطلبات التشريعات البيئية الناشئة عن وظيفة العمل أو المنصب الرسمي. يتحمل المسؤولون وغيرهم من الموظفين المذنبين في المؤسسات والمنظمات المسؤولية التأديبية وفقًا للوائح والمواثيق واللوائح الداخلية واللوائح الأخرى (المادة 82 من قانون "حماية البيئة"). وفقا لقانون العمل (بصيغته المعدلة والمتمم في 25 سبتمبر 1992)، يجوز تطبيق العقوبات التأديبية التالية على المخالفين: التوبيخ، التوبيخ، التوبيخ الشديد، الفصل من العمل، وغيرها من العقوبات (المادة 135).

يتم تنظيم المسؤولية المالية أيضًا بموجب قانون العمل في الاتحاد الروسي (المواد 118-126). يتحمل المسؤولون وغيرهم من موظفي المؤسسة هذه المسؤولية الذين تكبدت المؤسسة بسبب خطأهم تكاليف التعويض عن الأضرار الناجمة عن انتهاك بيئي.

يتم تنظيم تطبيق المسؤولية الإدارية من خلال التشريعات البيئية وقانون الجرائم الإدارية في جمهورية روسيا الاتحادية الاشتراكية السوفياتية لعام 1984 (بصيغته المعدلة والمكملة). قام قانون "حماية البيئة" بتوسيع قائمة الجرائم البيئية التي يتحمل المسؤولون والأفراد والكيانات القانونية المذنبون المسؤولية الإدارية عنها. تنشأ هذه المسؤولية عن تجاوز الحد الأقصى المسموح به من الانبعاثات وتصريفات المواد الضارة في البيئة، وعدم الوفاء بالتزامات إجراء تقييم بيئي حكومي والمتطلبات الواردة في نتيجة التقييم البيئي، وتقديم استنتاجات غير صحيحة ولا أساس لها من الصحة بشكل متعمد، وتوفير المعلومات في الوقت المناسب. المعلومات وتقديم معلومات مشوهة، ورفض تقديم معلومات كاملة وموثوقة في الوقت المناسب حول حالة البيئة الطبيعية والحالة الإشعاعية، وما إلى ذلك.

يتم تحديد المبلغ المحدد للغرامة من قبل السلطة التي تفرض الغرامة، اعتمادًا على طبيعة ونوع الجريمة ودرجة ذنب الجاني والضرر الناجم. يتم فرض الغرامات الإدارية من قبل هيئات الدولة المعتمدة في مجال حماية البيئة والإشراف الصحي والوبائي في الاتحاد الروسي. في هذه الحالة، يمكن استئناف قرار فرض الغرامة أمام المحكمة أو محكمة التحكيم. إن فرض الغرامة لا يعفي مرتكبي الجريمة من الالتزام بالتعويض عن الأضرار الناجمة (المادة 84 من قانون "حماية البيئة").

في القانون الجنائي الجديد للاتحاد الروسي، يتم تسليط الضوء على الجرائم البيئية في فصل منفصل (الفصل 26). وينص على المسؤولية الجنائية عن انتهاك قواعد السلامة البيئية أثناء إنتاج العمل، وانتهاك قواعد التخزين، والتخلص من المواد والنفايات الخطرة بيئيا، وانتهاك قواعد السلامة عند التعامل مع العوامل الميكروبيولوجية أو البيولوجية الأخرى أو السموم، وتلوث المياه والغلاف الجوي و البحر، وانتهاك التشريعات المتعلقة بالجرف القاري، والأضرار التي لحقت بالأرض، والاستخراج غير القانوني للحيوانات والنباتات المائية، وانتهاك قواعد حماية الأرصدة السمكية، والصيد غير القانوني، وقطع الأشجار والشجيرات بشكل غير قانوني، وتدمير الغابات أو إتلافها.

إن تطبيق تدابير المسؤولية التأديبية أو الإدارية أو الجنائية على الجرائم البيئية لا يعفي مرتكبيها من التزام التعويض عن الأضرار الناجمة عن جريمة بيئية. يتخذ قانون "حماية البيئة" موقفًا مفاده أن المؤسسات والمنظمات والمواطنين يتسببون في ضرر للبيئة أو صحة أو ممتلكات المواطنين والاقتصاد الوطني من خلال التلوث البيئي والضرر والتدمير والاستخدام غير الرشيد للموارد الطبيعية وتدمير الموارد الطبيعية. الأنظمة البيئية وغيرها من الانتهاكات البيئية، ملزمة بتعويضها بالكامل وفقا للتشريعات الحالية (المادة 86).

تتمثل المسؤولية المدنية في مجال التفاعل بين المجتمع والطبيعة بشكل أساسي في إلزام الجاني بالالتزام بتعويض الطرف المتضرر عن الضرر الذي يلحق بالممتلكات أو الضرر المعنوي نتيجة لانتهاك المتطلبات البيئية القانونية.

تؤدي المسؤولية عن الجرائم البيئية عددًا من الوظائف الرئيسية:

تحفيز الامتثال للقانون البيئي؛

تعويضي يهدف إلى التعويض عن الخسائر في البيئة الطبيعية، والتعويض عن الضرر الذي يلحق بصحة الإنسان؛

وقائي ، والذي يتمثل في معاقبة الشخص المذنب بارتكاب جريمة بيئية.

ينص التشريع البيئي على ثلاثة مستويات من العقوبة: المخالفة؛ انتهاك يؤدي إلى أضرار جسيمة. انتهاك أدى إلى وفاة شخص (عواقب وخيمة). يتم تقييم وفاة شخص بسبب جريمة بيئية بموجب القانون على أنها إهمال (يتم ارتكابه من خلال الإهمال أو الرعونة). يمكن أن تكون أنواع العقوبة على الانتهاكات البيئية غرامة، والحرمان من الحق في شغل مناصب معينة، والحرمان من الحق في الانخراط في أنشطة معينة، والعمل الإصلاحي، وتقييد الحرية، والسجن.

واحدة من أخطر الجرائم البيئية هي الإبادة البيئية - التدمير الشامل للنباتات (المجتمعات النباتية في أرض روسيا أو مناطقها الفردية) أو الحيوانات (مجموع الكائنات الحية لجميع أنواع الحيوانات البرية التي تعيش في أراضي روسيا أو منطقة معينة منطقة منها)، وتسميم الغلاف الجوي والموارد المائية (المياه السطحية والجوفية المستخدمة أو التي يمكن استخدامها)، فضلا عن ارتكاب أعمال أخرى من شأنها أن تسبب كارثة بيئية. يتمثل الخطر الاجتماعي للإبادة البيئية في تهديد البيئة الطبيعية أو إلحاق ضرر جسيم بها، والحفاظ على الجينات البشرية والنباتية والحيوانات.

تتجلى الكارثة البيئية في حدوث خلل خطير في التوازن البيئي في الطبيعة، وتدمير التركيبة المستقرة للأنواع في الكائنات الحية، وانخفاض كامل أو كبير في أعدادها، واضطراب في دورات التغيرات الموسمية في الدورة الحيوية للكائنات الحية. المواد والعمليات البيولوجية. قد يكون الدافع وراء الإبادة البيئية هو المصالح ذات الطبيعة العسكرية أو الحكومية، أو ارتكاب أفعال بقصد مباشر أو غير مباشر.

يتم تحقيق النجاح في إرساء القانون والنظام البيئي من خلال زيادة نفوذ الجمهور والدولة تدريجيًا على مرتكبي الجرائم المستمرة، ومن خلال الجمع الأمثل بين التدابير التعليمية والاقتصادية والقانونية.

جريمة التلوث البيئي

مراجع

1. تلفزيون أكيموفا علم البيئة. الاقتصاد البشري والكائنات الحية والبيئة: كتاب مدرسي لطلاب الجامعة / T.A Akimova، V.V. الطبعة الثانية، المنقحة. وإضافي - م: يونيتي، 2009. - 556 ص.

أكيموفا تي في. علم البيئة. تكنولوجيا الإنسان والطبيعة: كتاب مدرسي للطلاب التقنيين. اتجاه ومتخصص الجامعات/ ت.أ. أكيموفا، أ.ب. كوزمين، ف. هاسكين..- تحت قيادة الجنرال. إد. أ.ب.كوزمينا. م.: الوحدة-دانا، 2011.- 343 ص.

برودسكي أ.ك. البيئة العامة: كتاب مدرسي لطلاب الجامعة. م: دار النشر. مركز "الأكاديمية"، 2011. - 256 ص.

فورونكوف ن. البيئة: عامة، اجتماعية، تطبيقية. كتاب مدرسي لطلاب الجامعة. م: عقار، 2011. - 424 ص.

كوروبكين ف. علم البيئة: كتاب مدرسي لطلاب الجامعة / ف. كوروبكين، إل.في. بيريديلسكي. - الطبعة السادسة، إضافة. ومنقحة - روستون ن/د: فينيكس، 2012. - 575 ص.

نيكولايكين إن آي، نيكولاييكينا إن إي، ميليكوفا أو بي. علم البيئة. الطبعة الثانية. كتاب مدرسي للجامعات. م: حبارى، 2008. - 624 ص.

ستادنيتسكي جي في، روديونوف أ. البيئة: دراسة. بدل للطلاب التكنولوجيا الكيميائية. والتكنولوجيا. sp. الجامعات/ إد. في.أ. سولوفيوفا ، يو.أ. كروتوف.- الطبعة الرابعة، المنقحة. - سانت بطرسبرغ: الكيمياء، 2012. -238 ص.

أودوم يو علم البيئة. 1.2. العالم، 2011.

تشيرنوفا ن.م. البيئة العامة: كتاب مدرسي لطلاب الجامعات التربوية / ن.م. تشيرنوفا، أ.م. بيلوفا. - م: الحبارى، 2008.-416 ص.

علم البيئة: كتاب مدرسي للطلاب العاليين. والأربعاء كتاب مدرسي المؤسسات التعليمية في التقنية متخصص. والاتجاهات / L.I. تسفيتكوفا، م. ألكسيف ، ف. كارامزينوف وآخرون؛ تحت العام إد. إل. تسفيتكوفا. م: ASBV؛ سانت بطرسبرغ: خيمزدات، 2012. - 550 ص.

علم البيئة. إد. البروفيسور في. دينيسوفا. روستوف-ن/د.: المحكمة الجنائية الدولية "مارت"، 2011. - 768 ص.

التدريس

هل تحتاج إلى مساعدة في دراسة موضوع ما؟

سيقوم المتخصصون لدينا بتقديم المشورة أو تقديم خدمات التدريس حول الموضوعات التي تهمك.
أرسل طلبكمع الإشارة إلى الموضوع الآن للتعرف على إمكانية الحصول على استشارة.

في كثير من الأحيان، تسبب دراسة الأهرامات البيئية صعوبات كبيرة للطلاب. في الواقع، حتى الأهرامات البيئية الأكثر بدائية وسهلة تبدأ في دراسة أطفال ما قبل المدرسة وأطفال المدارس في المدارس الابتدائية. لقد بدأ علم البيئة كعلم يحظى باهتمام كبير في السنوات الأخيرة، حيث يلعب هذا العلم دورًا مهمًا في العالم الحديث. الهرم البيئي هو جزء من علم البيئة كعلم. من أجل فهم ما هو هذا، تحتاج إلى قراءة هذه المقالة.

ما هو الهرم البيئي؟

الهرم البيئي هو تصميم رسومي يتم تصويره غالبًا على شكل مثلث. تصور هذه النماذج التركيب الغذائي للتكاثر الحيوي. وهذا يعني أن الأهرامات البيئية تعرض عدد الأفراد أو كتلتهم الحيوية أو كمية الطاقة الموجودة بداخلهم. يمكن لكل واحد منهم إظهار أي مؤشر واحد. وبناءً على ذلك، فإن هذا يعني أن الأهرامات البيئية يمكن أن تكون من عدة أنواع: هرم يعرض عدد الأفراد، وهرم يعكس كمية الكتلة الحيوية للأفراد الممثلين، وأيضًا الهرم البيئي الأخير، والذي يوضح بوضوح كمية الطاقة الموجودة فيه. في هؤلاء الأفراد.

ما هي الأهرامات العددية؟

يُظهر هرم الأرقام (أو الوفرة) عدد الكائنات الحية في كل مستوى غذائي. يمكن استخدام مثل هذا النموذج الرسومي البيئي في العلوم، لكنه نادر للغاية. يمكن تصوير الروابط الموجودة في الهرم البيئي للأرقام إلى أجل غير مسمى تقريبًا، أي أنه من الصعب للغاية تصوير بنية التكاثر الحيوي في هرم واحد. بالإضافة إلى ذلك، يوجد في كل مستوى غذائي العديد من الأفراد، مما يجعل من المستحيل في بعض الأحيان إظهار البنية الكاملة للتكاثر الحيوي على نطاق كامل واحد.

مثال على بناء هرم من الأرقام

من أجل فهم هرم الأرقام وبنائه، من الضروري معرفة الأفراد وما هي التفاعلات بينهم المدرجة في هذا الهرم البيئي. دعونا نلقي نظرة على الأمثلة بالتفصيل الآن.

دع قاعدة الشكل تكون 1000 طن من العشب. لنفترض أن هذا العشب، خلال عام واحد، سيكون قادرًا على إطعام حوالي 26 مليون جندب أو حشرات أخرى في ظل ظروف البقاء الطبيعية. في هذه الحالة، سيتم وضع الجنادب فوق الغطاء النباتي ويشكل المستوى الغذائي الثاني. المستوى الغذائي الثالث سيكون 90 ألف ضفدع، والتي ستأكل الحشرات الموجودة أدناه خلال عام. سيتمكن حوالي 300 سمك السلمون المرقط من استهلاك هذه الضفادع خلال عام واحد، مما يعني أنها ستكون موجودة في المستوى الغذائي الرابع في الهرم. سيكون الشخص البالغ موجودا بالفعل في الجزء العلوي من الهرم البيئي؛ وسيصبح الرابط الخامس والأخير في هذه السلسلة، أي المستوى الغذائي الأخير. سيحدث هذا لأن الشخص سيكون قادرًا على تناول حوالي 300 سمك السلمون المرقط في السنة. وبدوره الإنسان هو أعلى مستوى في العالم، وبالتالي لا يستطيع أحد أن يأكله. كما هو موضح في المثال، فإن فقدان الروابط في الهرم البيئي للأرقام أمر مستحيل.

يمكن أن تحتوي على مجموعة واسعة من الهياكل اعتمادًا على النظام البيئي. على سبيل المثال، قد يبدو هذا الهرم للأنظمة البيئية الأرضية مطابقًا تقريبًا لهرم الطاقة. وهذا يعني أنه سيتم بناء هرم الكتلة الحيوية بطريقة تتناقص فيها كمية الكتلة الحيوية مع كل مستوى غذائي لاحق.

بشكل عام، تتم دراسة أهرامات الكتلة الحيوية بشكل رئيسي من قبل الطلاب، لأن فهمها يتطلب بعض المعرفة في مجالات علم الأحياء والبيئة وعلم الحيوان. وهذا الهرم البيئي عبارة عن رسم بياني يمثل العلاقة بين المنتجين (أي منتجي المواد العضوية من المواد غير العضوية) والمستهلكين (مستهلكي هذه المواد العضوية).

والبروز؟

لكي نفهم حقًا مبدأ بناء هرم الكتلة الحيوية، من الضروري أن نفهم من هم المستهلكون والمنتجون.

المنتجون هم منتجو المواد العضوية من المواد غير العضوية. هذه نباتات. على سبيل المثال، تستخدم أوراق النباتات ثاني أكسيد الكربون (مادة غير عضوية) وتنتج مادة عضوية من خلال عملية التمثيل الضوئي.

المستهلكون هم مستهلكون لهذه المواد العضوية. في النظام البيئي الأرضي، هناك حيوانات وأشخاص، وفي النظم البيئية المائية هم حيوانات وأسماك بحرية مختلفة.

عكس أهرامات الكتلة الحيوية

يحتوي هرم الكتلة الحيوية المقلوب على بناء مثلث مقلوب للأسفل، أي أن قاعدته أضيق من القمة. يسمى هذا الهرم مقلوبًا أو مقلوبًا. ويكون للهرم البيئي هذا الهيكل إذا كانت الكتلة الحيوية للمنتجين (منتجي المواد العضوية) أقل من الكتلة الحيوية للمستهلكين (مستهلكي المواد العضوية).

كما نعلم، الهرم البيئي هو نموذج رسومي لنظام بيئي معين. أحد النماذج البيئية المهمة هو البناء الرسومي لتدفق الطاقة. يسمى الهرم الذي يعكس سرعة وزمن مرور الطعام بهرم الطاقات. تم صياغته بفضل العالم الأمريكي الشهير، وهو عالم البيئة وعالم الحيوان ريموند ليندمان. صاغ ريموند قانونًا (قاعدة الهرم البيئي) ينص على أنه أثناء الانتقال من المستوى الغذائي الأدنى إلى المستوى التالي، يمر عبره حوالي 10% (أكثر أو أقل) من الطاقة التي دخلت المستوى السابق في الهرم البيئي السلاسل الغذائية. والجزء المتبقي من الطاقة، كقاعدة عامة، يتم إنفاقه على عملية الحياة، على تجسيد هذه العملية. ونتيجة لعملية التبادل نفسها في كل حلقة، تفقد الكائنات الحية حوالي 90% من طاقتها.

نمط هرم الطاقة

في الواقع، النمط هو أن طاقة أقل بكثير (عدة مرات) تمر عبر المستويات الغذائية العليا مقارنة بالمستويات السفلية. ولهذا السبب يوجد عدد أقل بكثير من الحيوانات المفترسة الكبيرة مقارنة بالضفادع أو الحشرات على سبيل المثال.

دعونا نفكر، على سبيل المثال، في حيوان مفترس مثل الدب. وقد يكون في القمة، أي في المستوى الغذائي الأخير، لأنه من الصعب العثور على حيوان يتغذى عليه. لو كان هناك أعداد كبيرة من الحيوانات التي تستهلك الدببة كغذاء، لكانت قد انقرضت بالفعل، لأنها لن تكون قادرة على إطعام نفسها، لأن الدببة قليلة العدد. وهذا ما يثبته هرم الطاقات.

هرم التوازنات الطبيعية

يبدأ تلاميذ المدارس في دراستها في الصف الأول أو الثاني، لأنه من السهل فهمه، ولكنه في نفس الوقت مهم جدًا كعنصر من عناصر علم البيئة. يعمل هرم التوازن الطبيعي في أنظمة بيئية مختلفة، سواء الأرضية أو تحت الماء. غالبًا ما يتم استخدامه لتعريف تلاميذ المدارس بأهمية كل مخلوق على وجه الأرض. ومن أجل فهم هرم التوازنات الطبيعية، لا بد من النظر في الأمثلة.

أمثلة على بناء هرم التوازنات الطبيعية

يمكن إثبات هرم التوازنات الطبيعية بوضوح من خلال التفاعل بين النهر والغابة. على سبيل المثال، قد يُظهر الرسم البياني التفاعل التالي للموارد الطبيعية: على ضفة النهر كانت هناك غابة توغلت في الأعماق. كان النهر عميقًا جدًا، ونمت على ضفتيه الزهور والفطر والشجيرات. وكان هناك الكثير من الأسماك في مياهها. في هذا المثال، هناك توازن بيئي. يمنح النهر رطوبته للأشجار، لكن الأشجار تخلق الظل ولا تسمح لمياه النهر بالتبخر. دعونا نفكر في المثال المعاكس للتوازن الطبيعي. إذا حدث شيء ما للغابة، أو حرق الأشجار أو قطعها، فقد يجف النهر دون الحصول على الحماية. وهذا مثال على الدمار

ويمكن أن يحدث الشيء نفسه مع الحيوانات والنباتات. النظر في البوم، والجوز. يعتبر الجوز أساس التوازن الطبيعي في الهرم البيئي، لأنه لا يتغذى على شيء، ولكنه في نفس الوقت يغذي القوارض. العنصر الثاني في المستوى الغذائي التالي سيكون الفئران الخشبية. تتغذى على الجوز. سيكون هناك بومة في أعلى الهرم لأنها تأكل الفئران. إذا اختفت الجوز التي تنمو على الشجرة، فلن يكون لدى الفئران ما تأكله ومن المرجح أن تموت. ولكن بعد ذلك لن يكون لدى البوم من يأكله، وسوف تموت جميع أنواعها. هذا هو هرم التوازن الطبيعي.

بفضل هذه الأهرامات، يستطيع علماء البيئة مراقبة حالة الطبيعة وعالم الحيوان واستخلاص النتائج المناسبة.

العملية الرئيسية التي تحدث في جميع النظم البيئية هي نقل وتداول المادة أو الطاقة. وفي الوقت نفسه، الخسائر لا مفر منها. وحجم هذه الخسائر من مستوى إلى آخر هو ما تعكسه قواعد الأهرامات البيئية.

بعض المصطلحات الأكاديمية

استقلاب المادة والطاقة هو تدفق موجه في سلسلة المنتجين - المستهلكين. ببساطة، أكل بعض الكائنات الحية من قبل الآخرين. في هذه الحالة، يتم بناء سلسلة أو تسلسل من الكائنات الحية، والتي، مثل الروابط في السلسلة، ترتبط بعلاقة "الغذاء - المستهلك". ويسمى هذا التسلسل بالسلسلة الغذائية أو الغذائية. والروابط الموجودة فيه هي مستويات غذائية. المستوى الأول من السلسلة هو المنتجون (النباتات)، لأنهم وحدهم القادرون على تكوين المواد العضوية من المواد غير العضوية. الروابط التالية هي المستهلكين (الحيوانات) من مختلف الطلبات. الحيوانات العاشبة هي مستهلكة من الدرجة الأولى، والحيوانات المفترسة التي تتغذى على الحيوانات العاشبة ستكون مستهلكة من الدرجة الثانية. ستكون الحلقة التالية في السلسلة هي الكائنات المحللة - الكائنات الحية التي يتكون غذاؤها من بقايا النشاط الحيوي أو جثث الكائنات الحية.

الأهرامات الرسومية

عالم البيئة البريطاني تشارلز إلتون (1900-1991) في عام 1927، بناءً على تحليل التغيرات الكمية في السلاسل الغذائية، أدخل مفهوم الأهرامات البيئية في علم الأحياء كتوضيح بياني للعلاقات في النظام البيئي بين المنتجين والمستهلكين. تم تصوير هرم إلتون على شكل مثلث مقسومًا على عدد الروابط في السلسلة. أو على شكل مستطيلات واقفة فوق بعضها البعض.

أنماط الهرم

قام إلتون بتحليل عدد الكائنات الحية في السلاسل ووجد أن عدد النباتات دائمًا أكبر من عدد الحيوانات. علاوة على ذلك، فإن نسبة المستويات من الناحية الكمية هي نفسها دائمًا - يحدث انخفاض عند كل مستوى لاحق، وهذا استنتاج موضوعي، وهو ما تنعكس في قواعد الأهرامات البيئية.

قاعدة التون

تنص هذه القاعدة على أن عدد الأفراد في التسلسل يتناقص من مستوى إلى آخر. قواعد الهرم البيئي هي النسبة الكمية لمنتجات جميع مستويات سلسلة غذائية معينة. تقول أن مؤشر مستوى السلسلة سيكون أقل بحوالي 10 مرات من المستوى السابق.

ما يلي هو مثال بسيط من شأنه أن ينتشر بين حرف i. دعونا نفكر في السلسلة الغذائية للطحالب - القشريات اللافقارية - الرنجة - الدلفين. يحتاج الدلفين الذي يبلغ وزنه أربعين كيلوغرامًا إلى تناول 400 كيلوغرام من الرنجة للبقاء على قيد الحياة. ولكي توجد هذه الـ 400 كيلوغرام من الأسماك، هناك حاجة إلى حوالي 4 أطنان من غذائها - القشريات اللافقارية. لإنتاج 4 طن من القشريات، هناك حاجة إلى 40 طن من الطحالب. وهذا ما تعكسه قواعد الهرم البيئي. وبهذه النسبة فقط سيكون هذا الهيكل البيئي مستدامًا.

أنواع الإكوبيراميدات

بناءً على المعيار الذي سيتم أخذه في الاعتبار عند تقييم الأهرامات، يتم تمييز ما يلي:

عددي.
تقديرات الكتلة الحيوية.
استهلاك الطاقة.

وفي جميع الأحوال تعكس قاعدة الهرم البيئي انخفاضا في معيار التقييم الرئيسي بمقدار 10 مرات.

عدد الأفراد والمستويات الغذائية

ويأخذ هرم الأرقام في الاعتبار عدد الكائنات الحية، وهو ما ينعكس في قاعدة الهرم البيئي. والمثال مع الدلفين يناسب تماما خصائص هذا النوع من الهرم. ولكن هناك استثناءات هنا - النظام البيئي للغابات مع سلسلة من النباتات - الحشرات. سيصبح الهرم مقلوبًا رأسًا على عقب (يتغذى عدد كبير من الحشرات على شجرة واحدة). ولهذا السبب لا يعتبر هرم الأرقام الأكثر إفادة ودلالة.

ماذا بقي؟

يستخدم هرم الكتلة الحيوية الكتلة الجافة (الأقل رطوبة) للأفراد من نفس المستوى كمعيار للتقييم. وحدات القياس هي جرام/متر مربع، كيلوجرام/هكتار، أو جرام/متر مكعب. ولكن هناك استثناءات هنا أيضا. يتم استيفاء قواعد الأهرامات البيئية، التي تعكس انخفاض الكتلة الحيوية للمستهلكين مقارنة بالكتلة الحيوية للمنتجين، في حالة التكاثر الحيوي حيث يكون كلاهما كبيرًا وله دورة حياة طويلة. ولكن بالنسبة لأنظمة المياه، قد يكون الهرم مقلوبًا مرة أخرى. على سبيل المثال، في البحار، تكون الكتلة الحيوية للعوالق الحيوانية التي تتغذى على الطحالب أحيانًا أكبر بثلاث مرات من الكتلة الحيوية للعوالق النباتية نفسها. يحفظ المعدل العالي لتكاثر العوالق النباتية.

تدفق الطاقة هو المؤشر الأكثر دقة

تظهر أهرامات الطاقة معدل مرور الغذاء (كتلته) عبر المستويات الغذائية. صاغ قانون هرم الطاقة عالم البيئة الأمريكي المتميز ريموند ليندمان (1915-1942)؛ بعد وفاته عام 1942، دخل علم الأحياء كقاعدة عشرة بالمائة. ووفقا له، فإن 10٪ من الطاقة من المستوى السابق تمر إلى كل مستوى لاحق، والـ 90٪ المتبقية هي خسائر تذهب لدعم وظائف الجسم الحيوية (التنفس، والتنظيم الحراري).

معنى الأهرامات

لقد قمنا بتحليل ما تعكسه قواعد الأهرامات البيئية. لكن لماذا نحتاج إلى هذه المعرفة؟ تتيح لنا أهرامات الأرقام والكتلة الحيوية حل بعض المشكلات العملية، لأنها تصف الحالة الثابتة والمستقرة للنظام. على سبيل المثال، يتم استخدامها عند حساب قيم صيد الأسماك المسموح بها أو حساب عدد الحيوانات المراد إطلاق النار عليها، حتى لا يتم الإخلال باستقرار النظام البيئي وتحديد الحد الأقصى لحجم مجموعة معينة من الأفراد لنظام بيئي معين في نطاقه مجملها. ويعطي هرم الطاقات فكرة واضحة عن تنظيم المجتمعات الوظيفية ويسمح لك بمقارنة النظم البيئية المختلفة حسب إنتاجيتها.

الآن لن يرتبك القارئ عندما يُعطى مهمة مثل "وصف ما تعكسه قواعد الأهرامات البيئية"، وسوف يجيب بجرأة على أن هذه خسائر في المادة والطاقة في سلسلة غذائية محددة.