Ekolojik piramit kuralı

Besin zincirinin temelini oluşturan bitkisel madde miktarı, otçul hayvanların kütlesinden yaklaşık 10 kat daha fazladır ve sonraki her besin seviyesi de 10 kat daha az kütleye sahiptir.

Sayıların piramidi (sayılar) Her seviyedeki bireysel organizmaların sayısını yansıtır. Örneğin, bir kurdu beslemek için avlayacağı en az birkaç tavşana ihtiyacı vardır; Bu tavşanları beslemek için oldukça geniş çeşitlilikte bitkilere ihtiyacınız var. Bazen sayı piramitleri tersine çevrilebilir veya baş aşağı olabilir. Bu, ağaçların üretici, böceklerin ise birincil tüketici olarak hizmet verdiği orman besin zincirleri için geçerlidir. Bu durumda birincil tüketici düzeyi, üretici düzeyinden sayısal olarak daha zengindir (bir ağaçta çok sayıda böcek beslenir).

Biyokütle piramidi- farklı trofik seviyelerdeki organizma kütlelerinin oranı. Genellikle karasal biyosinozlarda toplam üretici kütlesi sonraki her bağlantıdan daha fazladır. Buna karşılık, birinci dereceden tüketicilerin toplam kütlesi, ikinci dereceden tüketicilerin toplam kütlesinden daha fazladır, vb. Organizmaların boyutları çok fazla farklılık göstermiyorsa, grafik genellikle ucu sivrilen basamaklı bir piramit ile sonuçlanır. Yani 1 kg sığır eti üretmek için 70-90 kg taze ot gerekir.

Su ekosistemlerinde, üreticilerin biyokütlesi tüketicilerin ve bazen de ayrıştırıcıların biyokütlesinden daha az olduğunda, ters veya ters çevrilmiş bir biyokütle piramidi de elde edebilirsiniz. Örneğin, oldukça yüksek fitoplankton verimliliğine sahip okyanusta, belirli bir andaki toplam kütlesi, tüketici tüketicilerin (balinalar, büyük balıklar, kabuklu deniz ürünleri)kinden daha az olabilir.

Sayı ve biyokütle piramitleri sistemin statiğini yansıtır, yani belirli bir zaman dilimindeki organizmaların sayısını veya biyokütlesini karakterize eder. Bir ekosistemin trofik yapısı hakkında tam bilgi sağlamamakla birlikte, özellikle ekosistemlerin sürdürülebilirliğinin sağlanmasıyla ilgili bir takım pratik sorunların çözülmesine olanak sağlarlar. Sayı piramidi, örneğin, avlanma mevsimi boyunca izin verilen balık avı miktarını veya hayvanların normal üremelerini etkilemeden vurulmasını hesaplamaya izin verir.

Enerji Piramidi enerji akış miktarını, besin kütlesinin besin zincirinden geçiş hızını yansıtır. Biyosinozun yapısı büyük ölçüde sabit enerji miktarından değil, gıda üretim oranından etkilenir.

Bir sonraki trofik seviyeye aktarılan maksimum enerji miktarının bazı durumlarda bir öncekinin %30'u olabileceği ve bunun en iyi durumda olduğu tespit edilmiştir. Birçok biyosenozda ve besin zincirinde aktarılan enerji miktarı yalnızca %1 olabilir.

1942'de Amerikalı ekolojist R. Lindeman şunu formüle etti: enerji piramidi kanunu(yüzde 10 yasası), buna göre, ortalama olarak, ekolojik piramidin önceki seviyesinde alınan enerjinin yaklaşık% 10'u, besin zincirleri yoluyla bir trofik seviyeden başka bir trofik seviyeye geçer. Enerjinin geri kalanı termal radyasyon, hareket vb. şeklinde kaybolur. Metabolik süreçlerin bir sonucu olarak organizmalar, besin zincirinin her bir halkasında yaşamsal işlevlerini sürdürmek için harcanan enerjinin yaklaşık %90'ını kaybederler.

Ekolojik piramitler oluşturmanın üç yolu vardır:

1. Nüfus piramidi, ekosistemin farklı trofik seviyelerindeki bireylerin sayısal oranını yansıtır. Aynı veya farklı trofik seviyelerdeki organizmaların boyutları büyük ölçüde farklılık gösteriyorsa, nüfus piramidi, trofik seviyeler arasındaki gerçek ilişkiler hakkında çarpık bir fikir verir. Örneğin, bir plankton topluluğunda üretici sayısı tüketici sayısından onlarca, yüzlerce kat daha fazladır ve bir ormanda yüzbinlerce tüketici tek bir ağacın, yani üreticinin organlarıyla beslenebilir.

2. Biyokütle piramidi, her trofik seviyedeki canlı madde veya biyokütle miktarını gösterir.Çoğu karasal ekosistemde, üreticilerin biyokütlesi, yani bitkilerin toplam kütlesi en büyüktür ve sonraki her trofik seviyedeki organizmaların biyokütlesi bir öncekinden daha azdır. Ancak bazı topluluklarda birinci dereceden tüketicilerin biyokütlesi, üreticilerin biyokütlesinden daha fazladır. Örneğin, ana üreticilerin yüksek üreme oranına sahip tek hücreli algler olduğu okyanuslarda, bunların yıllık üretimleri biyokütle rezervinden onlarca, hatta yüzlerce kat daha fazla olabiliyor. Aynı zamanda, alglerin oluşturduğu tüm ürünler besin zincirine o kadar hızlı dahil oluyor ki, alg biyokütlesinin birikimi azdır, ancak yüksek üreme oranları nedeniyle küçük bir alg kaynağı, alglerin yeniden yapılanma oranını korumak için yeterlidir. organik madde. Bu bağlamda, okyanustaki biyokütle piramidi ters bir ilişkiye sahiptir, yani "tersine çevrilmiştir". Daha yüksek trofik seviyelerde, yırtıcı hayvanların yaşam süresinin uzun olması, nesillerinin devir hızının küçük olması ve besin zincirine giren maddenin önemli bir kısmının vücutlarında tutulması nedeniyle biyokütle biriktirme eğilimi hakimdir. vücut.

3. Enerji piramidi güç devresindeki enerji akış miktarını yansıtır. Bu piramidin şekli bireylerin büyüklüğünden etkilenmez ve termodinamiğin ikinci yasasının gerektirdiği gibi daima altta geniş tabanlı bir üçgen şekline sahip olacaktır. Bu nedenle enerji piramidi, ekosistemdeki tüm metabolik süreçlerin, topluluğun işlevsel organizasyonunun en eksiksiz ve doğru resmini verir. Sayı ve biyokütle piramitleri ekosistemin statiğini (belirli bir andaki organizmaların sayısı ve biyokütlesi) yansıtıyorsa, o zaman enerji piramidi, besin kütlesinin besin zincirlerinden geçişinin dinamiklerini yansıtır. Dolayısıyla sayı ve biyokütle piramitlerindeki taban, sonraki trofik seviyelerden daha büyük veya daha az olabilir (farklı ekosistemlerdeki üretici ve tüketici oranına bağlı olarak). Enerji piramidi her zaman yukarı doğru daralır. Bunun nedeni solunum için harcanan enerjinin bir sonraki trofik seviyeye aktarılmayarak ekosistemi terk etmesidir. Bu nedenle, sonraki her seviye her zaman bir öncekinden daha az olacaktır. Karasal ekosistemlerde, mevcut enerji miktarındaki bir azalmaya genellikle her trofik seviyedeki bireylerin bolluğu ve biyokütlesinde bir azalma eşlik eder. Yeni dokuların inşası ve organizmaların nefes alması için gereken bu kadar büyük enerji kayıpları nedeniyle besin zincirleri uzun olamaz; genellikle 3-5 birimden (trofik seviyeler) oluşurlar.

Ekosistem üretkenliği yasalarının bilgisi ve enerji akışını niceliksel olarak hesaba katma yeteneği, doğal ve yapay toplulukların (agroienozlar) üretimi insanlığın gıda tedarikinin ana kaynağı olduğundan, büyük pratik öneme sahiptir. Enerji akışının ve ekosistemlerin üretkenlik ölçeğinin doğru hesaplanması, içlerindeki madde döngüsünün, insanlar için gerekli olan en yüksek ürün verimini sağlayacak şekilde düzenlenmesini mümkün kılar.

Veraset ve türleri.

Bitki ve hayvan türlerinden oluşan toplulukların zamanla yerini genellikle daha karmaşık olan diğer topluluklara bırakma sürecine ne ad verilir? ekolojik süksesyon, veya basitçe ardıllık.

Ekolojik devamlılık genellikle topluluk istikrarlı ve kendi kendini idame ettirene kadar devam eder. Ekolojistler iki tür ekolojik ardıllığı birbirinden ayırır: birincil ve ikincil.

Birincil veraset-toprak bulunmayan bölgelerdeki toplulukların tutarlı gelişimidir.

Aşama 1 – yaşamdan yoksun bir yerin ortaya çıkışı;

Aşama 2 – ilk bitki ve hayvan organizmalarının bu yere yerleşmesi;

Aşama 3 – organizmaların oluşumu;

Aşama 4 – türlerin rekabeti ve yer değiştirmesi;

Aşama 5 – habitatın organizmalar tarafından dönüştürülmesi, koşulların ve ilişkilerin kademeli olarak stabilizasyonu.

Birincil ardıllığın iyi bilinen bir örneği, volkanik bir patlamadan sonra katılaşmış lavların yerleşimi veya tüm toprak profilini yok eden bir çığın ardından bir eğim, toprağın üst katmanının kaldırıldığı açık ocak madenciliği alanları vb. Bu tür çorak alanlarda çıplak kayalardan olgun ormanlara geçiş yüzlerce hatta binlerce yıl sürebilir.

İkincil veraset- Doğal bitki örtüsünün ortadan kaldırıldığı veya ciddi şekilde bozulduğu ancak toprağın tahrip edilmediği bir alandaki toplulukların tutarlı gelişimi. İkincil ardıllık, tahrip olmuş bir biyosinozun (yangın sonrası orman) yerinde başlar. Veraset hızlı bir şekilde gerçekleşir, çünkü Tohumlar ve besin bağlantılarının parçaları toprakta korunur ve bir biyosinoz oluşur. Tarım için kullanılmayan, terkedilmiş arazilerdeki ardışıklığa baktığımızda, eski tarlaların hızla çeşitli yıllık bitkilerle kaplandığını görebiliriz. Ağaç türlerinin tohumları: çam, ladin, huş ağacı ve titrek kavak da bazen rüzgar veya hayvanların yardımıyla uzun mesafeleri aşarak buraya gelebilir. Başlangıçta değişiklikler hızla gerçekleşir. Daha sonra, daha yavaş büyüyen bitkiler ortaya çıktıkça, ardıllık oranı azalır. Huş ağacı fidanları, toprağı gölgeleyen yoğun bir büyüme oluşturur ve huş ağacıyla birlikte ladin tohumları filizlense bile, kendilerini çok elverişsiz koşullarda bulan fideleri, huş ağaçlarının çok gerisinde kalır. Huş ağacına "ormanın öncüsü" denir çünkü neredeyse her zaman bozulmuş topraklara ilk yerleşen odur ve geniş bir uyum yelpazesine sahiptir. 2-3 yaşındaki huş ağaçları 100-120 cm yüksekliğe ulaşabilirken, aynı yaştaki köknar ağaçları ancak 10 cm'ye ulaşabilir. Değişiklikler, söz konusu biyosinozun hayvan bileşenini de etkiler. İlk aşamalarda Mayıs böcekleri ve huş güveleri yerleşir, ardından çok sayıda kuş ortaya çıkar: ispinozlar, ötleğenler ve ötleğenler. Küçük memeliler yerleşir: fareler, benler, kirpi. Değişen aydınlatma koşulları, genç Noel ağaçları üzerinde büyümelerini hızlandıran olumlu bir etki yaratmaya başlar.

Topluluğun (biyosenoz) tamamen oluştuğu ve çevre ile dengede olduğu istikrarlı süksesyon aşamasına denir. menopoz Doruk topluluğu kendi kendini düzenleme yeteneğine sahiptir ve uzun süre denge durumunda kalabilir.

Böylece, önce huş ağacının, ardından karışık ladin-huş ormanının yerini saf ladin ormanının aldığı bir ardıllık meydana gelir. Huş ormanının ladin ormanıyla değiştirilmesinin doğal süreci 100 yıldan fazla sürüyor. Bu nedenle veraset sürecine bazen laik değişim adı verilir.

18. Biyosferdeki canlı maddenin işlevleri. Yaşayan madde - Bu, canlı organizmaların toplamıdır (Dünyanın biyokütlesi). Büyüme, üreme, dağıtım, dış çevreyle madde ve enerji alışverişi, enerji birikimi ve besin zincirlerinde iletimi ile karakterize edilen açık bir sistemdir. Canlı madde 5 işlevi yerine getirir:

1. Enerji (güneş enerjisini absorbe etme, onu kimyasal bağların enerjisine dönüştürme ve besin zincirleri yoluyla aktarma yeteneği)

2. Gaz (dengeli solunum ve fotosentezin bir sonucu olarak biyosferin sabit bir gaz bileşimini koruma yeteneği)

3. Konsantrasyon (canlı organizmaların, elementlerin yeniden dağılımı ve mineral oluşumunun meydana gelmesi nedeniyle çevrenin belirli elementlerini vücutlarında biriktirme yeteneği)

4. Redoks (elementlerin oksidasyon durumunu değiştirme ve yaşam çeşitliliğini desteklemek için doğada çeşitli bileşikler oluşturma yeteneği)

5. Yıkıcı (madde döngüsünün meydana gelmesi nedeniyle ölü organik maddeyi ayrıştırma yeteneği)

1. Biyosferdeki canlı maddenin su işlevi, gezegendeki su döngüsünde önemli olan biyojenik su döngüsüyle ilişkilidir.

Listelenen işlevleri yerine getiren canlı madde, çevreye uyum sağlar ve onu biyolojik (ve insanlardan bahsediyorsak sosyal) ihtiyaçlarına uyarlar. Bu durumda canlı madde ve çevresi tek bir bütün olarak gelişir, ancak çevrenin durumu üzerindeki kontrol canlı organizmalar tarafından gerçekleştirilir.

Ekolojik piramit – ekosistemdeki her düzeydeki (otçullar, avcılar, diğer yırtıcılarla beslenen türler) üreticiler ve tüketiciler arasındaki ilişkinin grafik temsilleri.

Amerikalı zoolog Charles Elton, 1927'de bu ilişkilerin şematik olarak tasvir edilmesini önerdi.

Şematik bir gösterimde, her seviye, uzunluğu veya alanı besin zincirindeki bir bağlantının (Elton piramidi) sayısal değerlerine, kütlelerine veya enerjilerine karşılık gelen bir dikdörtgen olarak gösterilir. Belirli bir sıraya göre dizilmiş dikdörtgenler çeşitli şekillerde piramitler oluşturur.

Piramidin tabanı ilk trofik seviyedir - üreticilerin seviyesi; piramidin sonraki katları, besin zincirinin sonraki seviyeleri - çeşitli sınıflardaki tüketiciler tarafından oluşturulur. Piramitteki tüm blokların yüksekliği aynıdır ve uzunluk, karşılık gelen seviyedeki sayı, biyokütle veya enerji ile orantılıdır.

Ekolojik piramitler, piramidin inşa edildiği göstergelere bağlı olarak ayırt edilir. Aynı zamanda, tüm piramitler için temel kural oluşturulmuştur; buna göre herhangi bir ekosistemde hayvanlardan daha fazla bitki, etoburlardan daha fazla otçul, kuşlardan daha fazla böcek bulunur.

Ekolojik piramit kuralına dayanarak, doğal ve yapay olarak oluşturulmuş ekolojik sistemlerde farklı bitki ve hayvan türlerinin niceliksel oranlarını belirlemek veya hesaplamak mümkündür. Örneğin, 1 kg deniz hayvanı kütlesi (fok, yunus) 10 kg yenmiş balık gerektirir ve bu 10 kg'ın zaten 100 kg yiyeceğine ihtiyacı vardır - suda yaşayan omurgasızlar, bu da 1000 kg alg yemesi gerekir. ve bakterilerin böyle bir kütle oluşturması. Bu durumda ekolojik piramit sürdürülebilir olacaktır.

Ancak bildiğiniz gibi her ekolojik piramit türünde dikkate alınacak her kuralın istisnaları vardır.

Ekolojik piramit türleri

Sayı piramitleri - her seviyede bireysel organizmaların sayısı çizilir

Sayı piramidi, Elton tarafından keşfedilen açık bir modeli göstermektedir: Üreticilerden tüketicilere sıralı bir dizi bağlantı oluşturan bireylerin sayısı giderek azalmaktadır (Şekil 3).

Örneğin, bir kurdu beslemek için avlayacağı en az birkaç tavşana ihtiyacı vardır; Bu tavşanları beslemek için oldukça geniş çeşitlilikte bitkilere ihtiyacınız var. Bu durumda piramit, geniş tabanı yukarı doğru sivrilen bir üçgen gibi görünecektir.

Ancak sayı piramidinin bu biçimi tüm ekosistemler için tipik değildir. Bazen tersine çevrilebilir veya baş aşağı olabilirler. Bu, ağaçların üretici, böceklerin ise birincil tüketici olarak hizmet verdiği orman besin zincirleri için geçerlidir. Bu durumda, birincil tüketicilerin düzeyi sayısal olarak üreticilerin düzeyinden daha zengindir (bir ağaçta çok sayıda böcek beslenir), bu nedenle sayı piramitleri en az bilgilendirici ve en az gösterge niteliğindedir, yani. aynı trofik seviyedeki organizmaların sayısı büyük ölçüde boyutlarına bağlıdır.

Biyokütle piramitleri - belirli bir trofik seviyedeki organizmaların toplam kuru veya ıslak kütlesini, örneğin birim alan başına kütle birimleri - g/m2, kg/ha, t/km2 veya hacim başına - g/m3 olarak karakterize eder (Şekil 1). 4)

Genellikle karasal biyosinozlarda toplam üretici kütlesi sonraki her bağlantıdan daha fazladır. Buna karşılık, birinci dereceden tüketicilerin toplam kütlesi, ikinci dereceden tüketicilerin toplam kütlesinden daha fazladır, vb.

Bu durumda (organizmaların boyutları çok fazla farklılık göstermiyorsa) piramit aynı zamanda geniş tabanı yukarı doğru sivrilen bir üçgen görünümüne de sahip olacaktır. Ancak bu kuralın önemli istisnaları da bulunmaktadır. Örneğin, denizlerde, otçul zooplanktonun biyokütlesi, esas olarak tek hücreli algler tarafından temsil edilen fitoplanktonun biyokütlesinden önemli ölçüde (bazen 2-3 kat) daha fazladır. Bu, alglerin zooplankton tarafından çok hızlı bir şekilde yenilmesiyle açıklanır, ancak çok yüksek hücre bölünmesi oranı nedeniyle tamamen tüketilmekten korunurlar.

Genel olarak, üreticilerin büyük olduğu ve nispeten uzun yaşadığı karasal biyojeosinozlar, geniş tabanlı nispeten istikrarlı piramitler ile karakterize edilir. Üreticilerin küçük olduğu ve yaşam döngülerinin kısa olduğu su ekosistemlerinde, biyokütle piramidi ters çevrilebilir veya ters çevrilebilir (ucu aşağı bakacak şekilde). Böylece göllerde ve denizlerde bitki kitlesi yalnızca çiçeklenme döneminde (ilkbahar) tüketici kitlesini aşmakta, yılın geri kalanında ise tam tersi durum ortaya çıkabilmektedir.

Sayı ve biyokütle piramitleri sistemin statiğini yansıtır, yani belirli bir zaman dilimindeki organizmaların sayısını veya biyokütlesini karakterize eder. Bir ekosistemin trofik yapısı hakkında tam bilgi sağlamamakla birlikte, özellikle ekosistemlerin sürdürülebilirliğinin sağlanmasıyla ilgili bir takım pratik sorunların çözülmesine olanak sağlarlar.

Sayı piramidi, örneğin, avlanma mevsimi boyunca izin verilen balık avı miktarını veya hayvanların normal üremelerini etkilemeden vurulmasını hesaplamaya izin verir.

Enerji piramitleri - ardışık seviyelerdeki enerji akışının veya üretkenliğin miktarını gösterir (Şekil 5).

Sistemin statiğini (belirli bir andaki organizma sayısı) yansıtan sayı ve biyokütle piramitlerinin aksine, enerji piramidi, besin kütlesinin (enerji miktarı) geçiş hızının resmini yansıtır. Besin zincirinin her bir trofik seviyesi, toplulukların işlevsel organizasyonunun en eksiksiz resmini verir.

Bu piramidin şekli bireylerin büyüklüğü ve metabolizma hızındaki değişikliklerden etkilenmez ve tüm enerji kaynakları dikkate alınırsa piramit her zaman geniş tabanlı ve sivrilen tepe noktasıyla tipik bir görünüme sahip olacaktır. Bir enerji piramidi inşa ederken, güneş enerjisinin akışını göstermek için genellikle tabanına bir dikdörtgen eklenir.

1942'de Amerikalı ekolojist R. Lindeman, enerji piramidi yasasını (yüzde 10 yasası) formüle etti; buna göre, ortalama olarak, ekolojik piramidin önceki seviyesinde alınan enerjinin yaklaşık% 10'u bir trofik hücreden geçiyor. Besin zincirleri yoluyla başka bir trofik seviyeye kadar. Enerjinin geri kalanı termal radyasyon, hareket vb. şeklinde kaybolur. Metabolik süreçlerin bir sonucu olarak organizmalar, besin zincirinin her bir halkasında yaşamsal işlevlerini sürdürmek için harcanan enerjinin yaklaşık %90'ını kaybederler.

Bir tavşan 10 kg bitki maddesi yerse kendi ağırlığı 1 kg artabilir. 1 kg tavşan eti yiyen bir tilki veya kurt kütlesini yalnızca 100 gr arttırır.Odunsu bitkilerde ahşabın organizmalar tarafından zayıf bir şekilde emilmesi nedeniyle bu oran çok daha düşüktür. Otlar ve deniz yosunları için bu değer, sindirimi zor dokulara sahip olmadıkları için çok daha yüksektir. Bununla birlikte, enerji aktarım sürecinin genel modeli aynı kalır: üst trofik seviyelerden, alt seviyelere göre çok daha az enerji geçer.

Sadece üç trofik seviyenin bulunduğu basit bir mera trofik zinciri örneğini kullanarak bir ekosistemdeki enerjinin dönüşümünü ele alalım.

seviye - otsu bitkiler,

seviye - otçul memeliler, örneğin tavşanlar

seviye - yırtıcı memeliler, örneğin tilkiler

Besinler, güneş ışığının enerjisini kullanarak inorganik maddelerden (su, karbondioksit, mineral tuzları vb.) ATP'nin yanı sıra organik maddeler ve oksijen oluşturan bitkiler tarafından fotosentez işlemi sırasında oluşturulur. Güneş ışınımının elektromanyetik enerjisinin bir kısmı, sentezlenen organik maddelerin kimyasal bağlarının enerjisine dönüştürülür.

Fotosentez sırasında oluşan tüm organik maddelere brüt birincil üretim (GPP) adı verilir. Brüt birincil üretimin enerjisinin bir kısmı solunuma harcanır ve bunun sonucunda ikinci trofik seviyeye giren ve tavşanlar tarafından kullanılan madde olan net birincil üretimin (NPP) oluşması sağlanır.

Pist 200 konvansiyonel enerji birimi olsun ve tesislerin solunum maliyeti (R) -% 50 olsun, yani. 100 geleneksel enerji birimi. O zaman net birincil üretim şuna eşit olacaktır: NPP = RES - R (100 = 200 - 100), yani. İkinci trofik seviyede tavşanlara 100 konvansiyonel enerji birimi verilecek.

Bununla birlikte, çeşitli nedenlerden dolayı, tavşanlar NPP'nin yalnızca belirli bir kısmını tüketebilmektedir (aksi takdirde canlı maddenin gelişimi için kaynaklar ortadan kalkacaktır), bunun önemli bir kısmı ise ölü organik kalıntılar (bitkilerin yer altı kısımları) şeklindedir. , sert ağaç sapları, dalları vb.) tavşanlar tarafından yenemez. Zararlı besin zincirlerine girer ve/veya ayrıştırıcılar (F) tarafından ayrıştırılır. Diğer kısım yeni hücrelerin inşasına (nüfus büyüklüğü, tavşanların büyümesi - P) ve enerji metabolizmasının veya solunumun (R) sağlanmasına gider.

Bu durumda denge yaklaşımına göre enerji tüketiminin (C) denge eşitliği şu şekilde görünecektir: C = P + R + F, yani. Lindemann yasasına göre ikinci trofik seviyede alınan enerji nüfus artışına harcanacak - P -% 10, geri kalan% 90'ı solunum ve sindirilmemiş gıdaların uzaklaştırılması için harcanacak.

Böylece ekosistemlerde trofik düzeyin artmasıyla birlikte canlı organizmaların vücutlarında biriken enerjide hızlı bir azalma meydana gelir. Buradan her bir sonraki seviyenin neden her zaman bir öncekinden daha az olacağı ve besin zincirlerinin neden genellikle 3-5'ten (nadiren 6) fazla bağlantıya sahip olamayacağı ve ekolojik piramitlerin neden çok sayıda kattan oluşamayacağı açıktır: finale kadar Besin zincirinin halkası ekolojik piramidin en üst katındakiyle aynı olduğundan o kadar az enerji alacaktır ki, organizma sayısı artarsa ​​yeterli olmayacaktır.

Trofik seviyeler şeklinde birbirine bağlanan organizma gruplarının böyle bir dizisi ve tabi kılınması, işlevsel organizasyonunun temeli olan biyojeosinozdaki madde ve enerji akışını temsil eder.

Çoğu zaman ekolojik piramitleri incelemek öğrenciler için büyük zorluklara neden olur. Aslında en ilkel ve kolay ekolojik piramitler bile okul öncesi çocuklar ve ilkokul çocukları tarafından incelenmeye başlıyor. Bir bilim olarak ekoloji, modern dünyada önemli bir rol oynadığı için son yıllarda büyük ilgi görmeye başladı. Ekolojik piramit bir bilim olarak ekolojinin bir parçasıdır. Bunun ne olduğunu anlamak için bu makaleyi okumalısınız.

Ekolojik piramit nedir?

Ekolojik piramit, çoğunlukla üçgen şeklinde gösterilen bir grafik tasarımdır. Bu tür modeller biyosinozun trofik yapısını tasvir etmektedir. Bu, ekolojik piramitlerin birey sayısını, biyokütlesini veya içerdikleri enerji miktarını gösterdiği anlamına gelir. Her biri herhangi bir göstergeyi gösterebilir. Buna göre bu, ekolojik piramitlerin çeşitli türlerde olabileceği anlamına gelir: birey sayısını gösteren bir piramit, temsil edilen bireylerin biyokütle miktarını yansıtan bir piramit ve ayrıca içerdiği enerji miktarını açıkça gösteren son ekolojik piramit. bu bireylerde.

Sayı piramitleri nedir?

Sayıların (veya sayıların) piramidi, her trofik seviyedeki organizmaların sayısını gösterir. Böyle bir ekolojik grafik model bilimde kullanılabilir, ancak son derece nadirdir. Ekolojik sayı piramidindeki bağlantılar neredeyse süresiz olarak gösterilebilir, yani bir piramitteki biyosenozun yapısını tasvir etmek son derece zordur. Ek olarak, her trofik seviyede çok sayıda birey vardır, bu da bazen biyosinozun tüm yapısını tek bir ölçekte göstermeyi neredeyse imkansız hale getirir.

Sayılardan oluşan bir piramit oluşturma örneği

Sayılar piramidini ve yapısını anlamak için bu ekolojik piramidin içinde hangi bireylerin ve aralarındaki etkileşimlerin neler olduğunu bulmak gerekir. Şimdi örneklere detaylı olarak bakalım.

Şeklin tabanı 1000 ton çim olsun. Bu ot, diyelim ki 1 yıl içinde, doğal hayatta kalma koşulları altında yaklaşık 26 milyon çekirge veya diğer böcekleri besleyebilecek. Bu durumda çekirgeler bitki örtüsünün üzerinde yer alacak ve ikinci trofik seviyeyi oluşturacaktır. Üçüncü trofik seviye ise 90 bin kurbağa olacak ve bunlar bir yıl içinde aşağıda yer alan böcekleri tüketecek. Yılda yaklaşık 300 alabalık bu kurbağaları tüketebilecek, bu da piramidin dördüncü trofik seviyesinde yer alacakları anlamına geliyor. Bir yetişkin zaten ekolojik piramidin tepesinde yer alacak; bu zincirin beşinci ve son halkası, yani son trofik seviye olacak. Bunun nedeni, bir kişinin yılda yaklaşık 300 alabalık yiyebilmesidir. Buna karşılık insan dünyadaki en yüksek seviyedir ve bu nedenle onu kimse yiyemez. Örnekte gösterildiği gibi, ekolojik sayı piramidindeki halkaların eksik olması imkansızdır.

Ekosistemlere bağlı olarak çok çeşitli yapılara sahip olabilir. Örneğin karasal ekosistemlere ilişkin bu piramit, enerji piramidinin hemen hemen aynısı görünebilir. Bu, biyokütle piramidinin, sonraki her trofik seviyede biyokütle miktarının azalacağı şekilde inşa edileceği anlamına gelir.

Genel olarak biyokütle piramitleri çoğunlukla öğrenciler tarafından incelenmektedir çünkü onları anlamak biyoloji, ekoloji ve zooloji alanlarında bazı bilgiler gerektirir. Bu ekolojik piramit, üreticiler (yani inorganik maddelerden organik madde üreticileri) ve tüketiciler (bu organik maddelerin tüketicileri) arasındaki ilişkiyi temsil eden bir grafik çizimdir.

ve gösteriş?

Bir biyokütle piramidi oluşturma ilkesini gerçekten anlamak için tüketicilerin ve üreticilerin kim olduğunu anlamak gerekir.

Üreticiler inorganik maddelerden organik madde üreticileridir. Bunlar bitkiler. Örneğin bitki yaprakları karbondioksiti (inorganik madde) kullanır ve fotosentez yoluyla organik madde üretir.

Tüketiciler bu organik maddelerin tüketicileridir. Karasal ekosistemde bunlar hayvanlar ve insanlardır, su ekosistemlerinde ise çeşitli deniz hayvanları ve balıklardır.

Biyokütlenin ters piramitleri

Ters çevrilmiş biyokütle piramidi, ters çevrilmiş bir üçgen yapısına sahiptir, yani tabanı üst kısımdan daha dardır. Böyle bir piramit ters veya ters çevrilmiş olarak adlandırılır. Ekolojik piramit, üreticilerin (organik madde üreticileri) biyokütlesinin tüketicilerin (organik madde tüketicileri) biyokütlesinden daha az olması durumunda bu yapıya sahiptir.

Bildiğimiz gibi ekolojik piramit belirli bir ekosistemin grafik modelidir. Önemli ekolojik modellerden biri enerji akışının grafiksel yapısıdır. Besinlerin geçiş hızını ve zamanını yansıtan piramite enerji piramidi denir. Ünlü Amerikalı bilim adamı, ekolojist ve zoolog Raymond Lindeman sayesinde formüle edildi. Raymond, daha düşük bir trofik seviyeden diğerine geçerken, ekolojik piramidin önceki seviyesine giren enerjinin yaklaşık% 10'unun (daha fazla veya daha az) geçtiğini belirten bir yasa (ekolojik piramidin kuralı) formüle etti. besin zincirleri. Ve enerjinin geri kalan kısmı, kural olarak, yaşam sürecine, bu sürecin somutlaştırılmasına harcanır. Ve her bağlantıdaki değişim sürecinin bir sonucu olarak organizmalar enerjilerinin yaklaşık %90'ını kaybeder.

Enerji piramidinin modeli

Aslında model, üst trofik seviyelerden, alt seviyelere göre çok daha az enerjinin (birkaç kez) geçmesidir. Bu nedenle büyük yırtıcı hayvanların sayısı, örneğin kurbağalardan veya böceklerden çok daha azdır.

Örneğin ayı gibi yırtıcı bir hayvanı ele alalım. En üstte, yani en son trofik seviyede olabilir, çünkü onunla beslenebilecek bir hayvan bulmak zordur. Ayıları yiyecek olarak tüketen çok sayıda hayvan olsaydı, ayıların sayısı az olduğundan kendilerini besleyemeyecekleri için çoktan yok olmuşlardı. Enerji piramidinin kanıtladığı şey budur.

Doğal dengeler piramidi

Okul çocukları bunu 1. veya 2. sınıfta öğrenmeye başlarlar çünkü anlaşılması oldukça kolaydır, ancak aynı zamanda ekoloji biliminin bir bileşeni olarak da çok önemlidir. Doğal denge piramidi hem karasal hem de su altı doğada farklı ekosistemlerde faaliyet göstermektedir. Genellikle okul çocuklarına dünyadaki her canlının önemini tanıtmak için kullanılır. Doğal dengeler piramidini anlamak için örneklere bakmak gerekir.

Doğal dengelerden oluşan bir piramit oluşturma örnekleri

Doğal dengeler piramidi, bir nehir ve ormanın etkileşimi ile açıkça ortaya konabilir. Örneğin, grafiksel bir çizim, doğal kaynakların aşağıdaki etkileşimini gösterebilir: Bir nehrin kıyısında, çok derinlere giden bir orman vardı. Nehir çok derindi ve kıyılarında çiçekler, mantarlar ve çalılar yetişiyordu. Sularında çok sayıda balık vardı. Bu örnekte ekolojik bir denge söz konusudur. Nehir, nemini ağaçlara verir ancak ağaçlar gölge oluşturur ve nehirden gelen suyun buharlaşmasına izin vermez. Doğal dengenin tam tersi örneğini ele alalım. Ormanın başına bir şey gelirse, ağaçlar yanarsa, kesilirse dere koruma altına alınamadan kuruyabilir. Bu bir yıkım örneği

Aynı şey hayvanlarda ve bitkilerde de olabilir. Baykuşları ve meşe palamutlarını düşünün. Meşe palamudu ekolojik piramidin doğal dengesinin temelini oluşturur çünkü hiçbir şeyle beslenmezler, aynı zamanda kemirgenleri de beslerler. Bir sonraki trofik seviyedeki ikinci bileşen tahta fareler olacaktır. Meşe palamutlarıyla beslenirler. Baykuşlar fare yedikleri için piramidin tepesinde yer alacak. Ağaçta yetişen meşe palamudu yok olursa, farelerin yiyecek hiçbir şeyi kalmayacak ve büyük ihtimalle öleceklerdir. Ama o zaman baykuşların yiyecek kimsesi kalmayacak ve tüm türler ölecek. Bu doğal dengenin piramididir.

Bu piramitler sayesinde ekolojistler doğanın ve hayvanlar dünyasının durumunu izleyebilir ve uygun sonuçlara varabilirler.

Ekolojik piramitler olarak adlandırılan formda grafiksel olarak gösterilebilir. Piramidin tabanı üreticilerin seviyesidir ve sonraki beslenme seviyeleri piramidin tabanlarını ve tepesini oluşturur. Üç ana ekolojik piramit türü vardır:

1. Her seviyedeki organizmaların sayısını yansıtan bir sayı piramidi;
2. Canlı maddenin kütlesini karakterize eden biyokütle piramidi - toplam kuru ağırlık, kalori içeriği vb.;
3. Ardışık trofik seviyelerde birincil üretimdeki (veya enerjideki) değişimi gösteren, evrensel nitelikteki bir üretim (enerji) piramidi.

Düzenli sayı piramitleri mera zincirleri için çok geniş bir tabana sahiptirler ve nihai tüketicilere doğru keskin bir daralma gösterirler. Bu durumda, "adımların" sayısı en az 1-3 büyüklük düzeyinde farklılık gösterir. Ancak bu yalnızca otsu topluluklar için geçerlidir - çayır veya bozkır biyosinozları.

Bir orman topluluğunu düşünürsek (binlerce fitofaj bir ağaçta beslenebilir) veya yaprak bitleri ve filler gibi farklı fitofajlar aynı trofik seviyede ortaya çıkarsa, resim çarpıcı biçimde değişir. Bu çarpıklığın üstesinden gelinebilir biyokütle piramitleri.

Karasal ekosistemlerde, bitkilerin biyokütlesi her zaman hayvanların biyokütlesinden önemli ölçüde daha fazladır ve fitofajların biyokütlesi her zaman zoofajların biyokütlesinden daha fazladır.

Su, özellikle deniz ekosistemleri için biyokütle piramitleri farklı görünmektedir: hayvanların biyokütlesi genellikle bitkilerin biyokütlesinden çok daha fazladır. Bu "yanlışlık", biyokütle piramitlerinin farklı trofik seviyelerdeki bireylerin nesillerinin varoluş süresini, biyokütlenin oluşum ve tüketim hızını dikkate almamasından kaynaklanmaktadır. Deniz ekosistemlerinin ana üreticisi, büyük üreme potansiyeline ve hızlı nesil değişimine sahip olan fitoplanktondur. Yırtıcı balıklar (ve hatta morslar ve balinalar) biyokütlelerini biriktirene kadar geçen sürede, toplam biyokütlesi çok daha büyük olan birçok fitoplankton nesli değişecek. Bu nedenle ekosistemlerin trofik yapısını ifade etmenin evrensel yolu, canlı maddenin oluşum hızları piramidi, diğer bir deyişle enerji piramididir.

Trofik ilişkilerin ekosistem üzerindeki etkisinin daha mükemmel bir yansıması kuraldır ürün piramitleri (enerji): Önceki her trofik seviyede, birim zaman (veya enerji) başına oluşturulan biyokütle miktarı bir sonraki seviyeden daha fazladır. Üretim piramidi, trofik zincirlerdeki enerji harcama yasalarını yansıtır.

Sonuçta, üç piramit kuralının tümü ekosistemdeki enerji ilişkilerini yansıtır ve ürün (enerji) piramidi doğası gereği evrenseldir.

Doğada, kararlı sistemlerde biyokütle çok az değişir; doğa brüt üretiminin tamamını kullanmaya çabalıyor. Bir ekosistemin enerjisi ve niceliksel göstergeleri hakkında bilgi sahibi olmak, belirli miktarda bitki ve hayvan biyokütlesinin doğal ekosistemden üretkenliğini bozmadan çıkarma olasılığını doğru bir şekilde hesaba katmayı mümkün kılar.

İnsan doğal sistemlerden oldukça fazla ürün alır, ancak onun için ana besin kaynağı tarımdır. Tarımsal ekosistemler yaratan kişi, mümkün olduğu kadar çok saf bitki örtüsü ürünü elde etmeye çalışır, ancak bitki kütlesinin yarısını otçulları, kuşları vb. beslemek için harcaması gerekir, ürünlerin önemli bir kısmı sanayiye gider ve atık olarak kaybolur. yani ve burada net üretimin yaklaşık %90'ı kaybediliyor ve yalnızca yaklaşık %10'u doğrudan insan tüketimi için kullanılıyor.