Bộ Giáo dục và Khoa học Liên bang Nga
Cơ quan giáo dục ngân sách nhà nước liên bang
giáo dục chuyên nghiệp cao hơn
"Đại học bang Vladimir
được đặt theo tên của Alexander Grigorievich và Nikolai Grigorievich Stoletov"
(VlSU)
Khoa sinh thái
Công việc thực tế.
theo kỷ luật:
"Sinh thái"
Hoàn thành:
Nghệ thuật. gr. VT-110
Shchegurov R.N.
Đã chấp nhận:
Zabelina O.N.
Vladimir 2013
Phần lý thuyết.
Khái niệm hệ sinh thái
Hệ sinh thái- là bất kỳ tập hợp các sinh vật sống tương tác và điều kiện môi trường. Ví dụ, các hệ sinh thái là một tổ kiến, một mảng rừng, một cảnh quan địa lý hoặc thậm chí là toàn bộ địa cầu.
Các hệ sinh thái bao gồm các thành phần sống và không sống, lần lượt được gọi là thành phần sinh học và phi sinh học. loại thực phẩm Chúng được chia thành các sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng.
Sinh vật tự dưỡng tổng hợp các chất hữu cơ cần thiết từ các chất vô cơ. Dựa vào nguồn năng lượng để tổng hợp, chúng được chia thành hai loại: quang tự dưỡng và hóa tự dưỡng.
Quang tự dưỡng Năng lượng mặt trời được sử dụng để tổng hợp các chất hữu cơ. Đây là những cây xanh có chất diệp lục (và các sắc tố khác) và hấp thụ ánh sáng mặt trời. Quá trình hấp thụ nó xảy ra được gọi là quang hợp.
Hóa tự dưỡng Năng lượng hóa học được sử dụng để tổng hợp các chất hữu cơ. Đây là những vi khuẩn lưu huỳnh và vi khuẩn sắt thu được năng lượng từ quá trình oxy hóa các hợp chất sắt và lưu huỳnh. Sinh vật hóa tự dưỡng chỉ đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước ngầm. Vai trò của chúng trong hệ sinh thái trên cạn là tương đối nhỏ.
Dị dưỡng Chúng sử dụng các chất hữu cơ được tổng hợp bởi sinh vật tự dưỡng và cùng với những chất này chúng thu được năng lượng. Do đó, các sinh vật dị dưỡng phụ thuộc vào sự tồn tại của chúng vào các sinh vật tự dưỡng và hiểu được sự phụ thuộc này là cần thiết để hiểu được các hệ sinh thái.
Thành phần vô sinh hoặc phi sinh học của một hệ sinh thái chủ yếu bao gồm, thứ nhất là đất hoặc nước, và thứ hai là khí hậu.
Chuỗi thức ăn và bậc dinh dưỡng
Trong một hệ sinh thái, các chất hữu cơ chứa năng lượng được tạo ra bởi các sinh vật tự dưỡng và dùng làm thức ăn (nguồn vật chất và năng lượng) cho các sinh vật dị dưỡng. Một ví dụ điển hình: một con vật ăn thực vật. Ngược lại, con vật này có thể bị động vật khác ăn thịt và bằng cách này, năng lượng có thể được truyền qua một số sinh vật - sinh vật tiếp theo ăn sinh vật trước đó, cung cấp nguyên liệu thô và năng lượng cho nó. Trình tự này được gọi là chuỗi thức ăn , và mỗi liên kết của nó là cấp độ danh hiệu .
Với mỗi lần truyền liên tiếp, phần lớn (80 - 90%) thế năng bị mất đi, chuyển thành nhiệt(quy tắc 10%). Do đó, chuỗi thức ăn càng ngắn thì con người càng có nhiều năng lượng. Sự mất mát năng lượng trong quá trình vận chuyển có liên quan đến sự hạn chế về số lượng liên kết trong chuỗi dinh dưỡng, thường không vượt quá 4 - 5, vì chuỗi thức ăn càng dài thì khả năng sản xuất liên kết cuối cùng của nó càng thấp so với việc sản xuất năng lượng. cái ban đầu.
Cấp độ danh hiệu đầu tiên được chiếm giữ bởi nhà sản xuất , là sinh vật tự dưỡng, chủ yếu là thực vật xanh. Một số sinh vật nhân sơ, cụ thể là tảo xanh lục và một số loài vi khuẩn, cũng quang hợp, nhưng sự đóng góp của chúng tương đối nhỏ. Quang hợp chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng hóa học có trong các phân tử hữu cơ mà từ đó các mô của chúng được tạo ra. Vi khuẩn tổng hợp hóa học cũng đóng góp một phần nhỏ vào việc sản xuất chất hữu cơ.
Sinh vật bậc dinh dưỡng thứ hai được gọi là người tiêu dùng sơ cấp , thứ ba - người tiêu dùng thứ cấp . Tất cả người tiêu dùng đều là những người dị dưỡng.
Có hai loại chuỗi thức ăn chính - chăn thả và gây hại. TRONG thức ăn đồng cỏ chuỗi, bậc dinh dưỡng đầu tiên là thực vật xanh, bậc dinh dưỡng thứ hai là động vật ăn cỏ và bậc dinh dưỡng thứ ba là động vật ăn thịt.
Tuy nhiên, xác động vật và thực vật chết (mảnh vụn) vẫn chứa năng lượng, cũng như các chất bài tiết trong cơ thể, ví dụ như nước tiểu và phân. Các chất hữu cơ này bị phân hủy chất phân hủy. Như vậy, thực phẩm có hại chuỗi bắt đầu bằng các chất hữu cơ đã chết và đi xa hơn đến các sinh vật ăn chúng. Ví dụ, một con vật chết ® ấu trùng ruồi ăn thịt ® ếch cỏ.
Trong sơ đồ chuỗi thức ăn, mỗi sinh vật được thể hiện bằng cách ăn các sinh vật khác cùng loại. Tuy nhiên, mối quan hệ thực tế về thức ăn trong một hệ sinh thái phức tạp hơn nhiều, vì động vật có thể ăn các loại sinh vật khác nhau từ cùng một chuỗi thức ăn hoặc khác nhau. Vì vậy, các chuỗi thức ăn không tách rời nhau mà gắn bó chặt chẽ với nhau và tạo thành lưới thức ăn .
Kim tự tháp sinh thái
Kim tự tháp sinh thái thể hiện cấu trúc dinh dưỡng của một hệ sinh thái ở dạng hình học. Chúng được xây dựng bằng cách xếp chồng các hình chữ nhật có cùng chiều rộng nhưng chiều dài của hình chữ nhật phải tỷ lệ thuận với giá trị của tham số đo được. Bằng cách này, có thể thu được kim tự tháp về số lượng, sinh khối và năng lượng.
Những kim tự tháp này phản ánh hai đặc điểm cơ bản của bất kỳ biocenosis nào khi chúng thể hiện cấu trúc dinh dưỡng của nó:
chiều cao của chúng tỷ lệ thuận với độ dài của chuỗi thức ăn được đề cập, tức là số bậc danh hiệu mà nó chứa;
hình dạng của chúng ít nhiều phản ánh hiệu quả của quá trình biến đổi năng lượng trong quá trình chuyển đổi từ cấp độ này sang cấp độ khác.
Kim tự tháp sốđại diện cho sự gần đúng đơn giản nhất để nghiên cứu cấu trúc dinh dưỡng của một hệ sinh thái. Một quy tắc cơ bản đã được thiết lập, theo đó trong bất kỳ môi trường nào, khi chuyển từ bậc dinh dưỡng này sang bậc dinh dưỡng khác, số lượng cá thể giảm đi và kích thước của chúng tăng lên (Hình 1.1).
Cơm. 1.1. Kim tự tháp sinh thái của các con số
Tóm lại, chúng tôi lưu ý rằng kim tự tháp số không phản ánh một cách lý tưởng các mối quan hệ dinh dưỡng trong cộng đồng, vì nó không tính đến quy mô hoặc khối lượng của cá thể.
Kim tự tháp sinh khối phản ánh đầy đủ hơn các mối quan hệ lương thực trong hệ sinh thái, vì nó thể hiện sinh khối (khối lượng khô) tại một thời điểm nhất định ở mỗi cấp độ của chuỗi thức ăn (Hình 1.2).
Cơm. 1.2. Kim tự tháp sinh khối. Loại A là phổ biến nhất.
Loại B đề cập đến kim tự tháp ngược (xem văn bản). Những con số có nghĩa là
sản phẩm tính bằng g/m2
Điều quan trọng là phải hiểu rằng lượng sinh khối không chứa bất kỳ thông tin nào về tốc độ hình thành hoặc tiêu thụ nó.
Các nhà sản xuất quy mô nhỏ, chẳng hạn như tảo, được đặc trưng bởi tỷ lệ sinh sản cao, được cân bằng bởi mức độ tiêu thụ mạnh mẽ của các loài khác và cái chết tự nhiên. Vì vậy, mặc dù sinh khối của chúng có thể nhỏ so với các cây sản xuất lớn (cây), nhưng năng suất của chúng có thể không kém vì cây tích lũy sinh khối trong một thời gian dài. Một hệ quả có thể xảy ra của điều này là kim tự tháp sinh khối đảo ngược được thể hiện trong Hình 1.2, mô tả cộng đồng Kênh tiếng Anh. Động vật phù du có sinh khối lớn hơn thực vật phù du mà chúng ăn.
Những bất tiện như vậy có thể tránh được bằng cách sử dụng kim tự tháp năng lượng. Kim tự tháp năng lượng theo cách cơ bản nhất, chúng phản ánh mối quan hệ giữa các sinh vật ở các bậc dinh dưỡng khác nhau. Mỗi bậc của kim tự tháp năng lượng phản ánh lượng năng lượng (trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích) đã chuyển qua một bậc dinh dưỡng nhất định trong một khoảng thời gian nhất định (Hình 1.3).
| |
Cơm. 1.3. Kim tự tháp năng lượng. Những con số cho biết số lượng
năng lượng ở mỗi bậc dinh dưỡng tính bằng kJ/m 2 năm
Kim tự tháp năng lượng cho phép chúng ta so sánh không chỉ các hệ sinh thái khác nhau mà còn so sánh tầm quan trọng tương đối của các quần thể trong cùng một hệ sinh thái mà không kết thúc bằng các kim tự tháp ngược.
Năng suất hệ sinh thái
Bất kỳ hệ sinh thái nào cũng được đặc trưng bởi một sinh khối nhất định. Dưới sinh khối ngụ ý tổng khối lượng của tất cả vật chất sống, thực vật và động vật, hiện diện tại một thời điểm cụ thể nhất định trong hệ sinh thái hoặc bất kỳ bộ phận nào của nó. Sinh khối thường được biểu thị bằng đơn vị khối lượng là chất khô hoặc năng lượng chứa trong một khối lượng nhất định (J, cal). Sinh khối tích lũy trong một khoảng thời gian nhất định (thường là một năm) được gọi là năng suất sinh học. Nói cách khác, năng suất là tốc độ tích lũy chất hữu cơ (nó bao gồm tất cả sự phát triển của mô thực vật, tức là rễ, lá, v.v., cũng như sự gia tăng khối lượng mô động vật trong một khoảng thời gian nhất định).
Năng suất hệ sinh thái được chia thành sơ cấp và thứ cấp. Năng suất sơ cấp , hay sản xuất sơ cấp, là tốc độ tích lũy chất hữu cơ của các sinh vật tự dưỡng.
Năng suất sơ cấp lần lượt được chia thành tổng và ròng. Tổng sản lượng sơ cấp - đây là tổng khối lượng chất hữu cơ được các nhà sản xuất tổng hợp trong một khoảng thời gian nhất định.
Một phần chất hữu cơ tổng hợp được thực vật hoặc các nhà sản xuất khác sử dụng để duy trì các chức năng quan trọng của chính chúng, tức là tiêu thụ trong quá trình thở. Nếu chúng ta trừ đi tổng sản lượng sơ cấp lượng chất hữu cơ được sử dụng cho quá trình hô hấp của sinh vật sản xuất, chúng ta thu được sản xuất sơ cấp thuần túy .Nó có sẵn cho sinh vật dị dưỡng (sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân hủy), bằng cách ăn chất hữu cơ được tổng hợp bởi sinh vật tự dưỡng, tạo ra sản phẩm thứ cấp .
CẤP ĐỘ TROPHIC
Việc phân bố các sinh vật thành các nhóm phân loại rộng - bậc dinh dưỡng - dựa trên vị trí của chúng trong "chuỗi thức ăn" đã được đề xuất như một cách đơn giản hóa hữu ích trong việc phân tích cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái về mặt dòng năng lượng.
Ở cấp độ thấp hơn của chuỗi thức ăn, có những nhà sản xuất, tức là những nhà sản xuất chất hữu cơ (chủ yếu là thực vật), bị ăn bởi động vật ăn cỏ (người tiêu dùng chính hoặc người tiêu dùng), và đến lượt họ, lại bị ăn bởi động vật ăn thịt (thứ hai- người tiêu dùng đặt hàng). Những kẻ săn mồi nhỏ bị săn đuổi bởi những kẻ săn mồi lớn (người tiêu dùng bậc ba), v.v. Nếu chúng ta nhìn quá trình này từ góc độ sinh khối, thì các bậc dinh dưỡng được điều chỉnh lẫn nhau giống như những viên gạch Lego, tỷ lệ thuận với lượng sinh khối hiện có. Kết quả là chúng ta có được một kim tự tháp, ở đáy là những nhà sản xuất chính. Đôi khi kim tự tháp bị đảo ngược, khi các loài động vật ăn cỏ được đại diện rộng rãi dường như dồn khối lượng của chúng lên mức kém của các loài sinh vật sản xuất sơ cấp; Trong trường hợp này, có vẻ như sinh khối của sinh vật sản xuất thấp hơn mức đủ để hỗ trợ sinh khối của động vật ăn cỏ. Tại một số thời điểm cụ thể, điều này thực sự có thể xảy ra, nhưng ngoài yếu tố tĩnh, động lực học của hệ thống cũng phải được tính đến. Người sản xuất có thể sinh sản với tốc độ rất cao và tăng sinh khối nhanh hơn nhiều so với người tiêu dùng; họ chỉ đơn giản là tiêu thụ ở tốc độ rất cao. Nếu các cấp độ dinh dưỡng được xem xét từ quan điểm cung cấp năng lượng, thì do việc chuyển nó từ cấp độ này sang cấp độ khác không hiệu quả, nên hình thức quan hệ lương thực phải luôn có dạng kim tự tháp (xem phần “Năng lượng sinh thái”).
Khái niệm về bậc dinh dưỡng đã bị chỉ trích. Có lẽ đây chỉ là lời tuyên bố về một sự thật hiển nhiên, được diễn đạt bằng ngôn ngữ khoa học? Nó có quá rộng để hữu ích cho việc nghiên cứu không? Đâu là nơi sinh vật ăn tạp và ăn xác thối (sinh vật phân hủy) trong những kim tự tháp này? Làm gì với cây ăn thịt? Một con gà gô trưởng thành ăn những chồi non của cây thạch thảo, và những con gà con của nó ăn côn trùng - hóa ra là cùng một loài nằm ở các cấp độ dinh dưỡng khác nhau. Vì những khó khăn này, một số nhà sinh thái học tin rằng ý tưởng về cấp độ dinh dưỡng không có ích gì và nên loại bỏ vì không cần thiết. Họ nói rằng dòng năng lượng và sự biến đổi của nó trong hệ sinh thái được nghiên cứu tốt hơn nhiều bằng cách sử dụng sơ đồ “mạng lưới các mối quan hệ dinh dưỡng”.
Xem thêm các bài viết “Sản xuất sơ cấp”, “Mạng lưới danh hiệu”, “Năng lượng sinh thái”, “Hệ sinh thái”.
Từ cuốn sách Nguyên tắc cơ bản của tâm lý động vật tác giả Fabry Kurt ErnestovichMức độ phát triển tinh thần thấp nhất Ở mức độ phát triển tinh thần thấp nhất có một nhóm động vật khá lớn; Trong số đó cũng có những loài động vật vẫn nằm ở ranh giới giữa thế giới động vật và thực vật (flagellate), mặt khác, tương đối
Từ cuốn sách Nguyên tắc cơ bản của sinh lý thần kinh tác giả Shulgovsky Valery ViktorovichMức độ phát triển cao nhất của tâm lý cảm giác cơ bản Một số lượng lớn động vật không xương sống đa bào đã đạt đến mức độ cao nhất của tâm lý cảm giác cơ bản. Tuy nhiên, như đã lưu ý, một số động vật không xương sống đa bào bậc thấp chủ yếu có cùng mức độ
Từ cuốn sách Cuốn sách sự kiện mới nhất. Tập 1 [Thiên văn học và vật lý thiên văn. Địa lý và khoa học trái đất khác. Sinh học và Y học] tác giảMức độ phát triển thấp nhất của tâm lý nhận thức. Tâm lý nhận thức là giai đoạn phát triển cao nhất của khả năng phản ánh tinh thần. Chúng ta hãy nhớ lại rằng giai đoạn này, theo Leontiev, được đặc trưng bởi sự thay đổi trong cấu trúc hoạt động - bằng cách nêu bật nội dung hoạt động liên quan đến
Từ cuốn sách Mafia dược phẩm và thực phẩm bởi Brouwer LouisMức độ phát triển cao nhất của tâm lý tri giác Trong thế giới động vật, quá trình tiến hóa đã dẫn đến ba đỉnh cao: động vật có xương sống, côn trùng và động vật chân đầu. Theo mức độ cấu trúc cao và hoạt động sống còn của những động vật này, chúng tôi quan sát thấy ở chúng những dạng phức tạp nhất
Từ cuốn sách Sinh thái học bởi Mitchell PaulPHƯƠNG PHÁP CẤP ĐỘ TỔ CHỨC CHUYỂN ĐỘNG Tủy sống là phần xa nhất của hệ thần kinh trung ương. Nó bao gồm 36–37 đoạn (Hình 5.1). Hai cặp dây thần kinh (trước hoặc bụng và lưng hoặc sau) phát sinh từ mỗi đoạn của tủy sống. Tổng cộng có 36–37 cặp
Từ cuốn sách Kiến, họ là ai? tác giả Marikovsky Pavel Iustinovich Từ cuốn sách Cuốn sách sự kiện mới nhất. Tập 1. Thiên văn học và vật lý thiên văn. Địa lý và khoa học trái đất khác. Sinh học và y học tác giả Kondrashov Anatoly Pavlovich Từ cuốn sách của tác giảThuốc làm giảm cholesterol trong máu Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ đã công bố một báo cáo dài 13 trang có tựa đề: “Báo cáo của Hội nghị Hiệp hội về mối quan hệ giữa Cholesterol trong máu và
Từ cuốn sách của tác giảTROPHIC CASCADE Rái cá biển ăn nhím biển, do đó nhím biển ăn tảo nâu. Nhưng khi việc săn bắt rái cá biển khiến chúng gần như tuyệt chủng hoàn toàn, tảo nâu cũng gặp khó khăn vì không có gì hạn chế được sự phát triển của nhím biển. Kết quả là
Từ cuốn sách của tác giảCác mức độ phát triển xã hội khác nhau Không phải tất cả các loài kiến đều có cùng một mức độ phát triển xã hội. Cùng với những loài có xã hội phát triển và bị chi phối bởi những quy luật phức tạp, có những loài kiến dường như đã dừng lại trong quá trình tiến hóa, lạc hậu. Kiến là thế đấy
Từ cuốn sách của tác giảMực nước biển sẽ tăng bao nhiêu nếu sông băng ở Nam Cực và Greenland tan chảy? Nếu các sông băng ở Nam Cực và Greenland tan chảy hoàn toàn ngày hôm nay, mực nước Đại dương Thế giới sẽ tăng khoảng 60 mét. Toàn bộ vùng ven biển sẽ bị ngập lụt
Từ cuốn sách của tác giảMức độ hiện tại của Đại dương Thế giới ở đỉnh cao của Kỷ băng hà thấp hơn bao nhiêu? Vào thời kỳ đỉnh cao của Kỷ băng hà, lượng nước được rút từ Đại dương Thế giới vào các sông băng nhiều gấp 3–4 lần so với lượng nước chứa trong các sông băng hiện có trên Trái đất. Người ta ước tính rằng mực nước biển
"CẤP ĐỘ TROPHIC" là gì? Làm thế nào để đánh vần từ này một cách chính xác. Khái niệm và giải thích.
CẤP ĐỘ TROPHIC CẤP ĐỘ TROPHIC là một tập hợp các sinh vật được thống nhất bởi một loại dinh dưỡng. Ý tưởng của T. cho phép chúng ta hiểu động lực của dòng năng lượng và các yếu tố dinh dưỡng quyết định nó. kết cấu. Các sinh vật tự dưỡng (chủ yếu là thực vật xanh) chiếm T. - (nhà sản xuất), động vật ăn cỏ - thứ hai (người tiêu dùng bậc một), kẻ săn mồi ăn động vật ăn cỏ - thứ ba (người tiêu dùng bậc hai), kẻ săn mồi thứ cấp - thứ tư (người tiêu dùng bậc ba). Các sinh vật có dinh dưỡng khác nhau chuỗi, nhưng nhận thức ăn thông qua số lượng liên kết bằng nhau trong dinh dưỡng. chuỗi được đặt trên một T.u. Vì vậy, một con bò và một con mọt thuộc chi Siton ăn lá cỏ linh lăng là những người tiêu dùng đầu tiên. Mối quan hệ thực sự giữa T.u. trong cộng đồng rất phức tạp. Các quần thể cùng loài tham gia vào các hoạt động khác nhau chiến tích các mạch điện có thể được đặt trên các T.u. khác nhau, tùy thuộc vào nguồn năng lượng được sử dụng. Tại mỗi T.u. Thực phẩm tiêu thụ không được tiêu hóa hoàn toàn, vì điều này có nghĩa là một phần của nó được dùng để trao đổi. Do đó, việc sản xuất sinh vật của mỗi loài T. luôn thấp hơn sản lượng của đơn vị kỹ thuật trước đó, trung bình là 10 lần. Đề cập đến lượng năng lượng được truyền từ một T.u. với người khác, được gọi là sinh thái, hiệu quả cộng đồng hoặc hiệu quả dinh dưỡng. dây chuyền. Tỷ lệ chênh lệch Cái đó. (cấu trúc danh hiệu) có thể được mô tả bằng đồ họa dưới dạng kim tự tháp sinh thái, cơ sở của nó là cấp độ đầu tiên (cấp độ của nhà sản xuất). sinh thái kim tự tháp có thể có ba loại: 1) kim tự tháp số - phản ánh số lượng phòng ban. sinh vật ở mọi cấp độ; 2) kim tự tháp sinh khối - tổng trọng lượng khô, hàm lượng năng lượng hoặc thước đo khác về tổng lượng vật chất sống; 3) kim tự tháp năng lượng - lượng dòng năng lượng. Nền trong kim tự tháp về số lượng và sinh khối có thể nhỏ hơn các cấp tiếp theo (tùy thuộc vào tỷ lệ quy mô của người sản xuất và người tiêu dùng). Kim tự tháp năng lượng luôn thu hẹp lên trên. Trong các hệ sinh thái trên cạn, sự giảm lượng năng lượng sẵn có thường đi kèm với việc giảm sinh khối và số lượng cá thể ở mỗi cây. Các loại kim tự tháp sinh thái của chuỗi dinh dưỡng đơn giản cỏ linh lăng - bê - bé. Kim tự tháp số (1) cho thấy rằng nếu một cậu bé chỉ ăn thịt bê trong một năm thì cậu ta sẽ cần 4,5 con bê, và để nuôi những con bê này, cần phải gieo một cánh đồng rộng 4 ha trồng cỏ linh lăng (2-107 cây ). Trong kim tự tháp sinh khối (2), số lượng cá thể được thay thế bằng giá trị sinh khối. Kim tự tháp năng lượng (3) có tính đến năng lượng mặt trời. Cỏ linh lăng sử dụng 0,24% năng lượng mặt trời. Để tích lũy sản lượng, bê sử dụng 8% năng lượng mà cỏ linh lăng tích lũy trong suốt cả năm. Trong năm, 0,7% năng lượng tích lũy của bê được sử dụng cho sự phát triển và tăng trưởng của trẻ. Kết quả là, hơn một phần triệu năng lượng mặt trời rơi trên cánh đồng rộng 4 ha được sử dụng để nuôi một đứa trẻ trong một năm (theo Yu. Odum)..(
Năng lượng của Mặt trời đóng một vai trò rất lớn trong việc tái tạo sự sống. Lượng năng lượng này rất lớn (khoảng 55 kcal trên 1 cm 2 mỗi năm). Trong số này, các nhà sản xuất - cây xanh - ghi nhận không quá 1-2% năng lượng do quá trình quang hợp, còn sa mạc và đại dương - một phần trăm phần trăm.
Số lượng mắt xích trong chuỗi thức ăn có thể khác nhau, nhưng thường có 3-4 mắt xích (ít gặp hơn là 5 mắt xích). Thực tế là có rất ít năng lượng đến được mắt xích cuối cùng của chuỗi thức ăn nên sẽ không đủ nếu số lượng sinh vật tăng lên.
Cơm. 1. Chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái trên cạn
Tập hợp các sinh vật được thống nhất bởi một loại dinh dưỡng và chiếm một vị trí nhất định trong chuỗi thức ăn được gọi là cấp độ danh hiệu. Các sinh vật nhận năng lượng từ Mặt trời qua cùng số bước thuộc về cùng một bậc dinh dưỡng.
Chuỗi thức ăn (hoặc chuỗi thức ăn) đơn giản nhất có thể bao gồm thực vật phù du, tiếp theo là các loài giáp xác phù du ăn cỏ lớn hơn (động vật phù du) và kết thúc bằng cá voi (hoặc động vật ăn thịt nhỏ) lọc các loài giáp xác này khỏi nước.
Thiên nhiên rất phức tạp. Tất cả các yếu tố của nó, sống và không sống, là một tổng thể, một phức hợp gồm các hiện tượng và sinh vật tương tác và liên kết với nhau thích nghi với nhau. Đây là những liên kết của một chuỗi. Và nếu bạn loại bỏ ít nhất một liên kết như vậy khỏi chuỗi tổng thể, kết quả có thể không như mong đợi.
Việc phá vỡ chuỗi thức ăn có thể có tác động đặc biệt tiêu cực đến các khu rừng, cho dù đó là quần thể sinh học rừng ôn đới hay quần thể sinh học rừng nhiệt đới rất đa dạng về loài. Nhiều loài cây, cây bụi hoặc cây thân thảo phụ thuộc vào một loài thụ phấn cụ thể—ong, ong bắp cày, bướm hoặc chim ruồi—sống trong phạm vi của các loài thực vật. Ngay khi cây có hoa hoặc cây thân thảo cuối cùng chết đi, loài thụ phấn sẽ buộc phải rời khỏi môi trường sống này. Kết quả là thực vật thực vật (động vật ăn cỏ) ăn những cây hoặc quả cây này sẽ chết. Những kẻ săn mồi đã săn thực vật thực vật sẽ không có thức ăn, và sau đó những thay đổi sẽ lần lượt ảnh hưởng đến các mắt xích còn lại của chuỗi thức ăn. Kết quả là chúng sẽ ảnh hưởng đến con người vì chúng có vị trí cụ thể trong chuỗi thức ăn.
Chuỗi thức ăn có thể được chia thành hai loại chính: chăn thả và gây hại. Giá lương thực bắt đầu bằng sinh vật quang hợp tự dưỡng được gọi là đồng cỏ, hoặc chuỗi ăn uống. Trên cùng của chuỗi đồng cỏ có cây xanh. Ở cấp độ thứ hai của chuỗi đồng cỏ thường có thực vật thực vật, tức là động vật ăn thực vật. Một ví dụ về chuỗi thức ăn đồng cỏ là mối quan hệ giữa các sinh vật trong đồng cỏ vùng ngập lũ. Một chuỗi như vậy bắt đầu với một cây hoa đồng cỏ. Liên kết tiếp theo là một con bướm ăn mật hoa. Sau đó là cư dân của môi trường sống ẩm ướt - ếch. Màu sắc bảo vệ của nó cho phép nó phục kích con mồi, nhưng không cứu được nó khỏi một kẻ săn mồi khác - loài rắn cỏ thông thường. Con diệc sau khi bắt được con rắn sẽ khép lại chuỗi thức ăn ở đồng cỏ vùng ngập.
Nếu chuỗi thức ăn bắt đầu bằng xác thực vật chết, xác động vật và phân động vật - mảnh vụn thì được gọi là có hại, hoặc chuỗi phân hủy Thuật ngữ "mảnh vụn" có nghĩa là một sản phẩm của sự phân hủy. Nó được mượn từ địa chất, nơi mảnh vụn đề cập đến các sản phẩm phá hủy đá. Trong sinh thái học, mảnh vụn là chất hữu cơ tham gia vào quá trình phân hủy. Những chuỗi như vậy là điển hình cho các cộng đồng ở đáy hồ sâu và đại dương, nơi nhiều sinh vật ăn sự lắng đọng của mảnh vụn được hình thành bởi các sinh vật chết từ các lớp được chiếu sáng phía trên của hồ chứa.
Trong biocenoses rừng, chuỗi mảnh vụn bắt đầu bằng sự phân hủy chất hữu cơ chết của động vật hoại sinh. Sự tham gia tích cực nhất vào quá trình phân hủy chất hữu cơ ở đây được thực hiện bởi các động vật không xương sống trong đất (động vật chân đốt, giun) và vi sinh vật. Ngoài ra còn có các loài hoại sinh lớn - côn trùng chuẩn bị chất nền cho các sinh vật thực hiện quá trình khoáng hóa (đối với vi khuẩn và nấm).
Không giống như chuỗi đồng cỏ, kích thước của sinh vật khi di chuyển dọc theo chuỗi mảnh vụn không tăng lên mà ngược lại lại giảm đi. Vì vậy, ở cấp độ thứ hai có thể có côn trùng đào mộ. Nhưng đại diện tiêu biểu nhất của chuỗi mảnh vụn là nấm và vi sinh vật ăn chất chết và hoàn thành quá trình phân hủy các chất hữu cơ sinh học thành trạng thái các chất khoáng và chất hữu cơ đơn giản, sau đó được rễ cây xanh tiêu thụ ở dạng hòa tan tại đỉnh của chuỗi đồng cỏ, từ đó bắt đầu một vòng chuyển động mới của vật chất.
Một số hệ sinh thái bị thống trị bởi đồng cỏ, trong khi những hệ sinh thái khác bị chi phối bởi chuỗi mảnh vụn. Ví dụ, một khu rừng được coi là một hệ sinh thái bị chi phối bởi các chuỗi mảnh vụn. Trong hệ sinh thái của một gốc cây mục nát, không có chuỗi chăn thả nào cả. Đồng thời, chẳng hạn, trong các hệ sinh thái mặt biển, hầu hết tất cả các nhà sản xuất đại diện bởi thực vật phù du đều bị động vật tiêu thụ và xác của chúng chìm xuống đáy, tức là. rời khỏi hệ sinh thái được công bố. Các hệ sinh thái như vậy bị chi phối bởi chuỗi thức ăn chăn thả hoặc chăn thả.
Quy tắc chung liên quan đến bất kỳ chuỗi thức ăn, phát biểu: ở mỗi bậc dinh dưỡng của một quần xã, phần lớn năng lượng hấp thụ từ thức ăn được dùng để duy trì sự sống, bị tiêu hao và không thể sử dụng được bởi các sinh vật khác. Vì vậy, thức ăn tiêu thụ ở mỗi bậc dinh dưỡng không được hấp thụ hoàn toàn. Một phần đáng kể của nó được dành cho quá trình trao đổi chất. Khi chúng ta chuyển sang từng mắt xích tiếp theo trong chuỗi thức ăn, tổng lượng năng lượng có thể sử dụng được chuyển sang bậc dinh dưỡng cao hơn tiếp theo sẽ giảm đi.
CẤP ĐỘ TROPHIC, một tập hợp các sinh vật được thống nhất bởi một loại dinh dưỡng. Khái niệm bậc dinh dưỡng cho phép chúng ta hiểu động lực của dòng năng lượng và cấu trúc dinh dưỡng quyết định nó.
Các sinh vật tự dưỡng (chủ yếu là thực vật xanh) chiếm bậc dinh dưỡng thứ nhất (sinh vật sản xuất), động vật ăn cỏ chiếm bậc dinh dưỡng thứ hai (tiêu thụ bậc một), động vật ăn thịt ăn động vật ăn cỏ chiếm bậc dinh dưỡng thứ ba (tiêu thụ bậc hai) và động vật ăn thịt thứ cấp chiếm bậc thứ tư (thứ ba). -người tiêu dùng đặt hàng). Các sinh vật thuộc các chuỗi dinh dưỡng khác nhau, nhưng nhận thức ăn thông qua số lượng mắt xích bằng nhau trong chuỗi dinh dưỡng, thì ở cùng một bậc dinh dưỡng. Vì vậy, một con bò và một con mọt thuộc chi Siton ăn lá cỏ linh lăng là những người tiêu dùng đầu tiên. Mối quan hệ thực tế giữa các bậc dinh dưỡng trong một quần xã rất phức tạp. Các quần thể của cùng một loài tham gia vào các chuỗi dinh dưỡng khác nhau có thể ở các bậc dinh dưỡng khác nhau tùy thuộc vào nguồn năng lượng được sử dụng. Ở mỗi cấp độ danh hiệu, thức ăn tiêu thụ không được đồng hóa hoàn toàn, vì một phần đáng kể trong số đó được dành cho quá trình trao đổi chất. Vì vậy, sản lượng sinh vật của mỗi bậc dinh dưỡng tiếp theo luôn ít hơn sản lượng của bậc dinh dưỡng trước đó, trung bình là 10 lần. Lượng năng lượng tương đối được chuyển từ bậc dinh dưỡng này sang bậc dinh dưỡng khác được gọi là hiệu quả sinh thái cộng đồng hoặc hiệu quả chuỗi thức ăn.
Mối quan hệ giữa các bậc dinh dưỡng khác nhau (cấu trúc dinh dưỡng) có thể được mô tả bằng đồ họa như sau: kim tự tháp sinh thái, cơ sở của nó là cấp độ đầu tiên (cấp độ của nhà sản xuất).
Kim tự tháp sinh thái có thể có ba loại:
1)
kim tự tháp số - phản ánh số lượng sinh vật riêng lẻ ở mỗi cấp độ;
2)
kim tự tháp sinh khối - tổng trọng lượng khô, hàm lượng năng lượng hoặc thước đo khác về tổng lượng vật chất sống;
3)
kim tự tháp năng lượng - lượng dòng năng lượng.
Nền trong kim tự tháp về số lượng và sinh khối có thể nhỏ hơn các cấp tiếp theo (tùy thuộc vào tỷ lệ quy mô của người sản xuất và người tiêu dùng). Kim tự tháp năng lượng luôn thu hẹp lên trên. Trong các hệ sinh thái trên cạn, việc giảm lượng năng lượng sẵn có thường đi kèm với việc giảm sinh khối và số lượng cá thể ở mỗi bậc dinh dưỡng.
Kim tự tháp số (1) cho thấy rằng nếu một cậu bé chỉ ăn thịt bê trong một năm thì cậu ấy sẽ cần 4,5 con bê, và để nuôi những con bê này thì cần phải gieo một cánh đồng rộng 4 ha trồng cỏ linh lăng (2x10 (7) cây). (2) Trong kim tự tháp sinh khối (3) năng lượng mặt trời được tính đến Lucerne sử dụng 0,24% năng lượng mặt trời. Để tích lũy sản lượng, bê sử dụng 8% năng lượng mà cỏ linh lăng tích lũy trong suốt cả năm. 0,7% năng lượng mà bê tích lũy được sử dụng cho sự phát triển và tăng trưởng của trẻ trong suốt cả năm. Kết quả là chỉ hơn một phần triệu năng lượng mặt trời rơi trên cánh đồng rộng 4 ha được sử dụng để nuôi trẻ trong một năm. . (theo Yu. Odum)