اهرام زیست محیطی به طور خلاصه. هرم معکوس است. ساختار اکولوژیکی بیوژئوسنوز

این جرم کل ماده زنده را در وزن خشک در هر سطح تغذیه ای اکوسیستم مشخص می کند.

برای اکوسیستم های مختلف، این هرم ممکن است متفاوت به نظر برسد. اهرام زیست توده اکوسیستم های زمینی معمولاً با همان شکل هرم انرژی مشخص می شوند. یعنی مقدار زیست توده در هر سطح بعدی از چنین اکوسیستمی معمولا کمتر از سطح قبلی است. اما این قاعده دیگر مطلق نیست. بنابراین، برای اکوسیستم های دریایی، به عنوان یک قاعده، یک هرم معکوس زیست توده مشخص است که پایه آن کوچکتر از مراحل بعدی است. بنابراین، زیست توده کل تمام مصرف کنندگان فیتوپلانکتون می تواند به طور قابل توجهی بیشتر از جرم خود فیتوپلانکتون باشد، جرم کل ماهی های بزرگ ممکن است کمتر از جرم ماهی های کوچک باشد. این وضعیت به طور کلی برای اکوسیستم هایی با تولیدکنندگان بسیار کوچک و مصرف کنندگان بزرگ معمول است. دلیل این امر تفاوت شدید در امید به زندگی و بهره وری موجودات در سطوح مختلف است. به عنوان مثال، طول عمر فیتوپلانکتون ها چندین روز یا حتی ساعت ها تخمین زده می شود، در حالی که حیوانات بزرگ می توانند برای چندین دهه جرم جمع کنند. در عین حال، فیتوپلانکتون دارای بهره وری بالایی است، اما تمام تولیدات به سرعت از بین می رود، به طوری که عملکرد فیتوپلانکتون در تاک در هر زمان مشخص می شود نسبتاً کم است. با همه اینها، جریان بسیار بیشتری از انرژی از سطح انرژی تولیدکنندگان عبور می کند تا از سطوح مصرف کنندگان. از ناراحتی های مرتبط با استفاده از اهرام جمعیتی می توان با ساخت هرم های زیست توده، که مجموع جرم موجودات (زیست توده) هر سطح تغذیه ای را در نظر می گیرد، جلوگیری کرد. تعیین زیست توده نه تنها شامل شمارش تعداد، بلکه وزن کردن افراد نیز می شود، بنابراین این فرآیند پر زحمت تری است که به زمان و تجهیزات ویژه بیشتری نیاز دارد. در حالت ایده‌آل، می‌توان وزن خشک را با هم مقایسه کرد، که می‌توان آن را از وزن کل محاسبه کرد یا مستقیماً پس از حذف آب تعیین کرد.

بنابراین، مستطیل های موجود در هرم زیست توده، جرم موجودات هر سطح تغذیه ای را در واحد سطح یا حجم منعکس می کنند. شکل 5 یک هرم زیست توده معمولی را با کاهش مشخصه در زیست توده در هر سطح تغذیه ای متوالی نشان می دهد.

شکل 5 اهرام زیست توده

چنین هرمی ساختار تغذیه ای اکوسیستم را برای تخمین محصول ایستاده مشخص می کند. هنگام نمونه برداری - به عبارت دیگر، در یک نقطه زمانی معین - به اصطلاح زیست توده در حال رشد، یا محصول ایستاده، همیشه تعیین می شود. نوع A رایج ترین است. نوع B به اهرام معکوس اشاره دارد. ارقام به معنای تولید است که بر حسب گرم ماده خشک در هر متر مکعب بیان می شود.

لازم به یادآوری است که این مقدار حاوی هیچ اطلاعاتی در مورد میزان تولید زیست توده (بهره وری) یا مصرف آن نیست. در غیر این صورت، خطا ممکن است به دو دلیل رخ دهد:

1. اگر میزان مصرف زیست توده (تلفات ناشی از خوردن) تقریباً با سرعت تشکیل آن مطابقت داشته باشد، آنگاه محصول ایستاده لزوماً نشان دهنده بهره وری نیست، یعنی مقدار انرژی و ماده منتقل شده از یک سطح تغذیه ای به سطح دیگر در یک زمان معین. دوره زمانی، برای مثال در یک سال. به عنوان مثال، در یک مرتع حاصلخیز، که به شدت مورد استفاده قرار می گیرد، عملکرد علف های ایستاده ممکن است کمتر و بهره وری بالاتر از یک مرتع کمتر حاصلخیز باشد، اما برای چرا مورد استفاده قرار نمی گیرد.

2. تولیدکنندگان با اندازه های کوچک، مانند جلبک ها، با نرخ رشد و تولیدمثل بالا مشخص می شوند که با مصرف زیاد آنها توسط سایر موجودات و مرگ طبیعی متعادل می شود. بنابراین، اگرچه زیست توده ایستاده ممکن است در مقایسه با تولیدکنندگان بزرگ (مثلا درختان) کوچک باشد، اما بهره وری ممکن است کمتر نباشد زیرا درختان زیست توده را در یک دوره زمانی طولانی انباشته می کنند. به عبارت دیگر، فیتوپلانکتون با بهره وری مشابه یک درخت، زیست توده بسیار کمتری خواهد داشت، اگرچه می تواند از همان توده حیوانات پشتیبانی کند. به طور کلی جمعیت گیاهان بزرگ و با عمر طولانی نسبت به گیاهان کوچک و کوتاه مدت از سرعت تجدید کمتری برخوردار بوده و ماده و انرژی را برای مدت طولانی تری انباشته می کنند. یکی از مفاهیم احتمالی این امر در شکل 3 نشان داده شده است، جایی که یک هرم زیست توده معکوس یک جامعه کانال را توصیف می کند. زئوپلانکتون ها نسبت به فیتوپلانکتون هایی که از آنها تغذیه می کنند، زیست توده بیشتری دارند. این برای جوامع پلانکتون در دریاچه ها و دریاها در زمان های خاصی از سال معمول است. زیست توده فیتوپلانکتون در طول بهار "شکوفه" از زیست توده زئوپلانکتون بیشتر است، اما در دوره های دیگر نسبت معکوس امکان پذیر است. با استفاده از هرم های انرژی می توان از چنین ناهنجاری های ظاهری جلوگیری کرد.

اغلب مطالعه اهرام اکولوژیکی مشکلات زیادی را برای دانش آموزان ایجاد می کند. در واقع، حتی ابتدایی ترین و سبک ترین اهرام زیست محیطی نیز توسط کودکان پیش دبستانی و دانش آموزان در کلاس های ابتدایی شروع به مطالعه می کنند. در سال های اخیر، بوم شناسی به عنوان یک علم مورد توجه بسیاری قرار گرفته است، زیرا این علم در دنیای مدرن نقش بسزایی دارد. هرم اکولوژیکی بخشی از اکولوژی به عنوان یک علم است. برای اینکه بفهمید چیست، باید این مقاله را بخوانید.

هرم اکولوژیکی چیست؟

هرم اکولوژیکی چنین نقاشی گرافیکی است که اغلب به شکل یک مثلث به تصویر کشیده می شود. چنین مدل هایی ساختار تغذیه ای بیوسنوز را به تصویر می کشند. این بدان معنی است که اهرام اکولوژیکی تعداد افراد، زیست توده آنها یا مقدار انرژی موجود در آنها را منعکس می کنند. هر یک از آنها می تواند هر یک از شاخص ها را نشان دهد. بر این اساس، این بدان معنی است که اهرام زیست محیطی می توانند چندین نوع باشند: هرمی که تعداد افراد را نشان می دهد، هرمی که میزان زیست توده افراد نشان داده شده را منعکس می کند، و آخرین هرم اکولوژیکی که به وضوح میزان انرژی موجود در آن را نشان می دهد. این افراد

اهرام اعداد چیست؟

هرم اعداد (یا اعداد) تعداد موجودات را در هر سطح تغذیه ای نشان می دهد. چنین مدل گرافیکی بوم شناختی را می توان در علم استفاده کرد، اما بسیار نادر است. پیوندهای موجود در هرم اکولوژیکی اعداد را می توان تقریباً به طور نامحدود به تصویر کشید، یعنی به تصویر کشیدن ساختار بیوسنوز در یک هرم بسیار دشوار است. علاوه بر این، در هر سطح تغذیه ای افراد زیادی وجود دارند، به همین دلیل گاهی اوقات تقریباً غیرممکن است که کل ساختار بیوسنوز را در یک مقیاس کامل نشان دهیم.

نمونه ای از ساختن هرم اعداد

برای درک هرم اعداد و ساختار آن، باید دریابیم که این هرم زیست محیطی شامل چه افراد و چه تعاملاتی بین آنهاست. اکنون نمونه ها را به تفصیل بررسی می کنیم.

بگذارید 1000 تن چمن پایه شکل شود. این علف، به عنوان مثال، در یک سال، حدود 26 میلیون نفر ملخ یا سایر حشرات قادر به تغذیه در شرایط طبیعی زنده ماندن خواهند بود. ملخ ها در این مورد بالاتر از پوشش گیاهی خواهند بود و در حال حاضر دومین سطح تغذیه ای را تشکیل می دهند. سومین سطح تغذیه ای 90000 قورباغه خواهد بود که در یک سال حشرات زیر را خواهند خورد. حدود 300 قزل آلا در هر سال به ترتیب قادر به مصرف این قورباغه ها خواهند بود که در سطح تغذیه چهارم هرم قرار می گیرند. یک فرد بالغ قبلاً در بالای هرم زیست محیطی قرار می گیرد ، او به پنجمین و آخرین حلقه در این زنجیره تبدیل می شود ، یعنی آخرین سطح تغذیه ای. این اتفاق می افتد زیرا در یک سال یک فرد می تواند حدود 300 قزل آلا بخورد. به نوبه خود ، یک فرد بالاترین پیوند در آن است ، به ترتیب ، هیچ کس نمی تواند او را بخورد. همانطور که در مثال نشان داده شده است، حلقه های گمشده در هرم اکولوژیکی اعداد غیرممکن است.

بسته به اکوسیستم می تواند ساختارهای متنوعی داشته باشد. به عنوان مثال، این هرم برای اکوسیستم های زمینی ممکن است تقریباً شبیه هرم انرژی باشد. این بدان معنی است که هرم زیست توده به گونه ای ساخته می شود که با هر سطح تغذیه ای پی در پی از میزان زیست توده کاسته می شود.

به طور کلی، اهرام زیست توده عمدتاً توسط دانش آموزان مطالعه می شود، زیرا برای درک آنها نیاز به دانش در زمینه های زیست شناسی، بوم شناسی و جانورشناسی است. این هرم زیست‌محیطی یک طرح گرافیکی است که نشان‌دهنده نسبت بین تولیدکنندگان (یعنی تولیدکنندگان مواد آلی از معدنی) و مصرف‌کنندگان (مصرف‌کنندگان این مواد آلی) است.

و رویه؟

برای اینکه به طور قطعی اصل ساختن هرم زیست توده را درک کنید، لازم است بدانیم مصرف کنندگان و پیشروها چه کسانی هستند.

تولیدکنندگان، تولیدکنندگان مواد آلی از غیرآلی هستند. اینها گیاهان هستند. به عنوان مثال، برگ های گیاه از دی اکسید کربن (مواد معدنی) استفاده می کنند و از طریق فتوسنتز مواد آلی تولید می کنند.

مصرف کنندگان مصرف کنندگان این مواد آلی هستند. در اکوسیستم خشکی حیوانات و انسان ها و در اکوسیستم های آبی حیوانات و ماهی های مختلف دریایی هستند.

اهرام زیست توده معکوس

هرم معکوس زیست توده ساختاری مثلثی معکوس دارد، یعنی قاعده آن از بالای آن باریکتر است. چنین هرمی معکوس یا معکوس نامیده می شود. هرم اکولوژیکی این ساختار را دارد اگر زیست توده تولیدکنندگان (تولیدکنندگان مواد آلی) کمتر از زیست توده مصرف کنندگان (مصرف کنندگان مواد آلی) باشد.

همانطور که می دانیم، هرم اکولوژیکی یک مدل گرافیکی از یک اکوسیستم است. یکی از مدل های اکولوژیکی مهم، ساخت گرافیکی جریان انرژی است. هرمی که سرعت و زمان عبور غذا را منعکس می کند، هرم انرژی ها نامیده می شود. به لطف دانشمند مشهور آمریکایی، که بوم شناس و جانورشناس، ریموند لیندمن بود، فرموله شد. ریموند قانونی (قاعده هرم اکولوژیکی) را تدوین کرد که بیان می کرد که هنگام حرکت از پایین ترین سطح تغذیه ای به سطح بعدی، حدود 10٪ (کم و بیش) از انرژی وارد شده به سطح قبلی در هرم اکولوژیکی از این هرم عبور می کند. زنجیره های غذایی ارائه کرد. و بقیه انرژی، به عنوان یک قاعده، در روند زندگی، در تجسم این فرآیند صرف می شود. و در نتیجه خود فرآیند تبادل در هر پیوند، موجودات حدود 90٪ انرژی خود را از دست می دهند.

الگوی هرم انرژی ها

در واقع، الگوی این است که انرژی بسیار کمتری (چند برابر) از سطوح تروفیک بالایی نسبت به سطوح پایین تر عبور می کند. به همین دلیل است که حیوانات درنده بزرگ بسیار کمتر از قورباغه ها یا حشرات هستند.

به عنوان مثال، چنین جانور درنده ای مانند خرس را در نظر بگیرید. این می تواند در بالا باشد، یعنی در آخرین سطح تغذیه ای، زیرا یافتن حیوانی که از آن تغذیه کند دشوار است. اگر تعداد زیادی از حیوانات وجود داشتند که خرس ها را به عنوان غذا مصرف می کردند، قبلاً مرده بودند، زیرا نمی توانستند خود را تغذیه کنند، زیرا خرس ها زیاد نیستند. این چیزی است که هرم انرژی ها ثابت می کند.

هرم تعادل های طبیعی

دانش آموزان مدرسه شروع به مطالعه آن در کلاس های 1 یا 2 می کنند، زیرا درک آن بسیار آسان است، اما در عین حال به عنوان جزئی از علم بوم شناسی بسیار مهم است. هرم تعادل طبیعی در اکوسیستم های مختلف، هم در طبیعت زمینی و هم در زیر آب عمل می کند. اغلب از آن برای آشنایی دانش آموزان مدرسه با اهمیت هر موجود روی زمین استفاده می شود. برای درک هرم موازنه های طبیعی باید مثال هایی را در نظر گرفت.

نمونه هایی از ساختن هرم تعادل طبیعی

هرم تعادل های طبیعی را می توان به وضوح با تعامل رودخانه و جنگل نشان داد. به عنوان مثال، یک نقاشی گرافیکی ممکن است تعامل زیر را با منابع طبیعی نشان دهد: جنگلی در سواحل رودخانه رشد کرده است که بسیار به داخل خشکی رفته است. رودخانه بسیار پر آب بود و در سواحل آن گل و قارچ و درختچه می رویید. ماهی های زیادی در آب های آن بود. در این مثال یک تعادل اکولوژیکی مشاهده می شود. رودخانه رطوبت خود را به درختان می دهد، در حالی که درختان سایه ایجاد می کنند، اجازه نمی دهند آب رودخانه تبخیر شود. مثال معکوس تعادل طبیعی را در نظر بگیرید. اگر اتفاقی برای جنگل بیفتد، درختان سوخته یا قطع شوند، آنگاه رودخانه می تواند بدون دریافت حفاظت خشک شود. این نمونه ای از تخریب است.

همین امر می تواند در مورد حیوانات و گیاهان نیز اتفاق بیفتد. جغدها و بلوط ها را در نظر بگیرید. بلوط ها پایه هرم اکولوژیکی تعادل طبیعی هستند، زیرا آنها از چیزی تغذیه نمی کنند، اما در عین حال به جوندگان نیز تغذیه می کنند. دومین جزء در سطح تغذیه ای بعدی موش های چوبی خواهند بود. آنها بلوط می خورند. جغدهایی در بالای هرم وجود خواهند داشت زیرا آنها موش می خورند. اگر بلوط هایی که روی درخت رشد می کنند ناپدید شوند، موش ها چیزی برای خوردن نخواهند داشت و به احتمال زیاد می میرند. اما در این صورت جغدها کسی برای خوردن نخواهند داشت و تمام گونه آنها از بین می رود. این هرم تعادل طبیعی است.

بوم شناسان به لطف این اهرام می توانند وضعیت طبیعت و حیات وحش را زیر نظر بگیرند و نتیجه گیری های مناسب را انجام دهند.

فرآیند اصلی که در همه اکوسیستم ها اتفاق می افتد، انتقال و گردش ماده یا انرژی است. با این حال، ضرر و زیان اجتناب ناپذیر است. بزرگی این تلفات از سطحی به سطح دیگر همان چیزی است که قوانین اهرام زیست محیطی منعکس می کنند.

برخی اصطلاحات دانشگاهی

مبادله ماده و انرژی یک جریان جهت دار در زنجیره تولید کننده - مصرف کننده است. به زبان ساده، خوردن برخی از موجودات توسط برخی دیگر. در همان زمان، زنجیره یا دنباله ای از موجودات ساخته می شود که به عنوان حلقه هایی در زنجیره، با رابطه "غذا - مصرف کننده" به هم متصل می شوند. به این دنباله، زنجیره غذایی یا تغذیه ای می گویند. و پیوندهای موجود در آن سطوح تغذیه‌ای هستند. اولین سطح زنجیره تولید کنندگان (گیاهان) هستند، زیرا فقط آنها می توانند مواد آلی را از غیر آلی تشکیل دهند. پیوندهای بعدی مصرف کنندگان (حیوانات) سفارشات مختلف هستند. علفخواران مصرف کنندگان درجه 1 هستند و شکارچیانی که از گیاهخواران تغذیه می کنند مصرف کنندگان درجه 2 خواهند بود. حلقه بعدی در زنجیره تجزیه کننده ها خواهد بود - موجوداتی که غذای آنها بقایای حیات یا اجساد موجودات زنده است.

اهرام گرافیکی

بوم شناس بریتانیایی چارلز التون (1900-1991) در سال 1927، بر اساس تجزیه و تحلیل تغییرات کمی در زنجیره های غذایی، مفهوم اهرام اکولوژیکی را به عنوان یک تصویر گرافیکی از نسبت ها در اکوسیستم تولید کنندگان و مصرف کنندگان وارد زیست شناسی کرد. هرم التون به صورت مثلث تقسیم بر تعداد حلقه های زنجیره به تصویر کشیده شده است. یا به شکل مستطیل هایی که روی هم ایستاده اند.

الگوهای هرم

سی. التون تعداد موجودات زنجیره ای را تجزیه و تحلیل کرد و دریافت که همیشه تعداد گیاهان بیشتر از حیوانات است. علاوه بر این، نسبت سطوح از نظر کمی همیشه یکسان است - کاهش در هر سطح بعدی اتفاق می افتد، و این یک نتیجه گیری عینی است که در قوانین اهرام زیست محیطی منعکس شده است.

قانون التون

این قانون بیان می کند که تعداد افراد در یک دنباله از سطح به سطح کاهش می یابد. قوانین هرم اکولوژیکی نسبت کمی محصولات تمام سطوح یک زنجیره غذایی خاص است. می گوید که نشانگر سطح زنجیره تقریباً 10 برابر کمتر از سطح قبلی خواهد بود.

یک مثال ساده ارائه می شود که "و" را نقطه می دهد. زنجیره تغذیه ای جلبک - سخت پوستان بی مهرگان - شاه ماهی - دلفین را در نظر بگیرید. یک دلفین 40 کیلوگرمی برای زندگی باید 400 کیلوگرم شاه ماهی بخورد. و برای اینکه این 400 کیلوگرم ماهی وجود داشته باشد، حدود 4 تن از غذای آنها نیاز است - سخت پوستان بی مهره. برای تشکیل 4 تن سخت پوستان، 40 تن جلبک از قبل مورد نیاز است. این همان چیزی است که قوانین هرم زیست محیطی منعکس می کند. و تنها در چنین نسبتی این ساختار اکولوژیکی پایدار خواهد بود.

انواع اکوپیرامید

بر اساس معیاری که در ارزیابی اهرام مورد توجه قرار می گیرد، عبارتند از:

• عددی.
• تخمین زیست توده
• هزینه های انرژی

در همه موارد، قاعده هرم زیست محیطی نشان دهنده کاهش 10 برابری معیار ارزیابی اصلی است.

تعداد افراد و مراحل تغذیه

در هرم اعداد، تعداد موجودات در نظر گرفته شده است که در قاعده هرم اکولوژیکی منعکس شده است. و مثال با دلفین کاملاً با توضیحات این نوع اهرام مطابقت دارد. اما استثنائاتی وجود دارد - اکوسیستم جنگلی با زنجیره ای از گیاهان - حشرات. هرم معکوس می شود (تعداد زیادی از حشرات که از یک درخت تغذیه می کنند). به همین دلیل است که هرم اعداد آموزنده ترین و شاخص ترین در نظر گرفته نمی شود.

و چه چیزی باقی می ماند؟

هرم زیست توده از توده خشک (به ندرت مرطوب) افراد هم سطح به عنوان معیار ارزیابی استفاده می کند. واحدهای اندازه گیری - گرم / متر مربع، کیلوگرم / هکتار یا گرم / متر مکعب. اما حتی در اینجا نیز استثنا وجود دارد. قوانین اهرام اکولوژیکی، که نشان دهنده کاهش زیست توده مصرف کنندگان در رابطه با زیست توده تولیدکنندگان است، برای بیوسنوزها اجرا می شود، جایی که هر دو بزرگ هستند و چرخه عمر طولانی دارند. اما برای سیستم های آبی، هرم دوباره می تواند معکوس شود. به عنوان مثال، در دریاها، زیست توده زئوپلانکتون های تغذیه شده از جلبک ها گاهی اوقات 3 برابر بیشتر از زیست توده خود پلانکتون های گیاهی است. سرعت بالای تولید مثل فیتوپلانکتون را ذخیره می کند.

جریان انرژی دقیق ترین شاخص است

اهرام انرژی سرعت عبور غذا (جرم آن) را از سطوح تغذیه ای نشان می دهند. قانون هرم انرژی توسط بوم شناس برجسته آمریکایی ریموند لیندمن (1915-1942) فرموله شد، پس از مرگ او در سال 1942 او به عنوان یک قانون ده درصد وارد زیست شناسی شد. بر اساس آن، 10٪ از انرژی قبلی به هر سطح بعدی می رود، 90٪ باقی مانده تلفاتی است که برای پشتیبانی از عملکردهای حیاتی بدن (تنفس، تنظیم گرما) می رود.

معنی اهرام

ما آنچه را که قوانین اهرام زیست محیطی منعکس می کنند، تجزیه و تحلیل کرده ایم. اما چرا به این دانش نیاز داریم؟ اهرام اعداد و زیست توده حل برخی از مسائل عملی را ممکن می سازند، زیرا آنها وضعیت ایستا و پایدار سیستم را توصیف می کنند. به عنوان مثال، از آنها در محاسبه مقادیر مجاز صید ماهی یا شمارش تعداد حیوانات برای تیراندازی استفاده می شود تا ثبات اکوسیستم مختل نشود و حداکثر اندازه یک جمعیت خاص از افراد برای یک عدد مشخص شود. اکوسیستم به طور کامل. و هرم انرژی ها ایده روشنی از سازماندهی جوامع عملکردی می دهد، به شما امکان می دهد اکوسیستم های مختلف را از نظر بهره وری مقایسه کنید.

اکنون خواننده با انجام وظیفه‌ای مانند «توضیح آنچه که قوانین اهرام زیست‌محیطی منعکس می‌کند» متضرر نخواهد شد و به جرأت پاسخ می‌دهد که اینها از دست دادن ماده و انرژی در یک زنجیره تغذیه‌ای خاص است.

هرم اکولوژیکی زیست توده مشابه هرم فراوانی ساخته شده است. معنای اصلی آن نشان دادن مقدار ماده زنده (زیست توده - جرم کل موجودات) در هر سطح تغذیه است. این امر از ناراحتی های معمول اهرام جمعیت جلوگیری می کند. در این حالت، اندازه مستطیل ها متناسب با جرم ماده زنده در سطح مربوطه، در واحد سطح یا حجم است (شکل 7.5، الف، ب).

برنج. 7.5. اهرام زیست توده بیوسنوزهای صخره های مرجانی (آ)و کانال انگلیسی (ب).

اعداد مربوط به زیست توده بر حسب گرم ماده خشک است،

در هر 1 متر مربع

اصطلاح "هرم زیست توده" به دلیل این واقعیت به وجود آمد که در اکثریت قریب به اتفاق موارد، توده مصرف کنندگان اولیه که با هزینه تولید کنندگان زندگی می کنند بسیار بیشتر از توده مصرف کنندگان ثانویه است. مرسوم است که زیست توده تخریب کننده ها را جداگانه نشان می دهند. هنگام نمونه برداری، زیست توده ایستاده تعیین می شود که حاوی هیچ اطلاعاتی در مورد میزان تشکیل یا مصرف زیست توده نیست.

سرعت ایجاد مواد آلی کل ذخایر آن، یعنی زیست توده کل همه موجودات در هر سطح تغذیه ای را تعیین نمی کند. بنابراین، در صورت عدم توجه به موارد زیر، ممکن است در تجزیه و تحلیل بیشتر اشتباهاتی رخ دهد:

اولاً، اگر میزان مصرف زیست توده (تلفات ناشی از خوردن) و سرعت تشکیل آن برابر باشد، محصول ایستاده نشان دهنده بهره وری نیست، یعنی مقدار انرژی و ماده منتقل شده از یک سطح تغذیه ای به سطح دیگر، سطح بالاتر، برای مدتی (مثلاً یک سال). بنابراین، در یک مرتع حاصلخیز، که به شدت مورد استفاده قرار می گیرد، عملکرد علف های انگور می تواند کمتر باشد، و بهره وری بالاتر از یک مرتع کمتر حاصلخیز است، اما کمتر برای چرا استفاده می شود.

ثانیاً، تولیدکنندگان کوچک مانند جلبک ها با رشد و نرخ تولید مثل بالا مشخص می شوند که با مصرف شدید آنها توسط سایر موجودات و مرگ طبیعی متعادل می شود. بنابراین، بهره وری آنها ممکن است کمتر از تولیدکنندگان بزرگ (مثلاً درختان) نباشد، اگرچه زیست توده روی تاک ممکن است کوچک باشد. به عبارت دیگر، فیتوپلانکتون با بهره وری مشابه یک درخت، زیست توده بسیار کمتری خواهد داشت، اگرچه می تواند از زندگی حیواناتی با همان جرم پشتیبانی کند.

یکی از پیامدهای توصیف شده "اهرام معکوس" است (شکل 7.5، ب).

زئوپلانکتون بیوسنوز دریاچه ها و دریاها اغلب دارای زیست توده بیشتری نسبت به غذای خود - فیتوپلانکتون ها است، اما سرعت تولید مثل جلبک های سبز آنقدر زیاد است که در طول روز تمام زیست توده خورده شده توسط زئوپلانکتون ها را بازیابی می کنند. با این وجود، در دوره های خاصی از سال (در طول گلدهی بهاره)، نسبت معمول زیست توده آنها مشاهده می شود (شکل 7.6).

برنج. 7.6. تغییرات فصلی در اهرام زیست توده دریاچه (به عنوان مثال یکی از دریاچه های ایتالیا): اعداد - زیست توده بر حسب گرم ماده خشک در هر 1 متر مکعب

ناهنجاری های ظاهری فاقد هرم انرژی هستند که در زیر به آنها اشاره می شود.

طبیعت شگفت انگیز و متنوع است و همه چیز در آن به هم پیوسته و متعادل است. تعداد افراد از هر گونه حیوانات، حشرات، ماهی ها به طور مداوم تنظیم می شود.

نمی توان تصور کرد که تعداد هر گونه از افراد به طور مداوم در حال افزایش است. برای جلوگیری از این اتفاق، انتخاب طبیعی و بسیاری عوامل محیطی دیگر وجود دارد که دائماً این عدد را تنظیم می کند. همه شما احتمالاً چنین عبارتی به عنوان هرم زیست محیطی را شنیده اید. چیست؟ چه نوع اهرام زیست محیطی وجود دارد؟ بر چه قوانینی استوار است؟ در ادامه پاسخ این سوالات و سوالات دیگر را دریافت خواهید کرد.

هرم اکولوژیکی ... تعریف

بنابراین، همه می دانند که در زیست شناسی زنجیره های غذایی وجود دارد که برخی از حیوانات، معمولاً شکارچیان، از حیوانات دیگر تغذیه می کنند.

هرم اکولوژیکی تقریباً مشابه سیستم است، اما به نوبه خود بسیار جهانی تر است. او چه چیزی را نمایندگی می کند؟ هرم اکولوژیکی نوعی سیستم است که در ترکیب خود تعداد موجودات، جرم افراد و به علاوه انرژی ذاتی آنها را در هر سطح منعکس می کند. ویژگی این است که با افزایش هر سطح، شاخص ها به طور قابل توجهی کاهش می یابد. به هر حال، این دقیقاً همان چیزی است که قانون هرم زیست محیطی با آن مرتبط است. قبل از صحبت در مورد آن، ارزش درک این را دارد که این طرح چگونه به نظر می رسد.

قانون هرم

اگر آن را به صورت شماتیک در شکل تصور کنید، چیزی شبیه به هرم خئوپس خواهد بود: یک هرم چهار گوش با بالای نوک تیز، جایی که کمترین تعداد افراد در آن متمرکز است.

قانون هرم زیست محیطی یک الگوی بسیار جالب را تعریف می کند. این شامل این واقعیت است که پایه هرم اکولوژیکی، یعنی پوشش گیاهی که اساس تغذیه را تشکیل می دهد، حدود ده برابر بزرگتر از توده حیواناتی است که غذاهای گیاهی می خورند.

علاوه بر این، هر سطح بعدی نیز ده برابر کمتر از سطح قبلی است. بنابراین معلوم می شود که سطح فوقانی شدید حاوی کمترین جرم و انرژی است. چه چیزی این نظم را به ما می دهد؟

نقش قاعده هرم

بر اساس قاعده هرم زیست محیطی می توان بسیاری از مشکلات را حل کرد. به عنوان مثال، زمانی که قورباغه ها، مارها، ملخ ها و یک عقاب در زنجیره غذایی نقش دارند، چند عقاب می توانند رشد کنند وقتی مقدار مشخصی دانه وجود دارد.

با توجه به اینکه تنها 10 درصد انرژی به بالاترین سطح منتقل می شود، چنین مشکلاتی به راحتی قابل حل است. ما یاد گرفتیم که اهرام زیست محیطی چیست، قوانین و الگوهای آنها را آشکار کردیم. اما اکنون در مورد اینکه چه اهرام زیست محیطی در طبیعت وجود دارد صحبت خواهیم کرد.

انواع اهرام اکولوژیکی

سه نوع اهرام وجود دارد. بر اساس تعریف اولیه، از قبل می توان نتیجه گرفت که آنها به تعداد افراد، زیست توده آنها و انرژی موجود در آنها مرتبط هستند. به طور کلی، در مورد همه چیز به ترتیب.

هرم اعداد

نام برای خودش صحبت می کند. این هرم تعداد افراد مستقر در همه سطوح را به طور جداگانه منعکس می کند. اما شایان ذکر است که در بوم شناسی به ندرت از آن استفاده می شود، زیرا تعداد بسیار زیادی افراد در همان سطح وجود دارد و ارائه یک ساختار کامل از بیوسنوز بسیار دشوار است.

تصور همه اینها در یک مثال خاص بسیار ساده تر است. فرض کنید 1000 تن گیاه سبز در پایه هرم وجود دارد. این پوشش گیاهی توسط ملخ ها خورده می شود. برای مثال تعداد آنها حدود سی میلیون نفر است. نود هزار قورباغه می توانند این همه ملخ را بخورند. خود قورباغه ها غذای 300 قزل آلا هستند. این مقدار ماهی است که یک نفر در یک سال می تواند بخورد. چه چیزی بدست می آوریم؟ و معلوم می شود که در قاعده هرم میلیون ها تیغه علف وجود دارد و در بالای هرم فقط یک نفر وجود دارد.

فقط در اینجا می توانیم مشاهده کنیم که چگونه، هنگام حرکت از یک سطح به هر سطح بعدی، شاخص ها کاهش می یابد. جرم، تعداد افراد کاهش می یابد، انرژی موجود در آنها کاهش می یابد. ناگفته نماند که استثنائاتی وجود دارد. به عنوان مثال، گاهی اوقات اکو هرم معکوس اعداد وجود دارد. فرض کنید حشرات روی درخت خاصی در جنگل زندگی می کنند. همه پرندگان حشره خوار از آنها تغذیه می کنند.

هرم زیست توده

طرح دوم هرم زیست توده است. آن هم یک نسبت. اما در این مورد نسبت توده ها است. به عنوان یک قاعده، جرم در پایه هرم همیشه بسیار بزرگتر از بالاترین سطح استوایی است، و جرم سطح دوم بیشتر از جرم سطح سوم است و غیره. اگر موجودات موجود در سطوح تغذیه‌ای مختلف از نظر اندازه تفاوت چندانی با هم ندارند، در این شکل فقط به نظر می‌رسد که هرم چهار گوش به سمت بالا باریک می‌شود. یکی از دانشمندان آمریکایی ساختار این هرم را با استفاده از مثال زیر توضیح داد: وزن پوشش گیاهی در یک علفزار بسیار بیشتر از توده افراد مصرف کننده این گیاهان است، وزن حیوانات گیاهخوار از وزن گوشتخواران سطح اول بیشتر است. ، وزن دومی بیشتر از وزن گوشتخواران سطح دوم است و غیره.

به عنوان مثال، وزن یک شیر بسیار زیاد است، اما این فرد به قدری کمیاب است که در مقایسه با جرم سایر افراد، جرم خودش ناچیز است. استثنائات نیز در چنین اهرامی یافت می شود، زمانی که توده تولید کنندگان کمتر از جرم مصرف کنندگان باشد. بیایید یک سیستم آب را به عنوان مثال در نظر بگیریم. توده فیتوپلانکتون ها، حتی با در نظر گرفتن بهره وری بالا، کمتر از توده مصرف کنندگان، مانند نهنگ ها است. این گونه اهرام وارونه یا وارونه نامیده می شوند.

هرم انرژی

و در نهایت، نوع سوم هرم اکولوژیکی، هرم انرژی است. سرعت عبور جرم غذا از زنجیره و همچنین میزان این انرژی را منعکس می کند. این قانون توسط R. Lindemann تدوین شده است. او بود که ثابت کرد با تغییر در سطح تروفیک، تنها 10 درصد از انرژی که در سطح قبلی بود عبور می کند.

درصد انرژی اولیه همیشه 100٪ است. اما اگر فقط یک دهم آن به سطح تغذیه بعدی برود، پس بیشتر انرژی کجا می رود؟ بخش اصلی آن، یعنی 90٪، توسط افراد برای اطمینان از تمام فرآیندهای زندگی صرف می شود. بنابراین یک الگو در اینجا نیز وجود دارد. از طریق سطوح تروفیک فوقانی، جایی که جرم و تعداد افراد کمتری وجود دارد، انرژی بسیار کمتری نسبت به سطوح پایین تر جریان می یابد. این ممکن است این واقعیت را توضیح دهد که شکارچیان زیادی وجود ندارد.

معایب و مزایای اهرام اکولوژیکی

با وجود تعداد انواع مختلف، تقریباً هر یک از آنها دارای معایبی هستند. اینها، برای مثال، اهرام اعداد و زیست توده هستند. ضرر آنها چیست؟ واقعیت این است که اگر گسترش در تعداد سطوح مختلف بیش از حد زیاد باشد، ساخت اولین باعث ایجاد مشکلاتی می شود. اما مشکل فقط در این نیست.

هرم انرژی قادر به مقایسه بهره وری است، زیرا مهمترین عامل زمان را در نظر می گیرد. و البته شایان ذکر است که چنین هرمی هرگز وارونه نمی شود. به همین دلیل یک نوع استاندارد است.

نقش هرم زیست محیطی

هرم اکولوژیکی چیزی است که به ما در درک ساختار بیوسنوز، توصیف وضعیت سیستم کمک می کند. همچنین این طرح ها به تعیین میزان مجاز صید ماهی، تعداد حیوانات تیراندازی شده کمک می کند.

همه اینها برای اینکه یکپارچگی و پایداری کلی محیط زیست نقض نشود ضروری است. هرم به نوبه خود به ما در درک سازماندهی جوامع عملکردی و همچنین مقایسه اکوسیستم های مختلف از نظر بهره وری کمک می کند.

هرم اکولوژیکی به عنوان نسبتی از ویژگی ها

بر اساس انواع فوق، می توان نتیجه گرفت که هرم اکولوژیکی نوعی نسبت شاخص های مرتبط با فراوانی، جرم و انرژی است. سطوح هرم اکولوژیکی از همه نظر متفاوت است. نمرات بالاتر سطوح پایین تری دارند و بالعکس. طرح های معکوس را فراموش نکنید. در اینجا تعداد مصرف کنندگان از تولیدکنندگان بیشتر است. اما هیچ چیز تعجب آور در این وجود ندارد. طبیعت قوانین خاص خود را دارد، استثناها می توانند در هر جایی وجود داشته باشند.

هرم انرژی ساده ترین و قابل اطمینان ترین است، زیرا مهم ترین عامل زمان را در نظر می گیرد. با توجه به این، این است که به عنوان یک استاندارد خاص در نظر گرفته می شود. نقش اهرام اکولوژیکی برای حفظ تعادل اکوسیستم های طبیعی و تضمین پایداری آنها بسیار مهم است.