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

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

این هرم ممکن است برای اکوسیستم های مختلف متفاوت به نظر برسد. هرم‌های زیست توده اکوسیستم‌های زمینی معمولاً با شکلی مشابه هرم انرژی مشخص می‌شوند. 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 دریا، به عنوان یک قاعده، یک هرم زیست توده معکوس مشخصه 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 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 نسبتاً سریع مصرف می شود، به طوری که عملکرد ریشه فیتوپلانکتون در هر لحظه از زمان نسبتاً کم است. با همه اینها، جریان بسیار بیشتری از انرژی از سطح انرژی تولیدکنندگان عبور می کند تا از سطوح مصرف کنندگان. از معایب مربوط به 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 اجتناب 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، باید وزن خشک را با هم مقایسه کرد که می‌توان آن را از وزن کل محاسبه کرد یا مستقیماً پس از برداشتن آب تعیین کرد.

بنابراین، مستطیل های موجود در هرم های 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 به خوبی ساختار تغذیه‌ای اکوسیستم را برای ارزیابی محصول ایستاده مشخص می‌کند. هنگام نمونه برداری - به عبارت دیگر، در یک نقطه زمانی معین - به اصطلاح زیست توده در حال رشد، یا عملکرد رو به رشد، همیشه تعیین می شود. نوع A رایج ترین است. نوع B به اهرام معکوس اشاره دارد. اعداد به محصول بیان شده بر حسب گرم ماده خشک در هر متر مکعب اشاره دارد.

یادآوری این نکته مهم است که این مقدار حاوی هیچ اطلاعاتی در مورد میزان تشکیل 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، محصول در حال رشد لزوماً نشان دهنده بهره وری نیست، یعنی مقدار انرژی و ماده ای که از یک سطح تغذیه ای به سطح تغذیه ای دیگر عبور می کند. دوره زمانی معین، به عنوان 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 بیشتر از یک مرتع کمتر حاصلخیز باشد، اما کمتر برای چرا استفاده می شود.

2. تولیدکنندگان با اندازه های کوچک، مانند جلبک ها، با نرخ رشد و تولید مثل بالا مشخص می شوند، که با مصرف شدید آنها برای غذا توسط سایر موجودات و مرگ طبیعی متعادل می شود. بنابراین، اگرچه زیست توده در حال رشد ممکن است در مقایسه با تولیدکنندگان بزرگ (مثلاً درختان) کم باشد، اما بهره وری ممکن است کمتر نباشد، زیرا درختان زیست توده را برای مدت طولانی انباشته می کنند. به عبارت دیگر، فیتوپلانکتون با بهره وری مشابه یک درخت، زیست توده بسیار کمتری خواهد داشت، اگرچه می تواند از زندگی همان توده حیوانات پشتیبانی کند. به طور کلی، جمعیت گیاهان بزرگ و طولانی مدت نسبت به گیاهان کوچک و کوتاه مدت، سرعت تجدید کمتری دارند و ماده و انرژی را برای مدت طولانی تری انباشته می کنند. یکی از پیامدهای احتمالی این امر در شکل 3 نشان داده شده است، جایی که یک هرم زیست توده معکوس جامعه مانش را توصیف می کند. زئوپلانکتون نسبت به فیتوپلانکتون که از آن تغذیه می کند، زیست توده بیشتری دارد. این برای جوامع پلانکتون 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 عکس ممکن است. با استفاده از هرم های انرژی می توان از چنین ناهنجاری های ظاهری جلوگیری کرد.

اغلب مطالعه اهرام زیست محیطی برای دانش آموزان مشکلات زیادی ایجاد می کند. در واقع، حتی ابتدایی‌ترین و سبک‌ترین هرم‌های زیست‌محیطی حتی توسط کودکان پیش‌دبستانی و دانش‌آموزان در کلاس‌های ابتدایی شروع به مطالعه می‌کنند. در سال های اخیر، بوم شناسی به عنوان یک علم توجه زیادی را به خود معطوف کرده 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 زیست محیطی یک طرح گرافیکی است که اغلب به شکل 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 همچنین آخرین هرم اکولوژیکی که به وضوح میزان انرژی را نشان می دهد. موجود در 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 دریابید که این هرم اکولوژیکی شامل کدام افراد و چه تعاملاتی بین آنهاست. اکنون نمونه هایی را به تفصیل بررسی می کنیم.

بگذارید 1000 تن چمن پایه شکل شود. به عنوان مثال، در یک سال، حدود 26 میلیون نفر ملخ یا سایر حشرات می توانند از این علف تغذیه کنند. در این حالت ملخ ها در بالای پوشش گیاهی قرار می گیرند و در حال حاضر دومین سطح تغذیه ای را تشکیل می دهند. سومین سطح تغذیه ای 90 هزار قورباغه خواهد بود که حشرات واقع در زیر آن را در یک سال مصرف می کند. 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 خواهد گرفت ، او به پنجمین و آخرین حلقه در این زنجیره تبدیل می شود ، یعنی آخرین سطح تغذیه. این اتفاق می افتد زیرا یک فرد می تواند حدود 300 ماهی قزل آلا را در یک سال 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 گم شده 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 یک هرم انرژی باشد. این بدان معناست 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 عمدتا توسط دانش آموزان مورد مطالعه قرار می گیرند، زیرا درک آنها نیاز به دانش در زمینه های زیست شناسی، بوم شناسی و جانورشناسی دارد. این هرم اکولوژیکی یک نقشه گرافیکی است که نشان دهنده رابطه بین درصدها (یعنی تولیدکنندگان مواد آلی از مواد معدنی) و مصرف کنندگان (مصرف کنندگان این مواد آلی) است.

و علاقه؟

برای درک قطعی اصل ساخت هرم زیست توده، لازم است بفهمیم که مصرف کنندگان و علاقه مندان چه کسانی هستند.

تولید کنندگان مواد آلی از غیر آلی درصد هستند. اینها گیاهان هستند. به عنوان مثال، برگ های گیاه از دی اکسید کربن (یک ماده معدنی) استفاده می کنند و از طریق فتوسنتز مواد آلی تولید می کنند.

مصرف کنندگان مصرف کنندگان این مواد آلی هستند. در اکوسیستم زمینی، آنها حیوانات و مردم هستند، و در اکوسیستم های آبی - حیوانات دریایی و ماهی های مختلف.

اهرام زیست توده معکوس

یک هرم زیست توده معکوس ساختار یک مثلث معکوس دارد، یعنی پایه آن باریکتر از بالا است. این هرم معکوس یا وارونه نامیده می شود. یک هرم اکولوژیکی این ساختار را دارد اگر زیست توده درصدها (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 خاص 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. این به لطف دانشمند مشهور آمریکایی که بوم شناس و جانورشناس بود - ریموند لیندمان - فرموله شد. ریموند قانونی (قاعده هرم اکولوژیکی) را تدوین کرد که استدلال می کرد که در طول انتقال از یک سطح تغذیه ای پایین تر به سطح بعدی، حدود 10٪ (کم و بیش) از انرژی وارد شده به سطح قبلی در هرم اکولوژیکی عبور می کند. از طریق زنجیره های غذایی ارائه شده و بقیه انرژی، به عنوان یک قاعده، در روند زندگی، در تجسم این فرآیند صرف می شود. و در نتیجه همان فرآیند تبادل در هر پیوند، موجودات حدود 90٪ انرژی خود را از دست می دهند.

منظم بودن هرم انرژی ها

در واقع، نظم 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 برای غذا مصرف می کردند، قبلاً مرده بودند، زیرا نمی توانستند خود را تغذیه کنند، زیرا تعداد خرس ها کم است. این را هرم انرژی ها ثابت می کند.

هرم تعادل های طبیعی

دانش آموزان مدرسه ای 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 برای آموزش دانش آموزان در مورد اهمیت هر موجود روی زمین استفاده می شود. برای درک هرم تعادل طبیعی لازم است مثال هایی را در نظر بگیریم.

نمونه هایی از ساختن هرم تعادل طبیعی

هرم تعادل طبیعی را می توان به وضوح با تعامل رودخانه و جنگل نشان داد. به عنوان مثال، یک نقاشی گرافیکی می تواند تعامل زیر را از منابع طبیعی نشان دهد: یک جنگل در ساحل رودخانه رشد کرده است که به اعماق عمق می رود. رودخانه بسیار عمیق بود و در سواحل آن گل و قارچ و بوته روییده بود. 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 مخالف 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. جغد و بلوط را در نظر بگیرید. بلوط ها اساس هرم اکولوژیکی تعادل طبیعی هستند، زیرا آنها از چیزی تغذیه نمی کنند، اما در عین حال از جوندگان تغذیه می کنند. موش های چوبی به دومین جزء در سطح تغذیه ای بعدی تبدیل خواهند شد. آنها از بلوط تغذیه می کنند. جغدهایی در بالای هرم وجود خواهند داشت زیرا از موش تغذیه می کنند. 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.

به لطف این اهرام، اکولوژیست ها می توانند وضعیت طبیعت و جانوران را زیر نظر داشته و نتیجه گیری مناسب را انجام دهند.

فرآیند اصلی که در همه اکوسیستم ها اتفاق می افتد، انتقال و گردش ماده یا انرژی است. در این صورت 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 دیگران. در همان زمان، زنجیره یا دنباله ای از موجودات ساخته می شود که مانند حلقه های یک زنجیره با رابطه "غذا - مصرف کننده" به هم مرتبط 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 ردیف 1 هستند و شکارچیان گیاهخوار مصرف کنندگان ردیف 2 خواهند بود. حلقه بعدی در زنجیره تجزیه کننده ها خواهد بود - موجوداتی که غذای آنها بقایای فعالیت های حیاتی 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 روابط 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 موجود در زنجیره 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 ترتیب از سطح به سطح کاهش می یابد. قوانین هرم اکولوژیکی نسبت کمی محصولات در تمام سطوح یک زنجیره غذایی خاص است. می گوید که نشانگر سطح زنجیره تقریباً 10 برابر کمتر از سطح قبلی خواهد بود.

با ارائه یک مثال ساده، که نقطه "and" خواهد بود. زنجیره تغذیه ای جلبک - سخت پوستان بی مهرگان - شاه ماهی - دلفین را در نظر بگیرید. یک دلفین 40 کیلوگرمی برای زنده ماندن باید 400 کیلوگرم شاه ماهی بخورد. و برای اینکه این 400 کیلوگرم ماهی وجود داشته باشد، شما به حدود 4 تن غذای آنها نیاز دارید - سخت پوستان بی مهرگان. برای تشکیل 4 تن سخت پوستان به 40 تن جلبک نیاز است. این همان چیزی است که قوانین هرم زیست محیطی منعکس می کنند. و تنها در این نسبت این ساختار اکولوژیکی پایدار خواهد بود.

انواع اکوپیرامید

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

• عددی.
• تخمین های زیست توده
• مصرف انرژی

در همه موارد، قانون هرم اکولوژیکی کاهش در معیار اصلی ارزیابی را با ضریب 10 منعکس می کند.

تعداد افراد و مراحل تغذیه

هرم اعداد تعداد موجودات را در نظر می گیرد که توسط قانون هرم اکولوژیکی منعکس می شود. و مثال دلفین کاملاً با ویژگی های این نوع اهرام مطابقت دارد. اما استثنائاتی وجود دارد - اکوسیستم جنگلی با زنجیره گیاهی - 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.

باقی مانده چیست؟

هرم زیست توده از جرم خشک (کمتر 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 که هر دو بزرگ هستند و چرخه عمر طولانی دارند، رعایت می شود. اما برای سیستم های آبی، هرم ممکن است دوباره معکوس شود. به عنوان مثال، در دریاها، زیست توده زئوپلانکتون هایی که از جلبک ها تغذیه می کنند، گاهی اوقات 3 برابر بیومس خود پلانکتون گیاهی است. سرعت تولید مثل بالای فیتوپلانکتون ها را نجات می دهد.

جریان انرژی دقیق ترین شاخص است

اهرام انرژی میزان عبور غذا (جرم آن) را از سطوح تغذیه ای نشان می دهند. قانون هرم انرژی توسط بوم شناس برجسته آمریکایی ریموند لیندمان (1915-1942) تدوین شد، پس از مرگ او در سال 1942 او به عنوان یک قانون ده درصد وارد زیست شناسی شد. به گفته وی، 10 درصد انرژی از انرژی قبلی به هر سطح بعدی منتقل می شود، 90 درصد باقیمانده تلفاتی است که برای حمایت از فعالیت 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 به ما اجازه می دهند تا برخی از مسائل عملی را حل کنیم، زیرا آنها حالت ایستا و پایدار سیستم را توصیف می کنند. به عنوان مثال، هنگام 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 معین 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 دریافت وظیفه ای مانند "توضیح آنچه که قوانین اهرام اکولوژیکی را منعکس می کند" ضرر نخواهد کرد و به جرأت پاسخ خواهد داد که این از دست دادن ماده و انرژی در یک زنجیره تغذیه ای خاص است.

هرم زیست توده اکولوژیکی به روشی مشابه هرم جمعیت ساخته شده است. معنای اصلی آن نشان دادن مقدار ماده زنده (زیست توده - جرم کل موجودات) در هر سطح تغذیه است. این از ناراحتی ذاتی اهرام اندازه 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. صخره های مرجانی بیوسنوز هرم زیست توده (آ)و کانال انگلیسی (ب).

اعداد نشان دهنده زیست توده در 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. در طول نمونه برداری، زیست توده در حال رشد 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، تجزیه و تحلیل بیشتر ممکن است منجر به خطا شود:

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

ثانیاً، تولید کنندگان اندازه های کوچک، به عنوان مثال، جلبک ها، با نرخ رشد و تولید مثل بالا مشخص می شوند که با مصرف شدید آنها برای غذا توسط سایر موجودات و مرگ طبیعی متعادل می شود. بنابراین، بهره وری آنها نمی تواند کمتر از تولیدکنندگان بزرگ (به عنوان مثال، درختان) باشد، اگرچه زیست توده در ریشه می تواند کم 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 زیست توده بالاتری نسبت به غذای خود دارد - فیتوپلانکتون، اما سرعت تولید مثل جلبک های سبز آنقدر زیاد است که آنها تمام زیست توده خورده شده توسط زئوپلانکتون ها را در طول روز بازیابی می کنند. با این وجود، در زمان های خاصی از سال (در طول گلدهی بهار)، نسبت معمول زیست توده آنها مشاهده می شود (شکل 7.6).

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

اهرام انرژی که در زیر در نظر گرفته شده اند، فاقد ناهنجاری های ظاهری هستند.

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 اکولوژیکی 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 زنجیره های غذایی در زیست شناسی وجود دارد، زمانی 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. چگونه است؟ هرم اکولوژیکی نوعی سیستم است که در ترکیب خود تعداد موجودات، جرم افراد، به علاوه انرژی ذاتی آنها در هر سطح را منعکس می کند. ویژگی دیگر این است که با افزایش در هر سطح، شاخص ها به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. به هر حال، این دقیقاً دلیل قانون هرم زیست محیطی 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 نشان دهید، چیزی شبیه به هرم خئوپس خواهد بود: یک هرم چهار گوش با بالای نوک تیز، جایی که کمترین تعداد افراد در آن متمرکز شده اند.

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 است، حدود ده برابر بزرگتر از توده حیواناتی است که غذای 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. این الگو چه چیزی به ما می دهد؟

نقش قاعده هرم

بسیاری از مشکلات را می توان بر اساس قانون هرم زیست محیطی 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 آموخته ایم که اهرام زیست محیطی چیست، قانون و الگوهای آنها را شناسایی کرده ایم. اما اینکه چه نوع اهرام زیست محیطی در طبیعت وجود دارد، اکنون صحبت خواهیم کرد.

انواع اهرام اکولوژیکی

سه نوع اهرام وجود دارد. بر اساس تعریف اولیه، می توان نتیجه گرفت که آنها با تعداد افراد، زیست توده آنها و انرژی موجود در آنها مرتبط هستند. به طور کلی، اول چیزها.

هرم اعداد

نام برای خودش صحبت می کند. این هرم تعداد افراد را در تمام سطوح به طور جداگانه منعکس می کند. اما شایان ذکر است که در اکولوژی 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 با استفاده از 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 قادرند همه این ملخ ها را بخورند. خود قورباغه ها غذای 300 قزل آلا هستند. یک نفر می تواند این مقدار ماهی را در سال بخورد. چه چیزی بدست می آوریم؟ و معلوم شد که در قاعده هرم میلیون ها تیغه علف وجود دارد و در بالای هرم فقط یک نفر وجود دارد.

در اینجاست که می‌توان مشاهده کرد که چگونه هنگام حرکت از یک سطح به هر سطح بعدی، شاخص‌ها کاهش می‌یابند. جرم، تعداد افراد کاهش می یابد، انرژی موجود در آنها کاهش می یابد. لازم به ذکر است 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. همچنین نشان دهنده یک نسبت است. اما در این مورد نسبت توده هاست. به عنوان یک قاعده، جرم در قاعده هرم همیشه بسیار بیشتر 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 به نظر می‌رسد که یک هرم چهارگوش به سمت بالا باریک می‌شود. یکی از دانشمندان آمریکایی ساختار این هرم را با استفاده از مثال زیر توضیح داد: وزن پوشش گیاهی در علفزار بسیار بیشتر از وزن افرادی است که این گیاهان را مصرف می کنند، وزن حیوانات گیاهخوار از وزن گوشتخواران اولی بیشتر است. در سطح، وزن دومی بیشتر از وزن گوشتخواران سطح دوم است و غیره.

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

هرم انرژی

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

درصد انرژی اولیه همیشه 100٪ است. اما اگر فقط یک دهم از آن به سطح تغذیه بعدی برسد، پس بیشتر انرژی کجا می رود؟ بخش اصلی آن، یعنی 90٪، توسط افراد برای اطمینان از تمام فرآیندهای زندگی صرف می شود. بنابراین، در اینجا یک الگوی خاص نیز وجود دارد. بخش بسیار کوچکتری از انرژی از طریق سطوح تروفیک فوقانی، جایی که جرم و تعداد افراد کمتر است، جریان می یابد تا از سطوح پایین تر. این می تواند 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 تعداد سطوح مختلف بیش از حد زیاد باشد، ساخت اولین مورد مشکلاتی را ایجاد می کند. 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 باید گفت که چنین هرمی هرگز وارونه نمی شود. به لطف این، این یک نوع استاندارد است.

نقش هرم زیست محیطی

هرم اکولوژیکی چیزی است که به ما کمک می کند تا ساختار بیوسنوز را درک کنیم، تا وضعیت سیستم را توصیف کنیم. همچنین، این طرح ها به تعیین میزان مجاز صید ماهی، تعداد حیوانات شلیک 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 همبستگی ویژگی ها

بر اساس انواع فوق، می توان نتیجه گرفت که هرم اکولوژیکی نسبت معینی از شاخص های مربوط به تعداد، جرم و انرژی است. سطوح هرم اکولوژیکی از همه نظر متفاوت است. نرخ های بالاتر سطوح پایین تری دارند و بالعکس. مدارهای معکوس را فراموش نکنید. در اینجا مصرف کنندگان بر تولیدکنندگان برتری دارند. اما این تعجب آور نیست. 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. به لطف این، این اوست که به نوعی استاندارد در نظر گرفته می شود. نقش اهرام اکولوژیکی برای حفظ تعادل اکوسیستم های طبیعی و تضمین پایداری آنها بسیار مهم است.