regula lui Lindemann (10%)

Fluxul de energie, care trece prin nivelurile trofice ale biocenozei, se stinge treptat. În 1942, R. Lindeman a formulat legea piramidei energiilor, sau legea (regula) a 10%, conform căreia de la un nivel trofic al piramidei ecologice se trece la altul, mai înalt (de-a lungul „scării”: producător - consumator - descompunetor) în medie aproximativ 10% din energia primită la nivelul anterior al piramidei ecologice. Fluxul invers asociat cu consumul de substanțe și energie produsă de nivelul superior al piramidei ecologice de nivelurile sale inferioare, de exemplu, de la animale la plante, este mult mai slab - nu mai mult de 0,5% (chiar 0,25%) din totalul său. flux și, prin urmare, putem spune că nu este nevoie să vorbim despre ciclul energetic în biocenoză.

Dacă energia se pierde de zece ori în timpul tranziției la un nivel superior al piramidei ecologice, atunci acumularea unui număr de substanțe, inclusiv a celor toxice și radioactive, crește în aproximativ aceeași proporție. Acest fapt este fixat în regula îmbunătățirii biologice. Este valabil pentru toate cenozele. În biocenozele acvatice, acumularea multor substanțe toxice, inclusiv pesticide organoclorurate, se corelează cu masa de grăsimi (lipide), adică. are în mod clar o bază energetică.

Piramide ecologice

Pentru a vizualiza relațiile dintre organisme diverse tipuriÎntr-o biocenoză, se obișnuiește să se utilizeze piramide ecologice, distingând piramidele de numere, biomasă și energie.

Dintre piramidele ecologice, cele mai cunoscute și frecvent utilizate sunt:

§ Piramida numerelor

§ Piramida de biomasă

Piramida numerelor. Pentru a construi o piramidă a populației, se numără numărul de organisme dintr-un anumit teritoriu, grupându-le pe niveluri trofice:

§ producatori - plante verzi;

§ consumatorii primari sunt ierbivorele;

§ consumatori secundari - carnivore;

§ consumatori tertiari - carnivore;

§ consumatori ga-e („predatori definitivi”) - carnivore;

§ descompozitori – distrugatori.

Fiecare nivel este descris în mod convențional ca un dreptunghi, a cărui lungime sau zonă corespunde valorii numerice a numărului de indivizi. Prin aranjarea acestor dreptunghiuri într-o succesiune subordonată, obținem o piramidă ecologică de numere (Fig. 3), al cărei principiu de bază a fost formulat pentru prima dată de ecologistul american C. Elton Nikolaikin N.I. Ecology: Textbook. pentru universități / N. I. Nikolaikin, N. E. Nikolaikina, O. P. Melekhova. - Ed. a III-a, stereotip. - M.: Dropia, 2004..

Orez. 3. Piramida ecologică a populației pentru o pajiște acoperită cu cereale: numere - număr de indivizi

Datele pentru piramidele populației sunt obținute destul de ușor prin colectarea directă a probelor, dar există unele dificultăți:

§ Producătorii variază foarte mult ca mărime, deși un exemplar de iarbă sau alge are același statut ca un copac. Aceasta încalcă uneori forma piramidală corectă, uneori chiar dând piramide inversate (Fig. 4) Ibid.;

Orez.

§ Gama de numere ale diferitelor specii este atât de largă încât face dificilă menținerea scalei atunci când este reprezentată grafic, dar în astfel de cazuri se poate folosi o scară logaritmică.

Piramida biomasei. Piramida ecologică a biomasei este construită similar piramidei numerelor. Sensul său principal este de a arăta cantitatea de materie vie (biomasă - masa totală a organismelor) la fiecare nivel trofic. Se evită astfel inconvenientele tipice piramidelor populației. În acest caz, dimensiunea dreptunghiurilor este proporțională cu masa materiei vii a nivelului corespunzător, pe unitate de suprafață sau de volum (Fig. 5, a, b) Nikolaikin N. I. Ecologie: Manual. pentru universități / N. I. Nikolaikin, N. E. Nikolaikina, O. P. Melekhova. - Ed. a III-a, stereotip. - M.: Bustard, 2004.. Termenul de „piramidă a biomasei” a apărut datorită faptului că în marea majoritate a cazurilor masa consumatorilor primari care trăiesc în detrimentul producătorilor este semnificativ mai mică decât masa acestor producători, iar masa consumatorilor secundari este semnificativ mai mică decât masa consumatorilor primari. Biomasa destructorilor este de obicei prezentată separat.

Orez. 5. Piramidele biomasei biocenozelor unui recif de corali (a) și Canalului Mânecii (b): numere - biomasă în grame de substanță uscată pe 1 m 2

La eșantionare, se determină biomasa în picioare sau randamentul în picioare (adică, la un moment dat în timp), care nu conține nicio informație despre rata producției sau consumului de biomasă.

Rata de creare a materiei organice nu determină rezervele totale ale acesteia, adică. biomasa totală a tuturor organismelor la fiecare nivel trofic. Prin urmare, pot apărea erori în timpul analizei ulterioare dacă nu sunt luate în considerare următoarele:

* în primul rând, dacă rata consumului de biomasă (pierderea datorată consumului) și viteza de formare a acesteia sunt egale, cultura în picioare nu indică productivitate, adică. despre cantitatea de energie și materie care se deplasează de la un nivel trofic la altul, unul mai mare, într-o anumită perioadă de timp (de exemplu, un an). Astfel, pe o pășune fertilă, folosită intensiv, randamentul de iarbă în picioare poate fi mai mic, iar productivitatea mai mare, decât pe o pășune mai puțin fertilă, dar puțin folosită pentru pășunat;

* în al doilea rând, producătorii de dimensiuni mici, precum algele, se caracterizează printr-un ritm ridicat de creștere și reproducere, echilibrat de consumul lor intensiv ca hrană de către alte organisme și moartea naturală. Prin urmare, productivitatea lor poate fi nu mai mică decât cea a producătorilor mari (de exemplu, copaci), deși biomasa în picioare poate fi mică. Cu alte cuvinte, fitoplanctonul cu aceeași productivitate ca un copac va avea mult mai puțină biomasă, deși ar putea susține viața animalelor de aceeași masă.

Una dintre consecințele acestui lucru este „piramidele inversate” (Fig. 3, b). Zooplanctonul biocenozelor lacurilor și mărilor are cel mai adesea o biomasă mai mare decât hrana lor - fitoplanctonul, dar rata de reproducere a algelor verzi este atât de mare încât în ​​24 de ore refac toată biomasa consumată de zooplancton. Cu toate acestea, în anumite perioade ale anului (în timpul înfloririi de primăvară) se observă raportul obișnuit al biomasei lor (Fig. 6) Nikolaikin N.I. Ecologie: Manual. pentru universități / N. I. Nikolaikin, N. E. Nikolaikina, O. P. Melekhova. - Ed. a III-a, stereotip. - M.: Dropia, 2004..

Orez. 6. Schimbări sezoniere în piramidele biomasei lacului (folosind exemplul unuia dintre lacurile din Italia): numere - biomasă în grame de substanță uscată la 1 m3

Piramidele energetice discutate mai jos sunt lipsite de anomalii aparente.

Piramida energiilor. Cea mai fundamentală modalitate de a reflecta conexiunile dintre organismele de diferite niveluri trofice și organizarea funcțională a biocenozelor este piramida energetică, în care dimensiunea dreptunghiurilor este proporțională cu echivalentul energetic pe unitatea de timp, adică. cantitatea de energie (pe unitate de suprafață sau de volum) care a trecut printr-un anumit nivel trofic într-o anumită perioadă (Fig. 7) Ibid.. La baza piramidei energetice, mai poate fi adăugat în mod rezonabil încă un dreptunghi de jos, reflectând fluxul de energie solară.

Piramida energetică reflectă dinamica trecerii masei alimentare prin lanțul alimentar (trofic), care o deosebește fundamental de piramidele numerelor și biomasei, care reflectă statica sistemului (numărul de organisme la un moment dat). Forma acestei piramide nu este afectată de schimbările în mărimea și rata metabolică a indivizilor. Dacă sunt luate în considerare toate sursele de energie, atunci piramida va avea întotdeauna un aspect tipic (sub forma unei piramide cu vârful în sus), conform celei de-a doua legi a termodinamicii.

Orez. 7. Piramida energiei: numere - cantitatea de energie, kJ * m -2 * r -1

Piramidele energetice permit nu numai compararea diferitelor biocenoze, ci și identificarea importanței relative a populațiilor dintr-o singură comunitate. Sunt cele mai utile dintre cele trei tipuri de piramide ecologice, dar datele pentru a le construi sunt cele mai greu de obținut.

Unul dintre cele mai reușite și clare exemple de piramide ecologice clasice sunt piramidele prezentate în Fig. 8 Nikolaikin N.I Ecologie: manual. pentru universități / N. I. Nikolaikin, N. E. Nikolaikina, O. P. Melekhova. - Ed. a III-a, stereotip. - M.: Bustard, 2004. Ele ilustrează biocenoza condiționată propusă de ecologistul american Yu. „Biocenoza” constă dintr-un băiat care mănâncă doar carne de vițel, și viței care mănâncă doar lucernă.

Orez.

Regulă 1% Ecologie. Curs de prelegeri. Compilat de: Ph.D., Profesor asociat A.I Tikhonov, 2002. Punctele lui Pasteur, precum legea piramidei energetice a lui R. Lindemann, au dat naștere la formularea regulilor de unu și zece la sută. Desigur, 1 și 10 sunt numere aproximative: aproximativ 1 și aproximativ 10.

„Număr magic” 1% rezultă din raportul dintre posibilitățile de consum de energie și „capacitatea” necesară pentru stabilizarea mediului. Pentru biosferă, ponderea consumului posibil al producției primare totale nu depășește 1% (ceea ce rezultă din legea lui R. Lindemann: aproximativ 1% din producția primară netă în termeni energetici este consumată de vertebrate în calitate de consumatori de ordine superioară, aproximativ 10% de nevertebrate ca consumatori de ordine inferioare, iar partea rămasă - bacterii și ciuperci saprofe). De îndată ce omenirea, în pragul secolelor trecute și prezente, a început să folosească o cantitate mai mare de produse biosferei (acum cel puțin 10%), principiul Le Chatelier-Brown a încetat să fie satisfăcut (se pare că de la aproximativ 0,5% din energia totală a biosferei): vegetația nu a asigurat creșterea biomasei în concordanță cu creșterea concentrației de CO 2 etc. (o creștere a cantității de carbon fixat de plante a fost observată abia în ultimul secol).

Din punct de vedere empiric, este suficient recunoscut pragul de consum de 5 - 10% din cantitatea de substanță, care duce la schimbări vizibile în sistemele naturii la trecerea prin ea. A fost adoptată în principal la nivel empirico-intuitiv, fără a distinge formele și natura controlului în aceste sisteme. Este aproximativ posibil să se împartă tranzițiile emergente pentru sistemele naturale cu tipuri de management organismic și de consorțiu, pe de o parte, și sisteme de populație, pe de altă parte. Pentru cei dintâi, valorile care ne interesează sunt pragul de ieșire dintr-o stare staționară de până la 1% din fluxul de energie („norma” de consum) și pragul de autodistrugere – aproximativ 10% din aceasta „ normă". Pentru sistemele de populație, depășirea în medie a 10% din volumul de retragere duce la ieșirea acestor sisteme din starea staționară.

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

Cercetare Națională

Universitatea Tehnică de Stat din Irkutsk

Facultatea de corespondență și de seară

Departamentul Discipline Educaționale Generale

Test de ecologie

completat de: Yakovlev V.Ya

Număr carte de înregistrare: 13150837

grupa: EPbz-13-2

Irkutsk 2015

1. Dați conceptul de factor de mediu. Clasificarea factorilor de mediu

2. Piramidele ecologice și caracteristicile lor

3. Ce se numește poluare biologică? mediu?

4. Ce tipuri de răspundere a funcționarilor pentru încălcări ale mediului există?

Referințe

1. Dați conceptul de factor de mediu. Clasificarea factorilor de mediu

Habitatul este acea parte a naturii care înconjoară un organism viu și cu care interacționează direct. Componentele și proprietățile mediului sunt diverse și schimbătoare. Orice creatură vie trăiește într-o lume complexă, în schimbare, adaptându-se constant la ea și reglându-și activitatea de viață în conformitate cu schimbările sale.

Proprietățile individuale sau părțile mediului care afectează organismele sunt numite factori de mediu. Factorii de mediu sunt diverși. Ele pot fi necesare sau, dimpotrivă, dăunătoare ființelor vii, promovând sau împiedicând supraviețuirea și reproducerea acestora. Factorii de mediu au naturi diferite și acțiuni specifice.

Factori abiotici - temperatură, lumină, radiații radioactive, presiune, umiditatea aerului, compoziția de sare a apei, vânt, curenți, teren - toate acestea sunt proprietăți natura neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele vii. Printre acestea se numără:

Factorii fizici sunt factori a căror sursă este o condiție sau un fenomen fizic (de exemplu, temperatura, presiunea, umiditatea, mișcarea aerului etc.).

Factorii chimici sunt factori care sunt determinați de compoziția chimică a mediului (salinitatea apei, conținutul de oxigen din aer etc.).

Factori edafici (sol) - un set de proprietăți chimice, fizice, mecanice ale solurilor și rocilor care afectează atât organismele pentru care sunt habitat, cât și sistemul rădăcină plante (umiditate, structura solului, conținutul de nutrienți etc.).

Factorii biotici sunt toate formele de influență ale ființelor vii unele asupra altora. Fiecare organism experimentează în mod constant influența directă sau indirectă a altora, intră în contact cu reprezentanții propriei specii și alte specii - plante, animale, microorganisme - depind de aceștia și le influențează el însuși. Lumea organică din jur este o parte integrantă a mediului înconjurător al fiecărei creaturi vii.

Factorii antropogeni sunt toate formele de activitate ale societății umane care duc la schimbări în natură, ca habitat al altor specii, sau le afectează direct viața. De-a lungul istoriei omenirii, dezvoltarea mai întâi a vânătorii și apoi agricultură, industria, transporturile au schimbat foarte mult natura planetei noastre. Importanța impactului antropic asupra întregii lumi vii a Pământului continuă să crească rapid.

Se disting următoarele grupuri de factori antropici:

Modificări în structura suprafeței pământului;

Modificări ale compoziției biosferei, ciclului și echilibrului substanțelor incluse în aceasta;

Modificări ale echilibrului energetic și termic al zonelor și regiunilor individuale;

Modificări aduse biotei.

Condițiile de existență sunt un set de elemente de mediu necesare unui organism, cu care acesta se află într-o unitate inextricabilă și fără de care nu poate exista. Elementele mediului care sunt necesare organismului sau au un impact negativ asupra acestuia se numesc factori de mediu. În natură, acești factori nu acționează izolat unul de celălalt, ci sub forma unui complex complex. Un complex de factori de mediu, fără de care un organism nu poate exista, constituie condițiile existenței acestui organism.

Toate adaptările organismelor la existența în conditii diferite dezvoltat istoric. Ca urmare, s-au format grupări de plante și animale specifice fiecărei zone geografice.

Factori de mediu:

Elementare - lumină, căldură, umiditate, alimente și așa mai departe;

Complex;

Antropic;

Influența factorilor de mediu asupra organismelor vii este caracterizată de anumite modele cantitative și calitative. Agrochimistul german J. Liebig, observând efectul îngrășămintelor chimice asupra plantelor, a descoperit că limitarea dozei oricăruia dintre acestea duce la o încetinire a creșterii. Aceste observații i-au permis omului de știință să formuleze o regulă numită legea minimului (1840).

2. Piramidele ecologice și caracteristicile lor

Piramida ecologică - reprezentări grafice ale relației dintre producători și consumatori de toate nivelurile (erbivore, prădători, specii care se hrănesc cu alți prădători) din ecosistem.

Zoologul american Charles Elton a sugerat reprezentarea schematică a acestor relații în 1927.

Într-o reprezentare schematică, fiecare nivel este prezentat ca un dreptunghi, a cărui lungime sau arie corespunde valorilor numerice ale unei verigi din lanțul trofic (piramida lui Elton), masei sau energiei acestora. Dreptunghiuri aranjate într-o anumită secvență creează piramide de diferite forme.

Baza piramidei este primul nivel trofic - nivelul producătorilor etajele ulterioare ale piramidei sunt formate de următoarele niveluri ale lanțului alimentar - consumatori de diverse ordine. Înălțimea tuturor blocurilor din piramidă este aceeași, iar lungimea este proporțională cu numărul, biomasa sau energia de la nivelul corespunzător.

Piramidele ecologice se disting în funcție de indicatorii pe baza cărora este construită piramida. În același timp, pentru toate piramidele a fost stabilită regula de bază, conform căreia în orice ecosistem există mai multe plante decât animale, ierbivore decât carnivore, insecte decât păsări.

Pe baza regulii piramidei ecologice se pot determina sau calcula relații cantitative diferite tipuri plante și animale în sisteme ecologice naturale și create artificial. De exemplu, 1 kg de masă a unui animal marin (focă, delfin) necesită 10 kg de pește consumat, iar acești 10 kg au nevoie deja de 100 kg din hrana lor - nevertebrate acvatice, care, la rândul lor, trebuie să mănânce 1000 kg de alge. și bacterii pentru a forma o astfel de masă. În acest caz, piramida ecologică va fi sustenabilă.

Cu toate acestea, după cum știți, există excepții de la fiecare regulă, care vor fi luate în considerare în fiecare tip de piramidă ecologică.

Tipuri de piramide ecologice

Piramide de numere - la fiecare nivel este reprezentat numărul de organisme individuale

Piramida numerelor afișează un model clar descoperit de Elton: numărul de indivizi care formează o serie secvențială de legături de la producători la consumatori este în scădere constantă (Fig. 3).

De exemplu, pentru a hrăni un lup, are nevoie de cel puțin mai mulți iepuri de câmp pentru a-i vâna; Pentru a hrăni acești iepuri, aveți nevoie de o varietate destul de mare de plante. În acest caz, piramida va arăta ca un triunghi cu o bază largă înclinată în sus.

Cu toate acestea, această formă de piramidă de numere nu este tipică pentru toate ecosistemele. Uneori pot fi inversate sau inversate. Acest lucru se aplică lanțurilor alimentare forestiere, când copacii servesc ca producători și consumatorii primari- insecte. În acest caz, nivelul consumatorilor primari este numeric mai bogat decât cel al producătorilor (un număr mare de insecte se hrănesc cu un singur copac), prin urmare piramidele numerelor sunt cele mai puțin informative și mai puțin orientative, adică. numărul de organisme de același nivel trofic depinde în mare măsură de mărimea lor.

Piramidele de biomasă - caracterizează masa totală uscată sau umedă a organismelor la un anumit nivel trofic, de exemplu, în unități de masă pe unitate de suprafață - g/m2, kg/ha, t/km2 sau pe volum - g/m3 (Fig. 4)

De obicei, în biocenozele terestre masa totală a producătorilor este mai mare decât fiecare legătură ulterioară. La rândul său, masa totală a consumatorilor de ordinul întâi este mai mare decât cea a consumatorilor de ordinul doi etc.

În acest caz (dacă organismele nu diferă prea mult ca mărime), piramida va avea, de asemenea, aspectul unui triunghi cu o bază largă înclinată în sus. Cu toate acestea, există excepții semnificative de la această regulă. De exemplu, în mări, biomasa zooplanctonului erbivor este semnificativ (uneori de 2-3 ori) mai mare decât biomasa fitoplanctonului, reprezentată în principal de alge unicelulare. Acest lucru se explică prin faptul că algele sunt mâncate foarte repede de zooplancton, dar sunt protejate de a fi consumate complet de rata foarte mare de diviziune a celulelor lor.

În general, biogeocenozele terestre, unde producătorii sunt mari și trăiesc relativ lung, se caracterizează prin piramide relativ stabile cu o bază largă. În ecosistemele acvatice, unde producătorii sunt de dimensiuni mici și au cicluri de viață scurte, piramida biomasei poate fi inversată sau inversată (cu vârful îndreptat în jos). Astfel, in lacuri si mari, masa plantelor depaseste masa consumatorilor doar in perioada de inflorire (primavara), iar in restul anului se poate produce situatia inversa.

Piramidele de numere și de biomasă reflectă statica sistemului, adică caracterizează numărul sau biomasa organismelor într-o anumită perioadă de timp. Ele nu oferă informații complete despre structura trofică a unui ecosistem, deși permit rezolvarea unui număr de probleme practice, în special legate de menținerea sustenabilității ecosistemelor.

Piramida numerelor permite, de exemplu, să se calculeze cantitatea permisă de captură de pește sau împușcarea animalelor în timpul sezonului de vânătoare, fără consecințe pentru reproducerea lor normală.

Piramidele energetice - arată cantitatea de flux de energie sau productivitate la niveluri succesive (Fig. 5).

Spre deosebire de piramidele numerelor și biomasei, care reflectă statica sistemului (numărul de organisme la un moment dat), piramida energiei, reflectând imaginea vitezei de trecere a masei alimentelor (cantității de energie) prin fiecare nivel trofic al lanțului trofic, oferă cea mai completă imagine a organizării funcționale a comunităților.

Forma acestei piramide nu este afectată de schimbările în mărimea și rata metabolică a indivizilor, iar dacă se iau în considerare toate sursele de energie, piramida va avea întotdeauna un aspect tipic, cu o bază largă și un vârf conic. Când construiți o piramidă de energie, un dreptunghi este adesea adăugat la baza acesteia pentru a arăta influxul de energie solară.

În 1942, ecologistul american R. Lindeman a formulat legea piramidei energetice (legea 10 la sută), conform căreia, în medie, aproximativ 10% din energia primită la nivelul anterior al piramidei ecologice trece dintr-un trofic. nivel prin lanțurile trofice la un alt nivel trofic. Restul energiei se pierde sub formă de radiație termică, mișcare etc. Ca urmare a proceselor metabolice, organismele pierd aproximativ 90% din toată energia din fiecare verigă a lanțului trofic, care este cheltuită pentru menținerea funcțiilor lor vitale.

Dacă un iepure a mâncat 10 kg de materie vegetală, atunci propria sa greutate poate crește cu 1 kg. O vulpe sau un lup, mâncând 1 kg de carne de iepure, își mărește masa cu doar 100 g La plantele lemnoase, această proporție este mult mai mică datorită faptului că lemnul este slab absorbit de organisme. Pentru ierburi și alge marine, această valoare este mult mai mare, deoarece nu au țesuturi greu de digerat. Cu toate acestea model general procesul de transfer de energie rămâne: mult mai puțină trece prin nivelurile trofice superioare decât prin cele inferioare.

Să luăm în considerare transformarea energiei într-un ecosistem folosind exemplul unui lanț trofic simplu de pășune, în care există doar trei niveluri trofice.

nivel - plante erbacee,

nivel - mamifere erbivore, de exemplu, iepuri de câmp

nivel - mamifere prădătoare, de exemplu, vulpi

Nutrienții sunt creați în timpul procesului de fotosinteză de către plante, care nu sunt materie organică(apă, dioxid de carbon, săruri minerale etc.) folosind energie lumina soarelui formează materie organică și oxigen, precum și ATP. O parte din energia electromagnetică a radiației solare este transformată în energie legături chimice substanțe organice sintetizate.

Toată materia organică creată în timpul fotosintezei se numește producție primară brută (GPP). O parte din energia producției primare brute este cheltuită pentru respirație, rezultând formarea producției primare nete (NPP), care este însăși substanța care intră în al doilea nivel trofic și este folosită de iepuri.

Fie pista de 200 de unități convenționale de energie, iar costurile plantelor pentru respirație (R) - 50%, i.e. 100 de unități convenționale de energie. Atunci producția primară netă va fi egală cu: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100), adică. La al doilea nivel trofic, iepurii de câmp vor primi 100 de unități convenționale de energie.

Cu toate acestea, din diverse motive, iepurii sunt capabili să consume doar o anumită cotă din NPP (altfel resursele pentru dezvoltarea materiei vii ar dispărea), în timp ce o parte semnificativă din aceasta se află sub formă de resturi organice moarte (părți subterane ale plantelor). , lemn tare de tulpini, ramuri etc.) nu este capabil să fie mâncat de iepuri. Pătrunde în lanțurile trofice detritice și/sau este descompus de către descompozitori (F). Cealaltă parte se referă la construirea de noi celule (dimensiunea populației, creșterea iepurilor de câmp - P) și furnizarea metabolismul energetic sau respirație (R).

În acest caz, conform abordării echilibrului, echilibrul egal al consumului de energie (C) va arăta astfel: C = P + R + F, i.e. Energia primită la al doilea nivel trofic va fi cheltuită, conform legii lui Lindemann, pe creșterea populației - P - 10%, restul de 90% va fi cheltuită pentru respirație și îndepărtarea alimentelor nedigerate.

Astfel, în ecosisteme, odată cu creșterea nivelului trofic, are loc o scădere rapidă a energiei acumulate în corpurile organismelor vii. De aici este clar de ce fiecare nivel ulterior va fi întotdeauna mai mic decât cel anterior și de ce lanțurile trofice de obicei nu pot avea mai mult de 3-5 (rar 6) verigi, iar piramidele ecologice nu pot consta dintr-un număr mare de etaje: până la final veriga lanțului trofic este aceeași ca la ultimul etaj al piramidei ecologice va primi atât de puțină energie încât nu va fi suficientă dacă numărul de organisme crește.

O astfel de secvență și subordonare a grupurilor de organisme conectate sub formă de niveluri trofice reprezintă fluxurile de materie și energie în biogeocenoză, baza organizării sale funcționale.

3. Ce se numește poluare biologică a mediului?

Ecologia este baza teoretică pentru utilizarea rațională a resurselor naturale, ea joacă un rol principal în dezvoltarea unei strategii pentru relația dintre natură și societatea umană. Ecologia industrială consideră perturbarea echilibrului natural ca urmare a activității economice. În același timp, cele mai semnificative consecințe sunt poluarea mediului. Termenul „mediu” este de obicei înțeles ca tot ceea ce afectează direct sau indirect viața și activitatea umană.

Rolul drojdiei în ecosistemelor naturale Oh. De exemplu, multe drojdii epifite, considerate mult timp comensale inofensive, care colonizează din abundență părți verzi ale plantelor, s-ar putea să nu fie atât de „nevinovate” dacă considerăm că ele reprezintă doar o etapă haploidă din ciclul de viață al organismelor strâns legate de pulverul sau rugina fitopatogenă. ciuperci. Și, invers, drojdiile care sunt patogene pentru om, provocând boli periculoase și insolubile - candidoza și criptococoza - au în natură un stadiu saprotrofic și se izolează ușor de substraturile organice moarte. Din aceste exemple este clar că pentru a înțelege funcțiile ecologice ale drojdiei este necesar să se studieze complet cicluri de viață fiecare tip. Au fost descoperite și drojdii autohtone de sol cu ​​funcții speciale importante pentru formarea structurii solului. Diversitatea și legăturile dintre drojdie și animale, în special nevertebrate, sunt inepuizabile.

Poluarea atmosferică poate fi asociată cu procese naturale: erupții vulcanice, furtuni de praf, incendii de pădure.

În plus, atmosfera este poluată ca urmare a activităților de producție umană.

Sursele de poluare a aerului sunt emisiile de fum de la întreprinderile industriale. Emisiile pot fi organizate sau neorganizate. Emisiile provenite de la conductele întreprinderilor industriale sunt special vizate și organizate. Înainte de a intra în conductă, acestea trec prin instalații de tratare, care absorb unele dintre substanțele nocive. Emisiile fugitive intră în atmosferă de la ferestre, uși și deschideri de ventilație ale clădirilor industriale. Principalii poluanți din emisii sunt particulele solide (praf, funingine) și substanțele gazoase (monoxid de carbon, dioxid de sulf, oxizi de azot).

Selectarea și identificarea microorganismelor cu proprietăți utile pentru o anumită producție este o lucrare foarte relevantă din punct de vedere al mediului, deoarece utilizarea lor poate intensifica procesul sau poate folosi mai pe deplin componentele substratului.

Esența metodelor de bioremediere, tratare biologică, bioprocesare și biomodificare este utilizarea diferiților agenți biologici, în primul rând microorganisme, în mediu. În acest caz, se pot folosi atât microorganisme obținute prin metode tradiționale de selecție, cât și cele create prin inginerie genetică, precum și plante transgenice care pot afecta echilibrul biologic al ecosistemelor naturale.

Mediul poate conține tulpini industriale de diferite microorganisme - producători ai biosintezei anumitor substanțe, precum și produse ale metabolismului acestora, care acționează ca un factor biologic de poluare. Efectul său poate consta în modificarea structurii biocenozelor. Efectele indirecte ale contaminării biologice apar, de exemplu, atunci când se utilizează antibiotice și altele medicamenteîn medicină, când apar tulpini de microorganisme rezistente la acțiunea lor și periculoase pentru mediul intern uman; sub formă de complicații la utilizarea vaccinurilor și a serurilor care conțin impurități de substanțe de origine biologică; ca efect alergenic și genetic al microorganismelor și al produselor lor metabolice.

Producția biotehnologică la scară largă este o sursă de emisie de bioaerosoli care nu conțin celule microorganisme patogene, precum și produsele metabolismului lor. Principalele surse de bioaerosoli care conțin celule vii ale microorganismelor sunt etapele de fermentare și separare, iar principalele surse de celule inactivate sunt etapa de uscare. Cu o eliberare masivă, biomasa microbiană, care pătrunde în sol sau în corpul de apă, modifică distribuția fluxurilor de energie și materie în lanțurile trofice trofice și afectează structura și funcția biocenozelor, reduce activitatea de autopurificare și, prin urmare, afectează functia biotei. Acest lucru poate provoca dezvoltare activă anumite organisme, inclusiv microorganisme din grupele de indicatori sanitari.

Dinamica populațiilor introduse și indicatorii potențialului lor biotehnologic depind de tipul de microorganism, de starea sistemului microbian din sol la momentul introducerii, de stadiul succesiunii microbiene și de doza populației introduse. În același timp, consecințele introducerii de microorganisme noi în biocenozele solului pot fi ambigue. Datorită autopurificării, nu fiecare populație microbiană introdusă în sol este eliminată. Natura dinamicii populației microorganismelor introduse depinde de gradul de adaptare a acestora la noile condiții. Populațiile neadaptate mor, în timp ce cele adaptate supraviețuiesc.

Un factor de poluare biologică poate fi definit ca un set de componente biologice, al căror impact asupra oamenilor și asupra mediului este asociat cu capacitatea acestora de a se reproduce în condiții naturale sau artificiale, de a produce substanțe biologic active și, atunci când ele sau produsele lor metabolice intră. mediului, au efecte adverse asupra mediului, oamenilor, animalelor, plantelor.

Factorii de poluare biologică (cel mai adesea microbiană) pot fi clasificați astfel: microorganisme vii cu genom natural care nu prezintă toxicitate, saprofite, microorganisme vii cu genom natural care au activitate infecțioasă, patogenă și condiționat patogene, producătoare de toxine, microorganisme vii obținute. prin inginerie a metodelor genetice (microorganisme modificate genetic care conțin gene străine sau noi combinații de gene - MGMO), virusuri infecțioase și de altă natură, toxine de origine biologică, celule inactivate ale microorganismelor (vaccinuri, praf de biomasă inactivată termic de microorganisme pentru hrana animalelor și alimentație) , produse metabolice ale microorganismelor, organele și compuși organici celulele sunt produse ale fracționării sale.

Scopul lucrării noastre a fost izolarea și identificarea microorganismelor de drojdie în laboratorul de biotehnologie al Universității Agrare de Stat Gorsky, aparținând primului grup al organismelor enumerate mai sus. Deoarece acestea sunt microorganisme cu genom natural și netoxice, impactul lor asupra mediului este foarte organic și nu semnificativ.

Sursele de microorganisme, inclusiv cele oportuniste și patogene, sunt apele uzate (canalele de scurgere menajere fecale, industriale, urbane). ÎN zonele rurale Poluarea fecală provine din scurgerile din zonele populate, din pășuni, animale și țarcuri pentru păsări și de la animale sălbatice. În timpul procesării apa reziduala numărul de microorganisme patogene din ele este redus. Amploarea efectului lor asupra mediului este nesemnificativă, însă, deoarece această sursă de emisie de celule microbiene există, trebuie luată în considerare ca factor de poluare a mediului.

Apa utilizată în procesul de efectuare a lucrărilor noastre pentru prepararea mediilor, spălările, încălzirea autoclavului și a termostatelor poate fi purificată la stațiile de tratare a apelor uzate municipale împreună cu apele uzate municipale într-o manieră aerobă sau anaerobă.

Poluanții biologici diferă semnificativ în proprietățile lor de mediu de poluanții chimici. De compozitia chimica Poluarea biologică tehnogenă este identică cu componentele naturale, acestea sunt incluse în ciclul natural al substanțelor și lanțurilor trofice trofice fără a se acumula în mediu.

Toate laboratoarele microbiologice și virologice trebuie să fie dotate cu un receptor de apă uzată, unde apele uzate colectate trebuie neutralizate prin metode chimice, fizice sau biologice sau o metodă combinată înainte de a fi evacuate în sistemul de canalizare al orașului.

4. Ce tipuri de răspundere a funcționarilor pentru încălcări ale mediului există?

Răspunderea juridică de mediu este un tip de răspundere juridică generală, dar în același timp diferă de alte tipuri de răspundere juridică.

Responsabilitatea de mediu și legală este luată în considerare în trei aspecte interdependente:

ca constrângere a statului de a îndeplini cerințele prevăzute de lege;

ca raport juridic între stat (reprezentat de organele sale) și infractorii (care sunt supuși sancțiunilor);

ca instituție juridică, adică un ansamblu de norme juridice, diverse ramuri de drept (pământ, minerit, apă, silvicultură, mediu etc.). Infracțiunile de mediu se pedepsesc în conformitate cu cerințele legale Federația Rusă. Scopul final al legislației de mediu și al fiecărui articol individual al acesteia este de a proteja împotriva poluării, de a asigura utilizarea legală a mediului și a elementelor acestuia protejate de lege. Domeniul de aplicare al legislației de mediu este mediul și elementele sale individuale. Subiectul infracțiunii este un element al mediului. Cerințele legii impun stabilirea unei legături de cauzalitate clare între încălcare și degradarea mediului.

Subiectul infracțiunilor de mediu este persoana care a împlinit vârsta de 16 ani, căreia i se încredințează actele juridice relevante. responsabilități de serviciu(respectarea regulilor de protecție a mediului, monitorizarea respectării regulilor), sau orice persoană în vârstă de peste 16 ani care a încălcat cerințele legislației de mediu.

O infracțiune împotriva mediului este caracterizată prin prezența a trei elemente:

ilegalitatea comportamentului;

provocarea unui prejudiciu mediului (sau o amenințare reală) sau încălcarea altor drepturi și interese legale ale subiectului dreptului mediului;

cauzalitateîntre comportamentul ilegal și daunele aduse mediului cauzate sau o amenințare reală de a provoca un astfel de prejudiciu sau o încălcare a altor drepturi și interese legale ale subiecților dreptului mediului.

Răspunderea pentru încălcările mediului este unul dintre principalele mijloace de asigurare a conformității cu cerințele legislației privind protecția mediului și utilizarea resurselor naturale. Eficacitatea acestui remediu depinde în mare măsură, în primul rând, de organismele guvernamentale abilitate să aplice măsuri de răspundere juridică pentru cei care încalcă legislația de mediu. În conformitate cu legislația rusă în domeniul protecției mediului oficiali iar cetățenii poartă răspundere disciplinară, administrativă, penală, civilă și financiară pentru încălcările de mediu, iar întreprinderile poartă răspundere administrativă și civilă.

Răspunderea disciplinară apare pentru neimplementarea planurilor și măsurilor pentru conservarea naturii și utilizarea rațională a resurselor naturale, pentru încălcarea standardelor de mediu și a altor cerințe ale legislației de mediu care decurg din funcția de muncă sau funcția oficială. Răspunderea disciplinară este suportată de funcționarii și alți angajați vinovați ai întreprinderilor și organizațiilor în conformitate cu reglementările, cartele, regulamentele interne și alte reglementări (articolul 82 din Legea „Cu privire la protecția mediului”). În conformitate cu Codul Muncii (modificat și completat la 25 septembrie 1992), contravenienților li se pot aplica următoarele sancțiuni disciplinare: mustrare, mustrare, mustrare severă, concediere de la muncă, alte pedepse (articolul 135).

Răspunderea financiară este, de asemenea, reglementată de Codul Muncii al Federației Ruse (articolele 118-126). O astfel de răspundere este suportată de funcționarii și alți angajați ai întreprinderii din vina cărora întreprinderea a suportat costurile de despăgubire pentru daunele cauzate de o încălcare a mediului.

Aplicarea răspunderii administrative este reglementată atât de legislația de mediu, cât și de Codul contravențional al RSFSR din 1984 (modificat și completat). Legea „Cu privire la protecția mediului” a extins lista infracțiunilor de mediu pentru care responsabilii, persoanele fizice și juridice vinovate poartă răspundere administrativă. O astfel de răspundere apare pentru depășirea emisiilor și evacuărilor maxime admise de substanțe nocive în mediu, neîndeplinirea obligațiilor de a efectua o evaluare de mediu de stat și a cerințelor cuprinse în încheierea evaluării de mediu, furnizarea de concluzii în mod deliberat incorecte și nefondate, furnizarea în timp util a informarea și furnizarea de informații distorsionate, refuzul de a furniza în timp util informații complete, fiabile despre starea mediului natural și situația radiațiilor etc.

Cuantumul specific al amenzii este determinat de organul care a aplicat amenda, în funcție de natura și tipul infracțiunii, de gradul de vinovăție a infractorului și de prejudiciul cauzat. Amenzile administrative se aplică de către autorizați agentii guvernamentaleîn domeniul protecției mediului, supravegherii sanitare și epidemiologice a Federației Ruse. În acest caz, decizia de a impune o amendă poate fi atacată la o instanță sau o instanță de arbitraj. Aplicarea unei amenzi nu scutește făptuitorii de obligația de a repara prejudiciul cauzat (art. 84 din Legea „Cu privire la protecția mediului”).

În noul Cod penal al Federației Ruse, infracțiunile de mediu sunt evidențiate într-un capitol separat (capitolul 26). Acesta prevede răspunderea penală pentru încălcarea normelor de siguranță a mediului în timpul producției de muncă, încălcarea regulilor de depozitare, eliminarea substanțelor și deșeurilor periculoase pentru mediu, încălcarea regulilor de siguranță la manipularea agenților microbiologici sau a altor agenți biologici sau a toxinelor, poluarea apei, a atmosferei și mare, încălcarea legislației privind platforma continentală, deteriorarea terenului, extracția ilegală de animale și plante acvatice, încălcarea regulilor de protecție a stocurilor de pește, vânătoare ilegală, tăierea ilegală de arbori și tufișuri, distrugerea sau deteriorarea pădurilor.

Aplicarea măsurilor de răspundere disciplinară, administrativă sau penală pentru infracțiunile de mediu nu scutește făptuitorii de obligația de a repara prejudiciul cauzat de o infracțiune de mediu. Legea „Cu privire la protecția mediului” consideră că întreprinderile, organizațiile și cetățenii provoacă prejudicii mediului, sănătății sau proprietății cetățenilor, economiei naționale prin poluarea mediului, deteriorarea, distrugerea, deteriorarea, utilizarea irațională a resurselor naturale, distrugerea resurselor naturale. sistemele de mediu și alte încălcări ale mediului, sunt obligați să o despăgubească integral în conformitate cu legislația în vigoare (articolul 86).

Răspunderea civilă în sfera interacțiunii dintre societate și natură constă în principal în impunerea infractorului a obligației de a despăgubi persoana vătămată pentru prejudiciul patrimonial sau moral ca urmare a încălcării cerințelor legale de mediu.

Responsabilitatea pentru infracțiunile de mediu îndeplinește o serie de funcții principale:

stimularea respectării legislației mediului;

compensatorie, care vizează compensarea pierderilor în mediu natural, compensarea pentru prejudiciul adus sănătății umane;

preventivă, care constă în pedepsirea persoanei vinovate de săvârșirea unei infracțiuni împotriva mediului.

Legislația de mediu prevede trei niveluri de pedeapsă: pentru încălcare; încălcarea care duce la pagube semnificative; încălcare care are ca rezultat moartea unei persoane (consecințe grave). Moartea unei persoane din cauza unei infracțiuni împotriva mediului este apreciată de lege drept neglijență (săvârșită din neglijență sau frivolitate). Tipurile de pedepse pentru încălcări ale mediului pot fi amendă, privarea de dreptul de a ocupa anumite funcții, privarea de dreptul de a se angaja în anumite activități, munca corecțională, restrângerea libertății, închisoarea.

Una dintre cele mai grave infracțiuni de mediu este ecocidul - distrugerea în masă floră(comunități de plante din țara Rusiei sau regiunile sale individuale) sau faună (totalitatea organismelor vii ale tuturor tipurilor de animale sălbatice care locuiesc pe teritoriul Rusiei sau într-o anumită regiune a acesteia), otrăvirea atmosferei și a resurselor de apă (de suprafață și apele subterane care sunt utilizate sau pot fi utilizate), precum și comiterea altor acțiuni care ar putea provoca un dezastru de mediu. Pericolul social al ecocidului constă în amenințarea sau producerea unor daune enorme mediului natural, păstrarea fondului genetic al oamenilor, florei și faunei.

Un dezastru de mediu se manifestă printr-o încălcare gravă echilibru ecologicîn natură, distrugerea compoziției speciilor stabile a organismelor vii, reducerea completă sau semnificativă a numărului acestora, perturbarea ciclurilor de schimbări sezoniere în circulația biotică a substanțelor și proceselor biologice. Motivul ecocidului poate fi interese neînțelese de natură militară sau statală sau comiterea de acțiuni cu intenție directă sau indirectă.

Succesul în instituirea legii și ordinii de mediu se obține prin creșterea treptată a influenței publice și a statului asupra infractorilor persistenti și printr-o combinație optimă de măsuri educaționale, economice și legale.

infractiunea de poluare a mediului

Referințe

1. Akimova T.V. Ecologie. Human-Economy-Biota-Mediu: Manual pentru studenți / T.A Akimova, V.V. Ed. a II-a, revizuită. şi suplimentare - M.: UNITI, 2009. - 556 p.

Akimova T.V. Ecologie. Nature-Man-Technology: Manual pentru studenți tehnici. direcţie si deosebita. universități/ T.A. Akimova, A.P. Kuzmin, V.V. Haskin..- Sub general. ed. A.P. Kuzmina. M.: UNITATEA-DANA, 2011.- 343 p.

Brodsky A.K. Ecologie generală: Manual pentru studenți. M.: Editura. Centrul „Academia”, 2011. - 256 p.

Voronkov N.A. Ecologie: generală, socială, aplicată. Manual pentru studenți. M.: Agar, 2011. - 424 p.

Korobkin V.I. Ecologie: Manual pentru studenți / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. -ed. a VI-a, add. Și revizuit - Roston n/d: Phoenix, 2012. - 575 p.

Nikolaikin N.I., Nikolaikina N.E., Melekhova O.P. Ecologie. a 2-a ed. Manual pentru universități. M.: Butarda, 2008. - 624 p.

Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Ecologie: Studiu. indemnizație pentru studenți chimic-tehnologie. și tehnologie. sp. universități./ Ed. V.A. Solovyova, Yu.A. Krotov.- Ed. a IV-a, revizuită. - Sankt Petersburg: Chimie, 2012. -238 p.

Odum Yu Ecologie vol. 1.2. Lumea, 2011.

Chernova N.M. Ecologie generală: Un manual pentru studenții universităților pedagogice / N.M. Chernova, A.M. Bylova. - M.: Butarda, 2008.-416 p.

Ecologie: un manual pentru studenții superioare. si miercuri manual instituții, educaționale în tehnică specialist. si indicatii/L.I. Tsvetkova, M.I. Alekseev, F.V. Karamzinov și alții; sub general ed. L.I. Tsvetkova. M.: ASBV; Sankt Petersburg: Khimizdat, 2012. - 550 p.

Ecologie. Ed. prof. V.V. Denisova. Rostov-n/D.: ICC „MarT”, 2011. - 768 p.

Îndrumare

Ai nevoie de ajutor pentru a studia un subiect?

Specialiștii noștri vă vor consilia sau vă vor oferi servicii de îndrumare pe teme care vă interesează.
Trimiteți cererea dvs indicând subiectul chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a obține o consultație.

Adesea, studiul piramidelor ecologice provoacă mari dificultăți studenților. De fapt, chiar și cele mai primitive și ușoare piramide ecologice încep să fie studiate de preșcolari și școlari din școala primară. Ecologia ca știință a început să primească multă atenție în ultimii ani, deoarece această știință este lumea modernă joacă un rol semnificativ. Piramida ecologică face parte din ecologie ca știință. Pentru a înțelege ce este aceasta, trebuie să citiți acest articol.

Ce este o piramidă ecologică?

O piramidă ecologică este un design grafic care este cel mai adesea descris sub forma unui triunghi. Astfel de modele descriu structura trofică a biocenozei. Aceasta înseamnă că piramidele ecologice arată numărul de indivizi, biomasa acestora sau cantitatea de energie conținută în ele. Fiecare dintre ele poate demonstra orice indicator. Prin urmare, aceasta înseamnă că piramidele ecologice pot fi de mai multe tipuri: o piramidă care afișează numărul de indivizi, o piramidă care reflectă cantitatea de biomasă a indivizilor reprezentați și, de asemenea, ultima piramidă ecologică, care demonstrează clar cantitatea de energie conținută. la aceşti indivizi.

Ce sunt piramidele numerice?

Piramida numerelor (sau numerelor) arată numărul de organisme la fiecare nivel trofic. Un astfel de model grafic ecologic poate fi folosit în știință, dar este extrem de rar. Legăturile din piramida ecologică a numerelor pot fi descrise aproape la infinit, adică structura biocenozei într-o piramidă este extrem de dificil de descris. În plus, la fiecare nivel trofic există mulți indivizi, ceea ce face uneori aproape imposibil să se demonstreze întreaga structură a biocenozei la o scară completă.

Un exemplu de construire a unei piramide de numere

Pentru a înțelege piramida numerelor și construcția ei, este necesar să aflăm care indivizi și ce interacțiuni dintre ei sunt incluși în această piramidă ecologică. Să ne uităm acum la exemplele în detaliu.

Fie ca baza figurii să fie 1000 de tone de iarbă. Această iarbă, să zicem, într-un an, va putea hrăni aproximativ 26 de milioane de lăcuste sau alte insecte în condiții naturale de supraviețuire. În acest caz, lăcustele vor fi amplasate deasupra vegetației și constituie al doilea nivel trofic. Al treilea nivel trofic va fi de 90 de mii de broaște, care vor consuma insectele situate mai jos într-un an. Aproximativ 300 de păstrăvi vor putea consuma aceste broaște într-un an, ceea ce înseamnă că vor fi situați la al patrulea nivel trofic din piramidă. Un adult va fi deja situat în vârful piramidei ecologice el va deveni a cincea și ultima verigă din acest lanț, adică ultimul nivel trofic. Acest lucru se va întâmpla deoarece o persoană va putea mânca aproximativ 300 de păstrăvi într-un an. La rândul său, o persoană este cel mai înalt nivel din lume și, prin urmare, nimeni nu o poate mânca. După cum se arată în exemplu, legăturile lipsă din piramida ecologică a numerelor sunt imposibile.

Poate avea o mare varietate de structuri în funcție de ecosistem. De exemplu, această piramidă pentru ecosistemele terestre poate arăta aproape identică cu piramida energetică. Aceasta înseamnă că piramida de biomasă va fi construită în așa fel încât cantitatea de biomasă să scadă cu fiecare nivel trofic ulterior.

În general, piramidele de biomasă sunt studiate în principal de către studenți, deoarece înțelegerea lor necesită anumite cunoștințe în domeniile biologiei, ecologiei și zoologiei. Această piramidă ecologică este un desen grafic care reprezintă relația dintre producători (adică producători de substanțe organice din cele anorganice) și consumatori (consumatori ai acestor substanțe organice).

și prosudenty?

Pentru a înțelege cu adevărat principiul construirii unei piramide de biomasă, este necesar să înțelegem cine sunt consumatorii și producătorii.

Producătorii sunt producători de substanțe organice din cele anorganice. Acestea sunt plante. De exemplu, frunzele plantelor folosesc dioxid de carbon ( substanță anorganică) și produc materie organică prin fotosinteză.

Consumatorii sunt consumatori ai acestor substanțe organice. Într-un ecosistem terestru, acestea sunt animale și oameni, iar în ecosistemele acvatice sunt diverse animale marine și pești.

Piramide inversate de biomasă

Piramida inversată a biomasei are construcția unui triunghi inversat în jos, adică baza sa este mai îngustă decât vârful. O astfel de piramidă se numește inversată sau inversată. Piramida ecologică are această structură dacă biomasa producătorilor (producătorilor de substanțe organice) este mai mică decât biomasa consumatorilor (consumatori de substanțe organice).

După cum știm, o piramidă ecologică este un model grafic al unui anumit ecosistem. Unul dintre modelele ecologice importante este construcția grafică a fluxului de energie. O piramidă care reflectă viteza și timpul trecerii alimentelor se numește piramidă de energii. A fost formulată datorită celebrului om de știință american, care a fost ecologist și zoolog, Raymond Lindeman. Raymond a formulat o lege (regula piramidei ecologice), care spunea că în timpul trecerii de la cel mai de jos nivel trofic la cel următor trece aproximativ 10% (mai mult sau mai puțin) din energia care a intrat în nivelul anterior în piramida ecologică. lanțurile trofice. Și partea rămasă a energiei, de regulă, este cheltuită pe procesul vieții, pe întruchiparea acestui proces. Și ca rezultat al procesului de schimb în sine în fiecare legătură, organismele își pierd aproximativ 90% din energie.

Modelul piramidei energetice

De fapt, tiparul este că mult mai puțină energie (de mai multe ori) trece prin nivelurile trofice superioare decât prin cele inferioare. Din acest motiv, există mult mai puține animale de pradă mari decât, de exemplu, broaștele sau insectele.

Să luăm în considerare, de exemplu, un astfel de animal prădător precum ursul. Poate fi în vârf, adică la ultimul nivel trofic, pentru că este dificil să găsești un animal care să se hrănească cu el. Dacă în cantitati mari Dacă ar fi existat animale care ar fi mâncat urși, ei s-ar fi stins deja, pentru că nu s-ar fi putut hrăni singuri, deoarece urșii sunt puțini la număr. Aceasta este ceea ce demonstrează piramida energiilor.

Piramida echilibrelor naturale

Scolarii incep sa o studieze in clasele I sau a II-a, pentru ca este destul de usor de inteles, dar in acelasi timp foarte important ca componenta a stiintei ecologiei. Piramida echilibrului natural funcționează în diferite ecosisteme, atât în ​​natura terestră, cât și subacvatică. Este adesea folosit pentru a prezenta elevilor importanța fiecărei creaturi de pe pământ. Pentru a înțelege piramida echilibrelor naturale, este necesar să luăm în considerare exemple.

Exemple de construire a unei piramide de echilibre naturale

Piramida echilibrelor naturale poate fi demonstrată clar prin interacțiunea dintre un râu și o pădure. De exemplu, un desen grafic ar putea arăta următoarea interacțiune a resurselor naturale: pe malul unui râu era o pădure care pătrundea mult în adâncuri. Râul era foarte adânc, iar pe malurile lui creșteau flori, ciuperci și arbuști. În apele ei erau mulți pești. În acest exemplu, există un echilibru ecologic. Râul își dă umiditatea copacilor, dar copacii creează umbră și nu permit evaporarea apei din râu. Să luăm în considerare exemplul opus al echilibrului natural. Dacă se întâmplă ceva cu pădurea, copacii ard sau sunt tăiați, râul se poate seca fără a primi protecție. Acesta este un exemplu de distrugere

Același lucru se poate întâmpla cu animalele și plantele. Luați în considerare bufnițele și ghindele. Ghindele sunt baza echilibrului natural în piramida ecologică, deoarece nu se hrănesc cu nimic, dar în același timp hrănesc rozătoarele. A doua componentă în următorul nivel trofic va fi șoarecii de lemn. Se hrănesc cu ghinde. Vor fi bufnițe în vârful piramidei pentru că mănâncă șoareci. Dacă ghindele care cresc pe copac dispar, atunci șoarecii nu vor avea ce să mănânce și cel mai probabil vor muri. Dar atunci bufnițele nu vor avea pe cine să mănânce și întreaga lor specie va muri. Aceasta este piramida echilibrului natural.

Datorită acestor piramide, ecologistii pot monitoriza starea naturii și lumea animală și pot trage concluzii adecvate.

Piramidele ecologice sunt modele grafice care reflectă numărul de indivizi (piramida de numere), cantitatea de biomasă a acestora (piramida de biomasă) sau energia conținută în acestea (piramida de energie) la fiecare nivel trofic și indică o scădere a tuturor indicatorilor cu creșterea nivelului trofic.

Există trei tipuri de piramide ecologice: energie, biomasă și numere. Am vorbit despre piramida energetică în secțiunea anterioară, „Transferul de energie în ecosisteme”. Raportul dintre materia vie și diferite niveluriîn general, respectă aceeași regulă ca și raportul energiei primite: cu cât nivelul este mai mare, cu atât biomasa totală și numărul organismelor sale constitutive sunt mai mici.

Piramida biomasei

Piramidele de biomasă, precum și numerele, pot fi nu numai drepte, ci și inversate, caracteristice ecosistemelor acvatice.

O piramidă ecologică (trofică) este o reprezentare grafică a relațiilor cantitative dintre nivelurile trofice ale unei biocenoze - producători, consumatori (fiecare nivel separat) și descompozitori, exprimate în numerele lor (piramida numerelor), biomasă (piramida biomasei) sau rata de crestere a biomasei (piramida energiilor).

Piramida biomasei este relația dintre producători, consumatori și descompunetori dintr-un ecosistem, exprimată în masa lor și reprezentată sub forma unui model trofic.

Piramidele de biomasă, precum și numerele, pot fi nu numai drepte, ci și inversate (Fig. 12.38). Piramidele inversate de biomasă sunt caracteristice ecosistemelor acvatice, în care producătorii primari, de exemplu, algele fitoplanctonice, se împart foarte repede, iar consumatorii lor - crustaceele zooplanctonice - sunt mult mai mari, dar au un ciclu lung de reproducere. În special, acest lucru se aplică mediilor de apă dulce, unde productivitatea primară este asigurată de organisme microscopice ale căror rate metabolice sunt crescute, adică biomasa este scăzută, productivitatea este ridicată.

Piramidele de biomasă prezintă un interes mai fundamental, deoarece elimină factorul „fizic” și arată clar relațiile cantitative ale biomasei. Dacă organismele nu variază prea mult ca mărime, atunci prin desemnarea masei totale a indivizilor la niveluri trofice, putem obține o piramidă în trepte. Dar dacă organismele niveluri inferioareîn medie mai mici decât organismele de niveluri mai înalte, atunci are loc o piramidă inversată de biomasă. De exemplu, în ecosistemele cu producători foarte mici și consumatori mari, masa totală a acestora din urmă poate fi în orice moment mai mare decât masa totală a producătorilor. Se pot face mai multe generalizări pentru piramidele de biomasă.

Piramida biomasei arată modificarea biomasei la fiecare nivel trofic succesiv: pentru ecosistemele terestre, piramida biomasei se îngustează în sus, pentru ecosistemul oceanic este inversată (se îngustează în jos), ceea ce este asociat cu consumul rapid de fitoplancton de către consumatori.

Piramida numerelor

Piramida populației este o piramidă ecologică care reflectă numărul de indivizi la fiecare nivel nutrițional. Piramida numerelor nu oferă întotdeauna o idee clară a structurii lanțurilor trofice, deoarece nu ia în considerare dimensiunea și masa indivizilor, speranța de viață și rata metabolică, ci tendința principală - o scădere a numărul de indivizi de la link la link - se observă în majoritatea cazurilor.

Astfel, în ecosistemul de stepă s-a stabilit următorul număr de indivizi: producători - 150.000, consumatori erbivori - 20.000, consumatori carnivori - 9000 indivizi/ar (Odum, 1075), ceea ce la hectar se ridică la cifre de 100 de ori mai mari. Biocenoza luncii se caracterizează prin următorul număr de indivizi pe o suprafață de 4 mii m2: producători - 5.842.424, consumatori erbivori de ordinul I - 708.024, consumatori carnivori de ordinul doi - 35.490, consumatorii carnivori de al treilea comanda - 3.

Piramide inversate

Dacă rata de reproducere a populației de pradă este mare, atunci chiar și cu biomasă scăzută o astfel de populație poate fi o sursă suficientă de hrană pentru prădătorii care au o biomasă mai mare, dar o rată de reproducere scăzută. Din acest motiv, piramidele populației pot fi inversate, adică. Densitatea organismelor la un moment dat în timp la un nivel trofic scăzut poate fi mai mică decât densitatea organismelor la un nivel înalt. De exemplu, multe insecte pot trăi și se pot hrăni cu un singur copac (o piramidă a populației inversată).

Piramida inversată a biomasei este caracteristică ecosistemelor marine, unde producătorii primari (algele fitoplanctonice) se divid foarte repede (au un potențial de reproducere ridicat și o schimbare rapidă a generațiilor). În ocean, până la 50 de generații de fitoplancton se pot schimba într-un an. Consumatorii de fitoplancton sunt mult mai mari, dar se reproduc mult mai lent. În timpul până când peștii răpitori (și cu atât mai mult morsele și balenele) își acumulează biomasa, multe generații de fitoplancton se vor schimba, a cărui biomasă totală este mult mai mare.

Piramidele de biomasă nu țin cont de durata de existență a generațiilor de indivizi la diferite niveluri trofice și de rata de formare și consum a biomasei. De aceea, un mod universal de exprimare a structurii trofice a ecosistemelor este piramida ratelor de formare a materiei vii, i.e. productivitate. Ele sunt de obicei numite piramide de energii, referindu-se la expresia energetică a produselor.