функцблокиэнергсвязитрофсети

Функциональные блоки сообщества.
Энергетические связи
и трофические сети.
Артамонникова Любовь Николаевна,
учитель биологии, МБОУ СОШ №12, г.Новый Уренгой
Источники энергии.
Для существования любого биогеоценоза
или экосистемы необходима энергия.
• Источником энергии для большинства
биогеоценозов является солнечный свет,
энергия которого используется для
синтеза органических соединений из
неорганических веществ.
Некоторые экологические системы существуют в
полной темноте (морское дно, куда не доходит
солнечные свет, пещеры).
• Источником энергии для их существования будет
попадающее в эту экосистему органическое
вещество погибших или живых организмов.
• некоторые экосистемы существуют за счет
хемоавтотрофных организмов, способных
образовывать органическое вещество, используя
энергию окисления неорганических соединений
(хемосинтез).
Фукциональное устройство сообществ
и экосистем.
Все живые организмы экосистемы по способу
получения энергии делятся на автотрофов и
гетеротрофов.
Автотрофы способны образовывать органическое
вещество, используя неорганический источник
углерода и энергию света (фотоавтотрофы) или
энергию окисления неорганических веществ
(хемоавтотрофы).
Гетеротрофы используют энергию окисления
органических веществ и используют органические
источники углерода.
Основу биоценоза составляют автотрофные организмы продуценты (образователи) органического вещества.
Сообщество растений -фитоценоз, животных - зооценоз.
В процессе фотосинтеза происходит образование органического
вещества, за счет которого питаются гетеротрофы.
Гетеротрофы делятся на две группы:
консументы -потребители и редуценты разрушители органического вещества.
Консументы I порядкарастительноядные
консументы II порядка -плотоядные
животные
консументы III порядка -хищники.
Редуценты разлагают органическое
вещество до углекислого газа и
минеральных веществ, замыкают
круговорот биогенных элементов в
природе.
Мелкие животные, питающиеся
неживыми органическими веществами дождевые черви, жуки-мертвоеды,
навозники относятся к консументамдетритофагам
Функциональные блоки сообщества.
Живые организмы биоценоза связаны в цепи питания.
Различают: цепь выедания и цепь разложения.
Растительноядное насекомое питается на нескольких видах растений, хищное
насекомое -многими видами насекомых, насекомоядная и хищная птицы многими видами животных.
Таким образом, цепи питания образуют пищевые сети, трофические сети
Как устроена пищевая сеть?
Пищевая (или
«трофическая») сеть –
разветвлённое, сложное
сплетение пищевых цепей
в природной экосистеме.
Каждый переход
вещества и энергии от
предыдущего звена
трофической цепи к
последующему
сопровождается их
примерно десятикратными
потерями. Поэтому масса
последующих звеньев
трофических цепей намного
меньше массы предыдущих
звеньев.
Чем сложнее сети питания, чем больше видов в
экосистеме, тем устойчивее данная экосистема.
Трофическая сеть животных тундры.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПИРАМИДЫ
В первичную продукцию переходит всего лишь около 1% лучистой
энергии Солнца, падающей на поверхность продуцентов.
Затем, далеко не вся образовавшаяся первичная продукция достаётся
консументам.
Далее, из той величины первичной продукции, которая была потреблена
консументами первого порядка, на образование их собственной (вторичной)
продукции идёт обычно не более четверти. В итоге, вторичная продукция
консументов первого порядка обычно оказывается на порядок величин
меньше величины первичной продукции этой же экосистемы.
В свою очередь, продукция консументов первого порядка переходит в
продукцию консументов второго порядка примерно с такими же большими
потерями и уменьшается ещё на один порядок величин.
Таким образом, каждый переход вещества и энергии от предыдущего звена
трофической
цепи
к
последующему
сопровождается
их
примерно
десятикратными потерями. Поэтому масса последующих звеньев трофических
цепей намного меньше массы предыдущих звеньев. Эта закономерность
называется «правилом экологической пирамиды».
Экологическая пирамида может быть
трех типов:
• 1) пирамида численности - отображает численность
организмов на каждом трофическом уровне;
• 2) Пирамида биомассы - отражает биомассу каждого
трофического уровня;
• 3) Пирамида энергии - показывает количество
энергии, прошедшее через каждый трофический
уровень в течении определенного промежутка времени
Пирамида численности
Численность животных прогрессивно уменьшается при переходе от второго
трофического уровня к последующим. Численность растений первого
трофического уровня тоже нередко превосходит численность животных,
составляющих второй уровень. Это можно отобразить в виде пирамиды
численности. Для удобства количество организмов на данном трофическом
уровне может быть представлено в виде прямоугольника, длина (или
площадь) которого пропорциональна числу организмов, обитающих на
данной площади (или в данном объеме, если это водная экосистема). На
рисунке
показана
пирамида
численности,
отображающая
реальную
ситуацию в природе. Хищники, расположенные на высшем трофическом
уровне, называются конечными хищниками.
Пирамида численности
Пирамида биомассы
Пирамиды биомассы экосистем суши обычно характеризуются
такой же формой, как и пирамида энергии.
То есть количество биомассы на каждом последующем уровне такой
экосистемы как правило меньше, чем на предыдущем уровне.
Но это правило уже не является абсолютным.
Так для экосистем моря как правило характерна перевернутая
пирамида биомассы, основание которой меньше, чем
последующие ступени. Так общая биомасса всех потребителей
фитопланктона может быть существенно выше, чем масса самого
фитопланктона. Такая ситуация вообще характерна для экосистем
с очень мелкими продуцентами и крупными консументами.
Причина этого - резкие различия в продолжительности жизни и
продуктивности организмов на разных уровнях.
Пирамида биомассы
• Время жизни фитопланктона оценивается
несколькими днями или даже часами, в то время
как крупные животные могут десятилетиями
накапливать массу. В то же время фитопланктон
имеет большую продуктивность, но вся
продукция достаточно быстро выедается, так что
урожай на корню фитопланктона в каждый
момент времени оказывается сравнительно
малым.
При всем этом через трофический уровень
продуцентов проходить гораздо больший поток
энергии, чем через уровни консументов.
Пирамида биомассы
Пирамида энергии
• Пирамида энергии (продуктивности) как раз и отражает картину
скоростей прохождения массы пищи через пищевую цепь.
• Хотя пирамиды энергии - наиболее полезный из трех типов
экологических пирамид, получать данные для их построения
труднее всего, так как при этом требуется даже больше
измерений, чем при построении пирамид биомассы.
• В частности, необходимы дополнительная информация об
энергетической стоимости данных масс организмов, а это требует
сжигания репрезентативных выборок. На практике же пирамиды
энергии иногда могут быть с достаточной достоверностью
получены из пирамид биомассы путем пересчета, основанного на
проведенных ранее экспериментах.
Пирамида передачи энергии по
пищевой цепи