Вопрос 4. Трофические цепочки и экологические пирамиды

Классификация

ТИПЫ ОТНОШЕНИЙ В БИОЦЕНОЗАХ

Населяя ограниченное пространство, живые организмы вступают во взаимоотношения как с организмами своего вида, так и с организмами иных видов.

Эти взаимосвязи иногда способствуют процветанию вида, но могут и отрицательно сказываться на жизнедеятельности особей и сообществ. Однако, все связи обеспечивают функционирование биоценоза как единой системы, обладающей механизмом саморегуляции.

1 классификация

Критерий - биотические взаимоотношения (совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие).

К ним относятся

- Трофически е или пищевые связи, т.к. пища является необходимым условием существования живых организмов.

При этом один организм может

- поедать другой

- питаться его отмершими останками

- питаться продуктами жизнедеятельности

Такие связи называются ПРЯМЫМИ.

Есть КОСВЕННАЯ трофическая связь - два хищника конкурируют из-за жертвы.

- Топические или пространственные связи - с оздание одним организмом определенных физических или химических условий для другого.

Например, в лесу деревья вертикального яруса значительно улучшают условия обитания для подлеска (внизу повышенная влажность воздух, уменьшается амплитуда суточных температурных колебаний, уменьшается движение воздуха)

- Форические связи способствуют распространению одного вида другим.

Например, животные опыляют растения, распространяют плоды, семена.

- Фабричные связи возникают между организмами в случаях, когда особи одного вида используют для своих сооружений выделения или мертвые части других особей.

Например, птицы для строительства своих гнезд используют ветки деревьев, шерсть млекопитающих, пух и перья птиц.

Один и тот же организм в природных условиях постоянно находится в множественных связях с другими.

Например, грач- строя на березе гнездо из веток ивы, вступает с ивой в фабричные взаимоотношения, а с березой – в тонические.

Критерий - какую пользу извлекают партнеры от взаимоотношений. Выделяют шесть типов связей:

- Взаимополезные - когда оба партнера из обоюдной связи извлекают пользу в виде пищи, защиты от врагов.

Например, такие взаимоотношения складываются у человека с кишечной палочкой. Поселяясь в кишечнике, эти бактерии получают питательные вещества, а человек использует витамин, синтезируемый ими.

- Взаимовредные - когда партнерство приносит вред обеим особям.

Например, если два близкорастущих дерева одного вида (сосна) имеют одинаковую высоту и расположенную на одном уровне корневую систему. Между ними идет конкуренция за свет, воду, элементы минерального питания.)

- Взаимонейтральные – если партнеры не оказывают ни вредного, ни полезного влияния друг на друга.

Наример, в луговом биоценозе обитают кузнечики и дождевые черви, которые не оказывают друг на друга прямого влияния. Однако, чем интенсивнее деятельность дождевых червей, тем благоприятнее условия для растений, тем больше убежищ и кормовых ресурсов для кузнечиков)

- Полезно-вредные - в результате деятельности двух партнеров одни получают пользу, другие - вред.

Например, хищник- жертва, паразит- хозяин.

- Полезно-нейтральные – один партнер извлекает пользу, другой - не имеет ни пользы, ни вреда.

Например, лишайник на стволе дерева.

- Вредно-нейтральные отношения - одни испытывают отрицательное влияние, а другие не испытывают никакого влияния.

Например, если в лесу довольно близко растут береза и сосна, то тонкие ветки березы под действием природных явлений отсекают ветки сосны (происходит охлестывание сосны), крона ее становится однобокой. Крона березы при этом не страдает.

Безусловно, четко разграничить разные типы и формы взаимоотношений в природе довольно трудно. Так как между партнерами обычно складываются разнообразные отношения.

Как уже отмечалось, между организмами биоценоза устанавливаются прочные пищевые взаимоотношения. В результате возникают ЦЕПИ ПИТАНИЯ.

Они и объединяют прямо или косвенно большую группу организмом в единый комплекс.

Цепь питания обычно состоит из трех основных звеньев

- продуценты

- консументы

- редуценты

Место каждого организма в пищевой цепи называют ТРОФИЧЕСКИМ УРОВНЕМ.

В зависимости от того, что является первым трофическим уровнем, различают два вида пищевых цепей:

· Цепи выедания, или пастбищные.

В них первым трофическим уровнем являются его продуценты,

вторым- растительноядные животные,

третьим - плотоядные.

Как правило, каждый трофический уровень включает в себя организмы разных систематических групп.

Например, медведь, поедая растения, занимает второй трофический уровень, а поедая животных - третий.

Во втором трофическом уровне могут находиться и медведь, и человек, и гусеницы листогрызущих вредителей. Чем шире спектр питания, тем больше трофических уровней может занимать организм.

Пример цепей выедания:

- капуста - гусеница бабочки белянки – скворец - ястреб.

- кабан- медведь- человек

Дуб –

- гусеница листовертка – скворец - ястреб

· Детритные цепи – это цепи питания, в которых первым трофическим уровнем является вещество отмерших организмов или их выделения (детрит).

Например,

лесная подстилка - дождевой червь - черный дрозд –ястреб

труп животного - личинки мух - травяная лягушка - уж.

Экологическая роль детритных цепей в природе очень велика, т.к. они обеспечивают круговорот веществ, разлагая сложные органические вещества до простых, вновь потребляемых организмами.

Как и в цепях выделения, так и в детритных, каждый трофический уровень является началом новых цепей. Все звенья пищевых цепей взаимосвязаны и взаимозависимы.

В природе возникает густое переплетение отдельных цепей, началом которых служит один организм. Поэтому целесообразно говорить не о цепях питания, а о СЕТЯХ.

- листья – гусеницы – скворец - ястреб

Вишня –

- воробей – паразиты воробья - бактерии

- плоды –

- человек – паразиты - бактерии

Сети питания тем более разветвленнее, чем богаче состав биоценоза.

В условиях нашей республики самыми производительными биоценозами являются дубравы, создающие наибольшее количество органического материала. Именно в дубравах более богатый мир редуцентов и консументов, обеспечивающих формирование пищевых сетей.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПИРАМИДЫ

Если в биоценозе все организмы расположить по трофическим уровням пищевых цепей и подсчитать на каждом уровне

- число особей

- их массу

- количество заключенной в них энергии

то станет ясно, что по мере продвижения к концу цепи, все показатели резко уменьшаются.

Чарльз Элтон в 1927 году предложил выразить эту закономерность графически.

Если изобразить число особей, их массу или энергию в виде размещенных один над другим прямоугольников равной высоты, длина которых пропорциональна количеству организмов в каждом трофическом уровне, то получится своеобразная пирамида.

Такое изображение пищевых цепей и получило название экологических пирамид.

В зависимости от того какой показатель использован, различают

· пирамиды чисел

Мальчик 1

Телята 4,5

Люцерна 20 млн.

· пирамиды массы

Мальчик 48 кг

Телята 1053 кг

Люцерна 8211 кг

· пирамиды энергии

Ткани человека 8,3 10 3 кал

Телята 1,19 10 6 кал

Люцерна 1,49 10 7 кал

Использованная солнечная энергия 6,3 10 9 кал

Хищные птицы

Птицы

Насекомые, гусеницы

Дуб

В данной пирамиде чисел второй трофический уровень значительно больше остальных, поскольку уровень листогрызущих вредителей несомненно превышает количество деревьев дуба.

Пирамида чисел не всегда объективно отражает истинное положение вещей, поскольку особи разных видов, относящиеся к одному трофическому уровню, далеко не равномерны по размерам.

Например, слон и термит

Дуб и злак

подсчитывается одной единицей.

Более удобно использовать пирамиды, в которых учитывается биомасса организмов каждого трофического уровня, отнесенная к единице площади или объема.

Правило экологической пирамиды отражает круговорот веществ и поток энергии в экосистеме.

Дата добавления: 2015-05-10