Пищевые цепи и трофические уровни

Внутри природной экосистемы, содержащие энергию органические вещества, создаются автотрофами и служат пищей для гетеротрофов. Пример: теленок поедает траву. Далее животное может служить пищей другим животным - хищникам (волк, человек) и, таким образом, происходит перенос энергии через ряд организмов, причем каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое звено ее - трофическим уровнем (от "trophos" -питание).

1-ый трофический уровень - автотрофы или первичные продуценты,

2-ой трофический уровень - первичные консументы,

3-ий трофический уровень - вторичные консументы.

Обычно в пищевой цепи бывает 4-5 трофических уровней и редко 6. Огранниченность числа трофических уровней объясняется потерями энергии при прохождении ее по пищевым цепям. уровней.

Характеристики трофических уровней

1 - продуценты - зеленые растения, они превращают солнечную энергию в химическую, заключенную в органических молекулах. Реакция фотосинтеза –

СО₂ + H₂O ^{солн. энерг.}. C₆H₁₂O₆ + O₂

2 - первичные консументы - травоядные животные, насекомые, рептилии, птицы, грызуны и т. п.

В водных экосистемах травоядные формы - это моллюски и мелкие ракообразные. К первичным консументам относятся и паразиты растений - грибы, растения и животные.

3 - консументы второго и третьего порядка.

Это плотоядные животные, хищники, которые охотятся и убивают жертву или те, которые питаются падалью (грифы) или паразиты, меньше своих хозяев (блохи, комары и т. п.).

Существует 2 главных типа пищевых цепей: пастбищный и детритный.

Примеры.

Пастбищная цепь: растения - травоядные животные - хищники и насекомые.

Детритная цепь. Куски разложившегося детритного вещества называют детритом и многие мелкие животные питаются ими, ускоряя процесс разложения. Их называют редуцентами. Это могут быть грибы и бактерии - истинные редуценты или животные - детритофаги (дождевые черви, мокрицы). Обе эти пищевые цепи не изолированы друг от друга, а переплетаются, образуя пищевые сети. Некоторые животные всеядны (питаются и растениями и другими животными).

Пример: человек, медведь, еж и т.д.

Продуктивность. Экологические пирамиды

В процессе жизнедеятельности сообщества создается и расходуется органическое вещество. Это значит, что любая экосистема обладает определенной продуктивностью. Продуктивностью называется скорость образования биомассы. Первичная (валовая) продуктивность - скорость, с которой энергия Солнца усваивается растениями. Продуктивность консументов -вторичная.

Продуктивность экосистем и соотношение в них масс различных трофических уровней принято выражать в форме пирамид. Первая такая пирамида должна была построена Ч. Элтоном и называется пирамидой чисел Элтона (рис.1.7 а Приложении 4).

Экологическая пирамида чисел для водной экосистемы, выраженная в условных единицах биомассы, выглядит следующим образом:

щука 1 условные

плотва 10 единицы

ракообразные 100 биомассы

фитопланктон 1000

Таким образом, экологические пирамиды показывают соотношение биомасс и эквивалентных им энергий в каждом звене пищевой цепи. Это используется в практических целях, например, для обоснования необходимой площади для сельхоз. культур, чтобы обеспечить кормами скот.