Вопрос 4. Трофические цепочки и экологические пирамиды.
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.