Aké je pravidlo ekologickej pyramídy. Ekologické pyramídy - Vedomostný hypermarket

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://allbest.ru

Ministerstvo školstva a vedymládež a šport Ukrajiny

NTU "KhPI"

Ministerstvo práce a životného prostredia

abstraktné

na tému: "Ekologické pyramídy"

Vyplnené: čl. gr. MT-30b

Mazanová Daria

Skontroloval Prof. Dreval A. N.

Mesto Harkov

Úvod

1. Pyramídy čísel

2. Pyramídy z biomasy

3. Energetické pyramídy

Záver

Bibliografia

Úvod

Ekologická pyramída je grafickým znázornením vzťahu medzi producentmi a konzumentmi všetkých úrovní (bylinožravce, dravce, druhy, ktoré sa živia inými predátormi) v ekosystéme. Efekt pyramíd vo forme grafických modelov vyvinul v roku 1927 C. Elton.

Pravidlom ekologickej pyramídy je, že množstvo rastlinnej hmoty, ktorá slúži ako základ potravinového reťazca, je asi 10-krát väčšie ako hmotnosť bylinožravých živočíchov a každá ďalšia potravinová úroveň má tiež hmotnosť 10-krát menšiu. Toto pravidlo je známe ako Lindemannovo pravidlo alebo 10% pravidlo.

Reťazec vzájomne prepojených druhov, ktoré postupne extrahujú organickú hmotu a energiu z pôvodnej potravinovej substancie. Každý predchádzajúci článok v potravinovom reťazci je potravou pre nasledujúci článok.

Tu je jednoduchý príklad ekologickej pyramídy:

Nechajte jedného človeka počas roka nakŕmiť 300 pstruhov. Na ich potravu je potrebných 90 000 žabých pulcov. Na kŕmenie týchto pulcov je potrebných 27 000 000 kusov hmyzu, ktorý ročne spotrebuje 1 000 ton trávy. Ak človek konzumuje rastlinnú potravu, potom všetky medzistupne pyramídy môžu vyhodiť a potom 1000 ton rastlinnej biomasy dokáže uživiť 1000-krát viac ľudí.

1. pyramídyčísla

Na štúdium vzťahov medzi organizmami v ekosystéme a na grafické znázornenie týchto vzťahov je vhodnejšie použiť ekologické pyramídy ako diagramy potravinovej siete. V tomto prípade sa najprv vypočíta počet rôznych organizmov na danom území, pričom sa zoskupia podľa trofických úrovní.

Po takýchto výpočtoch je zrejmé, že počet zvierat postupne klesá počas prechodu z druhej trofickej úrovne na ďalšiu. Počet rastlín prvej trofickej úrovne tiež často prevyšuje počet zvierat, ktoré tvoria druhú úroveň. Dá sa to zobraziť ako pyramída čísel.

Pre pohodlie môže byť počet organizmov na danej trofickej úrovni znázornený ako obdĺžnik, ktorého dĺžka (alebo plocha) je úmerná počtu organizmov žijúcich v danej oblasti (alebo v danom objeme, ak ide o vodný ekosystém).

2. pyramídybiomasa

Nepríjemnostiam spojeným s používaním populačných pyramíd možno predísť konštrukciou pyramíd z biomasy, ktoré zohľadňujú celkovú hmotnosť organizmov (biomasy) každej trofickej úrovne.

Stanovenie biomasy zahŕňa nielen sčítanie počtu, ale aj váženie jednotlivých jedincov, takže ide o pracnejší proces, vyžadujúci viac času a špeciálne vybavenie.

Obdĺžniky v pyramídach biomasy teda predstavujú hmotnosť organizmov každej trofickej úrovne na jednotku plochy alebo objemu.

Inými slovami, pri odbere vzoriek sa takzvaná rastúca biomasa, čiže stojatá plodina, zisťuje vždy v danom časovom bode. Je dôležité pochopiť, že táto hodnota neobsahuje žiadne informácie o rýchlosti tvorby biomasy (produktivity) alebo jej spotreby; V opačnom prípade sa môžu vyskytnúť chyby z dvoch dôvodov:

1. Ak rýchlosť spotreby biomasy (strata v dôsledku jedenia) približne zodpovedá rýchlosti jej tvorby, potom stojaca úroda nemusí nevyhnutne znamenať produktivitu, t. j. množstvo energie a hmoty prenesené z jednej trofickej úrovne na druhú počas jedného v danom časovom období, napríklad za rok.

Takže na úrodných, intenzívne využívaných pastvinách môže byť úroda tráv na viniči nižšia a produktivita vyššia ako na menej úrodnej, ale málo využívanej pastve.

2. Malý producent, akým sú riasy, sa vyznačuje vysokou rýchlosťou obnovy, t. j. vysokou rýchlosťou rastu a rozmnožovania, vyváženou ich intenzívnou konzumáciou inými organizmami ako potravou a prirodzenou smrťou.

Hoci teda stojaca biomasa môže byť malá v porovnaní s veľkými producentmi (napr. stromy), produktivita nemusí byť nižšia, pretože stromy akumulujú biomasu počas dlhého časového obdobia.

Inými slovami, fytoplanktón s rovnakou produktivitou ako strom bude mať oveľa nižšiu biomasu, hoci by mohol podporovať rovnakú masu zvierat.

Vo všeobecnosti platí, že populácie veľkých a dlhovekých rastlín a živočíchov majú v porovnaní s malými a krátkovekými pomalšie tempo obnovy a akumulujú hmotu a energiu dlhší čas.

Zooplanktón má vyššiu biomasu ako fytoplanktón, ktorým sa živia. To je typické pre planktónové spoločenstvá v jazerách a moriach v určitých obdobiach roka; biomasa fytoplanktónu počas jarného „kvitnutia“ prevyšuje biomasu zooplanktónu, ale v iných obdobiach je možný opačný pomer. Takýmto zjavným anomáliám sa možno vyhnúť použitím energetických pyramíd.

3. pyramídyenergie

ekosystémová populačná biomasa

Organizmy v ekosystéme sú spojené spoločnou energiou a živinami. Celý ekosystém možno prirovnať k jedinému mechanizmu, ktorý na prácu spotrebúva energiu a živiny. Živiny pochádzajú pôvodne z abiotickej zložky systému, do ktorej sa nakoniec vracajú buď ako odpadové produkty, alebo po smrti a zničení organizmov. V ekosystéme teda dochádza k kolobehu živín, na ktorom sa podieľajú živé aj neživé zložky. Hnacou silou týchto cyklov je v konečnom dôsledku energia Slnka. Fotosyntetické organizmy priamo využívajú energiu slnečného žiarenia a následne ju odovzdávajú ďalším zástupcom biotickej zložky.

Výsledkom je tok energie a živín cez ekosystém. Energia môže existovať v rôznych vzájomne premeniteľných formách, ako je mechanická, chemická, tepelná a elektrická energia. Prechod z jednej formy do druhej sa nazýva premena energie. Na rozdiel od toku hmoty v ekosystéme, ktorý je cyklický, tok energie je ako jednosmerná ulica. Ekosystémy prijímajú energiu zo Slnka a postupne sa meniacou z jednej formy do druhej sa rozptyľujú vo forme tepla a strácajú sa v nekonečnom vesmíre.

Treba si tiež uvedomiť, že prílevom slnečnej energie sú regulované aj klimatické faktory abiotickej zložky, ako je teplota, atmosférický pohyb, výpar a zrážky. Všetky živé organizmy sú teda konvertory energie a pri každej premene energie sa jej časť stratí vo forme tepla. Nakoniec sa všetka energia, ktorá sa dostane do biotickej zložky ekosystému, rozptýli ako teplo. V roku 1942 R. Lindemann sformuloval zákon pyramídy energií, alebo zákon (pravidlo) 10%, podľa ktorého z jednej trofickej úrovne ekologickej pyramídy prechádza na ďalšiu, vyššiu úroveň (po „rebríku“: výrobca spotrebný rozkladač) v priemere asi 10 % energie prijatej na predchádzajúcej úrovni ekologickej pyramídy.

Spätný tok spojený so spotrebou látok a energie produkovanej hornou úrovňou ekologickej pyramídy do jej nižších úrovní, napríklad od zvierat k rastlinám, je oveľa slabší ako nie viac ako 0,5 % (dokonca 0,25 %) jej celkový prietok, a preto môžeme hovoriť o cykle nie je energia v biocenóze. Ak pri prechode na vyššiu úroveň ekologickej pyramídy dôjde k desaťnásobnej strate energie, potom približne v rovnakom pomere narastá akumulácia množstva látok vrátane toxických a rádioaktívnych.

Táto skutočnosť je pevne stanovená v pravidle biologickej amplifikácie. Platí to pre všetky cenózy. Pri konštantnom toku energie v potravinovom reťazci alebo reťazci vytvárajú menšie suchozemské organizmy s vysokým špecifickým metabolizmom relatívne menej biomasy ako veľké.

Antropogénnym narúšaním prírody preto dochádza k drveniu „priemerného“ jedinca žijúceho na súši, vyhubeniu veľkých zvierat a vtákov, vo všeobecnosti sa čoraz viac vzácnosťou stávajú všetci veľkí predstavitelia rastlinnej a živočíšnej ríše. To musí nevyhnutne viesť k všeobecnému zníženiu relatívnej produktivity suchozemských organizmov a termodynamickým nezhodám v biosystémoch vrátane spoločenstiev a biocenóz.

Zánikom druhov zložených z veľkých jedincov sa mení materiálno-energetická štruktúra cenóz. Keďže energetický tok prechádzajúci biocenózou a ekosystémom ako celkom sa prakticky nemení (inak by došlo k zmene typu cenózy), aktivujú sa mechanizmy biocenóznej, resp. ekologickej duplikácie: organizmy rovnakej trofickej skupiny. a úroveň ekologickej pyramídy sa prirodzene nahrádzajú. Navyše, malý druh nahrádza veľký, evolučne nižšie organizovaný vytláča viac organizovaný, geneticky mobilnejší nahrádza menej geneticky variabilný. Takže keď sú kopytníky vyhubené v stepi, nahradia ich hlodavce a v niektorých prípadoch bylinožravý hmyz.

Inými slovami, práve v antropogénnom narušení energetickej bilancie prirodzených stepných ekosystémov treba hľadať jednu z príčin zvýšenej frekvencie invázií kobyliek. Pri absencii predátorov na povodiach južného Sachalinu, v bambusových lesoch, ich úlohu zohráva šedá krysa.

Možno je to rovnaký mechanizmus pre vznik nových ľudských infekčných chorôb. V niektorých prípadoch sa objaví úplne nová ekologická nika, zatiaľ čo v iných boj proti chorobám a ničenie ich patogénov uvoľní takúto niku v ľudskej populácii. Dokonca 13 rokov pred objavením HIV bola predpovedaná pravdepodobnosť „ochorenia podobného chrípke s vysokou letalitou“.

Záver

Je zrejmé, že systémy, ktoré sú v rozpore s prírodnými princípmi a zákonmi, sú nestabilné. Pokusy o ich zachovanie sú čoraz nákladnejšie a zložitejšie a aj tak sú odsúdené na neúspech.

Pri štúdiu zákonitostí fungovania ekosystémov sa zaoberáme tokom energie prechádzajúcej konkrétnym ekosystémom. Rýchlosť akumulácie energie vo forme organickej hmoty využiteľnej ako potrava je dôležitým parametrom, pretože určuje celkový tok energie biotickou zložkou ekosystému, a teda aj počet (biomasu) živočíšnych organizmov, ktoré môžu existujú v ekosystéme.

„Zber“ znamená odstránenie tých organizmov alebo ich častí z ekosystému, ktoré sa používajú ako potraviny (alebo na iné účely). Zároveň je žiaduce, aby ekosystém produkoval produkty vhodné pre potraviny čo najefektívnejším spôsobom. Racionálne nakladanie s prírodou je jediným východiskom zo situácie.

Celkovým cieľom manažmentu prírodných zdrojov je vybrať najlepšie alebo optimálne spôsoby využívania prírodných a umelých (napr. v poľnohospodárstve) ekosystémov. Exploatácia navyše neznamená len ťažbu, ale aj vplyv určitých druhov hospodárskej činnosti na podmienky existencie prirodzených biogeocenóz. Preto racionálne využívanie prírodných zdrojov znamená vytvorenie vyváženej poľnohospodárskej výroby, ktorá nevyčerpáva pôdu a vodné zdroje a neznečisťuje pôdu a potraviny; zachovanie prírodnej krajiny a zabezpečenie čistoty životného prostredia, zachovanie normálneho fungovania ekosystémov a ich komplexov, zachovanie biologickej diverzity prírodných spoločenstiev na planéte.

Zoznamliteratúre

1. Reimers N. F. Ekológia. M., 1994.

2. Reimers N. F. Populárny biologický slovník.

3. Nebel B. Environmental Science: How the World Works. V 2 zväzkoch M.: Mir, 1993.

4. M. D. Goldfein, N. V. Kozhevnikov a kol., Problémy života v prostredí.

5. Revvel P., Revvel Ch. Životné prostredie nášho biotopu. M., 1994.

Hostené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Charakteristika vekovej štruktúry populácií. Štúdium zmien jej hlavných biologických charakteristík (početnosť, biomasa a štruktúra populácie). Typy ekologických interakcií medzi organizmami. Úloha konkurencie pri delení biotopov.

abstrakt, pridaný 7.8.2010

Pojem a klasifikácia faktora životného prostredia. Korelácia medzi výrobcami a spotrebiteľmi na všetkých úrovniach v ekosystéme. Biologické znečistenie životného prostredia. Druhy právnej zodpovednosti úradníkov za environmentálne delikty.

kontrolné práce, doplnené 12.02.2015

Zváženie pomeru pasienkových a suťových reťazcov. Stavba pyramíd obyvateľstva, biomasy a energie. Porovnanie hlavných znakov vodných a suchozemských ekosystémov. Typy biogeochemických cyklov v prírode. Koncept ozónovej vrstvy stratosféry.

prezentácia, pridané 19.10.2014

test, pridané 28.09.2010

Úloha prírody v živote človeka a spoločnosti. Chybné tendencie v manažmente prírody. Antropogénne faktory prírody sa menia. Zákony ekológie B. Commoner. Globálne modely-prognózy vývoja prírody a spoločnosti. Koncept ekologického imperatívu.

abstrakt, pridaný 19.05.2010

Dynamické a statické vlastnosti populácií. Kolobeh hmoty a tok energie v ekosystéme. Hlavné ustanovenia doktríny biosféry a noosféry. Stratégia trvalo udržateľného rozvoja civilizácie. Antropogénne faktory pre vznik nestability v biosfére.

priebeh prednášok, pridané 16.10.2012

Oboznámenie sa so znakmi trofických úrovní v ekosystéme. Zváženie základov prenosu hmoty a energie po potravinovom reťazci, jedenie a rozklad. Analýza pravidla pyramídy biologických produktov - zákonitosti tvorby biomasy v potravinových reťazcoch.

prezentácia, pridané 21.01.2015

Pojem biogénne prvky. Prirodzený cyklus síry. Typy ekologických pyramíd. Pyramídy biomasy, hojnosti a energie. „Agenda pre 21. storočie“, princípy trvalo udržateľného rozvoja. Bieloruský podporný program nemeckej vlády.

test, pridané 05.05.2012

Bajkalská epišura je dominantným druhom zooplanktónu v ekosystéme vodného stĺpca Bajkalu, pričom dynamika jeho populácií je určujúcim faktorom v trofických vzťahoch v pelagiáli jazera. Vzťah medzi sezónnou dynamikou vekovo-pohlavnej štruktúry a hojnosťou.

článok, pridaný 6.2.2015

Biotop, klasifikácia environmentálnych faktorov. Toky energie v ekosystéme, ekologické pyramídy. Opatrenia na prevenciu a elimináciu znečistenia pôdy anorganickým odpadom a emisiami. Licencia, dohoda a limity používania prírody.

Ministerstvo školstva a vedy Ruskej federácie

Národný výskum

Štátna technická univerzita v Irkutsku

Korešpondenčno-večerná fakulta

Katedra všeobecnovzdelávacích disciplín

Ekologický test

dokončil: Yakovlev V.Ya

Číslo knihy záznamov: 13150837

skupina: EPbz-13-2

Irkutsk 2015

1. Uveďte pojem faktor životného prostredia. Klasifikácia faktorov prostredia

2. Ekologické pyramídy a ich charakteristika

3. Čo sa nazýva biologické znečistenie životného prostredia?

4. Aké sú typy zodpovednosti úradníkov za porušenia životného prostredia?

Bibliografia

1. Uveďte pojem faktor životného prostredia. Klasifikácia faktorov prostredia

Biotop je tá časť prírody, ktorá obklopuje živý organizmus a s ktorou priamo interaguje. Zložky a vlastnosti prostredia sú rôznorodé a premenlivé. Každá živá bytosť žije v zložitom meniacom sa svete, neustále sa mu prispôsobuje a riadi svoju životnú činnosť v súlade so svojimi zmenami.

Jednotlivé vlastnosti alebo časti prostredia, ktoré ovplyvňujú organizmy, sa nazývajú faktory prostredia. Faktory prostredia sú rôznorodé. Môžu byť nevyhnutné alebo, naopak, škodlivé pre živé bytosti, podporujú alebo bránia ich prežitiu a reprodukcii. Faktory prostredia majú rôznu povahu a špecifickosť pôsobenia.

Abiotické faktory – teplota, svetlo, rádioaktívne žiarenie, tlak, vlhkosť vzduchu, soľné zloženie vody, vietor, prúdenie, terén – to všetko sú vlastnosti neživej prírody, ktoré priamo alebo nepriamo ovplyvňujú živé organizmy. Medzi nimi sa rozlišujú:

Fyzikálne faktory - také faktory, ktorých zdrojom je fyzikálny stav alebo jav (napríklad teplota, tlak, vlhkosť, pohyb vzduchu atď.).

Chemické faktory - také faktory, ktoré sú spôsobené chemickým zložením prostredia (slanosť vody, obsah kyslíka vo vzduchu atď.).

Edafické faktory (pôda) - súbor chemických, fyzikálnych, mechanických vlastností pôd a hornín, ktoré ovplyvňujú tak organizmy, pre ktoré sú biotopom, ako aj koreňový systém rastlín (vlhkosť, štruktúra pôdy, obsah živín atď.) .

Biotické faktory sú všetky formy vplyvu živých bytostí na seba. Každý organizmus neustále zažíva priamy alebo nepriamy vplyv iných, vstupuje do kontaktu so zástupcami vlastného druhu a iné druhy – rastliny, živočíchy, mikroorganizmy – sú na nich závislé a sám má na nich vplyv. Okolitý organický svet je neoddeliteľnou súčasťou životného prostredia každej živej bytosti.

Antropogénne faktory sú všetky formy činnosti ľudskej spoločnosti, ktoré vedú k zmene prírody, ako biotopu iných druhov, alebo priamo ovplyvňujú ich život. V priebehu ľudskej histórie rozvoj poľovníctva a potom poľnohospodárstva, priemyslu a dopravy výrazne zmenil charakter našej planéty. Význam antropogénnych vplyvov na celý živý svet Zeme stále rýchlo rastie.

Rozlišujú sa tieto skupiny antropogénnych faktorov:

Zmena štruktúry zemského povrchu;

Zmeny v zložení biosféry, obehu a rovnováhy jej zložiek;

Zmeny v energetickej a tepelnej bilancii jednotlivých úsekov a regiónov;

Zmeny vykonané v biote.

Podmienky existencie sú súborom prvkov prostredia nevyhnutných pre organizmus, s ktorými je v nerozlučnej jednote a bez ktorých nemôže existovať. Prvky prostredia, ktoré sú pre telo nevyhnutné alebo ho nepriaznivo ovplyvňujú, sa nazývajú faktory prostredia. V prírode tieto faktory nepôsobia izolovane od seba, ale vo forme komplexného komplexu. Komplex faktorov prostredia, bez ktorých organizmus nemôže existovať, je podmienkou existencie tohto organizmu.

Všetky adaptácie organizmov na existenciu v rôznych podmienkach sa vyvíjali historicky. V dôsledku toho sa vytvorili zoskupenia rastlín a živočíchov špecifické pre každú zemepisnú oblasť.

Enviromentálne faktory:

Elementárne - svetlo, teplo, vlhkosť, jedlo atď.

komplexné;

Antropogénne;

Vplyv environmentálnych faktorov na živé organizmy je charakterizovaný určitými kvantitatívnymi a kvalitatívnymi zákonitosťami. Nemecký agrochemik J. Liebig pri pozorovaní účinku chemických hnojív na rastliny zistil, že obmedzenie dávky niektorého z nich vedie k spomaleniu rastu. Tieto pozorovania umožnili vedcovi sformulovať pravidlo, ktoré sa nazýva zákon minima (1840).

2. Ekologické pyramídy a ich charakteristika

Ekologická pyramída je grafickým znázornením vzťahu medzi producentmi a konzumentmi všetkých úrovní (bylinožravce, dravce, druhy, ktoré sa živia inými predátormi) v ekosystéme.

Americký zoológ Charles Elton navrhol v roku 1927 schematicky znázorniť tieto vzťahy.

V schematickom znázornení je každá úroveň znázornená ako obdĺžnik, ktorého dĺžka alebo plocha zodpovedá číselným hodnotám článku potravinového reťazca (Eltonova pyramída), ich hmotnosti alebo energii. Obdĺžniky usporiadané v určitom poradí vytvárajú pyramídy rôznych tvarov.

Základom pyramídy je prvá trofická úroveň - úroveň výrobcov, následné poschodia pyramídy tvoria ďalšie úrovne potravinového reťazca - konzumenti rôznych rádov. Výška všetkých blokov v pyramíde je rovnaká a dĺžka je úmerná počtu, biomase alebo energii na zodpovedajúcej úrovni.

Ekologické pyramídy sa rozlišujú v závislosti od ukazovateľov, na základe ktorých je pyramída postavená. Zároveň je pre všetky pyramídy stanovené základné pravidlo, podľa ktorého je v akomkoľvek ekosystéme viac rastlín ako zvierat, bylinožravcov ako mäsožravcov, hmyzu ako vtákov.

Na základe pravidla ekologickej pyramídy je možné určiť alebo vypočítať kvantitatívne pomery rôznych rastlinných a živočíšnych druhov v prírodných a umelo vytvorených ekologických systémoch. Napríklad na 1 kg hmotnosti morského živočícha (tuleň, delfín) je potrebných 10 kg zjedených rýb a týchto 10 kg už potrebuje 100 kg potravy - vodných bezstavovcov, ktoré zasa potrebujú zjesť 1 000 kg rias a baktérií na vytvorenie takejto hmoty. V tomto prípade bude ekologická pyramída stabilná.

Ako však viete, z každého pravidla existujú výnimky, ktoré sa budú brať do úvahy v každom type ekologických pyramíd.

Typy ekologických pyramíd

Pyramídy čísel - na každej úrovni sa odkladá počet jednotlivých organizmov

Pyramída čísel odráža jasný vzorec objavený Eltonom: počet jednotlivcov, ktorí tvoria sekvenčnú sériu odkazov od výrobcov k spotrebiteľom, neustále klesá (obr. 3).

Napríklad, aby ste nakŕmili jedného vlka, potrebujete aspoň niekoľko zajacov, ktoré by mohol loviť; na kŕmenie týchto zajacov potrebujete pomerne veľké množstvo rôznych rastlín. V tomto prípade bude pyramída vyzerať ako trojuholník so širokou základňou zužujúcou sa nahor.

Táto forma pyramídy čísel však nie je typická pre všetky ekosystémy. Niekedy môžu byť obrátené alebo prevrátené. Týka sa to lesných potravinových reťazcov, kde stromy slúžia ako producenti a hmyz ako primárni konzumenti. Úroveň primárnych konzumentov je v tomto prípade číselne bohatšia ako úroveň výrobcov (na jednom strome sa živí veľké množstvo hmyzu), preto sú pyramídy čísel najmenej vypovedajúce a najmenej vypovedajúce, t.j. počet organizmov rovnakej trofickej úrovne do značnej miery závisí od ich veľkosti.

Biomasové pyramídy – charakterizujú celkovú suchú alebo vlhkú hmotnosť organizmov na danej trofickej úrovni, napríklad v jednotkách hmotnosti na jednotku plochy – g/m2, kg/ha, t/km2 alebo na objem – g/m3 (obr. 4)

Zvyčajne je v suchozemských biocenózach celková hmotnosť producentov väčšia ako každý nasledujúci článok. Celkový počet spotrebiteľov prvého rádu je zase väčší ako spotrebiteľov druhého rádu atď.

V tomto prípade (ak sa organizmy príliš nelíšia veľkosťou) bude pyramída tiež vyzerať ako trojuholník so širokou základňou zužujúcou sa nahor. Z tohto pravidla však existujú významné výnimky. Napríklad v moriach je biomasa bylinožravého zooplanktónu výrazne (niekedy 2-3 krát) väčšia ako biomasa fytoplanktónu, ktorý predstavujú najmä jednobunkové riasy. Vysvetľuje to skutočnosť, že riasy zooplanktón veľmi rýchlo zožerie, ale veľmi vysoká miera delenia ich buniek bráni ich úplnému zožratiu.

Vo všeobecnosti sú terestrické biogeocenózy, kde sú producenti veľkí a žijú pomerne dlho, charakterizované relatívne stabilnými pyramídami so širokou základňou. Vo vodných ekosystémoch, kde sú producenti malých rozmerov a majú krátke životné cykly, môže byť pyramída biomasy obrátená alebo obrátená (smerovaná nadol). V jazerách a moriach teda hmotnosť rastlín prevyšuje hmotnosť konzumentov iba počas obdobia kvitnutia (jar) a vo zvyšku roka sa situácia môže obrátiť.

Pyramídy čísel a biomasy odrážajú statiku systému, t.j. charakterizujú počet alebo biomasu organizmov v určitom časovom období. Neposkytujú úplné informácie o trofickej štruktúre ekosystému, aj keď umožňujú riešiť množstvo praktických problémov, najmä tých, ktoré súvisia s udržiavaním stability ekosystémov.

Pyramída čísel umožňuje napríklad vypočítať prípustnú hodnotu ulovenia rýb alebo odstrelu zveri počas doby lovu bez následkov na ich normálnu reprodukciu.

Pyramídy energie - zobrazuje množstvo toku energie alebo produktivitu na po sebe nasledujúcich úrovniach (obr. 5).

Na rozdiel od pyramíd čísel a biomasy, ktoré odrážajú statiku systému (počet organizmov v danom momente), energetická pyramída odrážajúca obraz rýchlosti prechodu masy potravy (množstvo energie). ) cez každú trofickú úroveň potravinového reťazca poskytuje najúplnejší obraz o funkčnej organizácii spoločenstiev.

Tvar tejto pyramídy nie je ovplyvnený zmenami veľkosti a intenzity metabolizmu jedincov a ak sa zohľadnia všetky zdroje energie, potom bude mať pyramída vždy typický vzhľad so širokou základňou a zužujúcim sa vrchom. Pri stavbe energetickej pyramídy sa k jej základni často pridáva obdĺžnik znázorňujúci prílev slnečnej energie.

V roku 1942 americký ekológ R. Lindeman sformuloval zákon pyramídy energií (zákon 10 percent), podľa ktorého v priemere asi 10 % energie prijatej predchádzajúcou úrovňou ekologickej pyramídy prechádza z jednej trofickú úroveň cez potravinové reťazce na inú trofickú úroveň. Zvyšok energie sa stráca vo forme tepelného žiarenia, pohybu atď. Organizmy v dôsledku metabolických procesov strácajú asi 90% všetkej energie, ktorá sa vynakladá na udržanie svojej životnej aktivity v každom článku potravinového reťazca.

Ak zajac zjedol 10 kg rastlinnej hmoty, jeho vlastná hmotnosť by sa mohla zvýšiť o 1 kg. Líška alebo vlk, ktoré zjedia 1 kg zajaca, zväčšia svoju hmotnosť len o 100 g. U drevín je tento podiel oveľa nižší, pretože drevo je slabo absorbované organizmami. V prípade tráv a rias je táto hodnota oveľa vyššia, pretože nemajú ťažko stráviteľné tkanivá. Všeobecná zákonitosť procesu prenosu energie však zostáva: cez horné trofické úrovne prechádza oveľa menej energie ako cez nižšie.

Zvážte transformáciu energie v ekosystéme na príklade jednoduchého trofického reťazca pasienkov, v ktorom sú len tri trofické úrovne.

úroveň - bylinné rastliny,

úroveň - bylinožravé cicavce, napríklad zajace

úroveň - dravé cicavce, napríklad líšky

Živiny vytvárajú v procese fotosyntézy rastliny, ktoré z anorganických látok (voda, oxid uhličitý, minerálne soli a pod.) pomocou energie slnečného žiarenia tvoria organické látky a kyslík, ako aj ATP. Časť elektromagnetickej energie slnečného žiarenia sa potom premieňa na energiu chemických väzieb syntetizovaných organických látok.

Všetka organická hmota vytvorená počas fotosyntézy sa nazýva hrubá primárna produkcia (GPP). Časť energie hrubej primárnej produkcie sa minie na dýchanie, výsledkom čoho je tvorba čistej primárnej produkcie (NPP), čo je práve látka, ktorá vstupuje do druhej trofickej úrovne a využíva ju zajace.

Dráha nech je 200 konvenčných jednotiek energie a náklady rastlín na dýchanie (R) sú 50 %, t.j. 100 konvenčných jednotiek energie. Potom sa čistá prvovýroba bude rovnať: JE = VE - R (100 = 200 - 100), t.j. na druhej trofickej úrovni dostanú zajace 100 konvenčných jednotiek energie.

Zajace sú však z rôznych dôvodov schopné spotrebovať len určitý podiel JE (inak by zanikli zdroje na rozvoj živej hmoty), no jeho značnú časť vo forme odumretých organických zvyškov (podzemné časti rastlín , tvrdé drevo stoniek, konárov atď.) zajace nedokážu zožrať. Dostáva sa do detritálnych potravinových reťazcov a (alebo) je rozložený pomocou rozkladačov (F). Ďalšia časť ide na budovanie nových buniek (veľkosť populácie, rast zajacov - P) a zabezpečenie energetického metabolizmu alebo dýchania (R).

V tomto prípade bude podľa bilančného prístupu bilančná rovnica spotreby energie (C) vyzerať takto: C = P + R + F, t.j. Energia prijatá na druhej trofickej úrovni sa minie podľa Lindemannovho zákona na rast populácie – P – 10 %, zvyšných 90 % sa minie na dýchanie a odstraňovanie nestrávenej potravy.

V ekosystémoch s nárastom trofickej úrovne teda dochádza k rýchlemu poklesu energie nahromadenej v telách živých organizmov. Z toho je jasné, prečo každá ďalšia úroveň bude vždy menšia ako predchádzajúca a prečo potravinové reťazce zvyčajne nemôžu mať viac ako 3-5 (zriedka 6) článkov a ekologické pyramídy nemôžu pozostávať z veľkého počtu poschodí: do finále článok potravinového reťazca rovnako ako do najvyššieho poschodia ekologickej pyramídy dostane tak málo energie, že v prípade zvýšenia počtu organizmov to nebude stačiť.

Takáto postupnosť a podriadenosť skupín organizmov spojených vo forme trofických úrovní je tok hmoty a energie v biogeocenóze, základ jej funkčnej organizácie.

3. Čo sa nazýva biologické znečistenie životného prostredia?

Ekológia je teoretickým základom racionálneho environmentálneho manažmentu, zohráva vedúcu úlohu pri rozvíjaní stratégie vzťahu medzi prírodou a ľudskou spoločnosťou. Priemyselná ekológia považuje narušenie prírodnej rovnováhy za výsledok hospodárskej činnosti. Znečistenie životného prostredia je zároveň vo svojich dôsledkoch najvýznamnejšie. Pod pojmom „životné prostredie“ sa bežne rozumie všetko, čo priamo alebo nepriamo ovplyvňuje život a činnosť človeka.

Novým spôsobom by sa mala posudzovať aj úloha kvasiniek v prirodzených ekosystémoch. Napríklad mnohé epifytické kvasinky, ktoré sa bohato vysievajú do zelených častí rastlín, už dlho považované za neškodné komenzály nemusia byť také „nevinné“, ak uvážime, že predstavujú iba haploidné štádium životného cyklu organizmov, ktoré sú úzko späté s fytopatogénnymi plesňami alebo hrdzami. . Naopak, kvasinky patogénne pre človeka, spôsobujúce nebezpečné a neriešiteľné ochorenia – kandidóza a kryptokokóza – v prírode majú saprotrofné štádium a ľahko sa izolujú z mŕtvych organických substrátov. Z týchto príkladov je vidieť, že na pochopenie ekologických funkcií kvasiniek je potrebné študovať kompletné životné cykly každého druhu. Našli sa aj autochtónne pôdne kvasinky so špecifickými funkciami dôležitými pre tvorbu pôdnej štruktúry. Nevyčerpateľné v rozmanitosti a spojení kvasiniek so zvieratami, najmä s bezstavovcami.

Znečistenie atmosféry môže byť spojené s prírodnými procesmi: sopečné erupcie, prachové búrky, lesné požiare.

Okrem toho je ovzdušie znečistené v dôsledku ľudskej výrobnej činnosti.

Zdrojmi znečistenia ovzdušia sú emisie dymu z priemyselných podnikov. Emisie sú organizované a neorganizované. Emisie pochádzajúce z potrubí priemyselných podnikov sú špeciálne riadené a organizované. Pred vstupom do potrubia prechádzajú cez čistiace zariadenia, v ktorých sa absorbuje časť škodlivých látok. Z okien, dverí, vetracích otvorov priemyselných budov sa do atmosféry dostávajú fugitívne emisie. Hlavnými znečisťujúcimi látkami v emisiách sú tuhé častice (prach, sadze) a plynné látky (oxid uhoľnatý, oxid siričitý, oxidy dusíka).

Selekcia a identifikácia mikroorganizmov s užitočnými vlastnosťami pre určitú produkciu je z ekologického hľadiska veľmi dôležitá práca, pretože ich použitie môže zintenzívniť proces alebo plnohodnotnejšie využiť zložky substrátu.

Podstatou metód bioremediácie, biologickej purifikácie, biospracovania a biomodifikácie je využitie rôznych biologických činiteľov v životnom prostredí, predovšetkým mikroorganizmov. V tomto prípade je možné použiť ako mikroorganizmy získané tradičnými šľachtiteľskými metódami, tak aj tie vytvorené pomocou genetického inžinierstva, ako aj transgénne rastliny, ktoré môžu ovplyvniť biologickú rovnováhu prírodných ekosystémov.

Prostredie môže obsahovať priemyselné kmene rôznych mikroorganizmov – producentov biosyntézy určitých látok, ako aj produkty ich metabolizmu, ktoré pôsobia ako biologický faktor znečistenia. Jeho pôsobením môže byť zmena štruktúry biocenóz. Nepriame účinky biologického znečistenia sa prejavujú napríklad pri používaní antibiotík a iných liečiv v medicíne, keď sa objavujú kmene mikroorganizmov, ktoré sú odolné voči ich pôsobeniu a nebezpečné pre vnútorné prostredie človeka; vo forme komplikácií pri použití vakcín a sér obsahujúcich nečistoty látok biologického pôvodu; ako alergénny a genetický účinok mikroorganizmov a ich metabolických produktov.

Biotechnologické veľkokapacitné výrobne sú zdrojom emisií bioaerosólov obsahujúcich bunky nepatogénnych mikroorganizmov, ako aj produkty ich metabolizmu. Hlavnými zdrojmi bioaerosólov obsahujúcich živé bunky mikroorganizmov sú štádiá fermentácie a separácie a inaktivovaných buniek – štádium sušenia. Pri masívnom uvoľňovaní mikrobiálnej biomasy, ktorá vstupuje do pôdy alebo vody, mení distribúciu energie a tokov hmoty v trofických potravinových reťazcoch a ovplyvňuje štruktúru a funkciu biocenóz, znižuje aktivitu samočistenia a tým ovplyvňuje globálnu funkciu. bioty. Súčasne je možné vyvolať aktívny vývoj určitých organizmov vrátane mikroorganizmov sanitárno-indikačných skupín.

Dynamika introdukovaných populácií a ukazovatele ich biotechnologického potenciálu závisia od typu mikroorganizmu, stavu pôdneho mikrobiálneho systému v čase introdukcie, štádia mikrobiálnej sukcesie a dávky introdukovanej populácie. Dôsledky zavedenia nových mikroorganizmov do pôdnych biocenóz môžu byť zároveň nejednoznačné. Vďaka samočisteniu nie je eliminovaná každá mikrobiálna populácia zanesená do pôdy. Charakter populačnej dynamiky introdukovaných mikroorganizmov závisí od stupňa ich adaptácie na nové podmienky. Neprispôsobené populácie zomierajú, adaptované prežívajú.

Faktor biologického znečistenia možno definovať ako súbor biologických zložiek, ktorých vplyv na človeka a životné prostredie je spojený s ich schopnosťou rozmnožovať sa v prirodzených alebo umelých podmienkach, produkovať biologicky aktívne látky, a ak oni alebo ich produkty látkovej výmeny vstupujú životné prostredie, majú nepriaznivé účinky na životné prostredie., ľudí, zvieratá, rastliny.

Faktory biologického znečistenia (najčastejšie mikrobiálne) možno klasifikovať takto: živé mikroorganizmy s prirodzeným genómom, ktoré nie sú toxické, saprofyty, živé mikroorganizmy s prirodzeným genómom, ktoré majú infekčnú aktivitu, patogénne a oportúnne patogény, ktoré produkujú toxíny, získané živé mikroorganizmy genetickými metódami.inžinierstvo (geneticky modifikované mikroorganizmy obsahujúce cudzie gény alebo nové kombinácie génov - GMMO), infekčné a iné vírusy, toxíny biologického pôvodu, inaktivované bunky mikroorganizmov (vakcíny, prach z tepelne inaktivovanej biomasy mikroorganizmov na kŕmne a potravinárske účely ), produkty metabolizmu mikroorganizmov, organely a organické zlúčeniny buniek sú produktmi jeho frakcionácie.

Cieľom našej práce bola izolácia a identifikácia kvasinkových mikroorganizmov v laboratóriu biotechnológie Gorského štátnej agrárnej univerzity, patriacich do prvej skupiny vyššie uvedených organizmov. Keďže ide o mikroorganizmy s prirodzeným genómom a nie sú toxické, ich vplyv na životné prostredie je veľmi organický a nie významný.

Zdrojmi mikroorganizmov, vrátane oportúnnych a patogénnych, sú odpadové vody (fekálne, priemyselné, mestské kanalizácie). Vo vidieckych oblastiach fekálne znečistenie pochádza z rezidenčného odpadu, pasienkov, ohrad pre dobytok a vtáky a voľne žijúcich živočíchov. V procese čistenia odpadových vôd sa počet patogénnych mikroorganizmov v nich znižuje. Rozsah ich vplyvu na životné prostredie je nevýznamný, ale keďže tento zdroj emisií mikrobiálnych buniek existuje, treba ho brať do úvahy ako faktor znečistenia životného prostredia.

Vodu používanú pri našej práci na prípravu médií, preplachov, autoklávového ohrevu a termostatov je možné čistiť na komunálnych čistiarňach odpadových vôd spolu s komunálnymi odpadovými vodami aeróbnym alebo anaeróbnym spôsobom.

Biologické polutanty sa z hľadiska environmentálnych vlastností výrazne líšia od chemických. Technogénne biologické znečistenie je z hľadiska chemického zloženia totožné s prírodnými zložkami, sú zaradené do prirodzeného kolobehu látok a trofických potravinových reťazcov bez akumulácie v prostredí.

Všetky mikrobiologické a virologické laboratóriá musia byť vybavené zberačom odpadových vôd, kde je potrebné zozbierané odpadové vody pred vypustením do mestskej kanalizácie neutralizovať chemickou, fyzikálnou alebo biologickou metódou alebo kombinovanou metódou.

4. Aké sú typy zodpovednosti úradníkov za porušenia životného prostredia?

Environmentálna a právna zodpovednosť je druh všeobecnej právnej zodpovednosti, no zároveň sa odlišuje od iných druhov právnej zodpovednosti.

Environmentálna a právna zodpovednosť sa posudzuje v troch vzájomne súvisiacich aspektoch:

ako štátny nátlak na splnenie zákonom predpísaných požiadaviek;

ako právny vzťah medzi štátom (zastúpeným jeho orgánmi) a páchateľmi (ktorí podliehajú sankciám);

ako právny inštitút, t.j. súbor právnych noriem, rôzne odvetvia práva (pôdne, banské, vodné, lesné, environmentálne a pod.). Environmentálne trestné činy sa trestajú v súlade s požiadavkami právnych predpisov Ruskej federácie. Konečným cieľom environmentálnej legislatívy a každého jej jednotlivých článkov je ochrana pred znečisťovaním, zabezpečenie zákonného využívania životného prostredia a jeho prvkov chránených zákonom. Predmetom environmentálnej legislatívy je životné prostredie a jeho jednotlivé prvky. Predmetom priestupku je prvok prostredia. Požiadavky zákona vyžadujú stanovenie jasnej príčinnej súvislosti medzi porušením a zhoršením životného prostredia.

Subjektom environmentálnych priestupkov je osoba, ktorá dovŕšila 16. rok veku, ktorej sú príslušné služobné povinnosti pridelené regulačnými právnymi aktmi (dodržiavanie pravidiel ochrany životného prostredia, kontrola dodržiavania pravidiel), alebo každá osoba, ktorá má dosiahol vek 16 rokov, ktorý porušil požiadavky environmentálnej legislatívy.

Environmentálny trestný čin je charakterizovaný prítomnosťou troch prvkov:

protiprávne konanie;

spôsobenie škody na životnom prostredí (alebo skutočného ohrozenia) alebo porušenie iných zákonných práv a záujmov subjektu práva životného prostredia;

príčinná súvislosť medzi protiprávnym konaním a environmentálnou škodou alebo reálna hrozba spôsobenia takejto škody alebo porušenie iných právnych práv a záujmov subjektov práva životného prostredia.

Zodpovednosť za environmentálne delikty je jedným z hlavných prostriedkov zabezpečenia súladu s požiadavkami legislatívy na ochranu životného prostredia a využívanie prírodných zdrojov. Účinnosť tohto nástroja do značnej miery závisí predovšetkým od štátnych orgánov oprávnených uplatňovať opatrenia právnej zodpovednosti voči porušovateľom environmentálnej legislatívy. V súlade s ruskou legislatívou v oblasti ochrany životného prostredia nesú úradníci a občania za trestné činy proti životnému prostrediu disciplinárnu, správnu, trestnoprávnu, občianskoprávnu a hmotnú zodpovednosť a podniky - administratívnu a občianskoprávnu zodpovednosť.

Disciplinárna zodpovednosť vzniká za neplnenie plánov a opatrení na ochranu prírody a racionálneho využívania prírodných zdrojov, za porušenie environmentálnych noriem a iných požiadaviek environmentálnej legislatívy vyplývajúcich z pracovnej funkcie alebo úradného postavenia. Disciplinárnu zodpovednosť nesú úradníci a iní vinní zamestnanci podnikov a organizácií v súlade s predpismi, stanovami, vnútornými predpismi a inými predpismi (článok 82 zákona o ochrane životného prostredia). V súlade so Zákonníkom práce (v znení zmien a doplnení z 25. septembra 1992) možno voči porušovateľom uložiť tieto disciplinárne sankcie: pokarhanie, pokarhanie, prísne pokarhanie, prepustenie z práce, iné tresty (§ 135).

Zodpovednosť upravuje aj Zákonník práce Ruskej federácie (články 118-126). Takúto zodpovednosť nesú úradníci a ostatní zamestnanci podniku, vinou ktorých podnik vynaložil náklady na náhradu škody spôsobenej environmentálnym priestupkom.

Uplatňovanie administratívnej zodpovednosti je upravené tak environmentálnou legislatívou, ako aj Kódexom správnych deliktov RSFSR z roku 1984 (so zmenami a doplnkami). Zákon „O ochrane životného prostredia“ rozšíril zoznam skutkových podstát environmentálnych trestných činov, za spáchanie ktorých nesú administratívnu zodpovednosť vinníci, fyzické a právnické osoby. Takáto zodpovednosť vzniká za prekročenie najvyšších prípustných emisií a vypúšťanie škodlivých látok do životného prostredia, nesplnenie povinností vykonania štátnej environmentálnej prehliadky a požiadaviek obsiahnutých v závere environmentálnej previerky, úmyselné nesprávne a neopodstatnené závery, včasné ustanovenie informovania a poskytovania skreslených informácií, odmietnutie poskytnúť včasné, úplné a spoľahlivé informácie o stave prírodného prostredia a radiačnej situácii a pod.

Konkrétnu výšku pokuty určí orgán, ktorý pokutu ukladá, v závislosti od povahy a druhu priestupku, miery zavinenia páchateľa a spôsobenej ujmy. Správne pokuty ukladajú oprávnené štátne orgány v oblasti ochrany životného prostredia, sanitárneho a epidemiologického dozoru Ruskej federácie. V tomto prípade sa možno proti rozhodnutiu o uložení pokuty odvolať na súd alebo rozhodcovský súd. Uloženie pokuty nezbavuje vinníkov povinnosti nahradiť spôsobenú ujmu (§ 84 zákona o ochrane životného prostredia).

V novom Trestnom zákone Ruskej federácie sú environmentálne trestné činy vyčlenené v samostatnej kapitole (kapitola 26). Ustanovuje trestnoprávnu zodpovednosť za porušenie pravidiel environmentálnej bezpečnosti pri výkone práce, porušenie pravidiel pre skladovanie, zneškodňovanie environmentálne nebezpečných látok a odpadov, porušenie pravidiel bezpečnosti pri manipulácii s mikrobiologickými alebo inými biologickými činiteľmi alebo toxínmi, znečistenie vôd, ovzdušia a mora, porušovanie legislatívy na kontinentálnom šelfe, poškodzovanie pôdy, nezákonný výlov vodných živočíchov a rastlín, porušovanie pravidiel na ochranu obsádok rýb, nezákonný lov, nezákonný výrub stromov a kríkov, ničenie alebo poškodzovanie lesov.

Uplatnenie opatrení disciplinárnej, správnej alebo trestnej zodpovednosti za environmentálne delikty nezbavuje páchateľov povinnosti nahradiť škodu spôsobenú environmentálnym deliktom. Zákon „O ochrane životného prostredia“ zastáva názor, že podniky, organizácie a občania, ktorí poškodzujú životné prostredie, zdravie alebo majetok občanov, národného hospodárstva znečisťovaním životného prostredia, poškodzovaním, ničením, poškodzovaním, iracionálnym využívaním prírodných zdrojov, ničením prírodné ekologické systémy a iné environmentálne delikty sú povinní ju v plnej výške nahradiť v súlade s platnou legislatívou (§ 86).

Občianskoprávna zodpovednosť v oblasti interakcie medzi spoločnosťou a prírodou spočíva najmä v uložení povinnosti páchateľovi nahradiť poškodenému majetkovú alebo morálnu ujmu v dôsledku porušenia zákonných environmentálnych požiadaviek.

Zodpovednosť za environmentálne delikty plní niekoľko hlavných funkcií:

podpora dodržiavania environmentálnych zákonov;

kompenzačné, zamerané na kompenzáciu strát v prírodnom prostredí, kompenzácia poškodenia ľudského zdravia;

preventívne, ktoré spočíva v potrestaní osoby vinnej zo spáchania environmentálneho priestupku.

Environmentálna legislatíva stanovuje tri úrovne trestu: za porušenie; porušenie, ktoré spôsobilo značné škody; porušenie, ktoré má za následok smrť osoby (vážne následky). Smrť človeka v dôsledku trestného činu proti životnému prostrediu zákon hodnotí ako nedbanlivosť (spáchaná z nedbanlivosti alebo ľahkomyseľnosti). Druhy trestov za porušenie životného prostredia môžu byť pokuta, odňatie práva zastávať určité funkcie, odňatie práva vykonávať určité činnosti, nápravná práca, obmedzenie slobody, uväznenie.

Jedným z najzávažnejších trestných činov v oblasti životného prostredia je ekocída - hromadné ničenie flóry (rastlinné spoločenstvá Ruska alebo jeho jednotlivých regiónov) alebo živočíšny svet (celkový počet živých organizmov všetkých druhov voľne žijúcich zvierat obývajúcich územie Ruska). alebo jej určitej oblasti), otravu ovzdušia a vodných zdrojov (používané alebo použiteľné povrchové a podzemné vody), ako aj páchanie iných akcií, ktoré môžu spôsobiť environmentálnu katastrofu. Spoločenské nebezpečenstvo ekocídy spočíva v ohrození alebo spôsobení veľkých škôd pre prírodné prostredie, zachovanie genofondu ľudí, flóry a fauny.

Ekologická katastrofa sa prejavuje závažným porušením ekologickej rovnováhy v prírode, zničením stabilného druhového zloženia živých organizmov, úplným alebo výrazným znížením ich počtu a porušením cyklov sezónnych zmien biotického obehu. látok a biologických procesov. Ekocída môže byť motivovaná nepochopenými vojenskými alebo štátnymi záujmami, spáchaním činov s priamym alebo nepriamym úmyslom.

Úspech pri nastolení environmentálneho práva a poriadku sa dosahuje postupným zvyšovaním vplyvu verejnosti a štátu na pretrvávajúcich páchateľov, optimálnou kombináciou výchovných, ekonomických a právnych opatrení.

trestný čin znečisťovania životného prostredia

Bibliografia

1. Akimova T.V. Ekológia. Človek-Ekonomika-Biota-Životné prostredie: Učebnica pre vysokoškolákov / T.A.Akimova, V.V.Chaskin; 2. vyd., prepracované. a doplnkové - M.: UNITI, 2009.- 556 s.

Akimova T.V. Ekológia. Príroda-Človek-Technológia.: Učebnica pre študentov tech. smer a špec. univerzity / T.A. Akimová, A.P. Kuzminová, V.V. Haskin ..- Pod celkovým počtom. vyd. A.P. Kuzminová. M.: UNITI-DANA, 2011.- 343 s.

Brodsky A.K. Všeobecná ekológia: Učebnica pre vysokoškolákov. M.: Ed. Centrum "Akadémia", 2011. - 256 s.

Voronkov N.A. Ekológia: všeobecná, sociálna, aplikovaná. Učebnica pre vysokoškolákov. M.: Agar, 2011. - 424 s.

Korobkin V.I. Ekológia: Učebnica pre vysokoškolákov / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. -6. vyd., dod. A revidované - Roston n / D: Phoenix, 2012. - 575.

Nikolaikin N.I., Nikolaykina N.E., Melekhova O.P. Ekológia. 2. vyd. Učebnica pre stredné školy. M.: Drop, 2008. - 624 s.

Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Ekológia: Uch. príspevok na sv. chemicko-technologické a tech. cn. univerzity. / Ed. V.A. Solovieva, Yu.A. Krotová - 4. vydanie, opravené. - Petrohrad: Chémia, 2012. -238s.

Odum Yu Ekológia zv. 1.2. Svet, 2011.

Chernova N.M. Všeobecná ekológia: Učebnica pre študentov vysokých škôl pedagogického zamerania / N.M. Černovová, A.M. Bylov. - M.: Drop, 2008.-416 s.

Ekológia: Učebnica pre študentov vysokých škôl. a priem. učebnica inštitúcie, vzdelávacie podľa tech. špecialista. a smery / L.I. Tsvetková, M.I. Alekseev, F.V. Karamzinov a ďalší; pod celkom vyd. L.I. Tsvetkovej. Moskva: ASBV; Petrohrad: Himizdat, 2012. - 550 s.

Ekológia. Ed. Prednášal prof. V.V. Denisov. Rostov-on-D.: ICC "Mart", 2011. - 768 s.

Doučovanie

Potrebujete pomôcť s učením témy?

Naši odborníci vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odoslať žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti konzultácie.

Existujú tri spôsoby zostavovania ekologických pyramíd:

1. Pyramída čísel odráža číselný pomer jedincov rôznych trofických úrovní ekosystému. Ak sa organizmy v rámci rovnakých alebo rôznych trofických úrovní veľmi líšia veľkosťou, potom pyramída čísel dáva skreslené predstavy o skutočných pomeroch trofických úrovní. Napríklad v planktónovom spoločenstve je počet producentov desať a stokrát väčší ako počet konzumentov a v lese sa státisíce konzumentov môžu živiť orgánmi jedného stromu – producenta.

2. Pyramída biomasy ukazuje množstvo živej hmoty alebo biomasy na každej trofickej úrovni. Vo väčšine suchozemských ekosystémov je biomasa producentov, t. j. celková hmotnosť rastlín, najväčšia a biomasa organizmov každej nasledujúcej trofickej úrovne je menšia ako predchádzajúca. V niektorých komunitách je však biomasa spotrebiteľov prvého rádu väčšia ako biomasa výrobcov. Napríklad v oceánoch, kde sú hlavnými producentmi jednobunkové riasy s vysokou mierou rozmnožovania, môže ich ročná produkcia prevýšiť zásoby biomasy desiatky až stokrát. Všetky produkty tvorené riasami sú zároveň tak rýchlo zapojené do potravinového reťazca, že akumulácia biomasy rias je malá, ale vzhľadom na vysokú mieru reprodukcie je ich malá rezerva dostatočná na udržanie rýchlosti reprodukcie organickej hmoty. V tomto ohľade má pyramída biomasy v oceáne inverzný vzťah, t.j. „obrátený“. Na najvyšších trofických úrovniach prevláda tendencia akumulovať biomasu, keďže životnosť predátorov je dlhá, obmena ich generácií naopak nízka a značná časť látky, ktorá vstupuje do potravinových reťazcov, je zachovaná. v ich tele.

3. Pyramída energie odráža množstvo toku energie v potravinovom reťazci. Tvar tejto pyramídy nie je ovplyvnený veľkosťou jedincov a vždy bude trojuholníkový so širokou základňou v spodnej časti, ako to diktuje druhý zákon termodynamiky. Preto pyramída energie poskytuje najúplnejšiu a najpresnejšiu predstavu o funkčnej organizácii komunity, o všetkých metabolických procesoch v ekosystéme. Ak pyramídy čísel a biomasy odrážajú statiku ekosystému (počet a biomasa organizmov v danom momente), potom pyramída energie odráža dynamiku prechodu masy potravy potravinovým reťazcom. Základňa v pyramídach čísel a biomasy teda môže byť väčšia alebo menšia ako následné trofické úrovne (v závislosti od pomeru producentov a spotrebiteľov v rôznych ekosystémoch). Pyramída energie sa vždy zužuje smerom nahor. Je to spôsobené tým, že energia vynaložená na dýchanie sa neprenesie do ďalšej trofickej úrovne a opustí ekosystém. Preto bude každá ďalšia úroveň vždy menšia ako predchádzajúca. V suchozemských ekosystémoch je pokles množstva dostupnej energie zvyčajne sprevádzaný poklesom početnosti a biomasy jedincov na každej trofickej úrovni. Kvôli takým veľkým stratám energie na stavbu nových tkanív a dýchanie organizmov nemôžu byť potravinové reťazce dlhé; zvyčajne pozostávajú z 3-5 článkov (trofických úrovní).

Znalosť zákonitostí produktivity ekosystému, schopnosť kvantifikovať tok energie majú veľký praktický význam, keďže produkty prírodných a umelých spoločenstiev (agroenózy) sú hlavným zdrojom potravy pre ľudstvo. Presné výpočty toku energie a miera produktivity ekosystémov umožňujú regulovať kolobeh látok v nich tak, aby sa dosiahol čo najväčší výťažok produktov potrebných pre človeka.

Dedenie a ich typy.

Proces, pri ktorom sa spoločenstvá rastlinných a živočíšnych druhov časom nahrádzajú inými, spravidla zložitejšími spoločenstvami, sa nazýva tzv ekologická sukcesia, alebo len nástupníctvo.

Ekologická sukcesia zvyčajne pokračuje, kým komunita nie je stabilná a sebestačná. Ekológovia rozlišujú dva typy ekologickej sukcesie: primárnu a sekundárnu.

primárnej postupnosti- ide o dôsledný rozvoj spoločenstiev v oblastiach bez pôdy.

1. fáza - vznik miesta bez života;

2. etapa - presídlenie prvých rastlinných a živočíšnych organizmov na toto miesto;

3. etapa - prežitie organizmov;

4. etapa - súťaž a premiestňovanie druhov;

5. etapa - premena biotopu organizmami, postupná stabilizácia podmienok a vzťahov.

Známym príkladom primárnej sukcesie je kolonizácia stvrdnutej lávy po sopečnej erupcii alebo svahu po lavíne, ktorá zničila celý pôdny profil, plochy povrchovej ťažby, z ktorých bola odstránená ornica atď. V takýchto neplodných oblastiach môže primárna postupnosť od holých skál po dospelý les trvať stovky až tisíce rokov.

sekundárnej postupnosti- dôsledný rozvoj spoločenstiev v oblasti, v ktorej bola prirodzená vegetácia zlikvidovaná alebo výrazne narušená, ale pôda nebola zničená. Sekundárna sukcesia začína na mieste zničenej biocenózy (les po požiari). Následnosť je rýchla, pretože semená, časti potravných väzieb sú zachované v pôde a vzniká biocenóza. Ak vezmeme do úvahy sukcesie na opustených pozemkoch, ktoré sa nevyužívajú v poľnohospodárstve, vidíme, že bývalé polia sú rýchlo pokryté rôznymi jednoročnými rastlinami. Môžu sa sem dostať aj semená drevín: borovica, smrek, breza, osika, ktoré niekedy prekonávajú veľké vzdialenosti pomocou vetra alebo zvierat. Na začiatku sa zmena deje rýchlo. Potom, keď sa objavia pomalšie rastúce rastliny, rýchlosť postupnosti sa zníži. Brezové klíčky tvoria hustý porast, ktorý zatieňuje pôdu, a aj keď semená smreka klíčia spolu s brezou, jej klíčky vo veľmi nepriaznivých podmienkach výrazne zaostávajú za brezami. Breza je označovaná za „priekopníka lesa“, keďže sa takmer vždy ako prvá usadí v narušených krajinách a má široké spektrum prispôsobivosti. Brezy vo veku 2-3 roky môžu dosiahnuť výšku 100-120 cm, jedle v rovnakom veku sotva 10 cm.Zmeny ovplyvňujú aj živočíšnu zložku uvažovanej biocenózy. V prvých štádiách sa usadia májovky, brezové molice, potom sa objavia početné vtáky: pinky, penice, penice. Malé cicavce sa usadia: piskory, krtky, ježkovia. Meniace sa svetelné podmienky začínajú priaznivo pôsobiť na mladé vianočné stromčeky, ktoré urýchľujú ich rast.

Stabilné štádium sukcesie, keď sa spoločenstvo (biocenóza) úplne sformovalo a je v rovnováhe s prostredím, sa nazýva tzv. vyvrcholenie. Klimaxové spoločenstvo je schopné samoregulácie a môže byť dlhodobo v rovnováhe.

Dochádza tak k postupnosti, v ktorej je najskôr brezový, potom zmiešaný smrekovo-brezový les nahradený čistým smrekovým lesom. Prirodzený proces zmeny brezového lesa na smrekový trvá viac ako 100 rokov. Preto sa proces nástupníctva niekedy nazýva sekulárna zmena.

18. Funkcie živej hmoty v biosfére. živá hmota - je to súhrn živých organizmov (biomasa Zeme). Ide o otvorený systém, ktorý je charakterizovaný rastom, rozmnožovaním, distribúciou, výmenou hmoty a energie s vonkajším prostredím, akumuláciou energie a jej prenosom v potravinových reťazcoch. Živá hmota plní 5 funkcií:

1. Energia (schopnosť absorbovať slnečnú energiu, premieňať ju na energiu chemických väzieb a prenášať cez potravinové reťazce)

2. Plyn (schopnosť udržiavať konštantné zloženie plynov biosféry v dôsledku rovnováhy dýchania a fotosyntézy)

3. Koncentrácia (schopnosť živých organizmov akumulovať vo svojom tele určité prvky prostredia, vďaka čomu došlo k prerozdeleniu prvkov a vzniku minerálov)

4. Redox (schopnosť meniť oxidačný stav prvkov a vytvárať rôzne zlúčeniny v prírode na zachovanie rozmanitosti života)

5. Deštruktívne (schopnosť rozložiť odumretú organickú hmotu, vďaka čomu sa uskutočňuje obeh látok)

Vodná funkcia živej hmoty v biosfére je spojená s biogénnym kolobehom vody, ktorý má veľký význam v kolobehu vody na planéte.

Živá hmota sa pri plnení uvedených funkcií prispôsobuje okoliu a prispôsobuje ho svojim biologickým (a ak hovoríme o človeku, tak aj sociálnym) potrebám. Súčasne sa živá hmota a jej biotop vyvíjajú ako celok, ale kontrolu nad stavom životného prostredia vykonávajú živé organizmy.

Hlavným procesom, ktorý sa vyskytuje vo všetkých ekosystémoch, je prenos a obeh hmoty alebo energie. Straty sú však nevyhnutné. Veľkosť týchto strát od úrovne k úrovni je to, čo odrážajú pravidlá ekologických pyramíd.

Niektoré akademické termíny

Výmena hmoty a energie je usmernený tok v reťazci výrobcov – spotrebiteľov. Jednoducho povedané, požieranie niektorých organizmov inými. Zároveň sa buduje reťazec alebo sled organizmov, ktoré ako články reťazca spája vzťah „potrava – konzument“. Táto sekvencia sa nazýva trofický alebo potravinový reťazec. A odkazy v ňom sú trofické úrovne. Prvým stupňom reťazca sú výrobcovia (rastliny), pretože len tie dokážu z anorganických tvoriť organické látky. Ďalšími odkazmi sú spotrebitelia (zvieratá) rôznych rádov. Bylinožravce sú konzumentmi 1. rádu a dravce, ktoré sa živia bylinožravcami, budú konzumentmi 2. rádu. Ďalším článkom v reťazci budú rozkladači – organizmy, ktorých potravou sú zvyšky života alebo mŕtvoly živých organizmov.

Grafické pyramídy

Britský ekológ Charles Elton (1900-1991) v roku 1927 na základe analýzy kvantitatívnych zmien v potravinových reťazcoch zaviedol do biológie koncept ekologických pyramíd ako grafické znázornenie pomerov v ekosystéme výrobcov a spotrebiteľov. Eltonova pyramída je znázornená ako trojuholník delený počtom článkov reťaze. Alebo vo forme obdĺžnikov stojacich na sebe.

Vzory pyramídy

C. Elton analyzoval počet organizmov v reťazcoch a zistil, že vždy existuje viac rastlín ako zvierat. Navyše pomer úrovní v kvantitatívnom vyjadrení je vždy rovnaký - pokles nastáva na každej ďalšej úrovni, a to je objektívny záver, ktorý sa odráža v pravidlách ekologických pyramíd.

Eltonovo pravidlo

Toto pravidlo uvádza, že počet jedincov v sekvencii klesá z úrovne na úroveň. Pravidlá ekologickej pyramídy sú kvantitatívny pomer produktov všetkých úrovní konkrétneho potravinového reťazca. Hovorí, že indikátor úrovne reťazca bude približne 10-krát menší ako u predchádzajúcej úrovne.

Uvedený jednoduchý príklad, na ktorom bude bodka „a“. Zvážte trofický reťazec rias - bezstavovcových kôrovcov - sleďov - delfínov. 40 kg vážiaci delfín potrebuje k životu zjesť 400 kg sleďa. A na to, aby týchto 400 kilogramov rýb existovalo, sú potrebné asi 4 tony ich potravy – bezstavovcových kôrovcov. Na vytvorenie 4 ton kôrovcov je už potrebných 40 ton rias. To odrážajú pravidlá ekologickej pyramídy. A len v takomto pomere bude táto ekologická štruktúra udržateľná.

Druhy ekopyramíd

Na základe kritéria, ktoré sa bude brať do úvahy pri hodnotení pyramíd, existujú:

Numerický.
Odhady biomasy.
Náklady na energiu.

Vo všetkých prípadoch pravidlo ekologickej pyramídy odráža 10-násobné zníženie hlavného hodnotiaceho kritéria.

Počet jedincov a trofických krokov

V pyramíde čísel sa berie do úvahy počet organizmov, čo sa odráža v pravidle ekologickej pyramídy. A príklad s delfínom plne zodpovedá popisu tohto typu pyramíd. Ale sú aj výnimky – lesný ekosystém s reťazou rastlín – hmyzu. Pyramída sa prevráti (obrovské množstvo hmyzu, ktorý sa živí jedným stromom). Preto sa pyramída čísel nepovažuje za najinformatívnejšiu a najindikatívnejšiu.

A čo zostalo?

Pyramída biomasy využíva ako hodnotiace kritérium suchú (zriedkavo vlhkú) hmotnosť jedincov rovnakej úrovne. Jednotky merania - gram / meter štvorcový, kilogram / hektár alebo gram / meter kubický. Ale aj tu sa nájdu výnimky. Pravidlá ekologických pyramíd, ktoré odrážajú pokles biomasy spotrebiteľov v pomere k biomase producentov, sa uplatňujú pre biocenózy, kde sú obe veľké a majú dlhý životný cyklus. Ale pre vodné systémy môže byť pyramída opäť obrátená. Napríklad v moriach je biomasa zooplanktónu živiaceho sa riasami niekedy 3-krát väčšia ako biomasa samotného rastlinného planktónu. šetrí vysokú mieru rozmnožovania fytoplanktónu.

Tok energie je najpresnejší indikátor

Energetické pyramídy ukazujú rýchlosť prechodu potravy (jej hmotnosti) cez trofické úrovne. Zákon pyramídy energie sformuloval vynikajúci ekológ z Ameriky Raymond Lindeman (1915-1942), po jeho smrti v roku 1942 vstúpil do biológie ako pravidlo desať percent. Podľa nej 10% energie z predchádzajúcej ide do každej ďalšej úrovne, zvyšných 90% sú straty, ktoré idú na podporu životnej činnosti organizmu (dýchanie, termoregulácia).

Význam pyramíd

Analyzovali sme, čo odrážajú pravidlá ekologických pyramíd. Ale prečo potrebujeme tieto znalosti? Pyramídy čísel a biomasy umožňujú riešiť niektoré praktické problémy, keďže popisujú statický a stabilný stav systému. Používajú sa napríklad pri výpočte prípustných hodnôt úlovku rýb alebo počítaní počtu zvierat na odstrel tak, aby nenarušili stabilitu ekosystému a určili maximálnu veľkosť konkrétnej populácie jedincov pre ekosystému v jeho celistvosti. A pyramída energií dáva jasnú predstavu o organizácii funkčných komunít, umožňuje porovnávať rôzne ekosystémy z hľadiska ich produktivity.

Čitateľ teraz nebude v rozpakoch, keď dostane úlohu typu „opísať, čo odrážajú pravidlá ekologických pyramíd“ a odvážne odpovie, že ide o stratu hmoty a energie v špecifickom trofickom reťazci.

1. Pyramídy čísel- na každej úrovni je vykreslený počet jednotlivých organizmov.

Pyramída čísel odráža zreteľný vzorec objavený Eltonom: počet jednotlivcov, ktorí tvoria sekvenčnú sériu odkazov od výrobcov k spotrebiteľom, neustále klesá (obr. 3).

2. pyramídy z biomasy- charakterizuje celkovú suchú alebo vlhkú hmotnosť organizmov na danej trofickej úrovni, napríklad v jednotkách hmotnosti na jednotku plochy - g / m 2, kg / ha, t / km 2 alebo na objem - g / m 3 (obr. 4)

Pyramída čísel umožňuje napríklad vypočítať prípustnú hodnotu ulovenia rýb alebo odstrelu zveri počas doby lovu bez následkov na ich normálnu reprodukciu.

3. energetické pyramídy- znázorňuje veľkosť toku energie alebo produktivitu na po sebe nasledujúcich úrovniach (obr. 5).

Zvážte transformáciu energie v ekosystéme na príklade jednoduchého trofického reťazca pasienkov, v ktorom sú len tri trofické úrovne.

1. úroveň - bylinné rastliny,

2. Úroveň - bylinožravé cicavce, napríklad zajace

3. Úroveň - dravé cicavce, napríklad líšky

V tomto prípade bude podľa bilančného prístupu bilančná rovnica spotreby energie (C) vyzerať takto: C = P + R + F, t.j. energia prijatá na druhej trofickej úrovni sa minie podľa Lindemannovho zákona na rast populácie - P - 10%, zvyšných 90% sa minie na dýchanie a odstraňovanie nestrávenej potravy.

Takáto postupnosť a podriadenosť skupín organizmov spojených vo forme trofických úrovní je tok hmoty a energie v biogeocenóze, základ jej funkčnej organizácie.

Najdôležitejším typom vzťahu medzi organizmami v biocenóze, ktoré v skutočnosti tvoria jej štruktúru, sú potravné spojenia predátora a koristi: niektorí jedia, iní jedia. Všetky organizmy, živé aj mŕtve, sú zároveň potravou pre iné organizmy: zajac žerie trávu, líška a vlk lovia zajace, dravé vtáky (jastraby, orly atď.) dokážu ťahať a zožrať oboje. líška a vlčiak. Mŕtve rastliny, zajace, líšky, vlci, vtáky sa stávajú potravou detritivorov (rozkladačov alebo inak ničiteľov).

Potravinový reťazec je postupnosť organizmov, v ktorých jeden požiera alebo rozkladá ten druhý. Predstavuje dráhu jednosmerného toku malej časti vysoko účinnej slnečnej energie absorbovanej počas fotosyntézy, ktorá sa dostala na Zem cez živé organizmy. V konečnom dôsledku sa tento okruh vracia späť do prírodného prostredia vo forme tepelnej energie s nízkou účinnosťou. Živiny sa ním tiež presúvajú od výrobcov k spotrebiteľom a potom k rozkladačom a potom späť k výrobcom.

Každý článok v potravinovom reťazci sa nazýva trofická úroveň. Prvú trofickú úroveň zaberajú autotrofy, inak označované ako prvovýrobcovia. Organizmy druhej trofickej úrovne sa nazývajú primárni spotrebitelia, tretia - sekundárni spotrebitelia atď. Zvyčajne existujú štyri alebo päť trofických úrovní a zriedkavo viac ako šesť (obr. 1).

Existujú dva hlavné typy potravinových reťazcov – pasúci sa (alebo „jesť“) a detritálny (alebo „chátrajúci“).

Ryža. 1. Potravinové reťazce biocenózy podľa N.F. Reimers: zovšeobecnené (a) a skutočné (b)

Šípky na obrázku 1 ukazujú smer pohybu energie a čísla ukazujú relatívne množstvo energie prichádzajúcej na trofickú úroveň.

V potravinových reťazcoch spásania zaberajú prvú trofickú úroveň zelené rastliny, druhú pasúce sa zvieratá (pojem „pasienka“ zahŕňa všetky organizmy, ktoré sa živia rastlinami) a tretiu predátori.

Potravinové reťazce na pastvinách sú teda:

RASTLINNÝ MATERIÁL (napr. nektár) => MUCHA => PAVÚK =>

=> SHREDDER => SOVA

ŠŤAVA Z RUŽOVÉHO KRÍKA => VOŠKY => LIENKA => PAVÚK =>

=> HMYZORÝ VTÁK => DRAVÝ VTÁK.

Detritový potravinový reťazec začína detritom podľa schémy:

DETRIT-> DETRITOPHY -> PREDÁTOR

Typické detritálne potravinové reťazce sú:

LESNÉ ODPADY => ŽÍZDA => BLACKDRUS =>

=> VRAŠTIČKA

MŔTVE ZVIERATÁ \u003d\u003e NOSIČKY \u003d\u003e ŽABKA TRÁVNA \u003d\u003e OBYČAJNÝ SLIMÁK.

Koncept potravinových reťazcov nám umožňuje ďalej sledovať cyklus chemických prvkov v prírode, hoci jednoduché potravinové reťazce, ako sú tie, ktoré boli znázornené vyššie, kde je každý organizmus reprezentovaný ako živiaci sa organizmami iba jedného typu, sa v prírode vyskytujú len zriedka.

Skutočné potravinové vzťahy sú oveľa komplikovanejšie, pretože živočích sa môže živiť organizmami rôznych typov, ktoré sú súčasťou rovnakého potravinového reťazca alebo rôznych reťazcov, čo je charakteristické najmä pre predátorov (konzumentov) vyšších trofických úrovní. Vzťah medzi potravným reťazcom na pastve a detrite ilustruje model toku energie navrhnutý Yu.Odumom (obr. 2).

Všežravé zvieratá (najmä ľudia) sa živia tak konzumentmi, ako aj výrobcami. V prírode sa teda potravinové reťazce prepletajú, vytvárajú potravinové (trofické) siete.

Ryža. 2. Schéma pastvín a detriálnych potravinových reťazcov (podľa Yu. Odum)

Lindemannovo pravidlo (10%)

Prietok energie, prechádzajúci cez trofické úrovne biocenózy, postupne uhasína. V roku 1942 R. Lindemann sformuloval zákon pyramídy energií, alebo zákon (pravidlo) 10%, podľa ktorého sa z jednej trofickej úrovne ekologickej pyramídy presúva na ďalšiu, vyššiu úroveň (po „rebríku“: výrobca – spotrebiteľ – rozkladač) v priemere asi 10 % prijatej energie na predchádzajúcej úrovni ekologickej pyramídy. Spätný tok spojený so spotrebou látok a energie produkovanej hornou úrovňou ekologickej pyramídy jej nižšími úrovňami, napríklad od zvierat k rastlinám, je oveľa slabší - nie viac ako 0,5% (dokonca 0,25%). jej celkového toku, a preto môžeme povedať o kolobehu energie v biocenóze nie je potrebný.

Ak pri prechode na vyššiu úroveň ekologickej pyramídy dôjde k desaťnásobnej strate energie, potom približne v rovnakom pomere narastá akumulácia množstva látok vrátane toxických a rádioaktívnych. Táto skutočnosť je pevne stanovená v pravidle biologickej amplifikácie. Platí to pre všetky cenózy. Vo vodných biocenózach akumulácia mnohých toxických látok, vrátane organochlórových pesticídov, koreluje s hmotnosťou tukov (lipidov), t.j. má jednoznačne energetické pozadie.

Mangrovy

Potravinové reťazce možno rozdeliť do dvoch typov. Reťazec pasienkov začína od zelenej rastliny a pokračuje k pasúcim sa bylinožravcom a potom k predátorom. Príklady pastevných reťazí sú znázornené na ilustráciách v odseku 4.2. Reťazec detritu prechádza od mŕtvej organickej hmoty (detritus) k rozkladačom a zvieratám, ktoré jedia mŕtve zvyšky (detritivores), a potom k predátorom, ktorí sa živia týmito zvieratami a mikróbmi. Tento obrázok ukazuje príklad detritového potravinového reťazca z trópov; je to reťaz začínajúca od padajúcich listov mangrovníkov - stromov a kríkov rastúcich na morských pobrežiach, ktoré sú pravidelne zaplavované prílivmi a v ústiach riek. Ich listy padajú do brakických vôd obrastených mangrovovými stromami a sú unášané prúdom cez rozsiahle oblasti zátok. Na opadaných listoch sa vo vode vyvíjajú huby, baktérie a prvoky, ktoré spolu s listami požierajú početné organizmy: ryby, mäkkýše, kraby, kôrovce, larvy hmyzu a škrkavky – háďatká. Tieto zvieratá sú kŕmené malými rybami (napríklad mieňmi) a tie zase jedia veľké ryby a dravé rybožravé vtáky.

POTRAVINOVÝ REŤAZEC(trofický reťazec, potravinový reťazec), vzťah organizmov prostredníctvom vzťahu jedlo – konzument (niektoré slúžia ako potrava pre iných). V tomto prípade premena hmoty a energie z výrobcov(prvovýrobcovia) prostredníctvom spotrebiteľov(spotrebitelia) do rozkladače(konvertory mŕtvych organických látok na anorganické látky stráviteľné výrobcami).

Existujú 2 typy potravinových reťazcov – pasienky a odpadky. Pasienkový reťazec začína zelenými rastlinami, prechádza k pasúcim sa bylinožravým zvieratám (konzumenti 1. rádu) a potom k predátorom, ktorí tieto zvieratá lovia (v závislosti od miesta v reťazci - konzumenti 2. a ďalších rádov). Detritový reťazec začína detritom (produkt organického rozkladu), smeruje k mikroorganizmom, ktoré sa ním živia, a potom k živiteľom detritu (živočíchy a mikroorganizmy zapojené do procesu rozkladu odumierajúcej organickej hmoty).

Príkladom reťazca pasienkov je jeho viackanálový model v africkej savane. Primárnymi producentmi sú byliny a stromy, konzumentmi 1. rádu sú bylinožravý hmyz a bylinožravce (kopytníky, slony, nosorožce a pod.), 2. rád – dravý hmyz, 3. rád – mäsožravé plazy (hady a pod.), 4. – dravé cicavce a dravé vtáky. Na druhej strane detritivy (skarabe, hyeny, šakaly, supy atď.) v každom štádiu pastevného reťazca ničia mŕtve telá uhynutých zvierat a zvyšky potravy predátorov. Počet jedincov zaradených do potravinového reťazca neustále klesá v každom z jeho článkov (pravidlo ekologickej pyramídy), t. j. počet obetí zakaždým výrazne prevyšuje počet ich konzumentov. Potravinové reťazce nie sú od seba izolované, ale sú navzájom prepletené a vytvárajú potravinové siete.

Udržanie vitálnej činnosti organizmov a obeh hmoty v ekosystémoch, teda existencia ekosystémov, závisí od neustáleho prílevu energie potrebnej pre všetky organizmy na ich životnú činnosť a sebareprodukciu (obr. 12.19).

Ryža. 12.19. Tok energie v ekosystéme (podľa F. Ramada, 1981)

Na rozdiel od látok, ktoré nepretržite cirkulujú cez rôzne bloky ekosystému, ktoré sa vždy dajú znova použiť, vstupujú do kolobehu, energia sa môže použiť iba raz, t. j. ekosystémom prebieha lineárny tok energie.

Jednostranný prílev energie ako univerzálny jav prírody nastáva v dôsledku zákonov termodynamiky. Prvý zákon uvádza, že energia sa môže meniť z jednej formy (ako je svetlo) na inú (ako je potenciálna energia potravy), ale nemôže byť vytvorená ani zničená. Druhý zákon tvrdí, že nemôže existovať žiadny proces spojený s transformáciou energie bez straty časti jej časti. Určité množstvo energie sa pri takýchto premenách rozptýli na neprístupnú tepelnú energiu, a preto sa stratí. Nemôže teda dochádzať k premenám napríklad potravinových látok na látky, ktoré tvoria telo organizmu, a to so 100-percentnou účinnosťou.

Živé organizmy sú teda konvertory energie. A zakaždým, keď sa energia premení, časť z nej sa stratí ako teplo. V konečnom dôsledku sa všetka energia vstupujúca do biotického cyklu ekosystému rozptýli vo forme tepla. Živé organizmy v skutočnosti nevyužívajú teplo ako zdroj energie na prácu – využívajú svetelnú a chemickú energiu.

Potravinové reťazce a siete, trofické úrovne

V rámci ekosystému látky obsahujúce energiu vytvárajú autotrofné organizmy a slúžia ako potrava pre heterotrofy. Potravinové väzby sú mechanizmy na prenos energie z jedného organizmu do druhého.

Typický príklad: zviera žerie rastliny. Toto zviera zase môže zožrať iné zviera. Týmto spôsobom možno prenášať energiu cez množstvo organizmov – každý nasledujúci sa živí predchádzajúcim, zásobuje ho surovinami a energiou (obr. 12.20).

Ryža. 12.20 hod. Biotický cyklus: potravinový reťazec

(podľa A. G. Bannikov a kol., 1985)

Táto postupnosť prenosu energie sa nazýva potravinový (trofický) reťazec, alebo napájací obvod. Miesto každého článku v potravinovom reťazci je trofická úroveň. Prvú trofickú úroveň, ako už bolo uvedené vyššie, zaberajú autotrofy, alebo tzv prvovýrobcov. Organizmy v druhej trofickej úrovni sú tzv primárni spotrebitelia, tretí - sekundárnych spotrebiteľov atď.

Vo všeobecnosti existujú tri typy potravinových reťazcov. Potravový reťazec predátorov začína rastlinami a prechádza od malých organizmov k organizmom stále väčších veľkostí. Na súši sa potravinové reťazce skladajú z troch až štyroch článkov.

Jeden z najjednoduchších potravinových reťazcov vyzerá takto (pozri obr. 12.5):

rastlina ® zajac ® vlk

výrobca ® bylinožravec ® mäsožravec

Rozšírené sú aj tieto potravinové reťazce:

rastlinný materiál (napr. nektár) ® fly ® spider ®

piskor ® sova.

šťava z ružového kríka ® voška ® lienka ®

® spider ® hmyzožravý vták ® dravý vták.

- (prinesený prúdom - jazero, more; prinesený človekom - poľnohospodárska pôda, zanesený vetrom alebo zrážkami - zvyšky rastlín na erodovaných horských svahoch).

Rozdiely medzi ekosystémom a biogeocenózou možno zredukovať na tieto body:

1) biogeocenóza - územný pojem, vzťahuje sa na konkrétne oblasti pôdy a má určité hranice, ktoré sa zhodujú s hranicami fytocenózy. Charakteristickým znakom biogeocenózy, ktorú N.V. Timofeev-Resovsky, A.N. Tyurukanov (1966) - územím biogeocenózy neprechádza ani jedna významná biocenotická, pôdno-geochemická, geomorfologická a mikroklimatická hranica.

Pojem ekosystém je širší ako pojem biogeocenóza; je aplikovateľný na biologické systémy rôznej zložitosti a veľkosti; ekosystémy často nemajú určitý objem a prísne hranice;

2) v biogeocenóze preto organickú hmotu vždy produkujú rastliny hlavnou zložkou biogeocenózy je fytocenóza;

V ekosystémoch nie je organická hmota vždy tvorená živými organizmami, často prichádza zvonku.

(prinesené prúdom - jazero, more; prinesené človekom - poľnohospodárska pôda, zanesené vetrom alebo zrážkami - zvyšky rastlín na erodovaných horských svahoch).

3) biogeocenóza je potenciálne nesmrteľná;

Existencia ekosystému sa môže skončiť zastavením príchodu hmoty alebo energie do neho.

4) ekosystém môže byť suchozemský aj vodný;

Biogeocenóza je vždy suchozemský alebo plytkovodný ekosystém.

5) - v biogeocenóze by mal byť vždy jeden edifikátor (edifikačné zoskupenie alebo synúzia), ktorý určuje celý život a štruktúru systému.

V ekosystéme ich môže byť niekoľko.

V raných fázach vývoja je svahový ekosystém budúcou cenózou lesa. Pozostáva zo zoskupení organizmov s rôznymi edifikátormi a pomerne heterogénnymi podmienkami prostredia. Až v budúcnosti môže rovnaké zoskupenie ovplyvniť nielen jeho vychovateľ, ale aj vychovateľ cenózy. A ten druhý bude hlavný.

Nie každý ekosystém je teda biogeocenózou, ale každá biogeocenóza je ekosystém, čo plne zodpovedá Tensleyho definícii.

Ekologická štruktúra biogeocenózy

Každá biogeocenóza je zložená z určitých ekologických skupín organizmov, ktorých pomer odzrkadľuje ekologickú štruktúru spoločenstva, ktoré sa dlhodobo vyvíja v určitých klimatických, pôdno-prízemných a krajinných podmienkach prísne pravidelným spôsobom. Napríklad v biogeocenózach rôznych prírodných zón sa pomer fytofágov (živočíchov živiacich sa rastlinami) a saprofágov prirodzene mení. V stepných, polopúštnych a púštnych oblastiach prevládajú fytofágy nad saprofágmi, v lesných spoločenstvách je naopak saprofágia rozvinutejšia. V hlbinách oceánu je hlavným druhom potravy predácia, zatiaľ čo na osvetlenej hladine nádrže prevládajú filtračné kŕmidlá, ktoré konzumujú fytoplanktón alebo druhy so zmiešanou potravou.

Portál pre študenta. Samotréning