Пирамиды численности и биомассы
Круговорот веществ и однонаправленный поток энергии. Биологическое вещество, производимое зелеными растениями и запасенная в нем энергия – источник жизни для всех слагающих сообщество видов. Передаваясь по цепям питания, и вещество и энергия претерпевают ряд превращений. Часть вещества может использоваться как материал для строительства тел организмов, другая, большая часть – используется как энергетический материал. Вследствие отмирания организмов биологическое вещество, в конечном счете, достается микроорганизмам, участвующим в превращении сложных органических соединений в простые, возвращении химических элементов в неживую природу, которые вновь используются растениями. Строго измерить циркулирующее в экосистеме вещество можно, учитывая круговорот отдельных химических элементов, прежде всего тех, которые являются основным строительным материалом для цитоплазмы растительных и животных клеток. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в разделе о биосфере. В отличие от веществ, которые непрерывно циркулируют в экосистеме и всегда могут вновь включаться в круговорот, энергия может быть использована только один раз. Солнце – практически единственный источник всей энергии на Земле. Однако не вся энергия солнечного излучения может усваиваться и использоваться организмами. Лишь около половины обычного светового потока, падающего на зеленые растения (т. е. на продуценты), поглощается фотосинтетическими элементами, и лишь малая доля поглощенной энергии (до 1% в дубраве, многоярусном фитоценозе) запасается в виде биохимической энергии – энергии образованного растением органического вещества. Причем около 50% образованного органического вещества расходуется растениями при дыхании. При перемещении энергии по пищевой цепи с одного уровня на другой величина ее потока (т. е. количество энергии, перешедшей с одного трофического уровня на другой в единицу времени) резко снижается в силу ряда причин. Часть заключенной в пище энергии вообще не усваивается и выводится из организма с экскрементами, часть идет на пластический обмен, построение клеток тела организма. Наконец, большая часть энергии, полученной с пищей, тратится на энергетический обмен – работу, которую выполняет животное, перемещаясь, охотясь, строя гнездо или производя иные действия, в результате чего выделяется тепло. Кроме того, далеко не все организмы данного трофического уровня будут съедены потенциальными хищниками и, следовательно, не вся энергия, запасенная в их тканях, перейдет на следующий трофический уровень. Правило 10%. Потери энергии при переходе с одного трофического уровня на другой (более высокий) определяют количество этих уровней и соотношение численности хищников и жертв. Подсчитано, что на любой трофический уровень поступает лишь около 10% (или чуть более) энергии предыдущего уровня. Поэтому общее число трофических уровней редко превышает три-четыре. Пирамиды численности и биомассы. Соотношение живого вещества на разных уровнях подчиняется в целом тому же правилу, что и соотношение поступающей энергии: чем выше уровень, тем ниже общая биомасса и численность составляющих ее организмов. Графически это можно изобразить в виде пирамиды (рис. 64). Такие пирамиды называют пирамидами биомассы и численности.
Если взять на прирост биомассы 10% от съеденной пищи, то дельфин массой 50 кг съел 500 кг рыбы, которой понадобилось 5000 кг зоопланктона, а в основании этой экологической пирамиды будут находиться съеденные зоопланктоном 50000 кг фитопланктона. Это правило экологической пирамиды биомассы – биомасса каждого последующего уровня в пищевой цепи прогрессивно уменьшается – верно для большинства экосистем. Но в морских экосистемах биомасса каждого последующего уровня увеличивается, наблюдается перевернутая пирамида биомассы. Это связано с тем, что основным продуцентом является фитопланктон, водоросли, преобладающие в нем живут недолго, большая часть их выедается, но очень они очень быстро размножаются. Организмы каждого последующего уровня живут дольше и накапливают большую биомассу. Пирамиды численности также могут быть перевернутыми, т. е. плотность организмов в данный конкретный момент времени на низком трофическом уровне может быть ниже, чем плотность организмов на высоком уровне. Например, на одном дереве может жить и кормиться множество насекомых (перевернутая пирамида численности). Письменная работа с карточками на 10 мин: 1. В чем проявляется круговорот веществ и движение энергии в природе? 2. Как живые организмы используют вещества и энергию пищи? 3. В чем выражается правило пирамиды биомассы? Пирамида численности?
Карточка у доски: 1. В чем проявляется круговорот веществ? 2. Почему поток энергии является однонаправленным? 3. Как живые организмы используют вещества и энергию пищи? 4. В чем проявляется правило 10%? 5. Если съеденную биомассу первого трофического уровня принять за 100%, какой процент биомассы останется на четвертом трофическом уровне? 6. Каким образом выглядит пирамида биомассы в сообществе? 7. В каком сообществе пирамида биомассы перевернутая? 8. Как выглядит пирамида чисел в сообществе? 9. Приведите пример перевернутой пирамиды численности в сообществе. Тестовое задание: 1. В форме химических связей образованного органического вещества дубрава аккумулирует: 1. 0,1% энергии солнечного света. 2. 1% энергии солнечного света. 3. 10% энергии солнечного света. 4. 50% энергии солнечного света. 2. Расходуется растениями в процессе дыхания: 1. 90% образованного органического вещества. 2. 50% образованного органического вещества. 3. 20% образованного органического вещества. 4. 10% образованного органического вещества. 3. Энергия солнечного света первоначально запасется в виде химических связей образованного органического вещества: 1. Редуцентов. 2. Консументов. 3. Продуцентов. 4. Гетеротрофов. 4. Переходит на следующий уровень пищевой цепи в форме прироста биомассы в среднем: 1. 100% биомассы съеденной пищи. 2. 50% биомассы съеденной пищи. 3. 10% биомассы съеденной пищи. 4. 1% биомассы съеденной пищи. 5. В экосистеме происходит: 1. Круговорот веществ и энергии. 2. Круговорот энергии. 3. Круговорот веществ. 4. Однонаправленный поток веществ и энергии. 6. Энергия солнечного света, преобразованная в энергию химических связей органического вещества: 1. Передается по цепям питания и рассеивается при дыхании на каждом пищевом уровне. 2. Происходит круговорот энергии в экосистеме. 3. Остается в форме образованного органического вещества. 4. Бесконечно передается по цепям питания. 7. Если съеденную биомассу первого трофического уровня принять за 100%, каков прирост биомассы ожидается на четвертом трофическом уровне? 1. 10%. 2. 1%. 3. 0,1%. 4. 0,01%. 8. Цепь питания: фитопланктон, зоопланктон, рыбы, дельфин. На прирост биомассы каждого уровня приходится 10% от съеденной пищи. Масса дельфина 50 кг, масса съеденного фитопланктона: 1. 500 кг. 2. 5 000 кг. 3. 50 000 кг. 4. 500 000 кг. 9. Биомасса консументов 2-го порядка больше биомассы консументов 1-го порядка, а биомасса консументов 1-го порядка больше чем биомасса продуцентов, «перевернутая» пирамида биомассы: 1. В тундре. 2. В тайге. 3. В морях. 4. Такого не может быть. 10. Масса каждого последующего уровня в пищевой цепи прогрессивно уменьшается. Это правило: 1. Пищевой цепи. 2. Пирамиды биомассы. 3. Пирамиды энергии. 4. Пищевых связей.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1179)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |