Меню

Пищевая цепочка в реках

Составление схемы пищевой цепи в водном биоценозе на примере реки Клязьма

2. Составление схемы пищевой цепи в водном биоценозе на примере реки Клязьма.

Для этого на листе бумаги выстраиваются трофические уровни, в которые вносятся виды в соответствии с данными отловов. Построить пищевые цепи с указанием в них места каждого из отловленных организмов оказалось невозможно из-за большого количества пересечений видов между собой в разных пищевых цепях.

3. Оценка экологического состояния исследуемого водоёма методом биоиндикации.

Для оценки экологического состояния водоема использовался метод расчета биотического индекса (БИ), разработанный Ф. Вудивиссом в 1964 г. С помощью специальной шкалы для определения биотического индекса, основанной на наличии в водоёме индикаторных групп организмов, по наличию или отсутствию той или иной индикаторной группы определяется биотический индекс водоема. Чем выше показатель БИ, тем благоприятнее условия обитания организмов в данном водоёме в целом или его отдельных биотопах в частности. По данному показателю можно судить об относительной чистоте воды применительно к водным обитателям. Показатель БИ может изменяться от 1 (наименее благоприятные экологические условия) до 10 (наиболее благоприятные экологические условия).

Таблица 1. Список обнаруженных (пойманных) организмов по биотопам

Комментарии к таблице №1 (Список отловленных видов)

Исходя из полученных данных видно, что наименьшее количество видов встречено в первом биотопе. Это объясняется несколькими причинами. Из-за большой скорости течения многие организмы сносятся вниз по реке. Высокая скорость течения не дает накапливаться органическому веществу, что сказывается на количестве корма. Также из-за сильного течения и практически полного отсутствия органического вещества на дне произрастание прибрежной и водной растительности сильно затруднено. Это создаёт дополнительные трудности водным организмам с точки зрения наличия укрытий и дополнительных поверхностей для закрепления в пределах данного биотопа. Небольшое количество видов может объясняться трудностями при проведении отловов. Большая глубина не позволила качественно обловить биотоп в разных частях. Основное количество видов было выловлено на небольшом удалении от берега. Однако абиотические условия практически не отличаются у кромки берега и на удалении от него, что позволяет предположить высокую степень объективности полученных данных.

Наибольшее количество видов во втором биотопе может объясняться:

1. большим количеством органического вещества, являющимся пищей;

2. практически полным отсутствием скорости течения.

С другой стороны биотоп сильно заражён сероводородом, что должно было отрицательно сказаться на видовом разнообразии. Также нельзя полностью исключить и человеческий фактор. Биотоп №2 наиболее удобен для проведения отловов. Поэтому нельзя считать результаты, полученные во втором биотопе аномальными и, скорее всего они объясняются наиболее качественными отловами в данном месте.

Примерно равное количество встреченных видов в других биотопах объясняется сравнительно благоприятными экологическими условиями обитания в них организмов. В каждом из вышеуказанных биотопов имеется достаточная глубина для нормального обитания организмов, характер донных отложений также достаточно благоприятен, даже в четвёртом биотопе бедные, с точки зрения трофности, песчаные отложения компенсируются достаточным количеством прибрежной и водной растительности. Только в шестом биотопе сильная струя воды, образующаяся при впадении ручья через трубу, может быть неблагоприятным фактором обитания организмов.

Видовое разнообразие – очень важное свойство экосистем. С ним связана устойчивость систем к неблагоприятным воздействиям. Разнообразие обеспечивает «подстраховку», дублирование устойчивости. Вид, присутствующий в числе единичных экземпляров, при неблагоприятных условиях для широко представленного вида, в том числе и доминантного, может резко увеличить свою численность и таким образом заполнить освободившееся пространство (экологическую нишу), сохранив экосистему как единое целое.

Комментарии к схеме пищевых цепей

Как уже говорилось выше, любая экосистема включает несколько трофических уровней (звеньев пищевой цепи). Взаимосвязанный ряд трофических уровней представляет цепь питания или трофическую цепь.

Из материалов исследования видно, что выловленные организмы распределяются по следующим трофическим уровням:

— консументы первого порядка (13 видов),

— консументы высшего порядка (12 видов),

— редуценты (4 вида).

Продуцентами в водных биоценозах, также как и в наземных экосистемах, являются зеленые растения. Это могут быть как фитопланктон, так и донные растения.

Также как и в наземных экосистемах, пищевые цепи в водных биоценозах могут начинаться с мертвого органического вещества – детрита. Некоторые организмы могут относиться к сразу двум группам по типу питания, например, моллюск большой прудовик является и консументом первого порядка и редуцентом. Важно подчеркнуть, что цепь питания не всегда может быть полной. В ней могут отсутствовать растения (продуценты). Такая цепь называется детритной.

Исходя из положения: «разнообразие – синоним устойчивости», можно заключить, что экосистемы с более длинными и разветвленными пищевыми цепями питания характеризуются повышенной надёжностью и будут более устойчивы.

Большое количество организмов, находящихся на одном трофическом уровне служит гарантией того, что в случае исчезновения какого либо вида его место в структуре пищевой цепи займёт другой вид и передача вещества и энергии не будет прервана.

Таблица 4. Оценка экологического состояния реки по биотическому индексу

Комментарии к таблице №4 (оценка экологического состояния водоёмов по биотическому индексу).

Прежде, чем давать оценку экологического состояния водоёмов, необходимо пояснить суть данной методики. Исходя из того, что разные группы водных беспозвоночных организмов по-разному реагируют на изменения экологической обстановки в проточных водоёмах, английский учёный Вудивисс подобрал индикаторные группы организмов, реагирующих на изменения, происходящие в водной среде обитания. Каждой группе организмов было присвоено определённое количество баллов. Чем больше балл, тем благоприятнее условия, в которых находятся данные организмы. Чем больше индикаторных групп присутствует в обследуемом водоёме, и чем выше балл каждой из них, тем выше благоприятность условий обитания организмов в данном водоёме.

По полученным в ходе исследования данным видно, что во всех биотопах биотический индекс одинаков, и условия обитания в них можно считать вполне удовлетворительными (БИ = 5).

Однако данная методика не позволяет судить о чистоте воды в привычном для нас понимании, так как не показывает наличие в воде каких либо химических и/или биологических загрязнителей и тем более их количественного значения. Полученные данные свидетельствуют только об «экологической чистоте» водоёма, но не о его санитарной безопасности. Это объясняется тем, что многие виды загрязнений, неблагоприятные для человека, относительно спокойно переносятся водными организмами, и наоборот. Благоприятность условий обитания определяется также скоростью течения, температурой воды, содержанием кислорода. Большую роль играет наличие органического вещества в водоёме, так как для многих бентосных организмов оно является пищей. Также от органического вещества начинаются детритные пищевые цепи, а наличие разнообразных пищевых цепей обуславливает устойчивость биоценоза.

В заключении необходимо отметить, что полученные результаты позволяют утверждать, что все исследуемые биотопы вполне благоприятны для обитания водных организмов, как и сам обследуемый участок реки Клязьма. Относительно невысокий показатель биотического индекса может объясняться сезонными особенностями экологии водных беспозвоночных организмов, а также тем, что отловы проводила ученица 10 класса при минимальном наборе необходимого оборудования. Возможно, при профессиональных отловах результат мог быть несколько иным, однако значение биотического индекса скорее увеличилось бы, так как при более качественных отловах количество индикаторных групп возрастает.

Тем не менее, при экологических исследованиях данные, дающие более низкие результаты, чем есть на самом деле, нельзя рассматривать как недостоверные, так как они не позволяют с излишним спокойствием наблюдать за изменениями окружающей природной среды, а дают возможность заблаговременно принимать решения, направленные на изменения сложившейся экологической ситуации.

Выводы к работе

Результаты, полученные в ходе работы, позволяют сделать следующие выводы:

Обследуемый водоём не испытывает сильных антропогенных нагрузок в районе проведения исследований. Это подтверждается большим числом встреченных видов, так как биоразнообразие является одним из основных показателей устойчивости естественных экосистем.

Нахождение в водоёме нескольких индикаторных групп является подтверждением того, что условия обитания водных организмов вполне благоприятны.

Разветвлённые пищевые цепи с большим числом взаимозаменяемых видов также служит показателем нормального состояния исследуемого участка водоёма.

1. «Гидробиология», Н.А. Березина Москва, 1984

2. Определитель пресноводных беспозвоночных европейской части СССР Ленинград, 1977

3. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий (том 5 «Высшие насекомые») Санкт-Петербург, 2001

4. Определитель насекомых по личинкам Москва, 1972

5. Методы исследований зообентоса и оценки экологического состояния водоемов (методическое пособие) Ассоциация «ЭКОСИСТЕМА» Москва, 1997

6. Методика рекогносцировочного обследования малых водоемов (методическое пособие) Ассоциация «ЭКОСИСТЕМА» Москва, 1998

7. «Краткий определитель пресноводной фауны», профессор Е.М. Хейсин Москва, 1951

8. «Очерки экологии Подмосковья» (учебное пособие), под ред. В.И. Зубова Москва, 1998

9. «Экология России» (учебник), Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова Москва, 1995

10. «Экология» (учебник), Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник Москва, 2003

Читайте также:  Черная речка хабаровского района хабаровского края

11. «Основы экологии» (учебник), Н.М. Чернова, В.М. Галушин, В.М. Константинов Москва, 2003

12. «Основы общей экологии» (учебник), Н.М. Мамедов, И.Т. Суравегина, С.Н. Глазачев Москва,

Источник

Пушкин сделал!

Разбор домашних заданий 1-4 класс

Home » окружающий мир » Схемы цепей питания, характерных для пресноводного сообщества

Схемы цепей питания, характерных для пресноводного сообщества

Пищевые цепочки и экологические связи в пресноводном сообществе

Реки, ручьи, озера, пруды, болота – всё это пресноводные водоёмы. На их долю от общего количества всех вод планеты проходится всего 0,5%! Вода и обилие растительности по берегам водоёмов даёт пищу и кров многим живым организмам: насекомым, рыбам, земноводным, пресмыкающимся, млекопитающим и птицам, а также растениям. Всех этих живых организмов объединяет приспособленность к жизни в пресной воде. Вместе они образуют пресноводное природное сообщество.

Отражением взаимоотношений между различными группами живых организмов в пресноводном сообществе будут являться пищевые цепочки, которые показывают процесс питания одних организмов другими. Любая пищевая цепочка включает организмы из разных групп. Всего существует 4 группы живых организмов:

1 группа – растения и бактерии

2 группа – растительноядные животные

3 группа – плотоядные животные (хищники)

Плотоядные животные – это хищники, по-другому. Есть хищники, которые употребляют в пищу растительноядных животных. Например, лиса охотится на зайцев и мелких грызунов. Однако есть также и крупные сильные хищники, для которых пищей будут являться более слабые хищники. Например, бурый медведь иногда охотится на лис, а пищей для ястребов служат ласки, хорьки и другие мелкие хищники.

Таким образом, 4 группа живых организмов – сильные хищники

Представители первой группы живых организмов пресноводного сообщества – такие растения, как водоросли, осока, ряска, элодея, кубышка, тростник, рогоз.

Ко второй группе относятся всевозможные насекомых и их личинки, а также пресноводная улитка, беззубка, прудовик, катушка и другие моллюски. Карась, плотва, сазан, лещ и другая растительноядная рыба, а также бобр, питающейся корой и побегами растений – также представители второй группы.

Третья и четвертая группа состоит из амфибий – лягушек и тритонов; рептилий – ужа водяного, ужа обыкновенного, гадюки, а также хищных рыб – сома, щуки, окуня, судака, налима и хищных птиц – зимородки, цапли, аиста. К этой же группе отнесём хищных млекопитающих – выдру и норку.

Составим пищевые цепочки, характерные для пресноводного сообщества

водоросли -> личинки комаров -> жук-плавунец -> щука

Очень необычный представитель пресных водоёмов – жук-плавунец. Этого жука не интересует растительная пища, он питается насекомыми, амфибиями и даже нападает на рыбу, которая превосходит его по размерам. Размеры жука-плавунца составляют около 4,5-5 см, однако он обладает мощной челюстью. Особенно агрессивны личинки жуков. Отличительная особенность плавунца заключается в том, что он может жить как под водой, так и летать. При угрозе он выбрасывает едкое вещество, которое отпугивает врагов. Жук-плавунец является пищей для крупных хищных рыб, например, щуки.

ряска -> личинки мух -> личинки стрекоз -> лягушка -> аист

Личинки комаров и мух питаются растениями водоёмов, например, ряской и являются пищей для жуков-плавунцов, амфибий, тритонов и, конечно, хищных личинок стрекоз. В свою очередь, личинки стрекоз становятся добычей лягушек. Лягушки имеют длинный язык, который выбрасывают, видя добычу. Язык лягушки липкий, поэтому, соприкоснувшись с языком лягушки, насекомое уже не может выбраться.

Аисты, цапли и другие хищные птицы охотятся в основном на амфибий и рептилий.

элодея -> тритон -> уж обыкновенный -> цапля

Элодея – подводное растение, его называют «водяной чумой», так как, появившись в водоёме, элодея очень быстро разрастается и заполняет собой практически всё свободное пространство. Питается элодеей и небольшое земноводное – тритон, которое напоминает лягушку и ящерицу. На тритонов охотятся рептилии, населяющие прибрежную зону: гадюки и ужи.

Пресноводные водоёмы богаты моллюсками. В них обитают пресноводные улитки, беззубки, прудовики, катушки.

водоросли -> прудовик –> окунь —> налим

Прудовик – это моллюск. Он питается водорослями, а также гниющими остатками животных и растений. Прудовик специально заглатывает песок, который, попадая в желудок, помогает измельчать ему твёрдую и жесткую пищу. Прудовик – пища для многих пресноводных рыб.

На небольших как растительноядных, так и хищных рыб ведут охоту более крупные хищники: сом, налим, судак, щука, большой окунь.

Похожая пищевая цепочка

водоросли –> улитка катушка–> ёрш -> судак

Катушка, как и прудовик, питается водорослями, растениями, гниющими остатками. Моллюски – пища для многих небольших хищных рыб, к ним можно отнести и ерша.

Другая пищевая цепочка:

водоросли —> рачки —> ондатра —> выдра

Ондатра – грызун, проводящий в воде значительную часть своей жизни. Ондатра питается как растительной пищей, так и моллюсками, мелкой рыбой и рачками. Враги ондатры: выдра, норка, а также крупные хищные рыбы. Норка и выдры – мелкие хищники, которые очень шустро передвигается в воде, ловко проникая в норы ондатры.

ряска –> личинки мух –> кряква –> выдра

Дикая утка или дикая кряква – эта птица, которую можно встретить рядом с прибрежными зонами. Кряква употребляет как растительную пищу, так и мелкую рыбу, моллюсков, лягушек, личинок комаров и других насекомых. Враги диких уток: хищные птицы и мелкие хищники.

Источник

Цепи питания в водоеме как устойчивая экосистема

Питание играет важную роль в любой экосистеме. Еда является источником энергии для продолжения жизненных процессов организмов. Соответственно, в каждой экологической системе образовываются пищевые цепочки. Если дать им определение, то получим следующее: трофическая или пищевая цепь – это взаимоотношения между животными, растениями, микроорганизмами по принципу «пища – потребитель».

Структура очень простая. Представители последующего звена поедают организмы предыдущего звена. Как правило, количество звеньев достигает 3-4 и только очень редко – 5. Цепи питания в водоеме, особенно в пресном, полностью попадают под трофические и могут быть двух видов.

Виды пищевых цепочек

Цепи питания в сообществе водоема могут быть двух видов. К первому относятся пастбищный, ко второму – детритный. И тот и другой виды пищевой цепочки подразделяются на несколько уровней. Первый занимают продуценты – растения, потребляющие солнечную энергию. На втором уровне располагаются первичные консументы – животные, потребляющие растительную пищу. Третью ступень занимают вторичные консументы – животные, которые употребляют исключительно растениеедов, и паразиты первичных консументов. На четвертой находятся редуценты и консументы третьего порядка – хищники, паразиты и бактерии.

Пастбищные цепи питания в водоеме характерны для верхних слоев, а детритные — для придонных. Но четко разделять их невозможно – они, как и все в природе, взаимосвязаны. Но какие бы цепи ни присутствовали в экосистеме, для них есть общее правило. Каждый трофический уровень (звено) большую часть энергии, которая поглощается с пищей, затрачивает на поддержание нормальной жизнедеятельности.

Цепи питания в водоеме. Примеры

В любом водоеме несложно привести пример самой простой пищевой цепочки. Рассмотрим экосистему озера Байкал. В связи с многообразием флоры и фауны цепи питания в водоеме представлены несколькими видами. Поскольку они взаимосвязаны, то некоторые составляющие одной могут быть заменены элементами из другой. Трофические цепи Байкала разделены на две – эпипелегиаль и батипелигиаль. Первая преобладает на прибрежном уровне и на участках смешивания водных слоев, вторая присуща придонной зоне.

Продуцентами (первичным звеном) выступают различные виды водорослей. Консументами первого порядка выступает эпишура. Этот вид планктонных ракообразных выступает основным потребителем фитопланктона и водорослей и является зоопланктоном. Эпишура служит пищей для следующего звена – консументов второго порядка. В эту группу входят макрогектопус (зоопланктон) и омуль на всех стадиях развития. Но если рыбы потребляют только первичных консументов, то макрогетопус потребляет еще и продуценты. В свою очередь, эти ракообразные служат едой для омуля, бычков, голомянок и других рыб. Завершающим звеном является нерпа, которая потребляет представителей предыдущего уровня.

Детритные цепи питания

Любое озеро, пруд или море имеют различную глубину на различных участках занимаемой площади. Детритные цепи питания в водоеме преобладают в той толще воды, в которую не проникает солнечный свет. В качестве продуцента выступают органические остатки растительного и животного происхождения. Консументами первого порядка становятся ракообразные и глубоководные рыбы, а также бактерии. Эти же детритофаги нередко становятся пищей для консументов первого и второго порядка трофической цепи питания.

Изменчивость в экосистемах

Практически невозможно найти водоем, соленый или пресноводный, в котором каждое звено пищевой цепи было бы представлено только одним видом животных или растений. Такая экосистема обречена на вымирание, поскольку отсутствие одного элемента ведет к прерыванию цепи питания в водоеме. В случае если каждое звено заполнено несколькими видами животных или растений, то такая система устойчива, поскольку отсутствие того или иного компонента замещается или дополняется другим. Ежегодные популяции каждый год насчитывают различное количество особей. И только благодаря разнообразию видов не происходит прерывание пищевой цепи и разрушение экосистемы.

Читайте также:  Маршрутки от черной речки до петроградской

Источник



Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Пищевая цепь реках

Попадая в водоемы (озера, реки, заливы, пруды), кислотный дождь повышает их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Водяные растения лучше всего растут в воде со значениями pH между 7 и 9,2. С увеличением кислотности (с уменьшением показателя pH) водяные растения начинают погибать, лишая животных водоема пищи. При кислотности, когда рН=6, погибают пресноводные креветки. Когда кислотность повышается и pH становится равным 5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Когда кислотность еще повышается и pH дрстигает значения 4,5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.[ . ]

Теоретически для любой точки реки существует определенная связь между типом и концентрацией биодеградирующих веществ и количеством гетеротрофных микроорганизмов, использующих эти соединения как питательные вещества. Продукция биомассы этих организмов (точно так же, как продукция фотосинтетической биомассы) представляет субстрат для сообществ—потребителей на более высоких трофических уровнях пищевых цепей в реках. Поэтому первый биоценологический результат самоочищения проявляется на втором и более высоких трофических уровнях и может вести к более или менее выраженному укорочению пищевых цепей. Их восстановление возможно только в том случае, если скорости самоочищения снизятся настолько, что вновь возникнут условия для существования первоначальной популяции консументов.[ . ]

В противоположность озерам у рек соотношение размеров береговой полосы и водной массы благоприятствует образованию фауны береговых откосов. Пищевые цепи в проточных водах отличаются бедностью пищевой базы. Многие животные проточных вод являются всеядными и в зависимости от места или времени года поедают растения, животных или1 детрит. Таковы карпы, сомы, раки, личинки насекомых.[ . ]

Если многие .пруды и озера хррошо изучены как целые экосистемы, то реки в этом отношении изучены очень мало. Такое положение объясняется главным образом тем, что, как будет показано ниже, реки представляют собой большие и неполные системы. Имеется ряд превосходных исследований по энергетике пищевых цепей в реках; в этих работах особое внимание уделяется рыбам. Группой исследователей хсфошо изучена Темза в Англии (см. Манн, 1964, 1965, 1969). Поскольку большинство рек в окрестностях городов хотя бы на некотором протяжении сильно загрязнены, хорошим справочником для начинающих послужит небольшая книга Хайнеса (1960) «Биология загрязненных вод».[ . ]

Мигрируя в экосистемах, долгоживущие радиоактивные вещества концентрируются в конечных звеньях пищевых цепей. Так, в США было установлено, что в реке Колумбия радиоактивность находившегося в ней планктона превышала исходное количество в 2000 раз. Радиоактивность рыб, питающихся планктоном, была значительно выше — она превышала исходный уровень в 15 ООО— 40 ООО раз.[ . ]

Загрязнение природных вод. Человечество практически полностью зависит от поверхностных вод суши — рек и озер. Эта ничтожная часть водных ресурсов (0,016%) подвергается наиболее интенсивному воздействию. Вода рек и озер покрывает потребности человечества в питьевой воде, используется на орошении в сельском хозяйстве, в промышленности, служит для охлаждения атомных и тепловых электростанций. На все виды водопользования тратится 2200 км3 воды в год. Потребление воды постоянно растет, и одна из опасностей — исчерпание ее запасов. К примеру, забор воды на орошение из рек Средней Азии привел к обмелению Аральского моря, которое практически перестало существовать. Со дна высохшего моря соль разносится ветром на сотни километров, вызывая засоление почв. Не менее грозное явление — загрязнение пресных водоемов. В 1991 году в Российской Федерации со сточными водами было сброшено в водоемы (в тыс. тонн): 1200 взвешенных веществ, 190 аммонийного азота, 58 фосфора, 50 железа, 30 нефтепродуктов, 11 СПАВ, 2,1 цинка, 0,8 меди, 0,3 фенолов и т. д. Соли тяжелых металлов (ртути, свинца, цинка, меди и др.) накапливаются в иле на дне водоемов и в тканях организмов, составляющих пищевые цепи. При попадании в организм человека соли тяжелых металлов вызывают тяжелейшие отравления.[ . ]

В ряде районов Европы и Северной Америки отмечено существенное влияние кислотных дождей на экосистемы озер и рек. Уже при рН<6,0 в некоторых пресных водоемах уменьшается видовое разнообразие организмов, нарушаются пищевые цепи.[ . ]

Тенденция некоторых радионуклидов, побочных продуктов деления ядра атома и активации, увеличивать свою концентрацию с каждым этапом пищевой цепи впервые была обнаружена на Хэнфордском заводе Комиссии по атомной энергии в восточной части шт. Вашингтон в 1950-х годах. Крайне малые (следовые) количества радиоактивного иода, фосфора, цезия и стронция, выпускавшиеся заводом в реку Колумбия, как оказалось, концентрировались в тканях рыб и птиц. Было обнаружено, что коэффициент накопления (соотношение количества вещества в тканях и в окружающей среде) радиоактивного фосфора в яйцах гусей, гнездящихся на речных островах, равен 2 млн. Таким образом, «безопасные» выбросы в реку могут стать крайне опасными для высших звеньев пищевой цепи.[ . ]

Большинство хлорорганических соединений до сих пор используются в качестве пестицидов. Хотя применяются эти вещества на суше, но ветры и реки быстро переносят их в океан. Помимо прямого действия на организм (снижение жизнестойкости, способности к размножению и т. д.), ксенобиотики вызывают изменения в наследственном аппарате, предвидеть которые весьма сложно. Однако особенно опасно то, что хлорорганические соединения почти не разлагаются и накапливаются в организмах, занимающих верхние уровни пищевой цепи (хищные рыбы, морские млекопитающие, рыбоядные птицы). Концентрация пестицидов в организмах морских животных в десятки и сотни тысяч раз превышает содержание этих веществ в морской воде. Часто это становится причиной их гибели.[ . ]

Установлено, что одни элементы наиболее прочно удерживаются в живом веществе и почве (азот, фосфор, калий и кальций), а другие интенсивно выщелачиваются и выносятся в реки и моря (хлор, магний, сера). В зависимости от климатических условий, растительного покрова и естественного дренажа местности эта характеристика меняется. К группе активных «путешественников» следует отнести бор, бром, серу, фтор, хлор, а « «ленивцам» — калий, кремний, медь, никель, фосфор и особенно алюминий и железо. Чтобы избежать опасности нарушения природных биологических круговоротов, хозяйственную деятельность человека необходимо планировать с учетом цикличности природных процессов. Особенно тщательно их следует учитывать в земледелии, пастбищном животноводстве, водоснабжении и навигации. Нельзя забывать, что чуткость почвы к вмешательству человека огромна. Распашка, внесение минеральных удобрений, загрязнение нефтью и тяжелыми металлами весьма обедняют ее фауну. В результате нарушаются и даже полностью выпадают звенья нормальных пищевых цепей и биогеохимических циклов.[ . ]

Высокопродуктивные морские воды расположены главным образом в краевых частях океанов. Наиболее важные коммерческие уловы рыбы зависят именно от производительности этих мест. Отлавливаются хищные рыбы, входящие в состав высоких звеньев пищевой цепи. По причинам, которые рассматриваются в следующем разделе, человек может использовать через отлов этих хищников только небольшую долю чистой первичной продукции — много ниже 1%. Прямой отлов морского планктона сетями с кораблей непомерно дорог, а создание обширных подводных «ферм» на континентальном шельфе еще не осуществимо экономически или технологически. Даже в перспективе нет иных возможностей более успешного использования пищевой продукции моря, как через использование морских животных. Преобладающая часть продукции наиболее продуктивных популяций морских рыб уже вылавливается, и поэтому в будущем возможно лишь незначительное увеличение выхода морской продукции. Более того, следует ожидать снижения продукции некоторых популяций вследствие загрязнения вод промышленностью, из-за чрезмерного отлова и разрушения условий размножения и питания организмов в дельтах рек. Мировой океан велик и дает в целом гигантскую продукцию, однако идея, что он в состоянии обеспечить в изобилии пищей, — это всего лишь иллюзия.[ . ]

Значение pH среды чрезвычайно важно с экологической точки зрения. Это, прежде всего, процессы в живых организмах, связанные с действием ферментов, гормонов, регулирующих обмен веществ, рост и развитие. Особенно это сказывается на обитателях водоемов и рек, где организмы адаптировались к среде с pH = 6—7. В подкисленной среде яйцеклетки, сперма и молодь водных обитателей гибнут. Изменения затрагивают пищевые цепи, сокращая сначала популяции птиц и животных, питающихся обитателями вод, а затем и хищников.[ . ]

Читайте также:  География значение реки волги

Источник

Типы и уровни пищевых цепей, примеры и биологическое значение трофических связей

Трофическая цепь — биологический термин, обозначающий род взаимоотношений между организмами, а именно — отношения потребитель-пища. Словом, последовательность поедания одних созданий другими — это и есть пищевая цепь (пример: трава-косуля-волк). Такая последовательность может включать в себя от 2 до 5 ступеней, или уровней, при этом каждый следующий представитель ниши поедает нижестоящего. Анализируемый процесс способствует естественному круговороту веществ в природе и поддерживает баланс всех природных экосистем.

Что такое пищевая цепь

Это процесс, обеспечивающий перенос или обмен энергией и веществами, позволяющий последним циркулировать в биосфере. При этом энергетические потери составляют больше 80 % — они выделяются в виде тепла. Цепь имеет линейную структуру (вариант — экологическая пирамида), составляется из нескольких звеньев. Они в свою очередь могут состоять из одной или нескольких групп живых существ, служащих пищей для вышерасположенных ярусов.

Структуру построения экологической пирамиды, чью основу представляет собой вышеописанная теория, графически представил в 1920-х гг. британский зоолог Ч. Элтон: на ней продемонстрированы также в зависимости от типа разность в биомассе, популяции и передаваемой энергии различных уровней пирамиды.

Правило пирамиды гласит: чем выше ярус, тем меньше биомасса и популяция относящихся к нему организмов.

Субъекты трофической цепи разделяются на три вида в зависимости от играемой в ней роли: продуценты, консументы и редуценты. Все они объединены в природе множеством трофических связей. Более сложные схемы пищевых взаимоотношений на разных уровнях складываются в своеобразные трофические сети.

Продуценты

На нижней ступени стоят продуценты, или автотрофы, — организмы, производящие употребляемые ими в пищу органические вещества, синтезируя их из простых молекул. Они производят самое большое количество энергии по сравнению с другими нишами, питая всю цепочку.

В мире существует две разновидности автотрофов в зависимости от способа, которым они синтезируют питательные соединения:

  • фотоавтотрофы, производящие фотосинтез при помощи солнечных лучей, поглощая углекислый газ и производя сахар (при этом еще одним побочным продуктом при выработке питания является кислород), примеры: зеленые растения, водоросли, цианобактерии,
  • хемоавтотрофы, прибегающие к химическим реакциям, чтобы преобразовать неорганические соединения (водород, аммиак и др.) в органику, в качестве примера можно назвать нитрифицирующие бактерии.

Продуценты — основа всего живого на Земле. Без них не обходится ни одна линия питания, второе их наименование — производители.

Консументы

Консументы — это уже потребительская ступень питания. Гетеротрофы, как еще называют эту группу, не способны самостоятельно производить пищу.

Обмен веществ в их организмах происходит за счет поглощения продуцентов или побочных продуктов их жизнедеятельности.

Гетеротрофы могут происходить из совершенно разных классов существ: млекопитающие, насекомые, грибы и даже растения (среди них тоже встречаются хищники).

Консументы делятся на порядки, их число доходит в разных вариантах пирамиды до четырех.

Порядок зависит от того, представителей какого уровня поедает животное:

  1. Консументы первого уровня довольствуются редуцентами — к таким гетеротрофам можно отнести ряд насекомых (божья коровка, стрекоза), зверей (заяц, антилопа) или птиц (колибри).
  2. Представители второго порядка поглощают тех, кто относится к предыдущей группе. Среди них лисы, охотящиеся на зайцев, насекомоядные пернатые (ласточки, скворцы), плотоядные пауки и растения (росянка, жирянка, альдрованда пузырчатая).
  3. Вершиной гетеротрофов являются хищные птицы (ястреб, орел) и млекопитающие (лев, волк и, разумеется, человек).

В морской экосистеме консументы — основная часть цепи питания, они поглощают около 70—80 % всей имеющейся биомассы (речь идет преимущественно о планктоне).

Редуценты

Данные организмы (называемые также деструкторами, сапрофагами), перерабатывающие отмершие органические останки животных и растений, замыкают круговорот веществ, возвращая минералы и неорганические соединения для синтеза продуцентам.

Они запускают процесс разложения органики.

Само название «редуцент» означает «возвращающий», а «деструктор» — «разрушающий».

Эти создания, как правило, отличаются крохотными размерами, за исключением крупных падальщиков (редуцентов второго порядка), не оставляют отходов жизнедеятельности (экскрементов). К ним относятся часть бактерий, грибов и насекомых (жук-навозник, дождевой червь). Сапрофагов называют «санитарами» экосистем, поскольку они способствуют очищению окружающей среды от гнили и отравляющих веществ, поедая остатки разлагающихся организмов.

Биологи выделяют два основных типа пищевых цепочек: пастбищную и детритную.

Первая (выедание) — наиболее распространенная, она базируется на автотрофах, потребляющих солнечную энергию. Именно продуценты являются основной составляющей таких цепочек. Еще одной характерной чертой выедания является обилие консументов первого разряда, употребляющих в пищу зеленую растительность, а также несколько уровней хищных гетеротрофов.

Особенно сложными представляются подобные схемы в океанах, где на более чем половину видов рыб находится рыба побольше, поглощающая все, что меньше размером.

Более редкий трофический тип — детритный, называют разложением.

Этот тип обычно встречается в лесах. Он отличается не прямым поеданием автотрофов, а после их медленного отмирания и разложения при участии редуцентов.

Открывается такая цепь органическими останками, вторая ступень — преобразовывающие их микроорганизмы, третий и четвертый уровень — так называемые детритофаги (например, птицы: утки, гуси, воробьи), затем — поедающие последних хищники (куница, ласка).

Уровни

Трофическая цепь может состоять из разного количества звеньев (уровней). Каждый из них означает особое место, занимаемое тем или иным живым существом в этой линейке. Пять уровней — самый длинный вариант построения такой последовательности.

  1. Первый уровень занимают автотрофы, производящие то, что они едят. При этом в ход идет энергия Солнца или быстротекущей воды (горные источники), или неорганические химические вещества.
  2. На второй ступени — первичные растительноядные потребители. Они употребляют в пищу продуцентов. Эти создания могут иметь как микроскопические (насекомые), так и достаточно крупные размеры (копытные травоядные: корова, коза, овца).
  3. Третьими идут потребители второго уровня – звери и пернатые, которые охотятся на первичных консументов. В качестве примера можно назвать дрозда, ворону, кошку.
  4. Представители четвертой ступени поедают вышеупомянутых. Так, сова или филин едят более мелких птичек, в чей рацион входят насекомые-фитофаги. Или тигр, иногда не брезгующий лягушками, которые, как известно, питаются водными членистоногими.
  5. Пятый, высший уровень пирамиды возглавляют самые крупные хищники, способные одолеть большую и опасную дичь. К таковым причисляется ястреб, охотящийся даже на сов, или акула, которая съедает все, что удастся поймать.

Стоит отметить, что человек также входит в эту систему, при этом может принадлежать к совершенно различным звеньям. Несмотря на это, именно homo sapiens с течением эволюции стал называть себя вершиной трофической пирамиды, поскольку он способен, если не физически, то при помощи созданных им орудий и технологий одолеть любое дикое животное.

Энергия

Самой важной задачей функционирования пирамид питания является энергообмен между организмами в природе. При этом неизбежны огромные потери энергии, поскольку производится она лишь на первом этапе, а дальше только поглощается. При каждом поглощении изрядная часть ее (90 % — по правилу Линдемана) испаряется, отдавая тепло, а оставшееся обеспечивает жизнедеятельность каждого нового поглотителя. Как правило, эти последовательности фиксируют энергопоглощение за определенный период времени.

Наглядно описываемый процесс демонстрирует пирамида энергетических потоков. Пирамида данного вида – это оригинальная графическая модель, на которой отображается количество энергии, заключенной в каждом звене трофического уровня системы питания в определенной экосистеме. С повышением ступени показатели снижаются. Такой тип пирамид наиболее точно передает представление об организации природных сообществ, функции каждого их элемента, поскольку показывает скорость, с которой биомасса пищи проходит сквозь линейную систему питания в природе.

Примеры

В лиственных лесах

Здесь чаще всего встречается детритный трофический тип, известная часть энергообмена происходит за счет переработки микробактериями лесной подстилки.

Обычная цепь питания в широколиственных лесах составлена из трех-четырех ниш:

  1. Семена деревьев — лесная мышь — филин. В такой схеме дерево — продуцент, консумент первого порядка — мышь поедает продукт, производимый им — семя, а ее в свою очередь ловит филин, чья кормовая база на 60 % состоит из мелких грызунов.
  2. Кора дерева или кустарника — жук-короед — воробей — ястреб. Подобный вид сложнее — здесь присутствуют консументы трех разрядов. Растительная пища — кора — идет на корм членистоногому короеду. Он становится добычей маленькой насекомоядной пташки — такой, как воробей. Тот попадает в когти крупной хищной птицы — ястреба, питающегося маленькими собратьями и млекопитающими.
  3. Травянистое растение — гусеница — большой жук (красотел пахучий) — синица — кобчик. Представленная линейка — одна из сложнейших в лесу. В ней находятся два типа насекомых — гетеротрофов, один из которых плотоядный.

Чем богаче видовое разнообразие в природной зоне, тем сложнее будут трофические пирамиды, обнаруженные на ее территории.

Источник