ภาพวาดห่วงโซ่อาหารสัตว์ NOD “ห่วงโซ่อาหารในป่า” (กลุ่มเตรียมการ)

การแนะนำ

1. ห่วงโซ่อาหารและระดับโภชนาการ

2. ใยอาหาร

3. การเชื่อมต่ออาหารน้ำจืด

4. การเชื่อมโยงอาหารป่าไม้

5. การสูญเสียพลังงานในวงจรไฟฟ้า

6. ปิรามิดเชิงนิเวศน์

6.1 ปิรามิดแห่งตัวเลข

6.2 ปิรามิดชีวมวล

บทสรุป

อ้างอิง

การแนะนำ

สิ่งมีชีวิตในธรรมชาติเชื่อมโยงกันด้วยพลังงานและสารอาหารที่เหมือนกัน ระบบนิเวศทั้งหมดสามารถเปรียบได้กับกลไกเดียวที่ใช้พลังงานและสารอาหารในการทำงาน สารอาหารเริ่มแรกมาจากองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตในระบบ ซึ่งในที่สุดพวกมันจะกลับมาเป็นของเสียหรือหลังจากการตายและการทำลายล้างของสิ่งมีชีวิต

ภายในระบบนิเวศ สารอินทรีย์ที่มีพลังงานถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค และทำหน้าที่เป็นอาหาร (แหล่งของสสารและพลังงาน) สำหรับเฮเทอโรโทรฟ ตัวอย่างทั่วไป: สัตว์กินพืช ในทางกลับกันสัตว์นี้สามารถกินได้โดยสัตว์อื่นและด้วยวิธีนี้พลังงานสามารถถ่ายโอนผ่านสิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่ง - แต่ละตัวที่ตามมาจะกินสิ่งมีชีวิตก่อนหน้าโดยจัดหาวัตถุดิบและพลังงานให้กับมัน ลำดับนี้เรียกว่าห่วงโซ่อาหารและแต่ละจุดเชื่อมต่อเรียกว่าระดับโภชนาการ

จุดประสงค์ของบทความนี้คือเพื่ออธิบายลักษณะการเชื่อมโยงทางอาหารในธรรมชาติ

1. ห่วงโซ่อาหารและระดับโภชนาการ

Biogeocenoses มีความซับซ้อนมาก พวกเขามักจะมีวงจรไฟฟ้าที่พันกันแบบขนานและซับซ้อนจำนวนมากเสมอและ จำนวนทั้งหมดสายพันธุ์ต่างๆ มักจะวัดกันเป็นร้อยหรือพัน เกือบทุกครั้ง ประเภทต่างๆพวกมันกินวัตถุต่าง ๆ หลายชนิดและพวกมันเองก็ทำหน้าที่เป็นอาหารของสมาชิกหลายคนในระบบนิเวศ ผลลัพธ์ที่ได้คือเครือข่ายที่ซับซ้อนของการเชื่อมโยงอาหาร

แต่ละจุดเชื่อมต่อในห่วงโซ่อาหารเรียกว่าระดับโภชนาการ ระดับโภชนาการระดับแรกถูกครอบครองโดยออโตโทรฟหรือที่เรียกว่าผู้ผลิตหลัก สิ่งมีชีวิตระดับโภชนาการที่สองเรียกว่าผู้บริโภคหลัก ผู้บริโภคอันดับที่สาม - รอง ฯลฯ โดยปกติจะมีระดับโภชนาการสี่หรือห้าระดับและแทบจะไม่เกินหกระดับ

ผู้ผลิตหลักคือสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพืชสีเขียว โปรคาริโอตบางชนิด ได้แก่ สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวและแบคทีเรียบางชนิดก็สังเคราะห์ด้วยแสงได้เช่นกัน แต่การมีส่วนร่วมของพวกมันนั้นค่อนข้างน้อย การสังเคราะห์แสงแปลง พลังงานแสงอาทิตย์(พลังงานแสง) เป็นพลังงานเคมีที่มีอยู่ในโมเลกุลอินทรีย์ที่ใช้สร้างเนื้อเยื่อ แบคทีเรียสังเคราะห์ทางเคมีซึ่งดึงพลังงานจากสารประกอบอนินทรีย์ก็มีส่วนช่วยเล็กน้อยในการผลิตอินทรียวัตถุเช่นกัน

ในระบบนิเวศทางน้ำ ผู้ผลิตหลักคือสาหร่าย ซึ่งมักเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขนาดเล็กที่ประกอบเป็นแพลงก์ตอนพืชของชั้นผิวของมหาสมุทรและทะเลสาบ บนบก การผลิตขั้นต้นส่วนใหญ่มาจากรูปแบบที่มีการจัดระเบียบขั้นสูงมากขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับยิมโนสเปิร์มและแองจีโอสเปิร์ม พวกมันก่อตัวเป็นป่าไม้และทุ่งหญ้า

ผู้บริโภคหลักกินอาหารจากผู้ผลิตหลัก กล่าวคือ พวกเขาเป็นสัตว์กินพืช บนบก สัตว์กินพืชโดยทั่วไปประกอบด้วยแมลง สัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิด ที่สุด กลุ่มที่สำคัญสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินพืชเป็นอาหาร ได้แก่ สัตว์ฟันแทะและสัตว์กีบเท้า ประเภทหลัง ได้แก่ สัตว์กินหญ้า เช่น ม้า แกะ และวัว ซึ่งปรับให้เหมาะกับการวิ่งด้วยเท้า

ในระบบนิเวศทางน้ำ (น้ำจืดและทางทะเล) สัตว์กินพืชมักจะแสดงโดยหอยและสัตว์จำพวกครัสเตเชียนขนาดเล็ก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ส่วนใหญ่ เช่น คลาโดเซแรน โคพีพอด ตัวอ่อนของปู เพรียง และหอยสองฝา (เช่น หอยแมลงภู่และหอยนางรม) กินอาหารโดยการกรองผู้ผลิตหลักรายเล็กๆ ออกจากน้ำ เมื่อรวมกับโปรโตซัวแล้ว หลายชนิดจะก่อตัวเป็นแพลงก์ตอนสัตว์จำนวนมากที่กินแพลงก์ตอนพืชเป็นอาหาร ชีวิตในมหาสมุทรและทะเลสาบขึ้นอยู่กับแพลงก์ตอนเกือบทั้งหมด เนื่องจากเกือบทุกอย่างเริ่มต้นด้วยแพลงก์ตอน ห่วงโซ่อาหาร.

วัสดุจากพืช (เช่น น้ำหวาน) → แมลงวัน → แมงมุม →

→ ปากร้าย → นกฮูก

น้ำผลไม้ พุ่มกุหลาบ→ เพลี้ยอ่อน → เต่าทอง→ แมงมุม → นกกินแมลง → นกล่าเหยื่อ

ห่วงโซ่อาหารมีสองประเภทหลัก ได้แก่ การแทะเล็มและการทำลายล้าง ข้างต้นเป็นตัวอย่างของกลุ่มทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์ซึ่งระดับโภชนาการแรกถูกครอบครองโดยพืชสีเขียว ระดับที่สองคือสัตว์ในทุ่งหญ้า และระดับที่สามคือผู้ล่า ร่างกายของพืชและสัตว์ที่ตายแล้วยังคงมีพลังงานและ " วัสดุก่อสร้าง” เช่นเดียวกับการขับถ่ายทางหลอดเลือดดำ เช่น ปัสสาวะและอุจจาระ สารอินทรีย์เหล่านี้ถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ ได้แก่ เชื้อราและแบคทีเรีย ซึ่งอาศัยอยู่เป็น saprophytes บนสารตกค้างอินทรีย์ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่าผู้ย่อยสลาย พวกมันปล่อยเอนไซม์ย่อยอาหารลงบนศพหรือของเสียและดูดซับผลิตภัณฑ์จากการย่อยอาหาร อัตราการสลายตัวอาจแตกต่างกันไป สารอินทรีย์ในขณะที่ปัสสาวะ อุจจาระ และซากสัตว์จะถูกบริโภคภายในไม่กี่สัปดาห์ ต้นไม้ล้มและกิ่งก้านอาจใช้เวลาหลายปีในการย่อยสลาย บทบาทที่สำคัญมากในการสลายตัวของไม้ (และเศษพืชอื่น ๆ ) เกิดขึ้นจากเชื้อราซึ่งหลั่งเอนไซม์เซลลูโลสซึ่งทำให้ไม้อ่อนตัวและช่วยให้สัตว์ตัวเล็กสามารถเจาะและดูดซับวัสดุที่อ่อนนุ่มได้

ชิ้นส่วนของวัสดุที่ย่อยสลายบางส่วนเรียกว่าเศษซาก และสัตว์ขนาดเล็กจำนวนมาก (เศษซาก) กินพวกมันเป็นอาหาร ช่วยเร่งกระบวนการสลายตัวให้เร็วขึ้น เนื่องจากทั้งตัวย่อยสลายที่แท้จริง (เชื้อราและแบคทีเรีย) และสารทำลายล้าง (สัตว์) มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ บางครั้งทั้งสองจึงถูกเรียกว่าตัวย่อยสลาย แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วคำนี้จะหมายถึงสิ่งมีชีวิตที่มี saprophytic เท่านั้น

ในทางกลับกัน สิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่สามารถกินเศษซากได้ จากนั้นจึงสร้างห่วงโซ่อาหารประเภทต่างๆ ขึ้นมา นั่นคือ ห่วงโซ่ ซึ่งเป็นห่วงโซ่ที่เริ่มต้นด้วยเศษซาก:

เศษซาก → เศษซาก → ผู้ล่า

เศษซากของชุมชนป่าไม้และชายฝั่ง ได้แก่ ไส้เดือน เหาไม้ ตัวอ่อนของแมลงวันซากศพ (ป่า) โพลีคีเอต แมลงวันสีแดง แมลงวันโฮโลทูเรียน (เขตชายฝั่ง)

ต่อไปนี้เป็นห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตรายสองชนิดในป่าของเรา:

เศษใบไม้ → ไส้เดือน → นกชนิดหนึ่ง → เหยี่ยวนกกระจอก

สัตว์ที่ตายแล้ว → ตัวอ่อนแมลงวันซากศพ → กบหญ้า → งูหญ้าธรรมดา

สารทำลายล้างทั่วไปบางชนิดได้แก่ ไส้เดือน, woodlice, bipeds และอันที่เล็กกว่า (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.

2. ใยอาหาร

ในแผนภาพห่วงโซ่อาหาร สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะแสดงเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตประเภทเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ทางอาหารที่เกิดขึ้นจริงในระบบนิเวศนั้นซับซ้อนกว่ามาก เนื่องจากสัตว์อาจกินสิ่งมีชีวิตประเภทต่างๆ จากห่วงโซ่อาหารเดียวกัน หรือแม้แต่จากห่วงโซ่อาหารที่แตกต่างกัน นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนักล่าที่มีระดับโภชนาการสูง สัตว์บางชนิดกินทั้งสัตว์และพืชอื่น พวกมันถูกเรียกว่าสัตว์กินพืชทุกชนิด (โดยเฉพาะกับมนุษย์) ในความเป็นจริง ห่วงโซ่อาหารเชื่อมโยงกันในลักษณะที่ใยอาหาร (โภชนาการ) เกิดขึ้น แผนผังสายใยอาหารสามารถแสดงการเชื่อมต่อที่เป็นไปได้เพียงไม่กี่อย่างเท่านั้น และโดยปกติจะมีสัตว์นักล่าเพียง 1 หรือ 2 ตัวจากแต่ละระดับอาหารชั้นบน แผนภาพดังกล่าวแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ทางโภชนาการระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศและเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาเชิงปริมาณของปิรามิดในระบบนิเวศและผลผลิตของระบบนิเวศ

3. การเชื่อมต่ออาหารน้ำจืด

ห่วงโซ่อาหารของแหล่งน้ำจืดประกอบด้วยการเชื่อมโยงหลายสายต่อเนื่องกัน ตัวอย่างเช่น โปรโตซัวซึ่งสัตว์จำพวกครัสเตเชียนตัวเล็กกินจะกินเศษพืชและแบคทีเรียที่เกิดขึ้น ในทางกลับกันสัตว์จำพวกครัสเตเชียนก็ทำหน้าที่เป็นอาหารของปลาและปลานักล่าก็สามารถกินพวกหลังได้ เกือบทุกสายพันธุ์ไม่ได้กินอาหารประเภทเดียว แต่ใช้วัตถุอาหารที่แตกต่างกัน ห่วงโซ่อาหารมีความเกี่ยวพันกันอย่างซับซ้อน ข้อสรุปทั่วไปที่สำคัญต่อจากนี้: หากสมาชิกใด ๆ ของ biogeocenosis หลุดออกไป ระบบจะไม่หยุดชะงัก เนื่องจากมีการใช้แหล่งอาหารอื่น ยิ่งมีความหลากหลายชนิดพันธุ์มากเท่าไร ระบบก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น

แหล่งพลังงานหลักใน biogeocenosis ในน้ำเช่นเดียวกับในระบบนิเวศส่วนใหญ่คือแสงแดด ซึ่งทำให้พืชสังเคราะห์อินทรียวัตถุได้ แน่นอนว่าชีวมวลของสัตว์ทุกตัวที่มีอยู่ในอ่างเก็บน้ำนั้นขึ้นอยู่กับผลผลิตทางชีวภาพของพืชโดยสิ้นเชิง

บ่อยครั้งสาเหตุของผลผลิตที่ต่ำของอ่างเก็บน้ำธรรมชาติคือการขาดแคลนแร่ธาตุ (โดยเฉพาะไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) ที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืชออโตโทรฟิคหรือความเป็นกรดที่ไม่เอื้ออำนวยของน้ำ การใช้ปุ๋ยแร่ และในกรณีสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด การปูนในอ่างเก็บน้ำ มีส่วนช่วยในการขยายพันธุ์ของแพลงก์ตอนพืชซึ่งเป็นอาหารสัตว์ที่ใช้เป็นอาหารของปลา ด้วยวิธีนี้ผลผลิตของบ่อประมงจึงเพิ่มขึ้น

4. การเชื่อมโยงอาหารป่าไม้

ความอุดมสมบูรณ์และความหลากหลายของพืชซึ่งผลิตอินทรียวัตถุจำนวนมหาศาลที่สามารถใช้เป็นอาหารได้ทำให้เกิดการพัฒนาในป่าโอ๊กของผู้บริโภคจำนวนมากจากสัตว์โลกตั้งแต่โปรโตซัวไปจนถึงสัตว์มีกระดูกสันหลังที่สูงขึ้น - นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ห่วงโซ่อาหารในป่าเชื่อมโยงกันเป็นสายใยอาหารที่ซับซ้อนมาก ดังนั้นการสูญเสียสัตว์หนึ่งสายพันธุ์มักจะไม่รบกวนระบบทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ ความสำคัญของสัตว์กลุ่มต่าง ๆ ใน biogeocenosis นั้นไม่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น การสูญพันธุ์ในป่าโอ๊กส่วนใหญ่ของเราซึ่งมีสัตว์กีบเท้าขนาดใหญ่ที่กินพืชเป็นอาหาร เช่น ไบซัน กวาง กวางโร กวางเอลค์ จะมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อระบบนิเวศโดยรวม เนื่องจากจำนวนพวกมันและชีวมวลไม่เคยมีมากนักและไม่ได้เกิดขึ้น ไม่มีบทบาทสำคัญในวัฏจักรทั่วไปของสาร แต่ถ้าแมลงที่กินพืชเป็นอาหารหายไป ผลที่ตามมาก็จะร้ายแรงมาก เนื่องจากแมลงทำหน้าที่สำคัญของแมลงผสมเกสรใน biogeocenosis มีส่วนร่วมในการทำลายขยะและทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการดำรงอยู่ของการเชื่อมโยงที่ตามมามากมายในห่วงโซ่อาหาร

สิ่งสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตของป่าคือกระบวนการสลายตัวและการทำให้เป็นแร่ของมวลของใบไม้ที่กำลังจะตายไม้ซากสัตว์และผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมที่สำคัญของพวกเขา จากการเพิ่มขึ้นโดยรวมต่อปีของมวลชีวภาพของส่วนเหนือพื้นดินของพืช ประมาณ 3-4 ตันต่อ 1 เฮกตาร์ตายและร่วงหล่นตามธรรมชาติ ก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าขยะป่า มวลที่สำคัญยังประกอบด้วยส่วนใต้ดินของพืชที่ตายแล้ว เมื่อใช้ขยะ แร่ธาตุและไนโตรเจนส่วนใหญ่ที่พืชใช้จะกลับคืนสู่ดิน

ซากสัตว์จะถูกทำลายอย่างรวดเร็วโดยแมลงปีกแข็ง ด้วงหนัง ตัวอ่อนของแมลงวันซากศพ และแมลงอื่นๆ รวมถึงแบคทีเรียที่เน่าเปื่อยได้ เส้นใยและสารคงทนอื่นๆ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของเศษซากพืชจะย่อยสลายได้ยากกว่า แต่ยังทำหน้าที่เป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น เชื้อราและแบคทีเรีย ซึ่งมีเอนไซม์พิเศษที่จะสลายเส้นใยและสารอื่นๆ ให้เป็นน้ำตาลที่ย่อยง่าย

ทันทีที่ต้นไม้ตาย ผู้ทำลายก็ใช้สารของพวกมันจนหมด ส่วนสำคัญของชีวมวลประกอบด้วยไส้เดือน ซึ่งมีหน้าที่ในการย่อยสลายและเคลื่อนย้ายอินทรียวัตถุในดินอย่างมาก จำนวนแมลงไร oribatid หนอนและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ ทั้งหมดมีจำนวนถึงหลายสิบถึงหลายร้อยล้านต่อเฮกตาร์ บทบาทของแบคทีเรียและเชื้อรา saprophytic ระดับล่างมีความสำคัญอย่างยิ่งในการย่อยสลายขยะ

5. การสูญเสียพลังงานในวงจรไฟฟ้า

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่ก่อตัวเป็นห่วงโซ่อาหารนั้นมีอยู่ในอินทรียวัตถุที่สร้างโดยพืชสีเขียว ในกรณีนี้ มีรูปแบบที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพการใช้และการแปลงพลังงานในกระบวนการโภชนาการ สาระสำคัญของมันมีดังนี้

โดยรวมแล้วเพียงประมาณ 1% ของพลังงานรังสีของดวงอาทิตย์ที่ตกบนต้นไม้จะถูกแปลงเป็นพลังงานศักย์ของพันธะเคมีของสารอินทรีย์สังเคราะห์และสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิคสามารถนำไปใช้ต่อไปเพื่อเป็นโภชนาการได้ เมื่อสัตว์กินพืช พลังงานส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในอาหารจะถูกใช้ไปกับกระบวนการสำคัญต่างๆ กลายเป็นความร้อนและสลายไป พลังงานอาหารเพียง 5-20% เท่านั้นที่ส่งผ่านไปยังสารที่สร้างขึ้นใหม่ในร่างกายของสัตว์ หากผู้ล่ากินสัตว์กินพืช พลังงานส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในอาหารก็จะหายไปอีกครั้ง เนื่องจากการสูญเสียพลังงานที่เป็นประโยชน์อย่างมาก ห่วงโซ่อาหารจึงไม่สามารถยาวได้มากนัก โดยปกติแล้วจะประกอบด้วยลิงก์ไม่เกิน 3-5 เส้น (ระดับอาหาร)

ปริมาณของพืชที่ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของห่วงโซ่อาหารนั้นมากกว่ามวลรวมของสัตว์กินพืชหลายเท่าเสมอ และมวลของการเชื่อมโยงแต่ละรายการในห่วงโซ่อาหารก็ลดลงเช่นกัน รูปแบบที่สำคัญมากนี้เรียกว่ากฎของปิรามิดทางนิเวศ

6. ปิรามิดเชิงนิเวศน์

6.1 ปิรามิดแห่งตัวเลข

หากต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศและแสดงความสัมพันธ์เหล่านี้ในรูปแบบกราฟิก การใช้ปิรามิดในระบบนิเวศจะสะดวกกว่าการใช้แผนภาพใยอาหาร ในกรณีนี้ จำนวนสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันในดินแดนที่กำหนดจะถูกนับก่อน โดยจัดกลุ่มตามระดับโภชนาการ หลังจากการคำนวณดังกล่าว จะเห็นได้ชัดว่าจำนวนสัตว์ลดลงอย่างต่อเนื่องในช่วงการเปลี่ยนจากระดับโภชนาการที่สองไปเป็นระดับถัดไป จำนวนพืชในระดับโภชนาการแรกมักจะเกินจำนวนสัตว์ที่ประกอบขึ้นเป็นระดับที่สองด้วย สิ่งนี้สามารถพรรณนาได้ว่าเป็นปิรามิดของตัวเลข

เพื่อความสะดวก จำนวนสิ่งมีชีวิตในระดับโภชนาการที่กำหนดสามารถแสดงเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ความยาว (หรือพื้นที่) จะเป็นสัดส่วนกับจำนวนสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่กำหนด (หรือในปริมาตรที่กำหนด หากเป็น ระบบนิเวศทางน้ำ) รูปนี้แสดงปิรามิดประชากรที่สะท้อนสถานการณ์จริงในธรรมชาติ ผู้ล่าที่อยู่ในระดับโภชนาการสูงสุดเรียกว่าผู้ล่าขั้นสุดท้าย

เมื่อทำการสุ่มตัวอย่าง หรืออีกนัยหนึ่ง ณ เวลาที่กำหนด สิ่งที่เรียกว่าชีวมวลคงตัวหรือผลผลิตคงตัว จะถูกกำหนดเสมอ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าค่านี้ไม่มีข้อมูลใดๆ เกี่ยวกับอัตราการผลิตชีวมวล (ผลผลิต) หรือการบริโภค มิฉะนั้นข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้จากสองสาเหตุ:

1. หากอัตราการใช้ชีวมวล (การสูญเสียเนื่องจากการบริโภค) โดยประมาณสอดคล้องกับอัตราการก่อตัว ดังนั้นพืชยืนต้นไม่จำเป็นต้องบ่งบอกถึงผลผลิต กล่าวคือ เกี่ยวกับปริมาณพลังงานและสสารที่เคลื่อนจากระดับโภชนาการหนึ่งไปอีกระดับหนึ่งในช่วงเวลาที่กำหนด เช่น หนึ่งปี ตัวอย่างเช่น ทุ่งหญ้าที่อุดมสมบูรณ์และใช้อย่างหนาแน่นอาจมีผลผลิตหญ้ายืนต้นต่ำกว่าและให้ผลผลิตสูงกว่าทุ่งหญ้าที่อุดมสมบูรณ์น้อยกว่าแต่ใช้งานน้อย

2. ไม่ใช่ผู้ผลิต ขนาดใหญ่เช่น สาหร่าย มีอัตราการต่ออายุสูง เช่น อัตราการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์สูง สมดุลกับการบริโภคอย่างเข้มข้นเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่นและความตายตามธรรมชาติ ดังนั้น แม้ว่าชีวมวลคงตัวอาจมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับผู้ผลิตรายใหญ่ (เช่น ต้นไม้) แต่ผลผลิตอาจไม่น้อยลงเนื่องจากต้นไม้สะสมชีวมวลในระยะเวลานาน กล่าวอีกนัยหนึ่ง แพลงก์ตอนพืชที่ให้ผลผลิตเท่ากับต้นไม้จะมีมวลชีวภาพน้อยกว่ามาก แม้ว่าจะสามารถรองรับสัตว์ได้ในปริมาณเท่ากันก็ตาม โดยทั่วไป ประชากรของพืชและสัตว์ขนาดใหญ่และอายุยืนจะมีอัตราการงอกใหม่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับพืชและสัตว์ขนาดเล็กและอายุสั้น และสะสมสสารและพลังงานในช่วงเวลาที่นานกว่า แพลงก์ตอนสัตว์มีมวลชีวภาพมากกว่าแพลงก์ตอนพืชที่พวกมันกิน นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับชุมชนแพลงก์ตอนในทะเลสาบและทะเลในบางช่วงเวลาของปี มวลชีวภาพของแพลงก์ตอนพืชมีมากกว่ามวลชีวภาพของแพลงก์ตอนสัตว์ในช่วงฤดูใบไม้ผลิ "กำลังเบ่งบาน" แต่ในช่วงเวลาอื่นความสัมพันธ์ที่ตรงกันข้ามก็เป็นไปได้ ความผิดปกติที่ชัดเจนดังกล่าวสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยใช้ปิรามิดพลังงาน

บทสรุป

เมื่อทำงานนามธรรมให้เสร็จสิ้นเราสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้ ระบบการทำงานที่รวมถึงชุมชนของสิ่งมีชีวิตและที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตเรียกว่าระบบนิเวศ (หรือระบบนิเวศ) ในระบบดังกล่าว การเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบต่างๆ จะเกิดขึ้นบนพื้นฐานของอาหารเป็นหลัก ห่วงโซ่อาหารบ่งบอกถึงเส้นทางการเคลื่อนที่ของอินทรียวัตถุ เช่นเดียวกับพลังงานและสารอาหารอนินทรีย์ที่มีอยู่

ในระบบนิเวศ ในกระบวนการวิวัฒนาการ สายโซ่ของสายพันธุ์ที่เชื่อมโยงถึงกันได้พัฒนาเพื่อดึงวัสดุและพลังงานจากสารอาหารดั้งเดิมอย่างต่อเนื่อง ลำดับนี้เรียกว่าห่วงโซ่อาหารและแต่ละจุดเชื่อมต่อเรียกว่าระดับโภชนาการ ระดับโภชนาการระดับแรกถูกครอบครองโดยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิคหรือที่เรียกว่าผู้ผลิตหลัก สิ่งมีชีวิตในระดับโภชนาการที่สองเรียกว่าผู้บริโภคหลักผู้บริโภครายที่สาม - รอง ฯลฯ ระดับสุดท้ายมักจะถูกครอบครองโดยผู้ย่อยสลายหรือสารทำลายล้าง

การเชื่อมโยงด้านอาหารในระบบนิเวศนั้นไม่ได้ตรงไปตรงมา เนื่องจากองค์ประกอบของระบบนิเวศนั้นมีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างกัน

อ้างอิง

1. เอมัส ดับเบิลยู.เอช. โลกแห่งแม่น้ำที่มีชีวิต - ล.: Gidrometeoizdat, 1986. - 240 น.

2. พจนานุกรมสารานุกรมชีวภาพ - อ.: สารานุกรมโซเวียต, 2529. - 832 น.

3. Ricklefs R. ความรู้พื้นฐานด้านนิเวศวิทยาทั่วไป - อ.: มีร์ 2522 - 424 หน้า

4. Spurr S.G., Barnes B.V. นิเวศวิทยาป่าไม้ - อ.: อุตสาหกรรมไม้, 2527. - 480 น.

5. Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. นิเวศวิทยา. - ม.: มัธยมปลาย, 2531. - 272 น.

6. ยาโบลคอฟ เอ.วี. ชีววิทยาประชากร - ม.: มัธยมปลาย, 2530. -304 น.

วัฏจักรของสารในธรรมชาติและห่วงโซ่อาหาร

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักรของสารต่างๆ บนโลก การใช้ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ เกลือแร่ และสารอื่นๆ สิ่งมีชีวิตเป็นอาหาร หายใจ ขับถ่ายผลิตภัณฑ์ และสืบพันธุ์ หลังจากการตาย ร่างกายของพวกมันจะสลายตัวเป็นสารธรรมดาและกลับคืนสู่สภาพแวดล้อมภายนอก

การถ่ายโอนองค์ประกอบทางเคมีจากสิ่งมีชีวิตสู่สิ่งแวดล้อมและย้อนกลับไม่ได้หยุดอยู่เพียงเสี้ยววินาที ดังนั้นพืช (สิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิก) จึงดึงคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และเกลือแร่จากสภาพแวดล้อมภายนอก ในการทำเช่นนั้น พวกมันจะสร้างอินทรียวัตถุและปล่อยออกซิเจน ในทางกลับกัน สัตว์ (สิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิก) สูดดมออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจากพืช และโดยการกินพืช พวกมันจะดูดซับสารอินทรีย์และปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และเศษอาหารออกมา เชื้อราและแบคทีเรียกินซากสิ่งมีชีวิตและเปลี่ยนสารอินทรีย์ให้เป็นแร่ธาตุซึ่งสะสมอยู่ในดินและน้ำ และแร่ธาตุก็ถูกพืชดูดซึมอีกครั้ง นี่คือวิธีที่ธรรมชาติรักษาวัฏจักรของสสารที่คงที่และไม่มีที่สิ้นสุดและรักษาความต่อเนื่องของชีวิต

วัฏจักรของสารและการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกี่ยวข้องนั้นจำเป็นต้องมีการไหลเวียนของพลังงานอย่างต่อเนื่อง แหล่งที่มาของพลังงานดังกล่าวคือดวงอาทิตย์

บนโลก พืชดูดซับคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง สัตว์กินพืชโดยส่งคาร์บอนขึ้นไปในห่วงโซ่อาหาร ซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง เมื่อพืชและสัตว์ตาย พวกมันจะถ่ายเทคาร์บอนกลับคืนสู่โลก

ที่พื้นผิวมหาสมุทร คาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศจะละลายลงสู่น้ำ แพลงก์ตอนพืชดูดซับไว้เพื่อการสังเคราะห์ด้วยแสง สัตว์ที่กินแพลงก์ตอนจะปล่อยคาร์บอนออกสู่ชั้นบรรยากาศและส่งต่อไปตามห่วงโซ่อาหาร หลังจากที่แพลงก์ตอนพืชตายแล้ว พวกมันสามารถนำไปรีไซเคิลในน้ำผิวดินหรือตกลงสู่พื้นมหาสมุทรได้ เป็นเวลากว่าล้านปี กระบวนการนี้ได้เปลี่ยนพื้นมหาสมุทรให้กลายเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนที่อุดมสมบูรณ์ของโลก กระแสน้ำเย็นส่งคาร์บอนขึ้นสู่พื้นผิว เมื่อน้ำร้อนจะถูกปล่อยออกเป็นก๊าซและเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและดำเนินวงจรต่อไป

น้ำไหลเวียนอย่างต่อเนื่องระหว่างทะเล ชั้นบรรยากาศ และพื้นดิน ภายใต้แสงตะวันมันจะระเหยและลอยขึ้นไปในอากาศ ที่นั่นหยดน้ำรวมตัวกันเป็นเมฆและเมฆ พวกมันตกลงสู่พื้นเป็นฝน หิมะ หรือลูกเห็บ ซึ่งกลับกลายเป็นน้ำ น้ำถูกดูดซับลงสู่พื้นดินและกลับสู่ทะเล แม่น้ำ และทะเลสาบ และทุกอย่างก็เริ่มต้นใหม่อีกครั้ง นี่คือวิธีที่วัฏจักรของน้ำเกิดขึ้นในธรรมชาติ

น้ำส่วนใหญ่ระเหยไปตามมหาสมุทร น้ำในนั้นมีรสเค็ม และน้ำที่ระเหยออกจากผิวน้ำก็สด ดังนั้น มหาสมุทรจึงเป็น “โรงงาน” น้ำจืดของโลก โดยที่สิ่งมีชีวิตบนโลกนี้เป็นไปไม่ได้

สามสถานะของสสาร- สสารมีสามสถานะ: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน ในชีวิตประจำวันเราสามารถสังเกตน้ำได้ในทั้งสามสภาวะนี้ ความชื้นจะระเหยและเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซ ซึ่งก็คือไอน้ำ มันควบแน่นและกลายเป็นของเหลว ที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ น้ำจะแข็งตัวและกลายเป็นสถานะของแข็ง - น้ำแข็ง

วงจรของสารที่ซับซ้อนในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตรวมถึงห่วงโซ่อาหารด้วย นี่เป็นลำดับปิดเชิงเส้นซึ่งสิ่งมีชีวิตแต่ละตัวกินคนหรือบางสิ่งบางอย่างและตัวมันเองทำหน้าที่เป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่น ภายในห่วงโซ่อาหารในทุ่งหญ้า อินทรียวัตถุถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค เช่น พืช พืชถูกสัตว์กิน ส่วนสัตว์อื่นก็กินพืชเช่นกัน เชื้อราที่ย่อยสลายจะสลายซากอินทรีย์และทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย

แต่ละลิงก์ในห่วงโซ่อาหารเรียกว่าระดับโภชนาการ (จากคำภาษากรีก "โทรฟอส" - "โภชนาการ")
1. ผู้ผลิตหรือผู้ผลิตผลิตสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ ผู้ผลิตได้แก่พืชและแบคทีเรียบางชนิด
2. ผู้บริโภคหรือผู้บริโภคบริโภคสารอินทรีย์สำเร็จรูป ผู้บริโภคลำดับแรกกินอาหารจากผู้ผลิต ผู้บริโภคลำดับที่ 2 ให้ความสำคัญกับผู้บริโภคลำดับที่ 1 ผู้บริโภคลำดับที่ 3 ป้อนผู้บริโภคลำดับที่ 2 เป็นต้น
3. ตัวลดหรือตัวทำลายทำลายซึ่งก็คือการทำให้สารอินทรีย์กลายเป็นแร่ให้เป็นสารอนินทรีย์ ตัวย่อยสลาย ได้แก่ แบคทีเรียและเชื้อรา

ห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย- ห่วงโซ่อาหารมีสองประเภทหลัก - การแทะเล็ม (โซ่เล็มหญ้า) และโซ่ detrital (โซ่การสลายตัว) พื้นฐานของห่วงโซ่อาหารในทุ่งหญ้าประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิคที่สัตว์กินเข้าไป และในห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตรายพืชส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกกินโดยสัตว์กินพืช แต่ตายแล้วสลายตัวโดยสิ่งมีชีวิต saprotrophic (เช่นไส้เดือน) และถูกทำให้เป็นแร่ ดังนั้นห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตรายจึงเริ่มต้นจากเศษซากแล้วไปสู่ผู้ทำลายและผู้บริโภค - ผู้ล่า บนบก สิ่งเหล่านี้คือโซ่ที่มีอำนาจเหนือกว่า

ปิรามิดทางนิเวศวิทยาคืออะไร- ปิรามิดทางนิเวศน์คือการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระดับโภชนาการที่แตกต่างกันของห่วงโซ่อาหารในรูปแบบกราฟิก ห่วงโซ่อาหารไม่สามารถมีได้มากกว่า 5-6 ลิงค์ เพราะเมื่อย้ายไปแต่ละลิงค์ถัดไป พลังงาน 90% จะหายไป กฎพื้นฐานของปิรามิดทางนิเวศนั้นขึ้นอยู่กับ 10% ตัวอย่างเช่น ในการสร้างมวล 1 กิโลกรัม โลมาจะต้องกินปลาประมาณ 10 กิโลกรัม และในทางกลับกัน พวกมันก็ต้องการอาหาร 100 กิโลกรัม ซึ่งเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังในน้ำ ซึ่งจำเป็นต้องกินสาหร่ายและแบคทีเรีย 1,000 กิโลกรัมจึงจะก่อตัวได้ มวลดังกล่าว หากแสดงปริมาณเหล่านี้ในระดับที่เหมาะสมตามลำดับการพึ่งพา แสดงว่าปิรามิดชนิดหนึ่งเกิดขึ้นจริง

เครือข่ายอาหาร- บ่อยครั้งที่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติมีความซับซ้อนและมีลักษณะคล้ายเครือข่าย สิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะสัตว์กินเนื้อ สามารถกินสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดจากห่วงโซ่อาหารที่แตกต่างกัน ดังนั้นห่วงโซ่อาหารจึงเชื่อมโยงกันเพื่อสร้างใยอาหาร

ห่วงโซ่อาหารคือการถ่ายโอนพลังงานจากแหล่งที่มาผ่านสิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่ง สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีความเชื่อมโยงกันเนื่องจากเป็นแหล่งอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ โซ่ส่งกำลังทั้งหมดประกอบด้วยข้อต่อสามถึงห้าตัว อันดับแรกมักเป็นผู้ผลิต - สิ่งมีชีวิตที่สามารถผลิตสารอินทรีย์จากอนินทรีย์ได้ เหล่านี้เป็นพืชที่ได้รับสารอาหารผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง ผู้บริโภครายต่อไป - สิ่งเหล่านี้คือสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันซึ่งได้รับสารอินทรีย์สำเร็จรูป สิ่งเหล่านี้จะเป็นสัตว์: ทั้งสัตว์กินพืชและผู้ล่า จุดเชื่อมต่อสุดท้ายในห่วงโซ่อาหารมักจะเป็นตัวย่อยสลาย - จุลินทรีย์ที่ย่อยสลายสารอินทรีย์

ห่วงโซ่อาหารไม่สามารถประกอบด้วยหกลิงค์ขึ้นไป เนื่องจากแต่ละลิงค์ใหม่จะได้รับพลังงานเพียง 10% ของพลังงานของลิงค์ก่อนหน้า และอีก 90% จะสูญเสียไปในรูปของความร้อน

ห่วงโซ่อาหารเป็นอย่างไร?

มีสองประเภท: ทุ่งหญ้าและ detrital คนแรกเป็นเรื่องธรรมดาในธรรมชาติ ในห่วงโซ่ดังกล่าว ลิงค์แรกคือผู้ผลิต (พืช) เสมอ ตามมาด้วยผู้บริโภคลำดับแรก - สัตว์กินพืช ถัดไปคือผู้บริโภคอันดับสอง - ผู้ล่าขนาดเล็ก ข้างหลังพวกเขาคือผู้บริโภคลำดับที่สาม - ผู้ล่ารายใหญ่ นอกจากนี้ อาจมีผู้บริโภคลำดับที่ 4 ซึ่งมักพบห่วงโซ่อาหารยาวๆ ในมหาสมุทร ลิงค์สุดท้ายคือตัวย่อยสลาย

วงจรไฟฟ้าประเภทที่สองคือ เป็นอันตราย- พบมากในป่าและทุ่งหญ้าสะวันนา เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานของพืชส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกใช้โดยสัตว์กินพืช แต่จะตายจากนั้นจึงถูกย่อยสลายโดยตัวย่อยสลายและการทำให้เป็นแร่

ห่วงโซ่อาหารประเภทนี้เริ่มต้นจากเศษซาก - ซากอินทรีย์ที่เกิดจากพืชและสัตว์ ผู้บริโภคลำดับแรกในห่วงโซ่อาหาร ได้แก่ แมลง เช่น ด้วงมูลสัตว์ หรือสัตว์กินของเน่า เช่น ไฮยีน่า หมาป่า แร้ง นอกจากนี้ แบคทีเรียที่กินเศษซากพืชสามารถเป็นผู้บริโภคลำดับแรกในห่วงโซ่ดังกล่าวได้

ใน biogeocenoses ทุกสิ่งเชื่อมโยงกันในลักษณะที่สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่สามารถเป็นได้ ผู้เข้าร่วมห่วงโซ่อาหารทั้งสองประเภท.

ห่วงโซ่อาหารในป่าผลัดใบและป่าเบญจพรรณ

ป่าผลัดใบส่วนใหญ่พบในซีกโลกเหนือ พบในยุโรปตะวันตกและยุโรปกลาง ในสแกนดิเนเวียตอนใต้ เทือกเขาอูราล ไซบีเรียตะวันตก เอเชียตะวันออก และฟลอริดาตอนเหนือ

ป่าผลัดใบแบ่งออกเป็นใบกว้างและใบเล็ก อดีตมีลักษณะเป็นต้นไม้เช่นไม้โอ๊ก ลินเด็น เถ้า เมเปิ้ล และเอล์ม สำหรับครั้งที่สอง - เบิร์ช, ออลเดอร์, แอสเพน.

ป่าเบญจพรรณเป็นป่าที่มีทั้งไม้สนและไม้ผลัดใบเติบโต ป่าเบญจพรรณเป็นลักษณะของเขตภูมิอากาศอบอุ่น พบได้ในสแกนดิเนเวียตอนใต้ คอเคซัส คาร์พาเทียน ตะวันออกไกล ไซบีเรีย แคลิฟอร์เนีย แอปพาเลเชียน และเกรตเลกส์

ป่าเบญจพรรณประกอบด้วยต้นไม้ต่างๆ เช่น สปรูซ ต้นสน โอ๊ค ลินเดน เมเปิ้ล เอล์ม แอปเปิล เฟอร์ บีช และฮอร์นบีม

พบมากในป่าผลัดใบและป่าเบญจพรรณ ห่วงโซ่อาหารอภิบาล- จุดเชื่อมต่อแรกในห่วงโซ่อาหารในป่ามักเป็นสมุนไพรและผลเบอร์รี่หลายชนิด เช่น ราสเบอร์รี่ บลูเบอร์รี่ และสตรอเบอร์รี่ ต้นเอลเดอร์เบอร์รี่ เปลือกไม้ ถั่ว โคน

ผู้บริโภคลำดับแรกส่วนใหญ่มักจะเป็นสัตว์กินพืช เช่น กวางยอง กวางมูส กวาง สัตว์ฟันแทะ เช่น กระรอก หนู ปากร้าย และกระต่าย

ผู้บริโภคลำดับที่สองเป็นผู้ล่า โดยปกติแล้วจะเป็นสุนัขจิ้งจอก หมาป่า พังพอน สัตว์แมว แมวป่าชนิดหนึ่ง นกฮูก และอื่นๆ ตัวอย่างที่เด่นชัดของความจริงที่ว่าสายพันธุ์เดียวกันมีส่วนร่วมในทั้งการแทะเล็มหญ้าและห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตรายคือหมาป่า: มันสามารถล่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็กและกินซากสัตว์ได้

ผู้บริโภคอันดับสองสามารถตกเป็นเหยื่อของผู้ล่าขนาดใหญ่ได้ โดยเฉพาะนก ตัวอย่างเช่น เหยี่ยวตัวเล็กสามารถกินนกฮูกได้

ลิงค์ปิดจะเป็น ตัวย่อยสลาย(แบคทีเรียเน่าเปื่อย).

ตัวอย่างห่วงโซ่อาหารในป่าผลัดใบ-ต้นสน:

• เปลือกไม้เบิร์ช - กระต่าย - หมาป่า - ตัวย่อยสลาย;
• ไม้ - ตัวอ่อน chafer - นกหัวขวาน - เหยี่ยว - ตัวย่อยสลาย;
• เศษใบไม้ (เศษซาก) - หนอน - ชรูว์ - นกฮูก - ตัวย่อยสลาย

ลักษณะของห่วงโซ่อาหารในป่าสน

ป่าดังกล่าวตั้งอยู่ในยูเรเซียตอนเหนือและอเมริกาเหนือ ประกอบด้วยต้นไม้ต่างๆ เช่น ต้นสน โก้เก๋ เฟอร์ ซีดาร์ ต้นสนชนิดหนึ่ง และอื่นๆ

ที่นี่ทุกอย่างแตกต่างอย่างมากจาก ป่าเบญจพรรณและป่าผลัดใบ.

ลิงค์แรกในกรณีนี้จะไม่ใช่หญ้า แต่เป็นมอส พุ่มไม้หรือไลเคน นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในป่าสนมีแสงสว่างไม่เพียงพอสำหรับหญ้าหนาทึบ

ดังนั้นสัตว์ที่จะกลายเป็นผู้บริโภคในลำดับแรกจะแตกต่างกัน - ไม่ควรกินหญ้า แต่กินตะไคร่น้ำไลเคนหรือพุ่มไม้ มันอาจจะเป็นเช่นนั้น กวางบางชนิด.

แม้ว่าพุ่มไม้และมอสจะพบได้ทั่วไปมากกว่า แต่ไม้ล้มลุกและพุ่มไม้ยังคงพบได้ในป่าสน เหล่านี้คือตำแย, celandine, สตรอเบอร์รี่, Elderberry กระต่าย กวางมูส และกระรอกมักจะกินอาหารประเภทนี้ ซึ่งสามารถกลายเป็นผู้บริโภคในลำดับแรกได้เช่นกัน

ผู้บริโภคลำดับที่สองจะเป็นนักล่าเช่นเดียวกับในป่าเบญจพรรณ เหล่านี้คือมิงค์ หมี วูล์ฟเวอรีน คม และอื่น ๆ

ผู้ล่าขนาดเล็กเช่นมิงค์สามารถตกเป็นเหยื่อได้ ผู้บริโภคลำดับที่สาม.

ส่วนปิดจะเป็นจุลินทรีย์ที่เน่าเปื่อย

นอกจากนี้ในป่าสนยังมีอยู่ทั่วไปมาก ห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย- ลิงค์แรกนี้ส่วนใหญ่มักจะเป็นฮิวมัสพืช ซึ่งเป็นอาหารของแบคทีเรียในดิน ในทางกลับกัน กลายเป็นอาหารของสัตว์เซลล์เดียวที่เห็ดกินเข้าไป โซ่ดังกล่าวมักจะยาวและสามารถประกอบด้วยลิงก์ได้มากกว่าห้าลิงก์

คุณใส่ใจเกี่ยวกับสุขภาพสัตว์เลี้ยงของคุณหรือไม่?
เรารับผิดชอบต่อสิ่งที่เราเชื่อง!" - คำพูดจากเรื่อง "เจ้าชายน้อย" กล่าว การรักษาสุขภาพของสัตว์เลี้ยงถือเป็นความรับผิดชอบหลักของเจ้าของ การดูแลสัตว์เลี้ยงของคุณด้วยการให้เขาซับซ้อน คอมเพล็กซ์ที่เป็นเอกลักษณ์ออกแบบมาสำหรับแมวและสุนัข เช่นเดียวกับนกและสัตว์ฟันแทะ
อาหารเสริมที่จะช่วยให้สัตว์เลี้ยงของคุณมีสุขภาพแข็งแรงและแบ่งปันความสุขกับคุณ!

กลับไปข้างหน้า

ความสนใจ! การแสดงตัวอย่างสไลด์มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเท่านั้น และอาจไม่ได้แสดงถึงคุณลักษณะทั้งหมดของงานนำเสนอ หากสนใจงานนี้กรุณาดาวน์โหลดฉบับเต็ม

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:เพื่อสร้างความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบของชุมชนทางชีววิทยา เกี่ยวกับคุณลักษณะของโครงสร้างทางโภชนาการของชุมชน เกี่ยวกับการเชื่อมโยงอาหารที่สะท้อนเส้นทางการไหลเวียนของสาร เพื่อสร้างแนวคิดเกี่ยวกับห่วงโซ่อาหาร ใยอาหาร

ความคืบหน้าของบทเรียน

1. ช่วงเวลาขององค์กร

2. การตรวจสอบและปรับปรุงความรู้ในหัวข้อ “องค์ประกอบและโครงสร้างของชุมชน”

บนกระดาน: โลกของเราไม่ใช่อุบัติเหตุ ไม่ใช่ความวุ่นวาย ทุกสิ่งมีระบบอยู่ในนั้น

คำถาม. ข้อความนี้พูดถึงระบบใดในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต?

ทำงานตามเงื่อนไข

ออกกำลังกาย.เติมคำที่หายไป

ชุมชนของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ที่เชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดเรียกว่า…………. - ประกอบด้วย : พืช สัตว์ …………. - - ชุดของสิ่งมีชีวิตและส่วนประกอบของธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตรวมกันโดยการแลกเปลี่ยนสารและพลังงานบนพื้นที่ที่เป็นเนื้อเดียวกันของพื้นผิวโลกเรียกว่า……….. หรือ…….

ออกกำลังกาย.เลือกองค์ประกอบสี่ส่วนของระบบนิเวศ: แบคทีเรีย สัตว์ ผู้บริโภค เชื้อรา ส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิต สภาพภูมิอากาศ ผู้ย่อยสลาย พืช ผู้ผลิต น้ำ

คำถาม.สิ่งมีชีวิตเชื่อมโยงถึงกันในระบบนิเวศอย่างไร?

3. ศึกษาเนื้อหาใหม่ อธิบายโดยใช้การนำเสนอ

4. การรวมวัสดุใหม่

ภารกิจที่ 1 สไลด์หมายเลข 20

ระบุและติดป้ายกำกับ: ผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลาย เปรียบเทียบวงจรไฟฟ้าและสร้างความคล้ายคลึงกันระหว่างกัน (ที่จุดเริ่มต้นของแต่ละห่วงโซ่มีอาหารจากพืช แล้วก็มีสัตว์กินพืช และท้ายที่สุดก็มีสัตว์นักล่า) บอกชื่อวิธีการเลี้ยงพืชและสัตว์ (พืชเป็นออโตโทรฟ กล่าวคือ พวกมันผลิตอินทรียวัตถุเอง สัตว์ - เฮเทอโรโทรฟ - กินอินทรียวัตถุสำเร็จรูป)

สรุป: ห่วงโซ่อาหารคือกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่กินอาหารซึ่งกันและกันตามลำดับ ห่วงโซ่อาหารเริ่มต้นด้วยออโตโทรฟ - พืชสีเขียว

ภารกิจที่ 2 เปรียบเทียบห่วงโซ่อาหารสองห่วงโซ่ ระบุความเหมือนและความแตกต่าง

1. โคลเวอร์ - กระต่าย - หมาป่า
2. ครอกพืช - ไส้เดือน - นกชนิดหนึ่ง - เหยี่ยว - เหยี่ยวนกกระจอก (ห่วงโซ่อาหารห่วงโซ่แรกเริ่มต้นด้วยผู้ผลิต - พืชที่มีชีวิต ห่วงโซ่ที่สองที่มีกากพืช - อินทรียวัตถุที่ตายแล้ว)

ในธรรมชาติ ห่วงโซ่อาหารมีสองประเภทหลัก: ทุ่งหญ้า (ห่วงโซ่การเลี้ยงสัตว์) ซึ่งเริ่มต้นด้วยผู้ผลิต ห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย (ห่วงโซ่การสลายตัว) ซึ่งเริ่มต้นด้วยซากพืชและสัตว์ มูลสัตว์

สรุป: ดังนั้นห่วงโซ่อาหารลำดับแรกจึงเป็นทุ่งหญ้าเพราะว่า เริ่มต้นด้วยผู้ผลิต ประการที่สองเป็นอันตรายเพราะ เริ่มต้นด้วยอินทรียวัตถุที่ตายแล้ว

ส่วนประกอบทั้งหมดของห่วงโซ่อาหารมีการกระจายไปตามระดับโภชนาการ ระดับโภชนาการเป็นสิ่งเชื่อมโยงในห่วงโซ่อาหาร

ภารกิจที่ 3 สร้างห่วงโซ่อาหาร รวมถึงสิ่งมีชีวิตต่อไปนี้: หนอนผีเสื้อ นกกาเหว่า ต้นไม้ที่มีใบไม้ อีแร้ง แบคทีเรียในดิน ระบุผู้ผลิต ผู้บริโภค ผู้ย่อยสลาย (ต้นไม้ที่มีใบ - หนอนผีเสื้อ - นกกาเหว่า - อีแร้ง - แบคทีเรียในดิน) พิจารณาว่าห่วงโซ่อาหารนี้มีระดับสารอาหารกี่ระดับ (ห่วงโซ่อาหารนี้ประกอบด้วยห้าจุดเชื่อมต่อ ดังนั้นจึงมีระดับสารอาหารห้าระดับ) พิจารณาว่าสิ่งมีชีวิตใดบ้างที่อยู่ในแต่ละระดับโภชนาการ วาดข้อสรุป

• ระดับโภชนาการแรกคือพืชสีเขียว (ผู้ผลิต)
• ระดับโภชนาการที่สอง - สัตว์กินพืช (ผู้บริโภคลำดับที่ 1)
• ระดับโภชนาการที่สาม – ผู้ล่าขนาดเล็ก (ผู้บริโภคลำดับที่ 2)
• ระดับโภชนาการที่สี่ - ผู้ล่าขนาดใหญ่ (ผู้บริโภคลำดับที่ 3)
• ระดับโภชนาการที่ห้า - สิ่งมีชีวิตที่กินอินทรียวัตถุที่ตายแล้ว - แบคทีเรียในดิน, เชื้อรา (ตัวย่อยสลาย)

ในธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดไม่ได้ใช้แหล่งอาหารแหล่งเดียว แต่มีหลายแหล่ง แต่ในห่วงโซ่อาหารของ biogeocenoses พันกันและก่อตัว เว็บอาหาร- สำหรับชุมชนใด ๆ คุณสามารถวาดแผนภาพความสัมพันธ์ทางอาหารทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตได้และแผนภาพนี้จะมีรูปแบบของเครือข่าย (เราพิจารณาตัวอย่างเครือข่ายอาหารในรูปที่ 62 ในตำราชีววิทยาของ A.A. Kamensky และคนอื่น ๆ )

5. การนำความรู้ที่ได้รับไปใช้

การปฏิบัติงานเป็นกลุ่ม

ภารกิจที่ 1 การแก้ไขสถานการณ์สิ่งแวดล้อม

1. ในเขตสงวนแห่งหนึ่งของแคนาดา หมาป่าทุกตัวถูกทำลายเพื่อเพิ่มฝูงกวาง เป็นไปได้ไหมที่จะบรรลุเป้าหมายด้วยวิธีนี้? อธิบายคำตอบของคุณ

2. กระต่ายอาศัยอยู่ในดินแดนบางแห่ง ในจำนวนนี้มีกระต่ายตัวเล็ก 100 ตัวหนัก 2 กิโลกรัม และพ่อแม่ 20 ตัวหนัก 5 กิโลกรัม น้ำหนักสุนัขจิ้งจอก 1 ตัวคือ 10 กิโลกรัม ค้นหาจำนวนสุนัขจิ้งจอกในป่าแห่งนี้ กระต่ายในป่าต้องปลูกพืชกี่ต้นถึงจะโตได้?

3. อ่างเก็บน้ำที่มีพืชพรรณอุดมสมบูรณ์เป็นที่อยู่อาศัยของหนูน้ำ 2,000 ตัว หนูแต่ละตัวกินพืช 80 กรัมต่อวัน บ่อนี้สามารถเลี้ยงบีเว่อร์ได้กี่ตัวหากสัตว์ชนิดหนึ่งกินอาหารจากพืชโดยเฉลี่ย 200 กรัมต่อวัน

4. นำเสนอข้อเท็จจริงที่ไม่เป็นระเบียบตามลำดับที่ถูกต้องตามหลักตรรกะ (ในรูปของตัวเลข)

1. ปลาไนล์คอนเริ่มกินปลาที่กินพืชเป็นอาหารจำนวนมาก

2. เมื่อขยายพันธุ์เพิ่มขึ้นอย่างมาก ต้นไม้ก็เริ่มเน่าเปื่อย เป็นพิษต่อน้ำ

3. การสูบคอนไนล์ต้องใช้ไม้จำนวนมาก

4. ในปี 1960 อาณานิคมของอังกฤษปล่อยปลาไนล์คอนลงไปในน่านน้ำของทะเลสาบวิกตอเรีย ซึ่งเพิ่มจำนวนและเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยมีน้ำหนัก 40 กิโลกรัม และยาว 1.5 เมตร

5. ป่าบนชายฝั่งทะเลสาบถูกตัดอย่างหนาแน่น น้ำจึงเริ่มพังทลายลง

6. โซนมอดที่มีน้ำพิษปรากฏขึ้นในทะเลสาบ

7. จำนวนปลาที่กินพืชเป็นอาหารลดลง และทะเลสาบเริ่มมีพืชน้ำรกมากขึ้น

8. การพังทลายของดินส่งผลให้ความอุดมสมบูรณ์ของทุ่งนาลดลง

9. ดินที่ย่ำแย่ไม่ได้ผลิตพืชผล และชาวนาก็ล้มละลาย .

6. การทดสอบความรู้ที่ได้รับด้วยตนเองในรูปแบบของการทดสอบ

1. ผู้ผลิตสารอินทรีย์ในระบบนิเวศ

ก) ผู้ผลิต

ข) ผู้บริโภค

B) ตัวย่อยสลาย

D) ผู้ล่า

2. จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในดินจัดอยู่ในกลุ่มใด?

ก) ผู้ผลิต

B) ผู้บริโภคในการสั่งซื้อครั้งแรก

B) ผู้บริโภคลำดับที่สอง

D) ตัวย่อยสลาย

3. ตั้งชื่อสัตว์ที่ควรรวมไว้ในห่วงโซ่อาหาร: หญ้า -> ... -> หมาป่า

ข) เหยี่ยว

4. ระบุห่วงโซ่อาหารที่ถูกต้อง

A) เม่น -> พืช -> ตั๊กแตน -> กบ

B) ตั๊กแตน -> พืช -> เม่น -> กบ

B) พืช -> ตั๊กแตน -> กบ -> เม่น

D) เม่น -> กบ -> ตั๊กแตน -> พืช

5. ในระบบนิเวศป่าสน ผู้บริโภคลำดับที่ 2 ได้แก่

A) ต้นสนทั่วไป

B) หนูป่า

B) ไทกาเห็บ

D) แบคทีเรียในดิน

6. พืชผลิตสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์จึงมีบทบาทในห่วงโซ่อาหาร

ก) ลิงค์สุดท้าย

B) ระดับเริ่มต้น

B) สิ่งมีชีวิตของผู้บริโภค

D) สิ่งมีชีวิตที่ทำลายล้าง

7. แบคทีเรียและเชื้อรามีบทบาทเป็น:

ก) ผู้ผลิตสารอินทรีย์

B) ผู้บริโภคสารอินทรีย์

B) ตัวทำลายสารอินทรีย์

D) ตัวทำลายสารอนินทรีย์

8. ระบุห่วงโซ่อาหารที่ถูกต้อง

ก) เหยี่ยว -> หัวนม -> ตัวอ่อนของแมลง -> ต้นสน

B) ต้นสน -> หัวนม -> ตัวอ่อนของแมลง -> เหยี่ยว

B) ต้นสน -> ตัวอ่อนของแมลง -> หัวนม -> เหยี่ยว

D) ตัวอ่อนของแมลง -> ต้นสน -> หัวนม -> เหยี่ยว

9. พิจารณาว่าควรรวมสัตว์ชนิดใดไว้ในห่วงโซ่อาหาร: ธัญพืช -> ? -> แล้ว -> ว่าว

ก) กบ

D) สนุกสนาน

10. ระบุห่วงโซ่อาหารที่ถูกต้อง

ก) นกนางนวล -> คอน -> ปลาทอด -> สาหร่าย

B) สาหร่าย -> นกนางนวล -> คอน -> ปลาทอด

C) ปลาทอด -> สาหร่าย -> คอน -> นกนางนวล

D) สาหร่าย -> ปลาทอด -> คอน -> นกนางนวล

11. สานต่อห่วงโซ่อาหาร: ข้าวสาลี -> หนู -> ...

B) โกเฟอร์

B) สุนัขจิ้งจอก

ง) ไตรตัน

7. บทสรุปทั่วไปของบทเรียน

ตอบคำถาม:

1. สิ่งมีชีวิตเชื่อมโยงกันอย่างไรใน biogeocenosis (การเชื่อมต่ออาหาร)
2. ห่วงโซ่อาหารคืออะไร (สิ่งมีชีวิตหลายชุดที่กินกันตามลำดับ)
3. มีห่วงโซ่อาหารประเภทใดบ้าง (โซ่อภิบาลและห่วงโซ่ที่เป็นอันตราย)
4. ลิงค์ในห่วงโซ่อาหารชื่ออะไร (ระดับโภชนาการ)
5. ใยอาหารคืออะไร (ห่วงโซ่อาหารที่พันกัน)

คำถามที่ 28. ห่วงโซ่อาหาร ประเภทของห่วงโซ่อาหาร

ห่วงโซ่อาหาร(ห่วงโซ่อาหาร ห่วงโซ่อาหาร) การเชื่อมโยงระหว่างสิ่งมีชีวิตผ่านความสัมพันธ์ระหว่างอาหารกับผู้บริโภค (บางชนิดทำหน้าที่เป็นอาหารของผู้อื่น) ในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงของสสารและพลังงานเกิดขึ้นจาก ผู้ผลิต(ผู้ผลิตหลัก) โดยผ่าน ผู้บริโภค(ผู้บริโภค) ถึง ตัวย่อยสลาย(การเปลี่ยนอินทรียวัตถุที่ตายแล้วให้เป็นสารอนินทรีย์ที่ผู้ผลิตดูดซึม) ห่วงโซ่อาหารมี 2 ประเภท ได้แก่ ทุ่งหญ้าและเศษซาก ห่วงโซ่ทุ่งหญ้าเริ่มต้นด้วยพืชสีเขียวไปที่สัตว์กินพืชกินหญ้ากินหญ้า (ผู้บริโภคลำดับที่ 1) จากนั้นไปยังผู้ล่าที่กินสัตว์เหล่านี้ (ขึ้นอยู่กับสถานที่ในห่วงโซ่ - ผู้บริโภคในลำดับที่ 2 และลำดับต่อมา) สายโซ่แห่งการทำลายล้างเริ่มต้นด้วยเศษซาก (ผลิตภัณฑ์จากการสลายอินทรียวัตถุ) ไปยังจุลินทรีย์ที่กินมัน และจากนั้นไปยังเศษซาก (สัตว์และจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสลายตัวของอินทรียวัตถุที่กำลังจะตาย)

ตัวอย่างของห่วงโซ่ทุ่งหญ้าคือแบบจำลองหลายช่องสัญญาณในทุ่งหญ้าสะวันนาของแอฟริกา ผู้ผลิตหลัก ได้แก่ หญ้าและต้นไม้ ผู้บริโภคอันดับที่ 1 คือแมลงและสัตว์กินพืชเป็นอาหาร (กีบเท้า ช้าง แรด ฯลฯ) อันดับที่ 2 คือแมลงที่กินสัตว์อื่น อันดับที่ 3 คือสัตว์เลื้อยคลานที่กินเนื้อเป็นอาหาร (งู ฯลฯ) อันดับที่ 4 – สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกที่กินสัตว์อื่น ของเหยื่อ ในทางกลับกัน เศษซาก (ด้วงแมลงปีกแข็ง ไฮยีน่า หมาจิ้งจอก แร้ง ฯลฯ) ในแต่ละขั้นตอนของห่วงโซ่แทะเล็มจะทำลายซากของสัตว์ที่ตายแล้วและอาหารที่เหลืออยู่ของสัตว์นักล่า จำนวนบุคคลที่รวมอยู่ในห่วงโซ่อาหารในแต่ละลิงก์ลดลงอย่างต่อเนื่อง (กฎของปิรามิดทางนิเวศน์) กล่าวคือ จำนวนผู้ที่ตกเป็นเหยื่อในแต่ละครั้งเกินจำนวนผู้บริโภคอย่างมีนัยสำคัญ ห่วงโซ่อาหารไม่ได้แยกจากกัน แต่เชื่อมโยงกันเพื่อสร้างใยอาหาร

คำถามที่ 29. ปิรามิดทางนิเวศใช้ทำอะไร?

ปิรามิดทางนิเวศวิทยา- ภาพกราฟิกของความสัมพันธ์ระหว่างผู้ผลิตและผู้บริโภคทุกระดับ (สัตว์กินพืช สัตว์นักล่า สายพันธุ์ที่กินสัตว์นักล่าอื่น ๆ) ในระบบนิเวศ

นักสัตววิทยาชาวอเมริกัน ชาร์ลส์ เอลตัน แนะนำให้วาดภาพความสัมพันธ์เหล่านี้ในปี 1927 เป็นแผนผัง

ในการแสดงแผนผังแต่ละระดับจะแสดงเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าความยาวหรือพื้นที่ซึ่งสอดคล้องกับค่าตัวเลขของการเชื่อมโยงในห่วงโซ่อาหาร (ปิรามิดของเอลตัน) มวลหรือพลังงาน สี่เหลี่ยมที่จัดเรียงตามลำดับจะสร้างปิรามิดที่มีรูปร่างหลากหลาย

ฐานของปิรามิดเป็นระดับโภชนาการระดับแรก - ระดับของผู้ผลิต; ชั้นต่อมาของปิรามิดนั้นถูกสร้างขึ้นโดยระดับถัดไปของห่วงโซ่อาหาร - ผู้บริโภคในการสั่งซื้อต่างๆ ความสูงของบล็อกทั้งหมดในปิรามิดจะเท่ากัน และความยาวจะเป็นสัดส่วนกับจำนวน ชีวมวล หรือพลังงานในระดับที่สอดคล้องกัน

ปิรามิดเชิงนิเวศมีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้ที่ใช้สร้างปิรามิด ในเวลาเดียวกันมีการกำหนดกฎพื้นฐานสำหรับปิรามิดทั้งหมดตามที่ในระบบนิเวศใด ๆ มีพืชมากกว่าสัตว์ สัตว์กินพืชมากกว่าสัตว์กินเนื้อ แมลงมากกว่านก

ตามกฎของปิระมิดทางนิเวศ คุณสามารถกำหนดหรือคำนวณอัตราส่วนเชิงปริมาณของพืชและสัตว์ชนิดต่างๆ ในระบบนิเวศวิทยาที่สร้างขึ้นตามธรรมชาติและเทียมได้ ตัวอย่างเช่น สัตว์ทะเลมวล 1 กิโลกรัม (แมวน้ำ ปลาโลมา) ต้องใช้ปลาที่กิน 10 กิโลกรัม และ 10 กิโลกรัมเหล่านี้ต้องการอาหาร 100 กิโลกรัมอยู่แล้ว - สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในน้ำ ซึ่งในทางกลับกันต้องกินสาหร่าย 1,000 กิโลกรัม และแบคทีเรียก็ก่อตัวเป็นก้อนขนาดนี้ ในกรณีนี้ปิรามิดทางนิเวศจะยั่งยืน

อย่างไรก็ตาม อย่างที่คุณทราบ มีข้อยกเว้นสำหรับทุกกฎซึ่งจะพิจารณาในปิรามิดทางนิเวศแต่ละประเภท

โครงร่างระบบนิเวศแรกในรูปแบบของปิรามิดถูกสร้างขึ้นในศตวรรษที่ยี่สิบของศตวรรษที่ 20 ชาร์ลส์ เอลตัน. โดยอาศัยการสังเกตภาคสนามของสัตว์จำนวนหนึ่งที่มีขนาดต่างกัน เอลตันไม่ได้รวมผู้ผลิตหลักและไม่ได้แยกความแตกต่างระหว่างสารทำลายล้างและผู้ย่อยสลาย อย่างไรก็ตาม เขาตั้งข้อสังเกตว่าผู้ล่ามักจะมีขนาดใหญ่กว่าเหยื่อ และตระหนักว่าอัตราส่วนนี้มีความเฉพาะเจาะจงอย่างยิ่งกับสัตว์บางประเภทเท่านั้น ในวัยสี่สิบเศษ นักนิเวศวิทยาชาวอเมริกัน เรย์มอนด์ ลินเดแมนใช้ความคิดของเอลตันกับระดับโภชนาการ โดยแยกออกจากสิ่งมีชีวิตเฉพาะที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น อย่างไรก็ตาม แม้ว่าการแบ่งสัตว์ออกเป็นชั้นเรียนขนาดต่างๆ เป็นเรื่องง่าย แต่ก็ยากกว่ามากในการพิจารณาว่าสัตว์เหล่านั้นอยู่ในระดับโภชนาการใด ไม่ว่าในกรณีใด สามารถทำได้ในลักษณะที่เรียบง่ายและเป็นแบบทั่วไปเท่านั้น ความสัมพันธ์ทางโภชนาการและประสิทธิภาพของการถ่ายโอนพลังงานในองค์ประกอบทางชีวภาพของระบบนิเวศนั้น มักแสดงไว้ในรูปแบบของปิรามิดขั้นบันได นี่เป็นพื้นฐานที่ชัดเจนสำหรับการเปรียบเทียบ: 1) ระบบนิเวศที่แตกต่างกัน; 2) สถานะตามฤดูกาลของระบบนิเวศเดียวกัน 3) ระยะต่างๆ ของการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศ ปิรามิดมีสามประเภท: 1) ปิรามิดของตัวเลขโดยพิจารณาจากการนับสิ่งมีชีวิตในแต่ละระดับโภชนาการ; 2) ปิรามิดชีวมวลซึ่งใช้มวลรวมของสิ่งมีชีวิต (โดยปกติจะแห้ง) ในแต่ละระดับโภชนาการ 3) ปิรามิดพลังงานโดยคำนึงถึงความเข้มข้นของพลังงานของสิ่งมีชีวิตในแต่ละระดับโภชนาการ

ประเภทของปิรามิดทางนิเวศ

ปิรามิดของตัวเลข- ในแต่ละระดับจะมีการวางแผนจำนวนสิ่งมีชีวิตแต่ละตัว

พีระมิดของตัวเลขแสดงรูปแบบที่ชัดเจนที่ Elton ค้นพบ: จำนวนบุคคลที่สร้างการเชื่อมโยงตามลำดับจากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภคลดลงอย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 3)

ตัวอย่างเช่น ในการเลี้ยงหมาป่าตัวหนึ่ง เขาต้องมีกระต่ายอย่างน้อยหลายตัวจึงจะล่าได้ ในการเลี้ยงกระต่ายเหล่านี้คุณต้องมีพืชที่ค่อนข้างใหญ่ ในกรณีนี้ ปิระมิดจะมีลักษณะเป็นรูปสามเหลี่ยมโดยมีฐานกว้างเรียวขึ้นไป

อย่างไรก็ตาม ปิรามิดตัวเลขรูปแบบนี้ไม่ได้เป็นเรื่องปกติสำหรับระบบนิเวศทั้งหมด บางครั้งพวกเขาสามารถกลับด้านหรือกลับหัวได้ สิ่งนี้ใช้กับห่วงโซ่อาหารในป่า ซึ่งต้นไม้ทำหน้าที่เป็นผู้ผลิต และแมลงเป็นผู้บริโภคหลัก ในกรณีนี้ระดับของผู้บริโภคหลักนั้นมีตัวเลขมากกว่าระดับของผู้ผลิต (แมลงจำนวนมากกินต้นไม้ต้นเดียว) ดังนั้นปิรามิดของตัวเลขจึงมีข้อมูลน้อยที่สุดและบ่งบอกถึงน้อยที่สุดเช่น จำนวนสิ่งมีชีวิตในระดับโภชนาการเดียวกันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดของพวกมัน

ปิรามิดชีวมวล- แสดงลักษณะมวลแห้งหรือเปียกทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตในระดับโภชนาการที่กำหนด เช่น ในหน่วยมวลต่อหน่วยพื้นที่ - g/m2, kg/ha, t/km2 หรือต่อปริมาตร - g/m3 (รูปที่ 4)

โดยปกติแล้วใน biocenoses บนบก มวลรวมของผู้ผลิตจะมากกว่าแต่ละลิงก์ที่ตามมา ในทางกลับกัน มวลรวมของผู้บริโภคลำดับที่ 1 จะมีมากกว่ามวลรวมของผู้บริโภคลำดับที่ 2 เป็นต้น

ในกรณีนี้ (หากสิ่งมีชีวิตไม่มีขนาดแตกต่างกันมากเกินไป) ปิรามิดก็จะมีลักษณะเป็นรูปสามเหลี่ยมโดยมีฐานกว้างเรียวขึ้นไป อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นที่สำคัญสำหรับกฎนี้ ตัวอย่างเช่น ในทะเล มวลชีวภาพของแพลงก์ตอนสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหารนั้นมีนัยสำคัญ (บางครั้ง 2-3 เท่า) มากกว่าชีวมวลของแพลงก์ตอนพืช ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสาหร่ายเซลล์เดียว สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแพลงก์ตอนสัตว์กินสาหร่ายอย่างรวดเร็ว แต่พวกมันได้รับการปกป้องจากการบริโภคทั้งหมดด้วยอัตราการแบ่งเซลล์ที่สูงมาก

โดยทั่วไป biogeocenoses บนบกซึ่งผู้ผลิตมีขนาดใหญ่และมีอายุค่อนข้างนานจะมีลักษณะเป็นปิรามิดที่ค่อนข้างคงที่และมีฐานกว้าง ในระบบนิเวศทางน้ำ ซึ่งผู้ผลิตมีขนาดเล็กและมีวงจรชีวิตสั้น พีระมิดของชีวมวลสามารถกลับด้านหรือกลับด้านได้ (โดยให้ปลายชี้ลง) ดังนั้นในทะเลสาบและทะเลมวลของพืชจะเกินมวลของผู้บริโภคเฉพาะในช่วงออกดอก (ฤดูใบไม้ผลิ) และในช่วงที่เหลือของปีก็อาจเกิดสถานการณ์ตรงกันข้ามได้

ปิรามิดของตัวเลขและชีวมวลสะท้อนถึงสถิตยศาสตร์ของระบบนั่นคือพวกมันแสดงลักษณะจำนวนหรือชีวมวลของสิ่งมีชีวิตในช่วงเวลาหนึ่ง พวกเขาไม่ได้ให้ข้อมูลที่ครบถ้วนเกี่ยวกับโครงสร้างทางโภชนาการของระบบนิเวศ แม้ว่าจะช่วยในการแก้ไขปัญหาในทางปฏิบัติหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการรักษาความยั่งยืนของระบบนิเวศ

ปิรามิดของตัวเลขช่วยให้สามารถคำนวณจำนวนปลาที่จับได้หรือการยิงสัตว์ที่อนุญาตในช่วงฤดูล่าสัตว์ โดยไม่มีผลกระทบต่อการสืบพันธุ์ตามปกติ

ปิรามิดพลังงาน- แสดงปริมาณการไหลของพลังงานหรือผลผลิตในระดับต่อเนื่อง (รูปที่ 5)

ตรงกันข้ามกับปิระมิดแห่งตัวเลขและชีวมวลซึ่งสะท้อนถึงสถิตยศาสตร์ของระบบ (จำนวนสิ่งมีชีวิต ณ ขณะนั้น) ปิรามิดแห่งพลังงานซึ่งสะท้อนภาพความเร็วของการผ่านของมวลอาหาร (ปริมาณพลังงาน) ผ่าน แต่ละระดับโภชนาการของห่วงโซ่อาหารทำให้เห็นภาพที่สมบูรณ์ที่สุดเกี่ยวกับการจัดองค์กรตามหน้าที่ของชุมชน

รูปร่างของปิรามิดนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงขนาดและอัตราการเผาผลาญของแต่ละบุคคล และหากคำนึงถึงแหล่งพลังงานทั้งหมด ปิรามิดจะมีลักษณะโดยทั่วไปโดยมีฐานกว้างและปลายแหลมเสมอ เมื่อสร้างปิรามิดแห่งพลังงาน มักจะเพิ่มรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ฐานเพื่อแสดงการไหลเข้าของพลังงานแสงอาทิตย์

ในปี 1942 นักนิเวศวิทยาชาวอเมริกัน R. Lindeman ได้กำหนดกฎของปิรามิดพลังงาน (กฎ 10 เปอร์เซ็นต์) ซึ่งโดยเฉลี่ยแล้วประมาณ 10% ของพลังงานที่ได้รับในระดับก่อนหน้าของปิรามิดทางนิเวศผ่านจากหนึ่งถ้วยรางวัล ผ่านห่วงโซ่อาหารไปสู่ระดับโภชนาการอีกระดับหนึ่ง พลังงานที่เหลือจะสูญเสียไปในรูปของการแผ่รังสีความร้อน การเคลื่อนที่ ฯลฯ ผลจากกระบวนการเมแทบอลิซึม สิ่งมีชีวิตสูญเสียพลังงานประมาณ 90% ของพลังงานทั้งหมดในแต่ละจุดเชื่อมต่อของห่วงโซ่อาหาร ซึ่งใช้ไปกับการรักษาหน้าที่ที่สำคัญของพวกมัน

ถ้ากระต่ายกินพืชไป 10 กิโลกรัม น้ำหนักของมันอาจเพิ่มขึ้น 1 กิโลกรัม สุนัขจิ้งจอกหรือหมาป่ากินเนื้อกระต่าย 1 กิโลกรัมทำให้มวลของมันเพิ่มขึ้นเพียง 100 กรัม ในพืชที่เป็นไม้สัดส่วนนี้ต่ำกว่ามากเนื่องจากความจริงที่ว่าไม้ถูกดูดซึมโดยสิ่งมีชีวิตได้ไม่ดี สำหรับหญ้าและสาหร่ายทะเล ค่านี้จะมากกว่ามาก เนื่องจากไม่มีเนื้อเยื่อที่ย่อยยาก อย่างไรก็ตาม รูปแบบทั่วไปของกระบวนการถ่ายโอนพลังงานยังคงอยู่: พลังงานที่ไหลผ่านระดับโภชนาการส่วนบนจะน้อยกว่าพลังงานระดับล่างมาก