Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
ГБОУ ВПО «Башкирські АКАДЕМІЯ ДЕРЖАВНОЇ СЛУЖБИ І УПРАВЛІННЯ ПРИ ПРЕЗИДЕНТОВІ РЕСПУБЛІКИ БАШКОРТОСТАН»
Кафедра інформаційних технологій в управлінні
Напрямок 081100.62 - «Державне і муніципальне управління» (бакалаврат, на базі ВПО, заочна форма навчання, 2 курс)
з дисципліни «Екологія»
на тему: «Харчові ланцюги, їх значення для екосистеми»
Науковий керівник Галин Х.Х.
Студент Асфандіярова А.І.
Харчові ланцюги і трофічні рівні
Типи харчових ланцюгів
Значення харчових ланцюгів в екосистемі
Список використаної літератури
Організми в природі пов'язані спільністю енергії і поживних речовин. Всю екосистему можна уподібнити єдиного механізму, що споживає енергію і живильні речовини для здійснення роботи. Живильні речовини спочатку походять з абіотичним компонента системи, в який, врешті-решт, і повертаються або як відходи життєдіяльності, або після загибелі і руйнування організмів.
Всередині екосистеми містять енергію органічні речовини створюються автотрофними організмами і служать їжею (джерелом речовини і енергії) для гетеротрофів. Типовий приклад: тварина поїдає рослини. Ця тварина в свою чергу може бути з'їдено іншим тваринам, і таким шляхом може відбуватися перенесення енергії через ряд організмів - кожний наступний харчується попереднім, який поставляє, який поставляє йому сировину і енергію. Така послідовність називається харчової ланцюгом, а кожна її ланка - трофічних рівнем.
Предмет дослідження - харчові ланцюги. Об'єкт дослідження - роль харчових ланцюгів в екосистемі.
Харчові ланцюга І трофічні рівні
Харчова ланцюг - це шлях руху речовини (джерело енергії і будівельний матеріал) в екосистемі від одного організму до іншого.
Трофічний рівень - це сукупність організмів, що займають певне положення в загальному ланцюжку харчування. До одного трофічного рівня належать організми, які отримують свою енергію від Сонця через однакове число ступенів.
Біотичний кругообіг відбувається в природній системі, що об'єднує на основі обміну речовин і енергії співтовариство живих організмів (біоценоз) з неживими компонентами - умовами проживання. Така система отримала назву біогеоценоз (грец. Geo - земля). У ній обмін речовиною і енергією забезпечується взаємодією трьох груп організмів.
Перша група - продуценти, або виробники (від лат. Produsent-- виробляти). До них відносяться автотрофні організми, що виробляють їжу в процесі фото- або хемосинтезу, т. Е. Первинні органічні речовини.
Друга група представлена консументами, т. Е. Споживачами (від лат. Consume - споживати), - гетеротрофних організмами, головним чином тваринами, що поїдають інші організми. Розрізняють первинних консументів (тварин, що харчуються зеленими рослинами, травоїдних) і вторинних консументів (хижаків, м'ясоїдних, які поїдають рослиноїдних). Вторинний консументи може служити джерелом їжі для іншого хижака - консумента третього порядку і т. Д.
Третя група - редуценти, або деструктори (reducens - повертати). Це гетеротрофні організми, які розкладають органічні залишки всіх трофічних рівнів (залишки їжі, мертві організми). До них відносяться гриби, бактерії, безхребетні (наприклад, черви). Мінеральні речовини і діоксид вуглецю, що утворюються при діяльності редуцентов, знову надходять в воду, повітря і грунт, а потім - в розпорядження продуцентів. На малюнку 1 представлена схема трансформації енергії в біоценозі.
Рис.1 Схема трансформації енергії в біоценозі
В результаті послідовності перетворень енергії в харчових ланцюгах кожне співтовариство живих організмів в екосистемі набуває певну трофічну структуру. Трофічна структура спільноти відображає співвідношення між продуцентами, консументами (окремо першого, другого і т.д. порядків) і редуцентамі, виражене або кількістю особин живих організмів, або їх біомасою, або укладеної в них енергією, розрахованими на одиницю площі в одиницю часу.
Органічна речовина, вироблене автотрофами, називається первинною продукцією. Швидкість накопичення енергії первинними продуцентами називається валовий первинної продуктивністю, а швидкість накопичення органічних речовин - чистої первинної продуктивністю. ВПП приблизно на 20% вище, ніж ПВП, так як частина енергії рослини витрачають на дихання. Всього рослини засвоюють близько відсотка сонячної енергії, поглиненої ними.
При поїданні одних організмів іншими речовина і їжа переходять на наступний трофічний рівень. Кількість органічної речовини, накопиченого гетеротрофами, називається вторинною продукцією. Оскільки гетеротрофи дихають і виділяють неперетравлені залишки, в кожній ланці частина енергії втрачається. Це накладає істотне обмеження на довжину харчових ланцюгів; кількість ланок в них рідко буває більше 6. Відзначимо, що ефективність переносу енергії від одних організмів до інших значно вище, ніж ефективність виробництва первинної продукції. Середня ефективність переносу енергії від рослини до тварини становить близько 10%, а від тварини до тварини - 20%. Зазвичай рослинна їжа енергетично менш цінна, так як в ній міститься велика кількість целюлози і деревини, не перетравлюваних більшістю тварин.
Така послідовність і підпорядкованість пов'язаних в формі трофічних рівнів груп організмів являє собою потік речовини та енергії в екосистемі, основу її організації.
Вивчення продуктивності екосистем важливо для їх раціонального використання. Ефективність екосистем може бути підвищена за рахунок підвищення врожайності, зменшення перешкод з боку інших організмів (наприклад, бур'янів по відношенню до сільськогосподарських культур), використання культур, більш пріспобленних до умов даної екосистеми. По відношенню до тварин необхідно знати максимальний рівень видобутку (тобто кількість особин, які можна вилучити з популяції за певний проміжок часу без шкоди для її подальшої продуктивності).
ТИПИ ХАРЧОВИХ КІЛ
Існує 2 основних типи трофічних ланцюгів - пасовищні і детрітние.
У пасовиську трофічного ланцюга (ланцюг виїданням) основу складають автотрофні організми, потім йдуть споживають їх рослиноїдні тварини (наприклад, зоопланктон, який живиться фітопланктоном), потім хижаки (консументи) 1-го порядку (наприклад, риби, які споживають зоопланктон), хижаки 2-го порядку (наприклад, щука, що харчується іншими рибами). Особливо довгі трофічні ланцюга в океані, де багато видів (наприклад, тунці) займають місце консументів 4-го порядку.
У детритной трофічних ланцюгах (ланцюга розкладання), найбільш поширених в лісах, велика частина продукції рослин не споживається безпосередньо рослиноїдних тваринами, а відмирає, піддаючись потім розкладанню сапротрофного організмами і мінералізації.
Таким чином, детрітние трофічні ланцюги починаються від детриту, йдуть до мікроорганізмів, які їм харчуються, а потім до детритофагам і до їх споживачам - хижакам.
У водних екосистемах (особливо в евтрофних водоймах і на великих глибинах океану) частина продукції рослин і тварин також надходить в детрітние трофічні ланцюги.
Рис.2 Потік енергії через пастбищную харчовий ланцюг. Всі цифри в кДж / м 2 на рік
харчової трофічний ланцюг екосистема
У схемах харчових ланцюгів кожен організм представлений живиться організмами якогось певного типу. Дійсність набагато складніше, і організми (особливо, хижаки) можуть харчуватися найрізноманітнішими організмами, навіть з різних харчових ланцюгів. Таким чином, харчові ланцюги переплітаються, утворюючи харчові мережі.
Мал. 3 Приклад харчової мережі
ЗНАЧЕННЯ ХАРЧОВИХ КІЛ в екосистемах
В результаті функціонування харчових ланцюгів і роботи редуцентов здійснюються кругообіг елементів живлення, води і кисню. При цьому в природних фотоавтотрофної екосистемах працює постійна «зелена карусель» і підтримується рівновага між кількістю спожитих ресурсів і їх поверненням в навколишнє середовище, хоча частина ресурсів може тимчасово затримуватися в запаснику - детрит.
Основне джерело енергії - Сонце. Потік сонячної енергії, з якого екосистемою засвоюється не більше 2% (решта використовується на транспірацію, відбивається листям, йде на нагрівання атмосфери, води і грунту), постійно протікає через екосистему, причому, при передачі енергії з одного трофічного рівня на інший по харчових ланцюгах відбувається її розсіювання у вигляді тепла.
При переході енергії з першого трофічного рівня на другий передається близько 10% енергії, а 90% - розсіюється (тобто з енергії, укладеної в траві, яку з'їла корова, в її біомасу перейде не більше 10%). Ефективність передачі енергії з другого трофічного рівня на третій і далі, тобто від фітофагів до хижаків і потім до хижаків більш високих порядків, значно вище і може досягати 30-40%.
Важливою характеристикою потоку речовини і енергії по харчовому ланцюгу пишеться повнота виїданням організмів попереднього трофічного рівня. Фітофаги виїдають в лісовій екосистемі не більше 10% фітомаси, в степу - до 30%, і водної екосистемі - до 40%. Решта фитомасса перетворюється в детрит і використовується детритофагами або руйнується редуцентамі. З підвищенням трофічного рівня повнота виїданням зростає: на трофічних рівнях «дрібний хижак - великий хижак» в живому стані виїдають до 80% організмів попереднього рівня.
Екосистема - це сукупність живих організмів, які обмінюються безупинно енергією, речовиною та інформацією один з одним і з навколишнім середовищем. Розглянемо спочатку процес обміну енергією.
Енергію визначають, як здатність виконувати роботу. Властивості енергії описуються законами термодинаміки.
Перший закон (початок) термодинаміки або закон збереження енергії стверджує, що енергія може переходити з однієї форми в іншу, але вона не зникає і не створюється заново.
Другий закон (початок) термодинаміки або закон ентропії стверджує, що в замкнутій системі ентропія може тільки зростати. Стосовно до енергії в екосистемах зручна наступна формулювання: процеси, пов'язані з перетвореннями енергії, можуть відбуватися мимовільно тільки за умови, що енергія переходить з концентрованої форми в розсіяну, тобто деградує. Міра кількості енергії, яка стає недоступною для використання, або інакше міра зміни впорядкованості, яка відбувається при деградації енергії, є ентропія. Чим вище впорядкованість системи, тим менше її ентропія.
Таким чином, будь-яка жива система, в тому числі і екосистема, підтримує свою життєдіяльність завдяки:
- по-перше, наявністю в навколишньому середовищі в надлишку дармовий енергії (енергія Сонця);
- по-друге, здатності за рахунок пристрою складових її компонентів цю енергію вловлювати і концентрувати, а, використавши - розсіювати в навколишнє середовище.
Отже, спочатку уловлювання, а потім концентрування енергії з переходом від одного трофічного рівня до іншого забезпечує підвищення впорядкованості, організації живої системи, тобто зменшення її ентропії.
Завершуючи доповідь, можна зробити наступні висновки. Функціональна система, що включає в себе співтовариство живих істот і їх середовище проживання, називається екологічною системою (або екосистемою). У такій системі зв'язку між її компонентами виникають насамперед на харчової основі. Харчова ланцюг вказує шлях руху органічних речовин, а також містяться в ній енергії і неорганічних поживних речовин.
В екологічних системах в процесі еволюції склалися ланцюга взаємопов'язаних видів, послідовно витягають матеріали і енергію з вихідного харчового речовини. Така послідовність називається харчової ланцюгом, а кожна її ланка - трофічних рівнем. Перший трофічний рівень займають організми автотрофи, або так звані первинні продуценти. Організми другого трофічного рівня називаються первинними консументами, третього - вторинними консументами і т. Д. Останній рівень зазвичай займають редуценти або детритофаги.
Харчові зв'язку в екосистемі не є прямолінійними, так як компоненти екосистеми знаходяться між собою в складних взаємодіях.
Вивчаючи продуктивність екосистем, ми маємо справу з потоком енергії, що проходять через ту чи іншу екосистему. Енергія надходить в биотический компонент екосистеми первинних продуцентів.
Швидкість накопичення енергії первинними продуцентами в формі органічної речовини, яке може бути використане в їжу, називається первинною продукцією. Це важливий параметр, так як він визначає загальний потік енергії через біотичний компонент екосистеми, а значить, і кількість (біомаса) тваринних організмів, які можуть існувати в екосистемі.
Розуміючи, що жодна сфера життєдіяльності планети не обходиться без прямого або непрямого участі людини потрібно формувати активну природоохоронну позицію. Це поняття включає в себе, перш за все екологічне виховання та освіту, яке має бути комплексним, загальним і безперервним. Людина повинна усвідомлювати свою роль в біосфері як один з видів, який, як і всі інші зобов'язаний підкорятися законам розвитку біосфери.
В ім'я життя на Землі людству належить відродити, зберегти і розвинути основні цінності екологічної культури.
Список використаних джерел
Розміщено на Allbest.ru