السلسلة الغذائية هي نقل الطاقة من مصدرها عبر عدد من الكائنات الحية. جميع الكائنات الحية متصلة ببعضها البعض ، لأنها تعمل كأشياء غذائية للكائنات الحية الأخرى. تتكون جميع دوائر الطاقة من ثلاثة إلى خمسة وصلات. الأول عادة ما يكون المنتجون - الكائنات الحية القادرة على إنتاج المواد العضوية من المواد غير العضوية نفسها. هذه نباتات تتلقى العناصر الغذائية من خلال عملية التمثيل الضوئي. يأتي بعد ذلك المستهلكون - فهذه كائنات غيرية التغذية تتلقى مواد عضوية جاهزة. ستكون هذه حيوانات: كل من العواشب والحيوانات آكلة اللحوم. عادة ما يكون الرابط الختامي في السلسلة الغذائية عبارة عن مواد تحلل - كائنات دقيقة تتحلل من المواد العضوية.
لا يمكن أن تتكون سلسلة التوريد من ستة روابط أو أكثر ، نظرًا لأن كل رابط جديد يتلقى 10٪ فقط من طاقة الوصلة السابقة ، ويتم فقد 90٪ أخرى على شكل حرارة.
ما هي سلاسل الغذاء؟
هناك نوعان: الرعي والنفايات. الأول أكثر شيوعًا في الطبيعة. في مثل هذه السلاسل ، يكون المنتجون (المصانع) هم الرابط الأول دائمًا. ويتبعهم المستهلكون من الدرجة الأولى - الحيوانات العاشبة. علاوة على ذلك - مستهلكو الدرجة الثانية - الحيوانات المفترسة الصغيرة. وراءهم هم مستهلكو الدرجة الثالثة - الحيوانات المفترسة الكبيرة. علاوة على ذلك ، قد يكون هناك أيضًا مستهلكون من الدرجة الرابعة ، وعادة ما توجد مثل هذه السلاسل الغذائية الطويلة في المحيطات. الرابط الأخير هو المحللات.
النوع الثاني من دوائر الطاقة - ديتريتال- أكثر شيوعًا في الغابات والسافانا. تنشأ بسبب حقيقة أن معظم الطاقة النباتية لا تستهلكها العواشب ، بل تموت ، ثم تخضع للتحلل بواسطة المُحلِّلات والتمعدن.
يبدأ هذا النوع من السلسلة الغذائية بالمخلفات - المخلفات العضوية من أصل نباتي وحيواني. المستهلكون من الدرجة الأولى في مثل هذه السلاسل الغذائية هم الحشرات ، على سبيل المثال ، خنافس الروث ، أو الزبالين ، على سبيل المثال ، الضباع ، الذئاب ، النسور. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون المستهلكون من الدرجة الأولى في هذه السلاسل عبارة عن بكتيريا تتغذى على بقايا النبات.
في التكاثر الحيوي ، يرتبط كل شيء بطريقة يمكن أن تصبح بها معظم أنواع الكائنات الحية المشاركين في كلا النوعين من دوائر الطاقة.
سلاسل الغذاء في الغابات المتساقطة الأوراق والمختلطة
توجد الغابات المتساقطة الأوراق في الغالب في نصف الكرة الشمالي من الكوكب. توجد في غرب ووسط أوروبا ، في جنوب الدول الاسكندنافية ، في جبال الأورال ، في غرب سيبيريا ، شرق آسيا ، شمال فلوريدا.
تنقسم الغابات المتساقطة الأوراق إلى غابات عريضة الأوراق وصغيرة الأوراق. الأول يتميز بأشجار مثل البلوط ، الزيزفون ، الرماد ، القيقب ، الدردار. للمرة الثانية - البتولا ، ألدر ، أسبن.
الغابات المختلطة هي غابات تنمو فيها الأشجار الصنوبرية والنفضية. الغابات المختلطة هي سمة من سمات المنطقة المناخية المعتدلة. توجد في جنوب الدول الاسكندنافية والقوقاز والكاربات والشرق الأقصى وسيبيريا وكاليفورنيا وجبال الأبلاش والبحيرات العظمى.
تتكون الغابات المختلطة من أشجار مثل شجرة التنوب والصنوبر والبلوط والزيزفون والقيقب والدردار والتفاح والتنوب والزان وشعاع البوق.
في الغابات المتساقطة الأوراق والمختلطة شائعة جدًا سلاسل الغذاء المراعي... عادة ما يكون الرابط الأول في السلسلة الغذائية في الغابات أنواعًا عديدة من الأعشاب والتوت مثل التوت والتوت والفراولة. البلسان ، لحاء الشجر ، المكسرات ، المخاريط.
غالبًا ما تكون المواد الاستهلاكية من الدرجة الأولى من الحيوانات العاشبة مثل اليحمور ، الأيائل ، الغزلان ، القوارض ، على سبيل المثال ، السناجب ، الفئران ، الزبابة ، وكذلك الأرانب البرية.
مستهلكو الدرجة الثانية هم مفترسون. عادة ما يكون الثعلب ، الذئب ، ابن عرس ، ermine ، الوشق ، البومة وغيرها. سيكون الذئب مثالًا صارخًا على حقيقة أن نفس النوع يشارك في كل من سلاسل الغذاء الرعي والفتاكة: يمكنه أن يصطاد الثدييات الصغيرة ويأكل الجيف.
يمكن أن تصبح المواد الاستهلاكية من الدرجة الثانية نفسها فريسة للحيوانات المفترسة الكبيرة ، وخاصة الطيور: على سبيل المثال ، يمكن أن يأكل الصقور البوم الصغيرة.
سيكون الرابط الختامي مخفضات(بكتيريا متعفنة).
أمثلة على سلاسل الغذاء في غابة نفضية:
- لحاء البتولا - الأرنب - الذئب - مخفضات ؛
- يرقات الخشب - الخنفساء - نقار الخشب - الصقر - المُحلِّلات ؛
- فضلات الأوراق (المخلفات) - الديدان - الزبابة - البومة - المُحلِّلات.
ملامح سلاسل الغذاء في الغابات الصنوبرية
تقع هذه الغابات في شمال أوراسيا وأمريكا الشمالية. وهي تتكون من أشجار مثل الصنوبر والتنوب والتنوب والأرز والصنوبر وغيرها.
كل شيء هنا يختلف بشكل كبير عن الغابات المختلطة والمتساقطة.
الرابط الأول في هذه الحالة لن يكون العشب ، بل الطحالب أو الشجيرات أو الأشنات. هذا يرجع إلى حقيقة أنه لا يوجد ما يكفي من الضوء في الغابات الصنوبرية لوجود غطاء عشب كثيف.
وفقًا لذلك ، ستكون الحيوانات التي ستصبح مستهلكة من الدرجة الأولى مختلفة - لا ينبغي أن تتغذى على العشب ، ولكن على الطحالب أو الأشنات أو الشجيرات. يمكن أن يكون بعض أنواع الغزلان.
على الرغم من حقيقة أن الشجيرات والطحالب أكثر شيوعًا ، إلا أن النباتات العشبية والشجيرات لا تزال موجودة في الغابات الصنوبرية. هذه هي نبات القراص ، بقلة الخطاطيف ، الفراولة ، البلسان. عادة ما يتم تناول مثل هذه الأطعمة من قبل الأرانب ، والموز ، والسناجب ، والتي يمكن أن تصبح أيضًا مستهلكة من الدرجة الأولى.
سيكون المستهلكون من الدرجة الثانية ، مثل الغابات المختلطة والحيوانات المفترسة. هذه هي المنك ، الدب ، ولفيرين ، الوشق وغيرها.
يمكن أن تصبح الحيوانات المفترسة الصغيرة مثل المنك فريسة المستهلكين من الدرجة الثالثة.
سيكون الرابط الختامي عبارة عن الكائنات الحية الدقيقة المتعفنة.
بالإضافة إلى ذلك ، في الغابات الصنوبرية شائعة جدًا سلاسل الغذاء المخلفات... هنا ، سيكون الرابط الأول غالبًا هو نبات الدبال ، الذي تتغذى عليه بكتيريا التربة ، ليصبح بدوره طعامًا للحيوانات أحادية الخلية التي يأكلها عيش الغراب. عادة ما تكون هذه السلاسل طويلة ويمكن أن تحتوي على أكثر من خمسة روابط.
هل تهتم بصحة حيوانك الأليف؟
نحن مسؤولون عن أولئك الذين قمنا بترويضهم!"- يقرأ اقتباسًا من قصة" الأمير الصغير ". الحفاظ على صحة حيوان أليف هو أحد الواجبات الرئيسية للمالك. اعتني بحيوانك الأليف من خلال إعطائه مجمعًا. تم تصميم المجمع الفريد لكل من القطط و الكلاب وكذلك الطيور والقوارض.
مكمل نشط يساعد حيوانك الأليف على التألق بالصحة ومشاركة السعادة معك!
يتم نقل الطاقة في النظام البيئي من خلال ما يسمى ب سلاسل الغذاء... في المقابل ، فإن السلسلة الغذائية هي نقل الطاقة من مصدرها الأصلي (عادة التغذية الذاتية) من خلال عدد من الكائنات الحية ، عن طريق تناول بعضها بواسطة البعض الآخر. تصنف السلاسل الغذائية إلى نوعين:
الصنوبر الاسكتلندي => المن => الخنافس => العناكب => الحشرات
الطيور => الطيور الجارحة.
العشب => الثدييات العاشبة => البراغيث => السوط.
2) سلسلة الغذاء ديتريتال. ينشأ من مادة عضوية ميتة (ما يسمى ب. المخلفات) ، التي تأكلها اللافقاريات الصغيرة ، أو تتحلل بواسطة البكتيريا أو الفطريات. تسمى الكائنات التي تستهلك المواد العضوية الميتة ديتريتيفورستحللها - المدمرات.
عادة ما تتواجد سلاسل الغذاء الرعوية والفتاكة في النظم البيئية ، لكن نوعًا واحدًا من السلسلة الغذائية دائمًا ما يهيمن على الآخر. في بعض البيئات المحددة (على سبيل المثال ، تحت الأرض) ، حيث يكون النشاط الحيوي للنباتات الخضراء مستحيلًا بسبب قلة الضوء ، ولا توجد سوى سلاسل غذائية غير مفعمة بالحيوية.
في النظم البيئية ، لا يتم عزل سلاسل الكهوف عن بعضها البعض ، ولكنها متشابكة بشكل وثيق. إنهم يشكلون ما يسمى ب الشبكات الغذائية... هذا لأن كل منتج ليس لديه واحد ، ولكن العديد من المستهلكين ، والذين بدورهم قد يكون لديهم عدة مصادر للغذاء. تم توضيح الترابطات داخل الشبكة الغذائية بوضوح في الرسم البياني أدناه.
مخطط ويب الغذاء.
ما يسمى ب المستويات الغذائية... تصنف المستويات الغذائية الكائنات الحية في السلسلة الغذائية وفقًا لنوع نشاطها أو مصدر الطاقة. تحتل النباتات المستوى الغذائي الأول (مستوى المنتجين) ، وتنتمي الحيوانات العاشبة (المستهلكون من الدرجة الأولى) إلى المستوى الغذائي الثاني ، وتشكل الحيوانات المفترسة التي تأكل العواشب المستوى الغذائي الثالث ، والحيوانات المفترسة الثانوية - المستوى الرابع ، إلخ. الطلب الأول.
تدفق الطاقة في النظام البيئي
كما نعلم ، يحدث نقل الطاقة في النظام البيئي من خلال السلاسل الغذائية. ولكن بعيدًا عن كل طاقة المستوى الغذائي السابق ، يتم نقلها إلى المستوى التالي. مثال على ذلك هو الموقف التالي: صافي الإنتاج الأولي في النظام البيئي (أي كمية الطاقة المتراكمة من قبل المنتجين) هو 200 كيلو كالوري / م 2 ، والإنتاجية الثانوية (الطاقة المتراكمة من قبل المستهلكين من الدرجة الأولى) هي 20 كيلو كالوري / م ^ 2 أو 10٪ من المستوى الغذائي السابق ، طاقة المستوى التالي هي 2 kcal / m ^ 2 ، أي ما يعادل 20٪ من طاقة المستوى السابق. كما ترون من هذا المثال ، مع كل انتقال إلى مستوى أعلى ، يتم فقد 80-90٪ من طاقة الرابط السابق في السلسلة الغذائية. ترتبط هذه الخسائر بحقيقة أن جزءًا كبيرًا من الطاقة أثناء الانتقال من مرحلة إلى أخرى لا يمتصه ممثلو المستوى الغذائي التالي أو يتحول إلى حرارة يتعذر الوصول إليها لاستخدام الكائنات الحية.
نموذج عالمي لتدفق الطاقة.
يمكن الاطلاع على مدخلات الطاقة ونفقاتها باستخدام نموذج تدفق الطاقة العالمي... إنه قابل للتطبيق على أي مكون حي من النظام البيئي: نبات ، حيوان ، كائنات دقيقة ، سكان أو مجموعة غذائية. يمكن لمثل هذه النماذج الرسومية ، المترابطة ، أن تعكس سلاسل الغذاء (عندما ترتبط أنماط تدفق الطاقة للعديد من المستويات الغذائية في سلسلة ، يتشكل نمط لتدفق الطاقة في السلسلة الغذائية) أو الطاقة الحيوية بشكل عام. الطاقة المتلقاة في الكتلة الحيوية في الرسم البياني لها التعيين أنا... ومع ذلك ، فإن جزءًا من الطاقة الواردة لا يخضع للتحول (في الشكل يشار إليه على أنه نو). على سبيل المثال ، يحدث هذا عندما لا يتم امتصاص جزء من الضوء الذي يمر عبر النباتات ، أو عندما لا يمتص الجسم جزءًا من الطعام الذي يمر عبر الجهاز الهضمي للحيوان. استيعاب (أو مندمج) الطاقة (المشار إليها بواسطة أ) يستخدم لأغراض مختلفة. يتم إنفاقه على التنفس (في الرسم البياني- ص) بمعنى آخر. للحفاظ على حياة الكتلة الحيوية وإنتاج المواد العضوية ( ص). المنتجات ، بدورها ، تتخذ أشكالا عديدة. يتم التعبير عنها في تكاليف الطاقة لنمو الكتلة الحيوية ( جي) ، في إفرازات مختلفة من المواد العضوية في البيئة الخارجية ( ه) ، في احتياطي الطاقة في الجسم ( س) (مثال على هذا الاحتياطي هو تراكم الدهون). تشكل الطاقة المخزنة ما يسمى ب حلقة العمل، نظرًا لاستخدام هذا الجزء من المنتج لتوفير الطاقة في المستقبل (على سبيل المثال ، يستخدم المفترس احتياطي الطاقة الخاص به للبحث عن فريسة جديدة). ما تبقى من الإنتاج هو الكتلة الحيوية ( ب).
يمكن تفسير نموذج تدفق الطاقة العالمي بطريقتين. أولاً ، يمكن أن يمثل مجموعة من الأنواع. في هذه الحالة ، تمثل قنوات تدفق الطاقة ووصلات الأنواع قيد الدراسة مع الأنواع الأخرى مخططًا للسلسلة الغذائية. تفسير آخر يعامل نموذج تدفق الطاقة كصورة لبعض مستويات الطاقة. ثم يمثل مستطيل الكتلة الحيوية وقنوات تدفق الطاقة جميع المجموعات السكانية المدعومة من نفس مصدر الطاقة.
من أجل إظهار الاختلاف الواضح في مناهج تفسير النموذج العالمي لتدفق الطاقة ، يمكننا النظر في مثال مع مجموعة من الثعالب. جزء من النظام الغذائي للثعالب هو الغطاء النباتي (الفواكه ، إلخ) ، بينما يتكون الجزء الآخر من العواشب. من أجل التأكيد على جانب الطاقة الداخلية (التفسير الأول لنموذج الطاقة) ، يجب تصوير مجموعة الثعالب بأكملها على أنها مستطيل واحد ، إذا كان من الضروري توزيع التمثيل الغذائي ( التمثيل الغذائي- التمثيل الغذائي ، معدل التمثيل الغذائي) من الثعالب إلى مستويين غذائيين ، أي لعرض نسبة أدوار الغذاء النباتي والحيواني في عملية التمثيل الغذائي ، من الضروري بناء مستطيلين أو أكثر.
من خلال معرفة النموذج العالمي لتدفق الطاقة ، من الممكن تحديد نسبة قيم تدفق الطاقة في نقاط مختلفة في السلسلة الغذائية. معبراً عنها كنسبة مئوية ، تسمى هذه النسب الكفاءة البيئية... هناك عدة مجموعات من الأداء البيئي. المجموعة الأولى من علاقات الطاقة: ب / صو ص / ص... نسبة الطاقة التي يتم إنفاقها على التنفس مرتفعة في تجمعات الكائنات الحية الكبيرة. تحت التأثيرات البيئية المجهدة صيزيد. الحجم صمهم في التجمعات النشطة للكائنات الصغيرة (على سبيل المثال ، الطحالب) ، وكذلك في الأنظمة التي تتلقى الطاقة من الخارج.
المجموعة التالية من العلاقات: أ / أناو P / A... أول واحد يسمى كفاءة الاستيعاب(أي كفاءة استخدام الطاقة الموردة) ، والثاني هو كفاءة نمو الأنسجة... يمكن أن تختلف كفاءة الاستيعاب من 10 إلى 50٪ وأكثر. يمكن أن تصل إلى قيمة صغيرة (عندما تستوعب النباتات طاقة الضوء) ، أو أن يكون لها قيم كبيرة (عندما تستوعب الحيوانات طاقة الطعام). عادة ، تعتمد كفاءة الاستيعاب في الحيوانات على طعامها. في الحيوانات العاشبة ، تصل النسبة إلى 80٪ عند تناول البذور ، 60٪ عند تناول أوراق الشجر الصغيرة ، 30-40٪ - الأوراق القديمة ، 10-20٪ عند تناول الخشب. في الحيوانات المفترسة ، تبلغ كفاءة الاستيعاب 60-90٪ ، لأن الطعام الحيواني يمتصه الجسم بسهولة أكبر من الطعام النباتي.
تختلف كفاءة نمو الأنسجة أيضًا بشكل كبير. تصل إلى أعلى القيم في الحالات التي تكون فيها الكائنات الحية صغيرة ولا تتطلب ظروف بيئتها نفقات كبيرة من الطاقة للحفاظ على درجة الحرارة المثلى لنمو الكائنات الحية.
المجموعة الثالثة من علاقات الطاقة: ف / ب... إذا اعتبرنا P هو معدل نمو الإنتاج ، ف / بيمثل نسبة الإنتاج في نقطة زمنية معينة إلى الكتلة الحيوية. إذا تم حساب المنتجات لفترة زمنية معينة ، قيمة النسبة ف / بيتم تحديده بناءً على متوسط الكتلة الحيوية لهذه الفترة الزمنية. في هذه الحالة ف / بهي كمية بلا أبعاد وتوضح عدد المرات التي يكون فيها الإنتاج أكثر أو أقل من الكتلة الحيوية.
وتجدر الإشارة إلى أن خصائص الطاقة في النظام البيئي تتأثر بحجم الكائنات الحية التي تعيش في النظام البيئي. تم إنشاء العلاقة بين حجم الكائن الحي والتمثيل الغذائي الخاص به (التمثيل الغذائي لكل 1 غرام من الكتلة الحيوية). كلما كان الكائن الحي أصغر ، كلما زادت عملية التمثيل الغذائي الخاصة به ، وبالتالي ، قلت الكتلة الحيوية التي يمكن الحفاظ عليها عند مستوى غذائي معين من النظام البيئي. مع نفس كمية الطاقة المستخدمة ، تتراكم الكائنات الحية الكبيرة كتلة حيوية أكثر من الكائنات الصغيرة. على سبيل المثال ، مع القيمة المتساوية للطاقة المستهلكة ، ستكون الكتلة الحيوية المتراكمة بواسطة البكتيريا أقل بكثير من الكتلة الحيوية المتراكمة بواسطة الكائنات الحية الكبيرة (على سبيل المثال ، الثدييات). تظهر صورة مختلفة عند التفكير في الإنتاجية. نظرًا لأن الإنتاجية هي معدل الزيادة في الكتلة الحيوية ، فهي أعلى في الحيوانات الصغيرة ، التي تتمتع بمعدلات أعلى في التكاثر وتجديد الكتلة الحيوية.
بسبب فقدان الطاقة داخل سلاسل الغذاء واعتماد التمثيل الغذائي على حجم الأفراد ، يكتسب كل مجتمع بيولوجي بنية غذائية معينة ، والتي يمكن أن تكون بمثابة خاصية مميزة للنظام البيئي. يتميز الهيكل الغذائي إما بإنتاجية متزايدة ، أو بمقدار الطاقة الثابتة لكل وحدة مساحة لكل وحدة زمنية بكل مستوى غذائي لاحق. يمكن تصوير الهيكل الغذائي بيانياً في شكل أهرامات ، قاعدتها هي المستوى الغذائي الأول (مستوى المنتجين) ، والمستويات الغذائية اللاحقة تشكل "أرضيات" الهرم. هناك ثلاثة أنواع من الأهرامات البيئية.
1) هرم الأرقام (المشار إليه بالرقم 1 في الرسم التخطيطي) يعرض عدد الكائنات الحية الفردية في كل مستوى من المستويات الغذائية. يعتمد عدد الأفراد في المستويات الغذائية المختلفة على عاملين رئيسيين. أولهما مستوى أعلى من التمثيل الغذائي النوعي في الحيوانات الصغيرة مقارنة بالحيوانات الكبيرة ، مما يتيح لها التفوق العددي على الأنواع الكبيرة ومعدل تكاثر أعلى. من العوامل الأخرى المذكورة أعلاه وجود حد أعلى وأدنى لحجم فرائسها في الحيوانات المفترسة. إذا كان حجم الفريسة أكبر بكثير من حجم المفترس ، فلن يتمكن من التغلب عليها. لن تتمكن الفريسة الصغيرة من تلبية احتياجات الطاقة للحيوان المفترس. لذلك ، لكل نوع مفترس حجم أمثل للفريسة ، ومع ذلك ، هناك استثناءات لهذه القاعدة (على سبيل المثال ، تقتل الأفاعي الحيوانات الأكبر منها بالسم). يمكن توجيه أهرامات الأرقام إلى أسفل إذا كان المنتجون أكبر بكثير من المستهلكين الأساسيين (مثال على ذلك هو النظام البيئي للغابات ، حيث يكون المنتجون من الأشجار والمستهلكون الأساسيون هم الحشرات).
2) هرم الكتلة الحيوية (في الرسم البياني - 2). بمساعدتها ، يمكنك إظهار نسبة الكتل الحيوية بوضوح في كل مستوى من المستويات الغذائية. يمكن أن يكون مباشرًا ، إذا وصل حجم المنتجين وعمرهم إلى قيم كبيرة نسبيًا (النظم البيئية الأرضية والمياه الضحلة) ، ويمكن عكسها ، عندما يكون المنتجون صغار الحجم ودورة حياة قصيرة (المسطحات المائية المفتوحة والعميقة).
3) هرم الطاقة (في الرسم البياني - 3). يعكس مقدار تدفق الطاقة والإنتاجية في كل مستوى من المستويات الغذائية. على عكس أهرامات الوفرة والكتلة الحيوية ، لا يمكن عكس هرم الطاقة ، لأن انتقال الطاقة الغذائية إلى مستويات غذائية أعلى يحدث مع فقد طاقة كبير. وبالتالي ، لا يمكن أن تكون الطاقة الإجمالية لكل مستوى غذائي سابق أعلى من طاقة المستوى التالي. يعتمد المنطق أعلاه على استخدام القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، وبالتالي ، فإن هرم الطاقة في النظام البيئي بمثابة توضيح واضح له.
من بين جميع الخصائص الغذائية المذكورة أعلاه للنظام البيئي ، فقط هرم الطاقة يعطي الصورة الأكثر اكتمالا لتنظيم المجتمعات البيولوجية. في هرم الأرقام ، هناك مبالغة كبيرة في دور الكائنات الحية الصغيرة ، وفي هرم الكتلة الحيوية ، يتم المبالغة في تقدير دور الكائنات الحية الكبيرة. في هذه الحالة ، هذه المعايير غير مناسبة لمقارنة الدور الوظيفي للسكان الذين يختلفون بشكل كبير في قيمة نسبة معدل التمثيل الغذائي إلى حجم الأفراد. لهذا السبب ، فإن تدفق الطاقة هو المعيار الأنسب لمقارنة المكونات الفردية لنظام بيئي مع بعضها البعض ، وكذلك لمقارنة نظامين بيئيين مع بعضهما البعض.
تساهم معرفة القوانين الأساسية لتحويل الطاقة في نظام بيئي إلى فهم أفضل لعمليات أداء النظام البيئي. هذا مهم بشكل خاص بسبب حقيقة أن التدخل البشري في "عمله" الطبيعي يمكن أن يؤدي إلى تدمير النظام البيئي. في هذا الصدد ، يجب أن يكون قادرًا على التنبؤ بنتائج أنشطته مسبقًا ، ويمكن أن توفر فكرة تدفق الطاقة في النظام البيئي دقة أكبر لهذه التنبؤات.
مقدمة
1. سلاسل الغذاء والمستويات الغذائية
2. شبكات الغذاء
3. توصيلات الغذاء بالمياه العذبة
4. الروابط الغذائية للغابة
5. فقدان الطاقة في دوائر الطاقة
6. الأهرامات البيئية
6.1 أهرامات الأعداد
6.2 أهرامات الكتلة الحيوية
استنتاج
فهرس
مقدمة
الكائنات الحية في الطبيعة مرتبطة بالطاقة والمغذيات المشتركة. يمكن تشبيه النظام البيئي بأكمله بآلية واحدة تستهلك الطاقة والعناصر الغذائية للقيام بالعمل. تنشأ المغذيات في البداية من المكون اللاأحيائي للنظام ، والتي تعود في النهاية إما كمخلفات أو بعد موت الكائنات الحية وتدميرها.
داخل النظام البيئي ، يتم إنشاء المواد العضوية التي تحتوي على الطاقة بواسطة الكائنات ذاتية التغذية وتعمل كغذاء (مصدر للمادة والطاقة) للكائنات غيرية التغذية. مثال نموذجي: حيوان يأكل النباتات. هذا الحيوان ، بدوره ، يمكن أن يأكله حيوان آخر ، وبهذه الطريقة يمكن نقل الطاقة من خلال عدد من الكائنات - كل كائن لاحق يتغذى على الكائن السابق ، ويزوده بالمواد الخام والطاقة. يسمى هذا التسلسل السلسلة الغذائية ، ويسمى كل رابط المستوى الغذائي.
الغرض من الملخص هو وصف الروابط الغذائية في الطبيعة.
1. سلاسل الغذاء والمستويات الغذائية
التكوينات الحيوية معقدة للغاية. لديهم دائمًا العديد من سلاسل الغذاء المتوازية والمتشابكة بشكل معقد ، وغالبًا ما يتم قياس العدد الإجمالي للأنواع بالمئات أو حتى الآلاف. دائمًا تقريبًا ، تتغذى الأنواع المختلفة على العديد من الكائنات المختلفة وتعمل نفسها كغذاء للعديد من أعضاء النظام البيئي. والنتيجة هي شبكة معقدة من وصلات الطعام.
كل رابط في السلسلة الغذائية يسمى المستوى الغذائي. يتم احتلال المستوى الغذائي الأول بواسطة autotrophs ، أو ما يسمى بالمنتجين الأساسيين. الكائنات الحية من المستوى الغذائي الثاني تسمى المستهلكين الأساسيين ، والثالث - المستهلكون الثانويون ، إلخ. عادة هناك أربعة أو خمسة مستويات غذائية ونادرًا ما يزيد عن ستة.
المنتجون الأساسيون هم الكائنات ذاتية التغذية ، وخاصة النباتات الخضراء. بعض بدائيات النوى ، أي الطحالب الخضراء المزرقة وعدد قليل من أنواع البكتيريا ، تقوم أيضًا بعملية التمثيل الضوئي ، لكن مساهمتها صغيرة نسبيًا. تقوم المواد التركيبية الضوئية بتحويل الطاقة الشمسية (طاقة ضوئية) إلى طاقة كيميائية موجودة في الجزيئات العضوية التي تتكون منها الأنسجة. كما تساهم بكتيريا التخليق الكيميائي ، التي تستخلص الطاقة من المركبات غير العضوية ، مساهمة صغيرة في إنتاج المواد العضوية.
في النظم البيئية المائية ، المنتجون الرئيسيون هم الطحالب - غالبًا كائنات صغيرة وحيدة الخلية تشكل العوالق النباتية للطبقات السطحية للمحيطات والبحيرات. على الأرض ، يأتي معظم الإنتاج الأولي من الأشكال الأكثر تنظيماً المتعلقة بعاريات البذور وكاسيات البذور. أنها تشكل الغابات والمروج.
يتغذى المستهلكون الأساسيون على المنتجين الأساسيين ، أي أنهم من الحيوانات العاشبة. على الأرض ، تعتبر العديد من الحشرات والزواحف والطيور والثدييات من الحيوانات العاشبة النموذجية. أهم مجموعات الثدييات العاشبة هي القوارض وذوات الحوافر. وتشمل هذه الأخيرة حيوانات الرعي مثل الخيول والأغنام والماشية ، التي تم تكييفها للتشغيل في متناول أيديهم.
في النظم الإيكولوجية المائية (المياه العذبة والبحرية) ، عادة ما يتم تمثيل الأشكال العاشبة بالرخويات والقشريات الصغيرة. تتغذى معظم هذه الكائنات الحية - كلادوسيران ومجدافيات الأرجل ، ويرقات سرطان البحر ، والرنقيل ، والرخويات ذات الصدفتين (مثل بلح البحر والمحار) - عن طريق تصفية الماء من أصغر المنتجين الأساسيين. جنبا إلى جنب مع البروتوزوا ، العديد منهم يشكلون الجزء الأكبر من العوالق الحيوانية التي تتغذى على العوالق النباتية. تعتمد الحياة في المحيطات والبحيرات بشكل كامل تقريبًا على العوالق ، حيث تبدأ بها جميع سلاسل الغذاء تقريبًا.
مادة نباتية (مثل الرحيق) ← ذبابة ← عنكبوت ←
→ زبابة → بومة
عصير شجيرة الورد ← المن ← الخنفساء ← العنكبوت ← الطيور الآكلة للحشرات ← الطيور الجارحة
هناك نوعان رئيسيان من شبكات الغذاء - الرعي والحطام. أعلاه كانت أمثلة على سلاسل المراعي التي تحتل فيها النباتات الخضراء المستوى الغذائي الأول ، والثاني من قبل حيوانات المراعي والثالث من قبل الحيوانات المفترسة. لا تزال أجساد الحيوانات والنباتات الميتة تحتوي على طاقة و "مواد بناء" بالإضافة إلى إفرازات حيوية مثل البول والبراز. تتحلل هذه المواد العضوية بفعل الكائنات الحية الدقيقة ، وهي الفطريات والبكتيريا التي تعيش على شكل نباتات رمية على الحطام العضوي. تسمى هذه الكائنات المتحللات. يطلقون إنزيمات الجهاز الهضمي في الجثث أو الفضلات وتمتص نواتج الهضم. يمكن أن يختلف معدل التحلل. يتم استهلاك المواد العضوية من البول والبراز وجثث الحيوانات في غضون أسابيع قليلة ، في حين أن الأشجار والفروع المتساقطة يمكن أن تتحلل لسنوات عديدة. تلعب الفطريات دورًا مهمًا جدًا في تحلل الأخشاب (ومخلفات النباتات الأخرى) ، والتي تفرز إنزيمًا يسمى السليلوز ، والذي يعمل على تليين الخشب ، وهذا يسمح للحيوانات الصغيرة بالدخول وامتصاص المادة اللينة.
تسمى قطع المواد المتحللة جزئيًا المخلفات ، وتتغذى عليها العديد من الحيوانات الصغيرة (مغذيات الترسبات) ، مما يسرع من عملية التحلل. نظرًا لأن هذه العملية تتضمن كلاً من المُحلِّلات الحقيقية (الفطريات والبكتيريا) والمُحَفِلات (الحيوانات) ، يُطلق على كلاهما أحيانًا اسم المُحلِّلات ، على الرغم من أن هذا المصطلح في الواقع يشير فقط إلى الكائنات الحية الرخامية.
الكائنات الحية الأكبر ، بدورها ، يمكن أن تتغذى على ديتوفاج ، ومن ثم يتم إنشاء سلسلة غذائية من نوع مختلف - سلسلة ، سلسلة تبدأ بالمخلفات:
Detritus → Detritophage → المفترس
تشمل مغذيات المخلفات في الغابات والمجتمعات الساحلية دودة الأرض ، قمل الخشب ، يرقات ذبابة الجيف (الغابة) ، متعدد الأشواك ، القرمزي ، خيار البحر (المنطقة الساحلية).
فيما يلي سلسلتان نموذجيتان للغذاء في غاباتنا:
القمامة ← دودة الأرض ← الشحرور ← العصفور
حيوان ميت ← يرقات ذبابة الجيف ← ضفدع شائع ← ثعبان عادي
بعض الحشرات النموذجية هي ديدان الأرض وقمل الخشب وذوات الأرجل وأصغر حجمًا (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.
2. شبكات الغذاء
في مخططات السلسلة الغذائية ، يتم تمثيل كل كائن حي على أنه يتغذى على كائنات أخرى من نوع واحد. ومع ذلك ، فإن الروابط الغذائية الحقيقية في النظام البيئي أكثر تعقيدًا ، حيث يمكن للحيوان أن يتغذى على كائنات من أنواع مختلفة من نفس السلسلة الغذائية أو حتى من سلاسل غذائية مختلفة. هذا ينطبق بشكل خاص على الحيوانات المفترسة من المستويات الغذائية العليا. تتغذى بعض الحيوانات على كل من الحيوانات والنباتات الأخرى ؛ يطلق عليهم آكلات اللحوم (مثل ، على وجه الخصوص ، الرجل). في الواقع ، تتشابك سلاسل الغذاء بطريقة تتشكل بها شبكة غذائية (غذائية). يمكن أن يُظهر مخطط شبكة الغذاء عددًا قليلاً فقط من العلاقات العديدة الممكنة ، وعادةً ما يشتمل على مفترس واحد أو اثنين فقط من كل مستوى من المستويات الغذائية العليا. توضح هذه الرسوم البيانية العلاقات التغذوية بين الكائنات الحية في النظام البيئي وتعمل كأساس للدراسات الكمية للأهرامات البيئية وإنتاجية النظام البيئي.
3. توصيلات الغذاء بالمياه العذبة
تتكون سلاسل إمدادات المياه العذبة من عدة روابط متتالية. على سبيل المثال ، تتغذى الكائنات الأولية على بقايا النباتات والبكتيريا التي تنمو عليها ، والتي تأكلها القشريات الصغيرة. تعمل القشريات بدورها كغذاء للأسماك ، ويمكن للأسماك المفترسة أن تأكل هذه الأخيرة. تأكل جميع الأنواع تقريبًا أكثر من نوع واحد من الطعام ، ولكنها تستخدم عناصر غذائية مختلفة. سلاسل الغذاء متشابكة بشكل معقد. يتبع هذا استنتاج عام مهم: إذا سقط أي عضو في التكاثر الحيوي ، فلن يتم إزعاج النظام ، حيث يتم استخدام مصادر غذائية أخرى. كلما زاد تنوع الأنواع ، زاد استقرار النظام.
المصدر الأساسي للطاقة في التكاثر الحيوي المائي ، كما هو الحال في معظم النظم البيئية ، هو ضوء الشمس ، الذي من خلاله تصنع النباتات المواد العضوية. من الواضح أن الكتلة الحيوية لجميع الحيوانات الموجودة في الخزان تعتمد كليًا على الإنتاجية البيولوجية للنباتات.
معظم الكائنات الحية تأكل طعامًا عضويًا ، هذه هي خصوصية حياتها على كوكبنا. ومن بين هذه الأطعمة النباتات ولحوم الحيوانات الأخرى ومنتجاتها من النشاط والمواد الميتة الجاهزة للتحلل. تحدث عملية التغذية في الأنواع المختلفة من النباتات والحيوانات بطرق مختلفة ، ولكن ما يسمى بهم يتشكل دائمًا ، حيث يقومون بتحويل المادة والطاقة ، وبالتالي يمكن أن تنتقل العناصر الغذائية من كائن إلى آخر ، ويقومون بتداول المواد. في الطبيعة.
في الغابة
الكثير من سطح الأرض مغطى بغابات من أنواع مختلفة. هذه هي الرئتان وأداة تطهير كوكبنا. ليس عبثًا أن يعارض العديد من العلماء والنشطاء التقدميين المعاصرين إزالة الغابات الجماعية اليوم. يمكن أن تكون السلسلة الغذائية في الغابة متنوعة تمامًا ، ولكن كقاعدة عامة ، لا تتضمن أكثر من 3-5 روابط. من أجل فهم جوهر القضية ، دعونا ننتقل إلى المكونات المحتملة لهذه السلسلة.
المنتجون والمستهلكون
- الأول هو الكائنات الحية ذاتية التغذية التي تتغذى على الطعام غير العضوي. يأخذون الطاقة والمادة لخلق أجسامهم ، باستخدام الغازات والأملاح من بيئتهم. مثال على ذلك النباتات الخضراء التي تحصل على غذائها من ضوء الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي. أو الأنواع العديدة من الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في كل مكان: في الهواء ، في التربة ، في الماء. المنتجون هم الذين يشكلون الحلقة الأولى في أي سلسلة غذائية تقريبًا في الغابة (سيتم تقديم الأمثلة أدناه).
- والثاني كائنات غيرية التغذية تتغذى على المواد العضوية. من بينها - الدرجة الأولى هي تلك التي تقوم بالتغذية مباشرة على حساب النباتات والبكتيريا والمنتجين. المرتبة الثانية هي أولئك الذين يأكلون طعامًا حيوانيًا (مفترسات أو آكلات اللحوم).
النباتات
كقاعدة عامة ، تبدأ السلسلة الغذائية في الغابة معهم. هم بمثابة الحلقة الأولى في هذه الدورة. تستخرج الأشجار والشجيرات والأعشاب والطحالب الطعام من المواد غير العضوية باستخدام أشعة الشمس والغازات والمعادن. يمكن أن تبدأ السلسلة الغذائية في الغابة ، على سبيل المثال ، بشجرة البتولا ، التي يأكل لحاءها أرنبة ، وفي المقابل ، يقتلها الذئب ويأكلها.
الحيوانات العاشبة
في مجموعة متنوعة من الغابات ، توجد بكثرة الحيوانات التي تتغذى على الأطعمة النباتية. بالطبع ، على سبيل المثال ، يختلف كثيرًا في محتواه عن أراضي المنطقة الوسطى. يسكن الغابة أنواع مختلفة من الحيوانات ، وكثير منها من الحيوانات العاشبة ، مما يعني أنها تشكل الحلقة الثانية من السلسلة الغذائية ، وتتغذى على الأطعمة النباتية. من الفيلة ووحيد القرن إلى الحشرات الدقيقة ، من البرمائيات والطيور إلى الثدييات. لذلك ، في البرازيل ، على سبيل المثال ، هناك أكثر من 700 نوع من الفراشات ، كلها تقريبًا من العاشبة.
وبطبيعة الحال ، فإن الحيوانات الموجودة في حزام الغابات في الجزء الأوسط من روسيا أفقر. وفقًا لذلك ، هناك خيارات أقل بكثير للسلسلة الغذائية. السناجب والأرانب البرية والقوارض الأخرى والغزلان والموظ والأرانب البرية هي أساس هذه السلاسل.
المفترسات أو الحيوانات آكلة اللحوم
يطلق عليهم ذلك لأنهم يأكلون اللحم ، ويتغذون على لحوم الحيوانات الأخرى. يحتلون موقعًا مهيمنًا في السلسلة الغذائية ، وغالبًا ما يكونون الحلقة النهائية. في غاباتنا ، هذه هي الثعالب والذئاب والبوم والنسور ، وأحيانًا الدببة (لكنها في الواقع تنتمي إلى كل من الأطعمة النباتية والحيوانية). يمكن لواحد والعديد من الحيوانات المفترسة أن يشاركوا في السلسلة الغذائية ، ويأكلون بعضهم البعض. عادة ما يكون الرابط الختامي هو أكبر وأقوى آكلات اللحوم. في غابة المنطقة الوسطى ، يمكن أن يلعب هذا الدور ، على سبيل المثال ، من قبل الذئب. لا يوجد الكثير من هذه الحيوانات المفترسة ، وسكانها مقيدون بالقاعدة الغذائية واحتياطيات الطاقة. منذ ذلك الحين ، وفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة ، أثناء انتقال العناصر الغذائية من رابط إلى آخر ، يمكن فقد ما يصل إلى 90 ٪ من المورد. ربما هذا هو السبب في أن عدد الروابط في معظم سلاسل الغذاء لا يمكن أن يتجاوز خمسة.
الزبالون
تتغذى على بقايا الكائنات الحية الأخرى. من الغريب أن هناك أيضًا الكثير منها في طبيعة الغابة: من الكائنات الحية الدقيقة والحشرات إلى الطيور والثدييات. العديد من الخنافس ، على سبيل المثال ، تستخدم جثث الحشرات الأخرى وحتى الفقاريات كغذاء. والبكتيريا قادرة على تحلل أجسام الثدييات الميتة في وقت قصير إلى حد ما. يلعب الزبالون دورًا كبيرًا في الطبيعة. إنهم يدمرون المادة ، ويحولونها إلى مواد غير عضوية ، ويطلقون الطاقة ، ويستخدمونها في حياتهم. إذا لم يكن الأمر يتعلق بالقمامة ، فمن المحتمل أن الفضاء الأرضي بأكمله سيُغطى بأجساد الحيوانات والنباتات التي ماتت طوال الوقت.
في الغابة
لبناء سلسلة غذائية في الغابة ، عليك أن تعرف عن السكان الذين يعيشون هناك. وأيضًا حول ما يمكن أن تأكله هذه الحيوانات.
- لحاء البتولا - يرقات الحشرات - الطيور الصغيرة - الطيور الجارحة.
- الأوراق المتساقطة هي بكتيريا.
- كاتربيلر فراشة - فأر - ثعبان - قنفذ - ثعلب.
- الجوزة - الفأر - الثعلب.
- حبوب - فأر - بومة.
وهناك أصناف أكثر واقعية: الأوراق الميتة - البكتيريا - ديدان الأرض - الفئران - الخلد - القنفذ - الثعلب - الذئب. ولكن ، كقاعدة عامة ، لا يزيد عدد الروابط عن خمسة. تختلف السلسلة الغذائية في غابة التنوب قليلاً عن تلك الموجودة في الغابة المتساقطة الأوراق.
- بذور الحبوب - عصفور - قط بري.
- زهور (رحيق) - فراشة - ضفدع - أيضا.
- مخروط التنوب - نقار الخشب - النسر.
يمكن أن تتشابك سلاسل الغذاء في بعض الأحيان مع بعضها البعض ، مما يشكل هياكل أكثر تعقيدًا ومتعددة المستويات يتم دمجها في نظام بيئي واحد للغابات. على سبيل المثال ، لا يتردد الثعلب في أكل كل من الحشرات ويرقاتها والثدييات ، لذلك تتقاطع العديد من سلاسل الغذاء.
من يأكل ماذا
اصنع سلسلة طعام تحكي عن أبطال أغنية "جندب كان جالسًا في العشب"
الحيوانات التي تأكل الأطعمة النباتية تسمى العواشب. تلك الحيوانات التي تأكل الحشرات تسمى الحشرات. يتم اصطياد الفريسة الأكبر من قبل الحيوانات المفترسة أو الحيوانات المفترسة. الحشرات التي تأكل الحشرات الأخرى تعتبر أيضًا من الحيوانات المفترسة. أخيرًا ، هناك حيوانات آكلة اللحوم (تأكل كل من الأطعمة النباتية والحيوانية).
ما هي المجموعات التي يمكن تقسيمها إلى حيوانات حسب طريقة أكلها؟ املأ الرسم التخطيطي.
سلاسل التوريد
الكائنات الحية مرتبطة ببعضها البعض في السلسلة الغذائية. على سبيل المثال: تنمو أشجار الحور الرجراج في الغابة. تتغذى الأرانب البرية على لحائها. يمكن أن يمسك الذئب ويأكله. اتضح أن مثل هذه السلسلة الغذائية: الحور الرجراج - الأرنب - الذئب.
ارسم ودوّن دوائر الطاقة.
أ) العنكبوت ، الزرزور ، يطير
الجواب: يطير - عنكبوت - زرزور
ب) اللقلق والذباب والضفدع
الجواب: يطير - الضفدع - اللقلق
ج) الفأر والحبوب والبومة
الجواب: حبوب - فأر - بومة
د) سبيكة ، فطر ، ضفدع
الجواب: فطر - سبيكة - ضفدع
ه) الصقر ، السنجاب ، النتوء
الجواب: نتوء - سنجاب - صقر
اقرأ نصوصًا قصيرة عن الحيوانات من كتاب "مع حب الطبيعة". تحديد وتسجيل نوع الطعام الذي تتغذى عليه الحيوانات.
في الخريف ، يبدأ الغرير في الاستعداد لفصل الشتاء. يأكل ويصبح سمينًا جدًا. كل ما يصادفه يخدمه كطعام: الخنافس ، والرخويات ، والسحالي ، والضفادع ، والفئران ، وأحيانًا الأرانب الصغيرة. يأكل التوت البري والفواكه.
الجواب: الغرير النهمة
في الشتاء ، يصطاد الثعلب الفئران تحت الثلج ، وأحيانًا يصطاد الحجل. في بعض الأحيان كانت تبحث عن الأرانب البرية. لكن الأرانب تجري أسرع من الثعلب ويمكن أن تهرب منه. في الشتاء ، تقترب الثعالب من المستوطنات البشرية وتهاجم الدواجن.
الجواب: الثعلب لاحم
في أواخر الصيف والخريف ، يجمع السنجاب الفطر. تقوم بوخزهم على أغصان الأشجار لتجفيف الفطر. كما يقوم السنجاب بدفع الجوز والجوز في تجاويف وشقوق. كل هذا سيكون مفيدًا لها في الشتاء قلة الطعام.
الجواب: السنجاب العاشبة
الذئب وحش خطير. في الصيف ، يهاجم حيوانات مختلفة. كما يأكل الفئران والضفادع والسحالي. يقضي على أعشاش الطيور على الأرض ، ويأكل البيض والفراخ والطيور.
الجواب: الذئب لاحم
يكسر الدب جذوعه المتعفنة ويبحث عن يرقات الدهون لخنافس الحطاب وغيرها من الحشرات الآكلة للخشب فيها. يأكل كل شيء: يمسك الضفادع والسحالي بكلمة واحدة مهما حصل. يحفر المصابيح والدرنات من الأرض. غالبًا ما تجد دبًا في حقول التوت ، حيث يأكل التوت بشغف. في بعض الأحيان يهاجم الدب الجائع الموظ والغزال.
الجواب: الدب النهم
باستخدام النصوص من المهمة السابقة ، قم بتكوين وكتابة العديد من دوائر الطاقة.
1. الفراولة - البزاقة - الغرير
2- لحاء الشجر - الأرنب - الثعلب
3. الحبوب - الطيور - الذئب
4. خشب - يرقات خنفساء - حطاب - دب
5- براعم الشجر الصغيرة - غزال - دب
بناء سلسلة الطاقة باستخدام الصور.
جار التحميل ...