Это искусственная экосистема, созданная человеком (поле пшеницы, яблоневый сад).

1. В агроэкосистеме живет меньше видов, чем в естественной экосистеме. Поэтому пищевые цепи в агроэкосистеме короткие, неразветвленные, из-за этого круговорот веществ неустойчивый, следовательно, сама агроэкосистема неустойчива. Если человек не будет за ней ухаживать (поливать, удобрять, пропалывать), то она разрушится, например, поле пшеницы зарастет, превратится в луг. Таким образом, естественная экосистема получает энергию только от солнечного света, а агроэкосистема – от Солнца и от человека (основной источник энергии для агроэкосистемы – всё-таки Солнце).

2. В агроэкосистеме живет очень много растений одного вида (монокультура), следовательно, создаются хорошие условия для консументов, питающихся этим видом (вирусов, бактерий, нематод, клещей, насекомых и т.п.). Поэтому в сельском хозяйстве обязательно надо бороться с вредителями. Основные способы:

• ядохимикаты (плюс – дёшево, минус – уничтожаются естественные враги вредителей, так что их численность может, наоборот, возрасти);
• биологические методы (использование естественных врагов – наездников против бабочек, божьих коровок против тли и т.п.);
• севооборот (каждый год на поле выращивается другая культура, чтобы вредители не накапливались в почве)

3. В естественной экосистеме растения своими корнями забирают из почвы минеральные соли, затем растения поедаются консументами, разрушаются редуцентами, и соли возвращаются назад в почву – это замкнутый круговорот веществ. На поле пшеницы урожай собирается и вывозится, и минеральные соли в почву не возвращаются (незамкнутый круговорот веществ). Поэтому в сельском хозяйстве применяют удобрения – минеральные (соли) и органические (навоз).

Еще можно почитать

ПОДРОБНЫЕ КОНСПЕКТЫ: Агроэкосистема (агроценоз), Экосистема – определения, Экологические факторы, Пищевая цепь

 

ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2 ЕГЭ ПО ЭТОЙ ТЕМЕ

Задания части 1

Выберите один, наиболее правильный вариант. Основным источником энергии для агроэкосистем являются
1) минеральные удобрения
2) солнечные лучи
3) органические удобрения
4) почвенные воды

Выберите один, наиболее правильный вариант. Большую роль в повышении продуктивности агроэкосистем играет
1) превышение нормы высева семян
2) введение севооборота на полях
3) выращивание растений одного вида
4) увеличение площади агроценоза

Выберите один, наиболее правильный вариант. Почему поле, засеянное культурными растениями, нельзя считать природной экосистемой
1) отсутствуют цепи питания
2) не происходит круговорот веществ
3) кроме солнечной используется дополнительная энергия
4) растения не располагаются в пространстве ярусами

Выберите один, наиболее правильный вариант. В чем проявляется сходство плантации сахарной свеклы и экосистемы луга
1) имеют незамкнутый круговорот веществ
2) для них характерна небольшая длина цепей питания
3) в них отсутствуют вторичные консументы (хищники)
4) имеют пищевые цепи и сети

Выберите один, наиболее правильный вариант. УКАЖИТЕ НЕВЕРНОЕ УТВЕРЖДЕНИЕ. Оставленный человеком агроценоз гибнет, так как
1) культурные растения вытесняются сорняками
2) он не может существовать без удобрений и ухода
3) он не выдерживает конкуренции с естественными биоценозами
4) усиливается конкуренция между культурными растениями

АГРОЦЕНОЗ
1. Выберите три варианта. В агроэкосистеме картофельного поля, в отличие от экосистемы луга
1) отсутствуют консументы
2) высокая численность продуцентов одного вида
3) незамкнутый круговорот веществ
4) преобладают растительноядные насекомые
5) отсутствуют редуценты
6) нарушена саморегуляция

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Природный луг, в отличие от поля,
1) требует вмешательства человека для постоянного поддержания и восстановления видового состава
2) является местом обитания диких животных и дикорастущих растений
3) характеризуется истощением и эрозией плодородных почв
4) обладает способностью к саморегуляции и самовосстановлению
5) не имеет редуцентов
6) характеризуется большим разнообразием видов растений

3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Агроценозы, по сравнению с биогеоценозами, являются неустойчивыми экосистемами, так как
1) цепи питания неразветвленные и короткие
2) отсутствуют разрушители
3) цепи питания отсутствуют
4) преобладает один вид производителей
5) круговорот веществ незамкнутый
6) отсутствуют потребители

4. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Выберите признаки агроценоза
1) активное размножение консументов III порядка
2) имеет продуцентов, редуцентов, консументов
3) часть продукции изымается человеком
4) имеет сбалансированный круговорот веществ
5) происходит перегнивание растительных остатков

6) характеризуется небольшим видовым разнообразием

5. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из приведённых ниже признаков характерны для экосистемы кукурузного поля?
1) короткие пищевые цепи
2) низкая продуктивность
3) преобладание монокультуры
4) большое разнообразие консументов
5) низкая экологическая устойчивость
6) сбалансированный круговорот веществ

АГРОЦЕНОЗ ПРИМЕРЫ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. К агроценозам относятся
1) еловый лес
2) лесное озеро
3) лесопосадки
4) суходольный луг
5) пшеничное поле
6) вишневый сад

БИОЦЕНОЗ
1. Выберите три варианта. В экосистеме широколиственного леса — дубраве
1) короткие пищевые цепи
2) устойчивость обеспечивается разнообразием растений и животных
3) высокая биологическая продуктивность
4) видовой состав растений и животных ограничен
5) почва богата гумусом
6) в почве отсутствуют редуценты

2. Выберите три варианта. В природной экосистеме, в отличие от искусственной
1) длинные цепи питания
2) короткие цепи питания
3) небольшое число видов
4) осуществляется саморегуляция
5) замкнутый круговорот веществ
6) используются дополнительные источники энергии наряду с солнечной

3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Признаки, характерные для биогеоценоза:
1) использование минеральных удобрений
2) разветвлённые пищевые цепи
3) осуществление замкнутого круговорота веществ
4) относительная устойчивость и стабильность
5) отсутствие редуцентов
6) проявление искусственного отбора

4. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Коралловому рифу как устойчивому сообществу свойственны
1) богатое разнообразие видов организмов
2) очень высокая биологическая продуктивность
3) изъятие части зообионта человеком
4) преобладание в сообществе кораллов одного вида
5) сбалансированный круговорот веществ
6) короткие цепи питания

5. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В экосистеме пойменного луга
1) разнообразный видовой состав трав
2) преобладание продуцентов одного вида
3) отсутствие консументов и редуцентов
4) сбалансированный круговорот веществ
5) действие искусственного отбора велико
6) разветвленные пищевые цепи

БИОЦЕНОЗ ПРИМЕРЫ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных сообществ относят к природным биоценозам?
1) вишнёвый сад
2) мхи на коре деревьев
3) заливной луг
4) смешанный лес
5) ковыльная степь
6) пшеничное поле

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. К естественным биогеоценозам относят
1) низинное болото
2) ржаное поле
3) суходольный луг
4) вишневый сад
5) банановую плантацию
6) сосновый бор

3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. К устойчивым экосистемам относятся:
1) вишневый сад
2) картофельное поле
3) таежный лес
4) смешанный лес
5) пшеничное поле
6) березовая роща

АГРОЦЕНОЗ — БИОЦЕНОЗ
1. Установите соответствие между характеристикой экосистемы и её видом: 1) агробиоценоз, 2) биогеоценоз. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) разнообразные цепи и сети питания
Б) большое разнообразие видов
В) наличие монокультуры
Г) замкнутый круговорот веществ
Д) неустойчивость во времени
Е) необходимость в дополнительной энергии

2. Установите соответствие между характеристикой экосистем и их типом: 1) природная экосистема, 2) агроэкосистема
А) преобладают растения одного вида
Б) обитает большое разнообразие видов
В) осуществляется саморегуляция численности популяций
Г) круговорот веществ незамкнутый
Д) большую роль играет антропогенный фактор
Е) пищевые цепи длинные

3. Установите соответствие между характеристиками и экосистемами: 1) биогеоценоз, 2) агроценоз. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) преобладание монокультуры
Б) большое видовое разнообразие
В) использование дополнительной энергии
Г) сбалансированный круговорот веществ
Д) действие естественного и искусственного отборов
Е) пищевые цепи короткие, состоящие из двух-трех звеньев

4. Установите соответствие между признаками и экосистемами: 1) ковыльная степь, 2) пшеничное поле. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) разветвленные сети питания
Б) короткие пищевые цепи
В) низкая саморегуляция
Г) разнообразие продуцентов
Д) видовое разнообразие животных
Е) доминирование монокультуры

5. Установите соответствие между экосистемами и их особенностями: 1) картофельное поле, 2) луг. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) преобладает монокультура
Б) круговорот веществ незамкнутый
В) совместно обитает много видов
Г) устойчивая система
Д) цепи питания длинные
Е) требуется приток дополнительной энергии

6. Установите соответствие между экосистемами и их особенностями: 1) дубрава, 2) яблоневый сад. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) круговорот веществ незамкнутый
Б) характерно видовое разнообразие
В) круговорот веществ замкнутый
Г) присутствует доминантный вид
Д) неустойчивая экосистема
Е) пищевые цепи разветвленные

7сб. Установите соответствие между характеристиками и примерами экосистем: 1) пресноводное озеро, 2) нагульный пруд хозяйства. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) несбалансированный круговорот веществ
Б) большая биомасса монокультуры
В) включает в себя неразветвленные пищевые сети

Г) действует искусственный отбор

Д) используются пищевые добавки

Е) происходит самовозобновление экосистемы

8е. Установите соответствие между характеристиками и экосистемами: 1) мелколиственный лес, 2) гречишное поле. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) сбалансированный круговорот веществ
Б) пищевые цепи короткие, состоящие из двух-трёх звеньев
В) преобладание монокультуры
Г) использование дополнительной энергии
Д) большое видовое разнообразие
Е) действие естественного и искусственного отборов

АГРОЦЕНОЗ — БИОЦЕНОЗ СХОДСТВА
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В агроэкосистеме ячменного поля, как и в любой другой экосистеме,
1) осуществляется саморегуляция
2) имеются продуценты, консументы и редуценты
3) осуществляется замкнутый круговорот веществ
4) используется солнечная энергия
5) образуются пищевые связи
6) имеются разветвлённые пищевые сети

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Выберите общие признаки, характерные как для естественных, так и для искусственных экосистем.
1) имеют сбалансированный круговорот веществ
2) используют дополнительные источники энергии
3) устойчивы во времени
4) содержат продуцентов, консументов, редуцентов
5) представляют собой открытые системы
6) испытывают действие естественного отбора

3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Общие признаки, характеризующие природную и искусственную экосистему:
1) ярусность
2) использование энергии Солнца и энергии, вносимой человеком
3) наличие всех функциональных групп
4) полный круговорот веществ
5) влияние экологических факторов
6) постоянно высокая продуктивность

АГРОЦЕНОЗ — БИОЦЕНОЗ ПРИМЕРЫ
1. Установите соответствие между видами экосистем и их примерами: 1) искусственная экосистема, 2) естественная экосистема. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) луг
Б) парк
В) пруд
Г) озеро
Д) ботанический сад
Е) дубрава

2. Установите соответствие между примерами экосистем и их типами: 1) искусственная, 2) естественная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам
А) пшеничное поле
Б) вишневый сад
В) дубрава
Г) луг
Д) озеро
Е) болото

3. Установите соответствие между экосистемами и их видами: 1) агроценозы, 2) биогеоценозы. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) яблоневый сад
Б) осинник
В) гречишное поле
Г) смешанный лес
Д) ельник-черничник
Е) прерии и пампасы

Источник: www.bio-faq.ru

Понятие биоценоза, биогеоценоза, экосистемы

Живые организмы находятся между собой и абиотическими условиями среды обитания в определённых отношениях, образуя тем самым так называемые экологические системы.

Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет, каким будет зооценоз и микробоценоз.

Термин экосистема был предложен английским учёным А. Тенсли (1935), а термин биогеоценоз — российским учёным В. Н. Сукачевым (1942). «Экосистема» и «биогеоценоз» — понятия близкие, но не синонимы. Биогеоценоз — это экосистема в границах фитоценоза. Экосистема — понятие более общее. Каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Единая экосистема нашей планеты называется биосферой. Биосфера — экосистема высшего порядка.

Структура и функционирование экосистем

Различают видовую, пространственную и экологическую структуры биоценоза.

Любая популяция занимает определённое местообитание и определённую экологическую нишу. Местообитание — это территория, занимаемая популяцией, с комплексом присущих ей экологических факторов. Экологическая ниша — место популяции в природе, включающее не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (например, трофический статус) и его положение относительно абиотических условий существования (температуры, влажности и т. п.). Местообитание — это как бы «адрес» организма, а экологическая ниша — это его «профессия».

Функциональные группы организмов в экосистеме

Группа	Характеристика	Организмы
Продуценты	Автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез	Растения и автотрофные бактерии
Консументы	Гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов	Животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы
Редуценты	Гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ	Сапротрофные бактерии и грибы

Пищевые цепи и сети. Питаясь друг другом, живые организмы образуют цепи питания.

В пищевой цепи редко бывает больше 4–5 трофических уровней.

Трофические уровни в цепи питания

Уровень	Группа организмов	Организмы
Первый	Продуценты	Автотрофные организмы, преимущественно зелёные растения
Второй	Консументы первого порядка	Растительноядные животные
Третий	Консументы второго порядка	Первичные хищники, питающиеся растительноядными животными
Четвёртый	Консументы третьего порядка	Вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными
…	…	…
Последний	Редуценты	Сапротрофные бактерии и грибы, осуществляющие минерализацию — превращение органических остатков в неорганические вещества

Типы пищевых цепей

Тип	Характеристика	Примеры
Цепи выедания (или пастбищные)	Пищевые цепи, начинающиеся с живых фотосинтезирующих организмов	Фитопланктон → зоопланктон → рыбы микрофаги → рыбы макрофаги → птицы ихтиофаги
Цепи разложения (или детритные)	Пищевые цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных	Детрит → детритофаги → хищники микрофаги → хищники макрофаги

Таким образом, поток энергии, проходящий через экосистему, разбивается как бы на два основных направления. Энергия к консументам поступает через живые ткани растений или через запасы мертвого органического вещества. Цепи выедания преобладают в водных экосистемах, цепи разложения — в экосистемах суши.
В сообществах пищевые цепи сложным образом переплетаются и образуют пищевые сети. В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько видов, каждый из которых, в свою очередь, может служить пищей нескольким видам. С одной стороны, каждый трофический уровень представлен многими популяциями разных видов, с другой стороны, многие популяции принадлежат сразу к нескольким трофическим уровням. В результате благодаря сложности пищевых связей выпадение какого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме.

Поток энергии и круговорот веществ в экосистеме. В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. Выделенные в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, так и гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации, то есть превращению в неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы автотрофами для синтеза органических веществ. Так осуществляется биологический круговорот веществ.
В то же время энергия не может циркулировать в пределах экосистемы. Поток энергии (передача энергии), заключенной в пище, в экосистеме осуществляется однонаправлено от автотрофов к гетеротрофам.
При передаче энергии с одного трофического уровня на другой большая часть энергии рассеивается в виде тепла (в соответствии со вторым законом термодинамики) и только около 10 % от первоначального количества передаётся по пищевой цепи.
В результате пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три основных типа экологических пирамид.

Пирамида чисел (а) показывает, что если бы мальчик питался в течение одного года только телятиной, то для этого ему потребовалось бы 4,5 телёнка, а для пропитания телят необходимо засеять поле в 4 га люцерной, что составит 2 х 107 растений. В пирамиде биомасс (б) число особей заменено их биомассой. В пирамиде энергии (в) учтена солнечная энергия. Люцерна использует 0,24 % солнечной энергии. Для накопления продукции телятами в течение года используется 8 % энергии, аккумулированной люцерной. На развитие и рост ребёнка в течение года используется 0,7 % энергии, аккумулированной телятами. В результате чуть более одной миллионной доли солнечной энергии, падающей на поле в 4 га, используется для пропитания ребёнка в течение одного года.

Биологическая продуктивность экосистем

Прирост биомассы в экосистеме, созданной за единицу времени, называется биологической продукцией (продуктивностью). Различают первичную и вторичную продукцию сообщества.
Первичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени продуцентами. Она делится на валовую и чистую. Валовая первичная продукция (общая ассимиляция) — это общая биомасса, созданная растениями в ходе фотосинтеза. Часть её расходуется на поддержание жизнедеятельности растений — траты на дыхание (40–70%). Оставшаяся часть составляет чистую первичную продукцию (чистая ассимиляция), которая в дальнейшем используется консументами и редуцентами или накапливается в экосистеме.
Вторичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени консументами. Она различна для каждого следующего трофического уровня.
Масса организмов определённой группы (продуцентов, консументов, редуцентов) или сообщества в целом называется биомассой. Самой высокой биомассой и продуктивностью обладают тропические дождевые леса, самой низкой — пустыни и тундры.
Если в экосистеме скорость прироста растений (образования первичной продукции) выше темпов переработки её консументами и редуцентами, то это ведёт к увеличению биомассы продуцентов. Если при этом присутствует недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения, то происходит накопление мёртвого органического вещества. Это ведёт к заторфовыванию болот, образованию мощной лесной подстилки и т. п. В стабильных экосистемах биомасса остаётся постоянной, так как практически вся продукция расходуется в цепях питания.

Динамика экосистем

Изменения в сообществах могут быть циклическими и поступательными.

Типы сукцессий

Тип	Характеристика	Примеры
В зависимости от участия человека
Природные	Происходят под действием естественных причин, не связанных с деятельностью человека	Появление пруда в результате деятельности бобров; восстановление биоценоза после пожара, вызванного естественными причинами
Антропогенные	Обусловлены деятельностью человека	Эвтрофикация (зарастание) водоёма в результате попадания в него азотных и фосфорных удобрений с сельскохозяйственных полей; восстановление биоценоза после пожара, вызванного человеком
В зависимости от первоначального состояния субстрата, на котором развивается сукцессия
Первичные	Развиваются на субстрате, не занятом живыми организмами	Развиваются на скалах, обрывах, застывшей лаве, сыпучих песках, отмелях, в новых водоёмах
Вторичные	Происходят на месте уже существующих биоценозов после их нарушения	В результате вырубки леса, пожара, распашки, осушения, орошения земель
В зависимости от причин, вызвавших сукцессию
Аутогенные (самопорождающиеся)	Возникают вследствие внутренних причин (изменения среды под действием сообщества)	Регулярно-периодическое выгорание калифорнийской и австралийской чапарали в результате формирования огнеопасной среды
Аллогенные (порожденные извне)	Вызваны внешними причинами	Опустынивание степей в результате изменения климата (уменьшения количества осадков)

В своём развитии экосистема стремится к устойчивому состоянию. Сукцессионные изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную биомассу на единицу энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, называется климаксным.

Природные экосистемы

В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд типов природных экосистем (биомов). В основе классификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) растительности, для водных экосистем — гидрологические и физические особенности.
Наземные экосистемы:
1. Тундра: арктическая и альпийская.
2. Бореальные хвойные леса.
3. Листопадный лес умеренной зоны.
4. Степь умеренной зоны.
5. Тропические злаковники и саванна.
6. Чапараль (районы с дождливой зимой и засушливым летом).
7. Пустыня: травянистая и кустарниковая.
8. Полувечнозелёный тропический лес (районы с выраженными влажным и сухим сезонами).
9. Вечнозелёный тропический дождевой лес.
Пресноводные экосистемы:
1. Лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.
2. Лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.
3. Заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).
Морские экосистемы:
1. Открытый океан (пелагическая экосистема).
2. Воды континентального шельфа (прибрежные воды).
3. Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством).
4. Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, солёные марши и др.).
5. Глубоководные рифтовые зоны.
Помимо основных типов природных экосистем (биомов) различают переходные типы — экотоны. Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.

Антропогенные экосистемы

Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы, агроценозы) — искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека (пашни, сенокосы, пастбища). Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокой чистой продукции автотрофов (урожая). В них, так же как в естественных сообществах, имеются продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (насекомые, птицы, мыши и т. д.) и редуценты (сапротрофные грибы и бактерии). Обязательным звеном пищевых цепей в агроэкосистемах является человек.
Отличия агроценозов от естественных биоценозов:
• незначительное видовое разнообразие (агроценоз состоит из небольшого числа видов, имеющих высокую численность);
• короткие цепи питания;
• неполный круговорот веществ (часть питательных элементов выносится с урожаем);
• источником энергии является не только Солнце, но и деятельность человека (мелиорация, орошение, применение удобрений);
• искусственный отбор (действие естественного отбора ослаблено, отбор осуществляет человек);
• отсутствие саморегуляции (регуляцию осуществляет человек) и др.
Таким образом, агроценозы являются неустойчивыми системами и способны существовать только при поддержке человека.
Урбосистемы (урбанистические системы) — искусственные системы (экосистемы), возникающие в результате развития городов и представляющие собой средоточие населения, жилых зданий, промышленных, бытовых, культурных объектов и т. д.

Источник: examer.ru

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.

Типы

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.

Итак:

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.

В смешанных лесах

Эта зона отличается широким ареалом обитания множества разновидностей живых существ.

Вот пара примеров:

1. Гриб — лось — медведь. Короткая, но вполне отражающая особенности местной флоры и фауны взаимосвязь. Грибы-автотрофы поглощаются фитофагом-лосем. В природе на столь мощного копытного осмеливается охотиться лишь еще более мощный зверь – медведь. Именно косолапый является венцом этой экосистемы, не имея естественных врагов.
2. Ель — жук-древоточец — дятел — сокол — клещ. В данном случае цепь замыкается на редуценте – паразите, питающемся кровью сокола. Первая часть последовательности схожа с предыдущей, вторая содержит насекомое-деструктора, относящегося к группе паразитирующих организмов. Их участие в круговороте веществ весьма характерно для лесных территорий.

Напоследок стоит отметить, что наличие в пищевой сети бактерий-сапрофагов — обычное явление для практически любого типа трофических связей в упомянутых экосистемах.

В хвойных лесах

Такие леса встречаются большей частью в природной зоне тайги и тундры.

Трофические связи здесь похожи на предыдущие:

1. Сосна – белка – лиса блоха. Четырехуровневая цепь изображает типичную для тайги взаимосвязь: белка питается семенами из сосновых шишек, и сама становится добычей для крупного млекопитающего – рыжей лисицы. А на шкуре хищницы заводятся паразиты – блохи, сосущие кровь.
2. Лишайник – олень – рысь. В северных лесах произрастают мхи и лишайники. Эти растения являются основой рациона оленей. На последних часто охотятся большие таежные кошки – рыси.
3. Перегной – детритные бактерии – одноклеточные – грибы – кабан – медведь. Подобные длинные цепочки характерны для хвойных угодий. В них участвуют микроскопические организмы в качестве консументов.

Кроме того, в такой экосистеме распространены именно детритные последовательности, поскольку процесс гниения животных и растительных останков крайне важен для нормальной жизнедеятельности лесов.

Биологическое значение

Составление цепей питания помогает контролировать численность каждой из популяций во множестве существующих экосистем. По этим линейным изображениям ученым-биологам и экологам удобно отслеживать изменения в видовом многообразии той или иной зоны, просчитывать характер и степень влияния на виды тех или иных факторов: загрязнения, урбанизации, подселения новых пород, смена климата, экологические проблемы.

Достаточно наглядно показывают трофические пирамиды превосходство одной популяции над другой, их взаимоотношения, когда резкое увеличение одного вида ведет к сокращению другого. Таким образом, изучение пищевых взаимосвязей в природе при помощи трофических цепей способствует контролю над состоянием экологии и защите уязвимых разновидностей животных, грибов и растений, поддержанию естественного баланса в биосфере.

Видео

В заключение — видео с подробным описанием понятия пищевой цепи.

Источник: Tarologiay.ru

Цепи и сети питания. Экологическая пирамида

Раздел ЕГЭ: 7.2. … Трофические уровни. Цепи и сети питания, их звенья. Правила экологической пирамиды. Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)

---

---

Цепи и сети питания

Цепь питания — последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника к потребителю. Каждое предыдущее звено является пищей для следующего.

Виды цепей питания:

• Пастбищные (цепь выедания). Начинаются с продуцентов и включают консументов разных порядков.
• Детритные (цепь разложения). Начинаются с детрита, включают детритофагов и редуцентов и заканчиваются минеральными веществами.

Пищевая (трофическая) цепь — ряд взаимосвязанных видов, каждый из которых служит пищей предыдущему. В реальных биогеоценозах комплексы взаимосвязанных трофических цепей образуют пищевые сети.

Сети питания — сложившиеся в процессе эволюции взаимоотношения в экосистемах, при которых многие компоненты питаются разными объектами и сами служат пищей различным членам экосистемы.

Для существования и развития экосистем необходим постоянный прилив солнечной энергии, усвоение которой обеспечивают продуценты. В большинстве экосистем биомасса и заключенная в ней энергия уменьшается на каждом новом уровне приблизительно в десять раз.

Трофический уровень — единица, обозначающая удалённость организма от продуцентов в пищевой (трофической) цепи. Слово трофический происходит от греческого τροφή — еда.

Все экосистемы связаны между собой круговоротом веществ, реализуемым через пищевые сети (и благодаря атмосферным и геологическим явлениям). Пищевые связи в экосистемах характеризуют, используя экологические пирамиды.

Экологическая пирамида

Экологическая пирамида — закономерность, отражающая соотношение по пищевым уровням продуцентов и консументов различного порядка.

Типы пирамид:

Пирамида энергии. Закономерность, согласно которой поток энергии постепенно уменьшается и обесценивается при переходе от звена к звену в цепи питания.

Пирамида биомассы. Закономерность, согласно которой каждый последующий пищевой уровень имеет массу в 10 раз меньшую, чем предыдущий.

Пирамида чисел. Закономерность, отражающая число особей на каждом пищевом уровне. Главная тенденция — уменьшение числа особей от звена к звену.

Правило экологической пирамиды: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, образованной за единицу времени, больше, чем на последующем, в 10 раз.

Так как биомасса по мере продвижения на высшие трофические уровни уменьшается в геометрической прогрессии, их общее количество обычно не превышает трех-пяти.

Источник: uchitel.pro