وب غذایی. سطوح تروفیک

بهاز جمله مهمترین روابط بین موجودات، غذا است. می توان راه های بی شماری از حرکت ماده را در یک اکوسیستم ردیابی کرد، که در آن یک موجود توسط موجود دیگر خورده می شود، آن یکی در یک سوم و غیره. تعدادی از این حلقه ها را زنجیره غذایی می نامند. زنجیره های غذایی در هم تنیده شده و یک شبکه غذایی (تروفیک) را تشکیل می دهند.

زنجیره های غذایی به دو نوع تقسیم می شوند. یکی از انواع زنجیره غذایی که از گیاهان شروع می شود و به گیاهخواران و سپس به شکارچیان می رسد، زنجیره چرا است.

زنجیره غذایی نسبتا ساده و کوتاه:
علف → خرگوش → روباه

(تولید کننده) (مصرف کننده (مصرف کننده

سفارش می دهم) سفارش دوم)

نوع دیگر از بقایای گیاهی و حیوانی شروع می شود تا حیوانات کوچک و میکروارگانیسم ها، و سپس به شکارچیان - این زنجیره تجزیه (خرابی).

بنابراین، همه زنجیره‌های غذایی با تولیدکنندگان شروع می‌شوند. بدون تشکیل مداوم مواد آلی توسط آنها، اکوسیستم به سرعت خود را می خورد و دیگر وجود ندارد.

اتصالات غذایی را می توان به جریان مواد مغذی و انرژی از یک سطح تغذیه ای به سطح دیگر تشبیه کرد.

جرم کل موجودات (زیست توده آنها) در هر سطح تغذیه ای را می توان با جمع آوری یا گرفتن و سپس وزن کردن نمونه های مناسب از حیوانات و گیاهان اندازه گیری کرد. در هر سطح تغذیه ای، زیست توده 90-99% کمتر از قبلی فرض کنید زیست توده تولیدکنندگان در یک منطقه علفزار 0.4 هکتار 10 تن باشد، آنگاه بیومس فیتوفاژها در همان منطقه بیشتر از 1000 کیلوگرم. زنجیره های غذایی در طبیعت معمولاً شامل 3-4 حلقه هستند، وجود تعداد بیشتری از سطوح تغذیه ای به دلیل نزدیک شدن سریع زیست توده به صفر غیرممکن است.

بیشتر انرژی دریافتی (80-90٪) توسط موجودات زنده برای ساختن بدن و حفظ زندگی استفاده می شود. در هر سطح تغذیه ای، تعداد افراد به تدریج کاهش می یابد. این الگو نامیده می شود هرم اکولوژیکی . هرم اکولوژیکی تعداد افراد در هر مرحله از زنجیره غذایی یا مقدار زیست توده یا مقدار انرژی را منعکس می کند. این مقادیر دارای جهت یکسانی هستند. با هر حلقه در زنجیره، موجودات بزرگتر می شوند، آهسته تر تکثیر می شوند، تعداد آنها کاهش می یابد.

بیوژئوسنوزهای مختلف با بهره وری، میزان مصرف محصولات اولیه و همچنین انواع زنجیره های غذایی متمایز می شوند. با این حال، برای همه زنجیره های غذایی، الگوهای خاصی در نسبت محصولات مصرفی و ذخیره شده ذاتی هستند، به عنوان مثال. زیست توده با انرژی موجود در آن در هر یک از سطوح تغذیه ای. این الگوها "قواعد هرم اکولوژیکی" نامیده می شوند. انواع مختلفی از هرم های اکولوژیکی وجود دارد، بسته به اینکه بر اساس چه شاخصی باشد. بنابراین، هرم زیست توده الگوهای کمی انتقال جرم مواد آلی را در طول زنجیره غذایی نشان می دهد. هرم انرژی الگوهای مربوط به انتقال انرژی را از یک حلقه در زنجیره غذایی به حلقه دیگر نشان می دهد. هرمی از اعداد نیز ایجاد شده است که تعداد افراد را در هر یک از سطوح تغذیه‌ای زنجیره غذایی نشان می‌دهد.

گونه‌های موجود در بیوسنوز توسط فرآیندهای متابولیسم و ​​انرژی، یعنی روابط تغذیه‌ای به هم مرتبط هستند. با ردیابی روابط تغذیه ای بین اعضای بیوسنوز ("چه کسی چه کسی و چقدر می خورد")، می توان ساخت زنجیره های غذایی و شبکه ها.

زنجیرهای تروفیک (از تروف یونانی - غذا) - زنجیره های غذایی انتقال متوالی ماده و انرژی است. به عنوان مثال، زنجیره غذایی حیوانات دریایی قطب شمال: ریزجلبک ها (فیتوپلانکتون) ← سخت پوستان گیاهخوار کوچک (زئوپلانکتون) ← پلانکتون خوار گوشتخوار (کرم ها، نرم تنان، سخت پوستان) ← ماهی (2-4 پیوند در توالی ماهی های شکارچی امکان پذیر است) → مهر و موم → خرس های قطبی. این زنجیره غذایی طولانی است، زنجیره های غذایی اکوسیستم های زمینی کوتاه تر است، زیرا اتلاف انرژی در خشکی بیشتر است. چندین نوع وجود دارد زنجیره های غذایی زمینی .

1. زنجیره های غذایی مراتع (زنجیره بهره برداران) با تولیدکنندگان شروع می شود. هنگام انتقال از یک سطح تغذیه ای به سطح دیگر، افزایش اندازه افراد با کاهش همزمان تراکم جمعیت، نرخ تولید مثل و بهره وری بر حسب وزن اتفاق می افتد.

علف ← ولوس ← روباه

علف → حشرات → قورباغه → حواصیل → بادبادک

درخت سیب → حشره فلس دار → سوار

گاو → مگس اسب → باکتری → فاژها

زنجیر ریزه. فقط تجزیه کننده ها گنجانده شده اند.

برگ های افتاده → کپک ها → باکتری ها

هر عضوی از هر زنجیره غذایی در عین حال حلقه ای در زنجیره غذایی دیگر است: چندین گونه از موجودات دیگر را مصرف می کند و توسط آن مصرف می شود. اینگونه است شبکه های غذاییبه عنوان مثال، در غذای گرگ کایوت علفزار، تا 14 هزار گونه جانوری و گیاهی وجود دارد. در توالی انتقال مواد و انرژی از یک گروه از موجودات به گروه دیگر، وجود دارد سطوح تغذیه ای. معمولاً زنجیره ها از 5-7 سطح تجاوز نمی کنند. اولین سطح تغذیه ای از تولیدکنندگان تشکیل شده است، زیرا فقط آنها می توانند از انرژی خورشیدی تغذیه کنند. در تمام سطوح دیگر - گیاهخواران (فیتوفاژها)، شکارچیان اولیه، شکارچیان ثانویه و غیره - انرژی انباشته شده اولیه برای حفظ فرآیندهای متابولیک مصرف می شود.

نشان دادن روابط غذایی به شکل مناسب است اهرام تغذیه ای(فراوانی، زیست توده، انرژی). هرم فراوانی - نمایش تعداد افراد در هر سطح تغذیه ای در واحدها (قطعه).

دارای پایه بسیار گسترده و باریک شدن شدید به سمت مصرف کنندگان نهایی است. این یک نوع معمولی از هرم برای جوامع چمنی - بیوسنوزهای چمنزار و استپی است. اگر جامعه جنگل را در نظر بگیریم، می توان تصویر را تحریف کرد: هزاران فیتوفاژ می توانند از یک درخت تغذیه کنند، یا شته ها و یک فیل (فیتوفاژهای مختلف) در یک سطح تغذیه ای قرار می گیرند. در این صورت ممکن است تعداد مصرف کنندگان بیشتر از تعداد تولیدکنندگان باشد. برای غلبه بر اعوجاج های احتمالی، از یک هرم زیست توده استفاده می شود. در واحدهای تناژ وزن خشک یا مرطوب بیان می شود: کیلوگرم، تن و غیره.

در اکوسیستم های زمینی، زیست توده گیاهی همیشه بیشتر از زیست توده حیوانی است. هرم زیست توده برای آبزیان، به ویژه اکوسیستم های دریایی متفاوت به نظر می رسد. زیست توده حیوانی بسیار بزرگتر از زیست توده گیاهی است. این نادرستی به این دلیل است که اهرام زیست توده مدت زمان وجود نسل های افراد در سطوح مختلف تغذیه ای و میزان تشکیل و مصرف زیست توده را در نظر نمی گیرند. تولید کننده اصلی اکوسیستم های دریایی فیتوپلانکتون است. حداکثر 50 نسل فیتوپلانکتون می تواند در یک سال در اقیانوس تغییر کند. در طی زمانی که ماهی های شکارچی (به ویژه نهنگ ها) زیست توده خود را جمع می کنند، نسل های زیادی از فیتوپلانکتون ها تغییر خواهند کرد و زیست توده کل آن بسیار بیشتر خواهد شد. بنابراین، اهرام بهره‌وری روشی جهانی برای بیان ساختار تغذیه‌ای اکوسیستم‌ها هستند و معمولاً به آنها هرم انرژی می‌گویند، یعنی بیان انرژی تولید.

انرژی خورشیدی جذب شده به انرژی پیوندهای شیمیایی کربوهیدرات ها و سایر مواد آلی تبدیل می شود. برخی از مواد در طی تنفس گیاهان اکسید شده و انرژی آزاد می کنند. این انرژی در نهایت به شکل گرما از بین می رود. انرژی باقیمانده تعیین کننده افزایش زیست توده است. زیست توده کل یک اکوسیستم پایدار نسبتا ثابت است. بنابراین ، هنگام حرکت از یک سطح تغذیه ای به سطح دیگر ، بخشی از انرژی موجود درک نمی شود ، بخشی به شکل گرما خارج می شود ، بخشی صرف تنفس می شود. به طور متوسط، هنگام حرکت از یک سطح تغذیه ای به سطح دیگر، کل انرژی حدود 10 برابر کاهش می یابد. این الگو نامیده می شود بر اساس قانون هرم انرژی های لیندمان (1942) یاقانون 10 درصد هرچه زنجیره غذایی طولانی‌تر باشد، انرژی کمتری در انتهای آن در دسترس است، بنابراین تعداد سطوح تغذیه‌ای هرگز زیاد نیست.

اگر انرژی و بخش عمده ای از مواد آلی در طول انتقال به مرحله بعدی هرم اکولوژیکی کاهش یابد، تجمع موادی که وارد بدن می شوند و در متابولیسم طبیعی (سمم های مصنوعی) دخالت ندارند تقریباً به همان نسبت افزایش می یابد. این پدیده نامیده می شود قانون افزایش بیولوژیکی

اصول اساسی عملکرد سیستم های اکولوژیکی

هجوم مداوم انرژی خورشیدیشرط لازم برای وجود یک اکوسیستم است.

چرخه مواد مغذینیروهای محرک چرخه ماده، جریان انرژی خورشید و فعالیت ماده زنده است. به لطف گردش عناصر بیوژنیک، یک سازمان پایدار از همه اکوسیستم ها و زیست کره به عنوان یک کل ایجاد می شود و عملکرد طبیعی آنها انجام می شود.

کاهش زیست توده در سطوح تغذیه ای بالاتر: کاهش مقدار انرژی در دسترس معمولا با کاهش زیست توده و فراوانی افراد در هر سطح تغذیه ای همراه است (اهرام انرژی، فراوانی و زیست توده را به یاد بیاورید).

ما قبلاً در طول سخنرانی به طور مفصل به این اصول پرداختیم.

ساختار تروفیک بیوسنوزها

اکولوژی جوامع (SYNECOLOGY)

جمعیت گونه های مختلف در شرایط طبیعی در سیستم هایی با رتبه بالاتر ترکیب می شوند - جوامعو بیوسنوز.

اصطلاح "بیوسنوز" توسط جانورشناس آلمانی K. Möbius پیشنهاد شد و به گروه سازمان یافته ای از جمعیت گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها اشاره دارد که برای زندگی با هم در یک حجم معین از فضا سازگار شده اند.

هر بیوسنوز ناحیه خاصی از محیط غیر زنده را اشغال می کند. بیوتوپ– فضایی با شرایط کم و بیش یکنواخت که توسط یک یا آن اجتماع موجودات زنده در آن زندگی می‌کنند.

اندازه گروه‌های بیوسنوتیک موجودات بسیار متنوع است - از اجتماعات روی تنه درخت یا روی خزه‌های باتلاقی گرفته تا بیوسنوز یک استپ چمن پر. بیوسنوز (جامعه) فقط مجموع گونه های تشکیل دهنده آن نیست، بلکه مجموع برهمکنش های بین آنهاست. بوم شناسی جوامع (سینکولوژی) نیز یک رویکرد علمی در بوم شناسی است که بر اساس آن ابتدا مجموعه ای از روابط و روابط غالب را در یک بیوسنوز مطالعه می کنند. Synecology در درجه اول با عوامل محیطی زیست محیطی سر و کار دارد.

در داخل بیوسنوز، وجود دارد فیتوسنوز- یک جامعه پایدار از موجودات گیاهی، زوسنوز- مجموعه ای از گونه های جانوری مرتبط و میکروبیوسنوز -جامعه میکروارگانیسم ها:

PHYTOCENOSIS + ZOOCENOSIS + MICROBIOCENOSIS = BIOCENOSIS.

در عین حال، در شکل خالص آن، نه فیتوسنوز، نه زئوسنوز، و نه میکروبیوسنوز در طبیعت و همچنین بیوسنوز جدا از بیوتوپ یافت نمی شود.

بیوسنوز توسط روابط بین گونه ای شکل می گیرد که ساختار بیوسنوز - تعداد افراد، توزیع آنها در فضا، ترکیب گونه ها و موارد مشابه، و همچنین ساختار شبکه غذایی، بهره وری و زیست توده را فراهم می کند. برای ارزیابی نقش یک گونه منفرد در ساختار گونه ای بیوسنوز، از فراوانی گونه استفاده می شود - شاخصی برابر با تعداد افراد در واحد سطح یا حجم فضای اشغال شده.

مهم ترین نوع رابطه بین موجودات زنده در یک بیوسنوز، که در واقع ساختار آن را تشکیل می دهد، اتصالات غذایی یک شکارچی و طعمه است: برخی خوارند، برخی دیگر خورده می شوند. در عین حال، همه موجودات زنده و مرده غذای موجودات دیگر هستند: خرگوش علف می خورد، روباه و گرگ خرگوش ها را شکار می کنند، پرندگان شکاری (شاهین، عقاب و غیره) می توانند هر دو را بکشند و بخورند. توله روباه و یک توله گرگ. گیاهان مرده، خرگوش‌ها، روباه‌ها، گرگ‌ها، پرندگان به غذای جانوران خوار (تجزیه‌کننده یا تخریب‌کننده‌ها) تبدیل می‌شوند.

زنجیره غذایی مجموعه ای از موجودات است که در آن هر کدام دیگری را می خورد یا تجزیه می کند. این نشان دهنده مسیر یک جریان یک طرفه بخش کوچکی از انرژی خورشیدی بسیار کارآمد است که در طول فتوسنتز جذب شده و به زمین آمده و از میان موجودات زنده حرکت می کند. در نهایت این مدار در قالب انرژی حرارتی کم بازده به محیط طبیعی بازگردانده می شود. مواد مغذی نیز در امتداد آن از تولیدکنندگان به مصرف‌کنندگان و سپس به تجزیه‌کننده‌ها و سپس به تولیدکنندگان برمی‌گردند.

هر حلقه در زنجیره غذایی نامیده می شود سطح تغذیه.اولین سطح تغذیه ای توسط اتوتروف ها اشغال می شود که در غیر این صورت به عنوان تولید کنندگان اولیه شناخته می شوند. ارگانیسم‌های سطح تغذیه‌ای دوم را مصرف‌کنندگان اولیه، سوم - مصرف‌کنندگان ثانویه و غیره می‌نامند. معمولاً چهار یا پنج سطح تغذیه‌ای و به ندرت بیش از شش وجود دارد (شکل 5.1).

دو نوع اصلی زنجیره غذایی وجود دارد - چرا (یا "خوردن") و آواری (یا "پوسیدگی").

برنج. 5.1. زنجیره های غذایی بیوسنوز طبق N.F. Reimers: تعمیم یافته (آ)و واقعی (ب).فلش ها جهت حرکت انرژی را نشان می دهند و اعداد مقدار نسبی انرژی را نشان می دهند که به سطح تغذیه می رسد.

AT زنجیره های غذایی مراتعاولین سطح تغذیه ای توسط گیاهان سبز، دوم توسط حیوانات چرا (اصطلاح "چریدن" تمام موجوداتی که از گیاهان تغذیه می کنند را در بر می گیرد) و سوم توسط شکارچیان اشغال می شود. بنابراین، زنجیره های غذایی مراتع عبارتند از:

زنجیره غذایی آواریطبق این طرح با ریزه شروع می شود:

DETRIT → DETRITOPHY → PREDATOR

زنجیره های غذایی آواری معمولی عبارتند از:

مفهوم زنجیره‌های غذایی به ما امکان می‌دهد چرخه عناصر شیمیایی در طبیعت را بیشتر ردیابی کنیم، اگرچه زنجیره‌های غذایی ساده مانند آنچه قبلاً نشان داده شد، که در آن هر موجود زنده به عنوان تغذیه از موجودات تنها یک نوع نشان داده می‌شود، به ندرت در طبیعت یافت می‌شود. روابط غذایی واقعی بسیار پیچیده تر است، زیرا یک حیوان می تواند از ارگانیسم هایی با انواع مختلف تغذیه کند که بخشی از یک زنجیره غذایی یا زنجیره های مختلف هستند، که به ویژه برای شکارچیان (مصرف کنندگان) سطوح تغذیه ای بالاتر مشخص است. رابطه بین زنجیره های غذایی مرتع و آواری با مدل جریان انرژی ارائه شده توسط Yu. Odum نشان داده شده است (شکل 5.2).

حیوانات همه چیزخوار (به ویژه انسان) هم از مصرف کنندگان و هم از تولیدکنندگان تغذیه می کنند. بنابراین، در طبیعت، زنجیره های غذایی در هم تنیده شده، شبکه های غذایی (تروفیک) را تشکیل می دهند.

نمایندگان سطوح مختلف تغذیه ای با انتقال مستقیم یک طرفه زیست توده به زنجیره های غذایی به هم مرتبط هستند. با هر انتقال به سطح تغذیه ای بعدی، بخشی از انرژی موجود درک نمی شود، بخشی به شکل گرما خارج می شود و بخشی صرف تنفس می شود. در این حالت انرژی کل هر بار چندین بار کاهش می یابد. پیامد این امر طول محدود زنجیره غذایی است. هرچه زنجیره غذایی کوتاه‌تر باشد یا یک موجود زنده به آغاز خود نزدیک‌تر باشد، میزان انرژی موجود بیشتر است.

زنجیره‌های غذایی شکارچیان از تولیدکنندگان به گیاه‌خواران تبدیل می‌شوند که توسط گوشت‌خواران کوچک خورده می‌شوند و به عنوان غذا برای شکارچیان بزرگ‌تر و غیره عمل می‌کنند.

با حرکت در امتداد زنجیره شکارچیان، اندازه حیوانات افزایش یافته و تعداد آنها کاهش می یابد. زنجیره غذایی نسبتاً ساده و کوتاه شکارچیان شامل مصرف کنندگان مرتبه دوم است:

یک زنجیره طولانی تر و پیچیده تر شامل مصرف کنندگان مرتبه پنجم است:

طولانی شدن زنجیره به دلیل مشارکت شکارچیان در آن اتفاق می افتد.

در زنجیره های آواری، مصرف کنندگان ریزدانه های متعلق به گروه های مختلف سیستماتیک هستند: حیوانات کوچک، عمدتاً بی مهرگان، که در خاک زندگی می کنند و از برگ های افتاده تغذیه می کنند، یا باکتری ها و قارچ هایی که مواد آلی را طبق این طرح تجزیه می کنند:

در بیشتر موارد، فعالیت هر دو گروه از دتریتوفاژها با هماهنگی دقیق مشخص می شود: حیوانات شرایطی را برای کار میکروارگانیسم ها ایجاد می کنند، لاشه حیوانات و گیاهان مرده را به قطعات کوچک تقسیم می کنند.

زنجیره های غذایی که از گیاهان سبز و از مواد آلی مرده شروع می شوند اغلب با هم در اکوسیستم ها وجود دارند، اما تقریباً همیشه یکی از آنها بر دیگری غالب است. با این حال، در برخی از محیط‌های خاص (مثلاً ابیسال و زیرزمینی)، که وجود موجودات دارای کلروفیل به دلیل کمبود نور غیرممکن است، تنها زنجیره‌های غذایی از نوع آواری حفظ می‌شوند.

زنجیره های غذایی از یکدیگر جدا نیستند، بلکه به طور نزدیک در هم تنیده شده اند. آنها به اصطلاح شبکه های غذایی را تشکیل می دهند. اصل تشکیل شبکه غذایی به شرح زیر است. هر تولیدکننده نه یک، بلکه چندین مصرف کننده دارد. به نوبه خود، مصرف کنندگان، که در میان آنها پلی فاژها غالب هستند، نه یک، بلکه از چندین منبع غذایی استفاده می کنند. برای نشان دادن، بیایید مثال هایی از شبکه های غذایی ساده (شکل 9.3، الف) و پیچیده (شکل 9.3، ب) ارائه دهیم.

در یک جامعه طبیعی پیچیده، آن موجودات که

که غذا را از گیاهان اشغال کننده اول دریافت می کنند

سطح trophic، از طریق همان تعداد مراحل، متعلق به همان سطح تغذیه در نظر گرفته می شود. بنابراین، گیاهخواران دومین سطح تغذیه ای (سطح مصرف کنندگان اولیه)، شکارچیانی که گیاهخواران را می خورند - سوم (سطح مصرف کنندگان ثانویه)، و شکارچیان ثانویه - چهارم (سطح مصرف کنندگان سوم) را اشغال می کنند. باید تاکید کرد که طبقه بندی تغذیه ای نه خود گونه ها، بلکه انواع فعالیت های زندگی آنها را به گروه هایی تقسیم می کند. بسته به اینکه این گونه ها از چه منابع انرژی استفاده می کنند، جمعیت یک گونه می تواند یک یا چند سطح تغذیه ای را اشغال کند. به همین ترتیب، هر سطح تغذیه‌ای توسط بیش از یک گونه نشان داده می‌شود که در نتیجه زنجیره‌های غذایی پیچیده‌ای در هم تنیده می‌شود.

یک نمودار جریان انرژی را در یک زنجیره غذایی ساده (بدون شاخه) در نظر بگیرید که شامل سه (1-3) سطح تغذیه ای است (شکل 9.4).

برای این اکوسیستم خاص، بودجه انرژی به شرح زیر برآورد شد: L\u003d 3000 کیلوکالری در متر مربع در روز، L A \u003d 1500، یعنی. 50 درصد تخفیف L، P N = 15، یعنی 1% تخفیف L A,

برنج. 9.3. اتصالات حیاتی در شبکه های غذایی دشت آمریکایی ( آ) و اکوسیستم های دریاهای شمال برای شاه ماهی ( ب),

آ- به گفته ریکلفز، 1979; ب -از علیموف، 1989.

برنج. 9.4. نمودار جریان انرژی ساده شده،

سه سطح تغذیه ای را نشان می دهد

در یک زنجیره غذایی خطی (با توجه به: Odum، 1975).

جریان های متوالی انرژی: L-روشنایی عمومی، L A-سبک،

جذب پوشش گیاهی ( من- دریافت یا

انرژی جذب شده) P G -تولید ناخالص اولیه،

P N -تولید اولیه خالص، R-محصولات ثانویه (مصرف کننده-

رفیق) NU - نهانرژی مصرف شده، NA- جذب نشده است

انرژی مصرف کنندگان (دفع مدفوع)، آر-انرژی.

اعداد زیر ترتیب اتلاف انرژی برای هر انتقال است.

P2 = 1.5، یعنی. 10٪ تخفیف پ ن،و R 3\u003d 0.3 کیلو کالری در متر مربع در روز، یعنی 20٪ از سطح قبلی. در اولین سطح تغذیه ای، 50 درصد نور فرودی جذب می شود و تنها 1 درصد از انرژی جذب شده به انرژی شیمیایی غذا تبدیل می شود. تولید ثانویه در هر سطح تغذیه ای بعدی از مصرف کنندگان حدود 10٪ از قبلی است، اگرچه در سطح شکارچیان راندمان ممکن است بالاتر باشد.

اقلام درآمد و مصرف انرژی، به عنوان مثال. تعادل انرژی، استفاده از یک مدل جهانی مناسب است که برای هر جزء زنده سیستم، خواه یک گیاه، حیوان، میکروارگانیسم یا یک فرد، جمعیت، گروه تغذیه ای باشد (شکل 9.5). تمام انرژی وارد شده به زیست توده (/) تبدیل نمی شود. بخشی از آن ( NA) شامل متابولیسم نمی شود. به عنوان مثال، غذا می تواند از دستگاه گوارش عبور کند بدون اینکه در متا گنجانده شود.

برنج. 9.5. اجزای یک مدل "جهانی".

جریان انرژی (با توجه به: Odum, 1975).

توضیح در متن

بولیسم و ​​بخشی از انرژی نور بدون جذب از گیاهان عبور می کند. بخشی از انرژی استفاده شده یا جذب شده ( و)صرف تنفس شد آر) و تولید مواد آلی ( آر). محصولات می توانند اشکال مختلفی داشته باشند: جی- رشد یا افزایش زیست توده؛ E- مواد آلی جذب شده با مدفوع یا ترشح شده (قندهای ساده، اسیدهای آمینه، اوره، مخاط و غیره) اس-store (به عنوان مثال، تجمع چربی، که می تواند بعداً دوباره جذب شود). مسیر برگشت محصولات ذخیره شده را "حلقه کار" نیز می نامند، زیرا این بخشی از محصول است که در آینده انرژی را برای ارگانیسم فراهم می کند (به عنوان مثال، یک شکارچی از انرژی مواد ذخیره شده برای یافتن طعمه جدید استفاده می کند. ). خالص باقی مانده است Eبخشی از تولید - زیست توده ( AT).با جمع بندی تمام موارد دریافت و مصرف انرژی، به دست می آوریم: A=I-NA; P=A-R; P=G+E+S; B=P-E; B=G+S.

مدل جریان انرژی جهانی به دو صورت قابل استفاده است. اول، ممکن است نشان دهنده جمعیت یک گونه باشد. در این مورد، کانال های هجوم انرژی و اتصالات یک گونه معین با گونه های دیگر، یک نمودار شبکه غذایی با نام گونه های منفرد در گره های آن را تشکیل می دهد (شکل 9.6). روش ساخت یک نمودار شبکه شامل: 1) ترسیم طرحی برای توزیع جمعیت ها بر اساس سطوح تغذیه ای. 2) اتصال آنها با پیوندهای غذایی. 3) تعیین با استفاده از مدل جهانی عرض کانال های جریان انرژی. در این حالت، وسیع ترین کانال ها از میان جمعیت گونه های چندخوار، در این مورد، از میان جمعیت مگس ها، مگس ها و پشه های تکان دهنده عبور می کنند (شکل 9.6).

برنج. 9.6. تکه ای از شبکه غذایی یک بدنه آب شیرین.

ثانیاً، یک مدل جریان انرژی جهانی می‌تواند سطح انرژی معینی را نشان دهد. در این نوع، جعبه‌های زیست توده و کانال‌های جریان انرژی همه جمعیت‌هایی را نشان می‌دهند که توسط یک منبع انرژی واحد پشتیبانی می‌شوند. معمولاً روباه ها بخشی از گیاهان (میوه ها و غیره) و تا حدودی توسط گیاهخواران (خرگوش، موش صحرایی و غیره) تغذیه می شوند. اگر بخواهیم بر جنبه انرژی درون جمعیتی تاکید کنیم، کل جمعیت روباه ها باید با یک مستطیل نشان داده شوند. اگر نیاز به توزیع متابولیسم جمعیت روباه به دو سطح تغذیه ای، به ترتیب، نسبت غذای گیاهی و حیوانی باشد، باید دو یا چند مستطیل ساخت.

با دانستن مدل جهانی جریان انرژی، می توان نسبت های جریان انرژی را در نقاط مختلف زنجیره غذایی تعیین کرد. به صورت درصد بیان می شود، این نسبت ها نامیده می شوند بهره وری زیست محیطیبسته به اهداف مطالعه، بوم شناس گروه های خاصی از کارایی های زیست محیطی را مطالعه می کند. در ادامه به مهمترین آنها پرداخته می شود.

گروه اول روابط انرژی: B/Rو P/R.بخشی از انرژی که برای تنفس استفاده می شود، یعنی. برای حفظ ساختار زیست توده، در جمعیت های موجودات بزرگ (مردم، درختان و غیره) در شرایط استرس شدید زیاد است. آرافزایش. ارزش آردر جمعیت‌های فعال موجودات کوچک، مانند باکتری‌ها و جلبک‌ها، و همچنین در سیستم‌هایی که انرژی را از خارج دریافت می‌کنند، قابل توجه است.

روابط گروه دوم: A/Iو R/A.اولین مورد از آنها راندمان جذب نامیده می شود، دوم - کارایی رشد بافت. راندمان جذب از 10 تا 50 درصد و بیشتر متغیر است. این می تواند بسیار کوچک باشد، مانند استفاده از انرژی نور توسط گیاهان یا در جذب غذا توسط حیوانات آفت خوار، یا بسیار بزرگ، مانند مورد جذب غذا توسط حیوانات یا باکتری هایی که از کالری بالا تغذیه می کنند. غذاهایی مانند قندها یا اسیدهای آمینه.

راندمان جذب در حیوانات گیاهخوار با خواص تغذیه ای غذای آنها مطابقت دارد: هنگام خوردن دانه ها به 80٪، در برگ های جوان به 60٪، در برگ های مسن تر به 30-40٪ و هنگام خوردن چوب به 10-20٪ یا حتی کمتر می رسد. بسته به درجه تجزیه آن. هضم غذاهای حیوانی راحت تر از غذاهای گیاهی است. راندمان جذب در گونه های شکارگر 60 تا 90 درصد غذای مصرفی است و گونه هایی که حشرات می خورند در پایین این سری و گونه هایی که گوشت و ماهی می خورند در بالای آن قرار دارند. دلیل این وضعیت این است که اسکلت خارجی سخت و کیتینی که بخش قابل توجهی از توده بدن بسیاری از گونه‌های حشرات را تشکیل می‌دهد، هضم نمی‌شود. این باعث کاهش کارایی جذب در حیواناتی می شود که از حشرات تغذیه می کنند.

کارایی رشد بافت نیز بسیار متفاوت است. در مواردی که موجودات کوچک هستند و شرایط محیطی که در آن زندگی می کنند نیازی به هزینه های زیادی برای حفظ دمای مطلوب برای رشد موجودات ندارد، به بالاترین مقدار خود می رسد.

و در نهایت، گروه سوم روابط انرژی: R/W.

در مواردی که آربه عنوان سرعت ارزیابی می شود R/Vنسبت تولید در یک نقطه خاص از زمان به زیست توده است: P / B \u003d B / (BT) \u003d T - 1، جایی که T -زمان. اگر تولید انتگرال برای یک دوره زمانی مشخص محاسبه شود، مقدار نسبت R/Vبا در نظر گرفتن میانگین زیست توده برای مدت زمان مشابه تعیین می شود. در این مورد، رابطه R/V -مقدار بدون بعد است، نشان می دهد که چند برابر تولید بیشتر یا کمتر از زیست توده است. نسبت بهره وری به زیست توده را می توان هم در یک سطح تغذیه ای و هم بین سطوح همسایه در نظر گرفت.

مقایسه بهره وری پی تیو زیست توده Btدر همان سطح تغذیه ای (t)توجه داشته باشید اس- ماهیت مجازی تغییر پی تیدر محدوده معینی از تغییرات بی تی .به عنوان مثال، در اولین سطح تغذیه ای، تولید در ابتدا به آرامی افزایش می یابد، زیرا سطح برگ ها کوچک است، سپس سریع تر و در تراکم زیست توده بالا، دوباره به آرامی، زیرا

فتوسنتز در شرایط سایه قابل توجهی از برگ های لایه های پایین ضعیف می شود. در سطوح تغذیه ای دوم و سوم، با تعداد بسیار کم و با تعداد بسیار زیاد حیوانات در واحد سطح، نسبت بهره وری به زیست توده کاهش می یابد که عمدتاً به دلیل کاهش باروری است.

نسبت بهره وری سطح تغذیه ای قبلی ( P t -1) به زیست توده فعلی ( Bt)با این واقعیت مشخص می شود که فیتوفاژها با خوردن بخشی از گیاهان به تسریع رشد آنها کمک می کنند، یعنی فیتوفاژها با فعالیت خود به بهره وری گیاهان کمک می کنند. شکارچیان تأثیر مشابهی بر بهره وری مصرف کنندگان درجه اول دارند که با از بین بردن حیوانات بیمار و پیر، به افزایش نرخ تولد فیتوفاژها کمک می کنند.

ساده ترین وابستگی بهره وری سطح تغذیه ای بعدی (Pt+1)از زیست توده فعلی (در t).بهره وری هر سطح تغذیه ای بعدی با رشد زیست توده سطح قبلی افزایش می یابد. P t + 1 / B tبه ویژه نشان می دهد که ارزش تولید ثانویه به چه چیزی بستگی دارد، یعنی از جانبمیزان تولید اولیه، طول زنجیره غذایی، ماهیت و میزان انرژی وارد شده از خارج به اکوسیستم.

استدلال فوق این امکان را فراهم می کند که متوجه شویم اندازه افراد تأثیر خاصی بر ویژگی های انرژی اکوسیستم دارد. هرچه ارگانیسم کوچکتر باشد، متابولیسم ویژه آن (در واحد جرم) بالاتر است و در نتیجه، زیست توده کمتری را می توان در سطح تغذیه ای معین ذخیره کرد. برعکس، هرچه ارگانیسم بزرگتر باشد، زیست توده روی تاک بیشتر است. بنابراین، "بازده" باکتری ها در حال حاضر بسیار کمتر از "بازده" ماهی یا پستانداران خواهد بود، اگرچه این گروه ها از همان مقدار انرژی استفاده می کردند. در غیر این صورت، این در مورد بهره وری است. از آنجایی که بهره وری سرعت رشد زیست توده است، موجودات کوچک در اینجا دارای مزایایی هستند که به دلیل سطح بالاتر

متابولیسم دارای نرخ بالاتری از تولید مثل و تجدید زیست توده است، یعنی بهره وری بالاتر.

زنجیره غذایی از ارگانیسم های گونه های مختلف تشکیل شده است. در عین حال، ارگانیسم های یک گونه می توانند بخشی از زنجیره های غذایی مختلف باشند. بنابراین، زنجیره‌های غذایی در هم تنیده شده‌اند و شبکه‌های غذایی پیچیده‌ای را تشکیل می‌دهند که تمام اکوسیستم‌های کره زمین را پوشش می‌دهند.[ ...]

زنجیره غذایی (تروفیک) انتقال انرژی از منبع آن - تولیدکنندگان - از طریق تعدادی از موجودات است. زنجیره های غذایی را می توان به دو نوع اصلی تقسیم کرد: زنجیره چرا که با یک گیاه سبز شروع می شود و تا علفخواران و شکارچیان چرا ادامه می یابد و زنجیره ریزه (از لاتین worn) که از محصولات پوسیده مواد آلی مرده شروع می شود. . در تشکیل این زنجیره، میکروارگانیسم های مختلفی که از مواد آلی مرده تغذیه می کنند و آن را کانی می کنند، نقش تعیین کننده ای دارند و دوباره آن را به ساده ترین ترکیبات معدنی تبدیل می کنند. زنجیره های غذایی از یکدیگر جدا نیستند، بلکه به شدت با یکدیگر در هم تنیده هستند. اغلب حیوانی که مواد آلی زنده مصرف می کند، میکروب هایی را نیز می خورد که مواد آلی بی جان را مصرف می کنند. بنابراین، روش های خوردن غذا منشعب می شود و به اصطلاح شبکه های غذایی را تشکیل می دهد.[ ...]

شبکه غذایی یک بافت پیچیده در جامعه زنجیره های غذایی است.[ ...]

شبکه های غذایی به این دلیل تشکیل می شوند که تقریباً هر عضوی از یک زنجیره غذایی حلقه ای در زنجیره غذایی دیگری است: چندین گونه از موجودات دیگر را مصرف می کند و توسط آن مصرف می شود. بنابراین، در غذای یک گرگ چمنزار - یک کایوت، تا 14 هزار گونه حیوان و گیاه وجود دارد. احتمالاً ترتیب تعداد گونه هایی که در خوردن، تجزیه و از بین بردن مواد جسد یک کایوت نقش دارند، یکسان است.[ ...]

زنجیره های غذایی و سطوح تغذیه ای. با ردیابی روابط غذایی بین اعضای بیوسنوز ("چه کسی چه کسی و چقدر می خورد")، می توان زنجیره های غذایی برای تغذیه ارگانیسم های مختلف ساخت. نمونه ای از زنجیره غذایی طولانی، توالی ساکنان دریای قطب شمال است: "ریزجلبک ها (فیتوپلانکتون) -> سخت پوستان گیاهخوار کوچک (زئوپلانکتون) - تغذیه کننده های پلانکتون گوشتخوار (کرم ها، سخت پوستان، نرم تنان، خارپوستان) -> ماهی (2-3) پیوندهایی در دنباله ماهی های درنده امکان پذیر است) - > مهر و موم -> خرس قطبی. زنجیره های اکوسیستم های زمینی معمولا کوتاهتر هستند. زنجیره غذایی، به عنوان یک قاعده، به طور مصنوعی از شبکه غذایی واقعی جدا می شود - شبکه بسیاری از زنجیره های غذایی.[ ...]

شبکه غذایی شبکه پیچیده ای از روابط غذایی است.[ ...]

زنجیره های غذایی حاکی از جریان خطی منابع از یک سطح تغذیه ای به سطح بعدی است (شکل 22.1، a). در این طرح، تعامل بین گونه ها ساده است. با این حال، هیچ سیستمی از جریان منابع در BE از این ساختار ساده پیروی نمی کند. آنها بسیار بیشتر شبیه یک ساختار شبکه هستند (شکل 22.1b). در اینجا، گونه‌های یک سطح تغذیه‌ای از چندین گونه در سطح بعدی، پایین‌تر تغذیه می‌کنند و همه‌چیز خواری گسترده است (شکل 22.1، ج). در نهایت، یک شبکه غذایی کاملاً تعریف شده می‌تواند ویژگی‌های مختلفی را نشان دهد: سطوح تغذیه‌ای متعدد، شکار، و همه‌چیزخواری (شکل 22.1، [...]

بسیاری از زنجیره های غذایی که در بیوسنوزها و اکوسیستم ها در هم تنیده شده اند، شبکه های غذایی را تشکیل می دهند. اگر زنجیره غذایی کلی به شکل بلوک های ساختمانی به تصویر کشیده شود که به طور مشروط نسبت کمی انرژی جذب شده در هر مرحله را نشان می دهد و روی هم چیده می شود، یک هرم دریافت می کنید. آن را هرم اکولوژیکی انرژی ها می نامند (شکل 5).[ ...]

نمودارهای زنجیره های غذایی و شبکه های غذایی. نقطه ها نمایانگر نماها هستند، خطوط نشان دهنده تعاملات هستند. گونه های بالاتر شکارچی گونه های پایین تر هستند، بنابراین منابع به سمت بالا جریان پیدا می کنند.[ ...]

در نوع اول شبکه غذایی، جریان انرژی از گیاهان به حیوانات گیاهخوار و سپس به مصرف کنندگان درجه بالاتر می رود. این یک شبکه چرا یا شبکه مرتع است. صرف نظر از اندازه بیوسنوز و زیستگاه، حیوانات گیاهخوار (خشکی، آبزی، خاک) چرا می کنند، گیاهان سبز می خورند و انرژی را به سطوح بعدی منتقل می کنند (شکل 96).[ ...]

در جوامع، زنجیره های غذایی به روش های پیچیده ای در هم تنیده شده و شبکه های غذایی را تشکیل می دهند. ترکیب غذای هر گونه معمولاً نه یک، بلکه چندین گونه را شامل می شود که هر کدام به نوبه خود می توانند به عنوان غذا برای چندین گونه عمل کنند. از یک طرف، هر سطح تغذیه ای توسط جمعیت های بسیاری از گونه های مختلف نشان داده می شود، از سوی دیگر، بسیاری از جمعیت ها به طور همزمان به چندین سطح تغذیه ای تعلق دارند. در نتیجه، به دلیل پیچیدگی روابط غذایی، از بین رفتن یک گونه اغلب تعادل در اکوسیستم را بر هم نمی زند.[ ...]

[ ...]

این نمودار نه تنها درهم تنیدگی پیوندهای غذایی را نشان می دهد و سه سطح تغذیه ای را نشان می دهد، بلکه این واقعیت را نیز نشان می دهد که برخی از موجودات در سیستم سه سطح تغذیه ای اصلی موقعیت متوسطی را اشغال می کنند. بنابراین، لاروهای کادیس که یک شبکه به دام انداختن می‌سازند، از گیاهان و حیوانات تغذیه می‌کنند و یک موقعیت میانی بین مصرف‌کنندگان اولیه و ثانویه اشغال می‌کنند.[ ...]

منبع اولیه منابع غذایی انسانی آن اکوسیستم هایی بودند که می توانست در آنها وجود داشته باشد. جمع آوری و شکار از راه های به دست آوردن غذا بود و با توسعه ساخت و استفاده از ابزارهای پیشرفته تر، سهم شکار شکار افزایش یافت، به این معنی که سهم گوشت، یعنی پروتئین های با عیار بالا، در رژیم غذایی. توانایی سازمان‌دهی تیم‌های پایدار بزرگ، توسعه گفتار، که به سازماندهی رفتار هماهنگ پیچیده بسیاری از افراد امکان می‌دهد، فردی را به یک "فوق شکارچی" تبدیل کرد که در شبکه‌های غذایی آن اکوسیستم‌هایی که به عنوان او تسلط داشت، جایگاه برتر را به خود اختصاص داد. بر روی زمین مستقر شد. بنابراین تنها دشمن ماموت مردی بود که همراه با عقب نشینی یخچال و تغییرات آب و هوایی یکی از دلایل مرگ این فیل های شمالی به عنوان یک گونه شد.[ ...]

[ ...]

بر اساس مطالعه 14 شبکه غذایی در جوامع، کوهن یک ثبات شگفت انگیز در نسبت تعداد "انواع" طعمه به تعداد "انواع" شکارچیان یافت که تقریباً 3: 4 بود. داده های بیشتر تأیید کننده این نسبت است. توسط برایاند و کوهن، که 62 شبکه مشابه را مطالعه کردند، ارائه شده است. یک نمودار با چنین تناسبی دارای شیب کمتر از 1 در هر دو محیط نوسان و ثابت است. استفاده از "انواع" ارگانیسم ها، به جای گونه های واقعی، معمولاً نتایج کاملاً عینی به دست نمی دهد، با این حال، اگرچه نسبت طعمه/شکارچی حاصل ممکن است دست کم گرفته شود، پایداری آن قابل توجه است.[ ...]

در BE، بسیاری از شبکه‌های غذایی (اما نه همه آنها) تعداد زیادی تولیدکننده اولیه، مصرف‌کنندگان کمتر و شکارچی‌های برتر کمی دارند که به شبکه شکل نشان داده شده در شکل 1 را می‌دهد. 22.1، ب. همه چیزخواران در این سیستم ها ممکن است نادر باشند، در حالی که تجزیه کننده ها فراوان هستند. مدل‌های وب غذا یک چارچوب بالقوه برای تجزیه و تحلیل سودمند جریان منابع در هر دو BE و PE ارائه کرده‌اند. با این حال، زمانی که فرد سعی می‌کند جریان‌های منابع و ساختار شبکه و ویژگی‌های پایداری را به تحلیل ریاضی کمی‌سازی کند، مشکلات به وجود می‌آیند. به نظر می رسد که شناسایی بسیاری از داده های مورد نیاز با قطعیت دشوار است، به خصوص برای موجوداتی که در بیش از یک سطح تغذیه ای عمل می کنند. این ویژگی مشکل اصلی را در مطالعات جریان منابع ایجاد نمی کند، اما تجزیه و تحلیل پایداری را به طور جدی پیچیده می کند. این ادعا که سیستم‌های پیچیده‌تر پایدارتر هستند - زیرا شکستن یک نوع یا مسیر جریان به‌جای مسدود کردن مسیر برای کل انرژی یا جریان منبع، صرفاً انرژی و منابع را به مسیرهای دیگر منتقل می‌کند - به شدت مورد بحث است.[ ...]

تجزیه و تحلیل تعداد زیادی از شبکه‌های غذایی صنعتی می‌تواند ویژگی‌هایی را که در روش‌های دیگر نشان داده نشده است، آشکار کند. در پروژه اکوسیستم در شکل. برای مثال، 22.5، تجزیه و تحلیل شبکه ممکن است منعکس کننده یک بخش یا نوع فعالیت صنعتی گمشده باشد که می تواند اتصال را افزایش دهد. این موضوعات زمینه ای غنی برای تحقیقات دقیق فراهم می کند.[ ...]

در درون هر اکوسیستم، شبکه‌های غذایی ساختار کاملاً مشخصی دارند که با ماهیت و تعداد موجودات موجود در هر سطح از زنجیره‌های غذایی مختلف مشخص می‌شود. برای مطالعه روابط بین موجودات در یک اکوسیستم و برای نمایش گرافیکی آنها، معمولاً به جای نمودارهای وب غذایی از اهرام اکولوژیکی استفاده می شود. اهرام اکولوژیکی ساختار تغذیه ای یک اکوسیستم را به شکل هندسی بیان می کنند.[ ...]

طول زنجیره های غذایی مورد توجه است. واضح است که کاهش انرژی موجود با انتقال به هر پیوند بعدی، طول زنجیره های غذایی را محدود می کند. با این حال، به نظر نمی‌رسد در دسترس بودن انرژی تنها عامل باشد، زیرا زنجیره‌های غذایی طولانی اغلب در سیستم‌های نابارور مانند دریاچه‌های اولیگوتروفیک و زنجیره‌های کوتاه در سیستم‌های بسیار پربازده یا اوتروفیک یافت می‌شوند. تولید سریع مواد مغذی گیاهی می‌تواند چرای سریع دام را تحریک کند، در نتیجه جریان انرژی در دو تا سه سطح تغذیه‌ای اول متمرکز می‌شود. اوتروفیکاسیون دریاچه ها همچنین ترکیب شبکه غذایی پلانکتون "فیتوپلانکتون بزرگ زئوپلانکتون-ماهی درنده" را تغییر می دهد و آن را به یک سیستم میکرو زئوپلانکتون میکروبی-آخری تبدیل می کند که برای حفظ ماهیگیری ورزشی چندان مناسب نیست.[ ...]

با یک جریان انرژی ثابت در شبکه غذایی یا زنجیره، موجودات زمینی کوچکتر با متابولیسم ویژه بالا، زیست توده نسبتاً کمتری نسبت به موجودات بزرگتر ایجاد می کنند. بخش قابل توجهی از انرژی صرف حفظ متابولیسم می شود. این قانون «متابولیسم و ​​اندازه افراد» یا قانون یو.ادوم معمولاً در بیوسنوزهای آبزی با در نظر گرفتن شرایط واقعی زندگی در آنها اجرا نمی شود (در شرایط ایده آل از اهمیت جهانی برخوردار است). این به دلیل این واقعیت است که موجودات آبزی کوچک عمدتاً متابولیسم خود را به دلیل انرژی خارجی محیط نزدیک خود پشتیبانی می کنند.[ ...]

میکرو فلور خاک دارای یک شبکه غذایی به خوبی توسعه یافته و یک مکانیسم جبران قوی بر اساس قابلیت تعویض عملکردی برخی از گونه ها با گونه های دیگر است. علاوه بر این، به دلیل دستگاه آنزیمی ناپایدار، بسیاری از گونه‌ها می‌توانند به راحتی از یک سوبسترای مغذی به زیرلایه دیگر سوئیچ کنند و در نتیجه ثبات اکوسیستم را تضمین کنند. این امر به طور قابل توجهی ارزیابی تأثیر عوامل مختلف انسانی بر آن را پیچیده می کند و نیاز به استفاده از شاخص های یکپارچه دارد.[ ...]

[ ...]

اول از همه، شبکه های غذایی تصادفی شده اغلب حاوی عناصر بیولوژیکی بی معنی هستند (به عنوان مثال، حلقه هایی از این نوع: A می خورد B، B می خورد C، C می خورد A). تجزیه و تحلیل شبکه‌های ساخته‌شده «معنادار» (Lawlor، 1978؛ Pimm، 1979a) نشان می‌دهد که (الف) آنها پایدارتر از شبکه‌های در نظر گرفته شده هستند و (ب) چنین انتقال شدیدی به بی‌ثباتی وجود ندارد (در مقایسه با نابرابری فوق). ، اگرچه ثبات همچنان با افزایش پیچیدگی کاهش می یابد.[ ...]

21.2

البته، بله، اگر نه به عنوان بخشی از بیوژئوسنوزها - سطوح پایین تر سلسله مراتب اکوسیستم ها - در هر صورت، در بیوسفر. افراد از این شبکه‌ها غذا دریافت می‌کنند (اگروسنوزها اکوسیستم‌های اصلاح‌شده با پایه طبیعی هستند). مردم فقط از طبیعت "وحشی" سوخت - انرژی، منابع اصلی ماهی و دیگر "هدایای طبیعت" استخراج می کنند. رویای V. I. Vernadsky در مورد اتوتروفی کامل بشر هنوز یک رویای غیر منطقی باقی مانده است. بدون اتوتروف های اصیل، عمدتاً گیاهان، انسان نمی تواند به عنوان یک موجود هتروتروف وجود داشته باشد. در نهایت، اگر او از نظر فیزیکی در شبکه های غذایی طبیعت قرار نمی گرفت، بدن او پس از مرگ توسط موجودات تجزیه کننده نابود نمی شد و زمین پر از اجساد پوسیده می شد. تز در مورد جدایی انسان از زنجیره غذایی طبیعی بر اساس یک سوء تفاهم است و آشکارا اشتباه است.[ ...]

در فصل 17 روش های ترکیب گروه های مختلف مصرف کنندگان و مواد غذایی آنها را در شبکه ای از عناصر متقابل که از طریق آن انتقال ماده و انرژی انجام می شود، تجزیه و تحلیل می کند. در فصل 21 ما به این موضوع باز خواهیم گشت و تأثیر ساختار شبکه غذایی را بر پویایی جوامع به عنوان یک کل در نظر می گیریم و به ویژگی های ساختار آنها که به ثبات کمک می کند توجه ویژه ای می کنیم.[ ...]

چهار مثال برای نشان دادن ویژگی های اصلی زنجیره های غذایی، شبکه های غذایی و سطوح تغذیه ای کافی است. اولین مثال منطقه شمال دور است که تاندرا نامیده می شود، جایی که گونه های نسبتا کمی از ارگانیسم ها وجود دارند که با موفقیت با دماهای پایین سازگار شده اند. بنابراین، زنجیره های غذایی و شبکه های غذایی در اینجا نسبتا ساده هستند. یکی از بنیانگذاران بوم شناسی مدرن، بوم شناس بریتانیایی سی التون، با درک این موضوع، در دهه 20-30 قرن ما شروع به مطالعه سرزمین های قطب شمال کرد. او یکی از اولین کسانی بود که به وضوح اصول و مفاهیم مرتبط با زنجیره های غذایی را ترسیم کرد (التون، 1927). گیاهان توندرا - گلسنگ ("خزه آهو") C1a donia، علف‌ها، خزه‌ها و بیدهای کوتوله غذای کاریبو در تاندرای آمریکای شمالی و همتای اکولوژیکی آن در تاندرای دنیای قدیم - گوزن شمالی را تشکیل می‌دهند. این حیوانات به نوبه خود به عنوان غذا برای گرگ ها و انسان ها عمل می کنند. گیاهان توندرا نیز توسط لمینگ ها خورده می شوند - جوندگان دم کوتاه کرکی که در مینیاتوری شبیه خرس هستند و کبک های توندرا. در طول زمستان طولانی و تابستان کوتاه، روباه های قطبی و جغدهای برفی عمدتاً از لمینگ تغذیه می کنند. هر گونه تغییر قابل توجه در فراوانی لمینگ در سایر سطوح تغذیه ای منعکس می شود زیرا سایر منابع غذایی کمیاب هستند. به همین دلیل است که فراوانی برخی از گروه‌های موجودات قطبی از فراوانی تا انقراض تقریباً کامل در نوسان است. این اغلب در جامعه بشری اتفاق می‌افتاد، اگر به یک یا چند منبع غذایی وابسته بود («قحطی سیب‌زمینی» در ایرلند را به خاطر بیاورید.[ ...]

یکی از پیامدهای فرضیه مقاومت، که می‌توان آن را در اصل آزمایش کرد، این است که در محیط‌هایی با رفتار کمتر قابل پیش‌بینی، زنجیره‌های غذایی باید کوتاه‌تر باشند، زیرا به نظر می‌رسد که فقط کشسان‌ترین تارهای غذایی را حفظ می‌کنند و زنجیره‌های کوتاه کشش بالاتری دارند. بریاند (Briand، 1983) 40 شبکه غذایی (طبق داده های جمع آوری شده) را به شبکه های مرتبط با متغیر (موقعیت های 1-28 در جدول 21.2) و ثابت (موقعیت های 29-40) تقسیم کرد. تفاوت معنی داری در طول متوسط ​​حداکثر زنجیره های غذایی بین این گروه ها وجود نداشت: تعداد سطوح تغذیه ای به ترتیب 3.66 و 3.60 بود (شکل 21.9). این مقررات هنوز نیاز به بازنگری انتقادی دارند.[ ...]

علاوه بر این، نتایج شبیه‌سازی زمانی متفاوت می‌شود که در نظر گرفته شود که جمعیت مصرف‌کنندگان تحت تأثیر منابع غذایی قرار می‌گیرند، و آن‌ها مستقل از تأثیر مصرف‌کنندگان هستند (¡3,/X)، 3 (/ = 0: بنابراین- به نام "سیستم تنظیم شده توسط اهدا کننده")، در یک شبکه غذایی از این نوع، انعطاف پذیری یا به پیچیدگی بستگی ندارد یا همراه با آن افزایش می یابد (DeAngelis، 1975). در عمل، تنها گروهی از موجودات زنده که معمولاً این شرایط را برآورده می‌کنند، آفت‌خواران هستند.[ ...]

با این حال، چنین تصویر دقیقی از انتقال انرژی از سطح به سطح کاملاً واقعی نیست، زیرا زنجیره های تغذیه ای اکوسیستم ها به طور پیچیده ای در هم تنیده شده اند و شبکه های غذایی را تشکیل می دهند. به عنوان مثال، پدیده "آبشار تغذیه ای"، زمانی که شکار چگالی، زیست توده یا بهره وری یک جمعیت، جامعه یا سطح تغذیه را در طول بیش از یک خط وب غذایی تغییر می دهد (Pace et al., 1999). P. Mitchell (2001) مثال زیر را ارائه می دهد: سمورهای دریایی از جوجه تیغی های دریایی تغذیه می کنند که جلبک های قهوه ای را می خورند، نابودی سمورها توسط شکارچیان منجر به از بین رفتن جلبک های قهوه ای به دلیل رشد جمعیت جوجه تیغی شد. هنگامی که شکار سمور ممنوع شد، جلبک ها شروع به بازگشت به زیستگاه خود کردند.[ ...]

گیاهان سبز انرژی فوتون های نور خورشید را به انرژی پیوندهای شیمیایی ترکیبات آلی پیچیده تبدیل می کنند که راه خود را از طریق شبکه های غذایی منشعب اکوسیستم های طبیعی ادامه می دهند. با این حال، در برخی مکان‌ها (مثلاً در مرداب‌ها، در دهانه رودخانه‌ها و دریاها)، بخشی از مواد آلی گیاهی، زمانی که در کف قرار می‌گیرد، قبل از تبدیل شدن به غذای حیوانات یا میکروارگانیسم‌ها با ماسه پوشانده می‌شود. در حضور دما و فشار معینی از سنگ‌های خاک، برای هزاران و میلیون‌ها سال، زغال‌سنگ، نفت و سایر سوخت‌های فسیلی از مواد آلی تشکیل می‌شوند، یا به قول V.I. Vernadsky، «مواد زنده وارد زمین‌شناسی می‌شوند». [...]

نمونه هایی از زنجیره های غذایی: گیاهان - حیوانات گیاهخوار - شکارچی. موش روباه چمنزار; گیاهان علوفه ای - گاو - انسان. به عنوان یک قاعده، هر گونه از بیش از یک گونه تغذیه می کند. بنابراین، زنجیره های غذایی در هم تنیده شده و یک شبکه غذایی را تشکیل می دهند. هر چه ارگانیسم‌ها از طریق شبکه‌های غذایی و سایر فعل و انفعالات به هم متصل باشند، جامعه در برابر اختلالات احتمالی انعطاف‌پذیرتر است. اکوسیستم های طبیعی و دست نخورده برای تعادل تلاش می کنند. حالت تعادل مبتنی بر اثر متقابل عوامل محیطی زیستی و غیر زنده است.[ ...]

به عنوان مثال، از بین بردن آفات مهم اقتصادی در جنگل ها توسط آفت کش ها، تیراندازی به بخشی از جمعیت حیوانات، گرفتن گونه های خاصی از ماهی های تجاری تداخل نسبی است، زیرا آنها تنها بر پیوندهای فردی در زنجیره های غذایی تأثیر می گذارند بدون اینکه بر شبکه های غذایی به طور کلی تأثیر بگذارند. . هر چه شبکه غذایی، ساختار اکوسیستم پیچیده تر باشد، اهمیت چنین تداخلی کمتر است و بالعکس. در عین حال، انتشار و تخلیه در اتمسفر یا آب بیگانه‌بیوتیک‌های شیمیایی مانند اکسیدهای گوگرد، نیتروژن، هیدروکربن‌ها، ترکیبات فلوئور، کلر، فلزات سنگین، کیفیت محیط را به شدت تغییر می‌دهد، تداخلی در سطح تولیدکنندگان به طور کلی، و بنابراین منجر به تخریب کامل اکوسیستم می شود: همانطور که سطح تغذیه ای اصلی می میرد - تولیدکنندگان.[ ...]

ظرفیت فرار = (/gL -)/kW طرح انرژی یک سیستم اولیه در اوگاندا. د- طرح انرژی کشاورزی در هند که منبع اصلی انرژی نور است، اما جریان انرژی از طریق دام و غلات توسط انسان تنظیم می شود. د. شبکه برق کشاورزی بسیار مکانیزه. بازده بالا مبتنی بر سرمایه گذاری قابل توجه انرژی از طریق استفاده از سوخت های فسیلی است که کارهایی را که قبلاً توسط انسان و حیوانات انجام می شد انجام می دهد. در همان زمان، شبکه غذایی حیوانات و گیاهانی که در دو سیستم قبلی باید "تغذیه" می شدند، از بین می رود.[ ...]

تعدادی تلاش برای تحلیل ریاضی رابطه بین پیچیدگی جامعه و پایداری آن انجام شده است که در اکثر آنها نویسندگان تقریباً به نتایج مشابهی رسیدند. بررسی این گونه انتشارات تا ماه مه (مه، 1981) ارائه شده است. به عنوان مثال، کار او را در نظر بگیرید (مه، 1972)، که هم خود روش و هم کاستی های آن را نشان می دهد. هر گونه تحت تأثیر تعاملات خود با سایر گونه ها قرار گرفت. از نظر کمی، تأثیر تراکم گونه / بر رشد تعداد i با شاخص p برآورد شد. در غیاب کامل تأثیر، صفر است، در دو گونه رقیب Pc و Pji منفی هستند، در مورد شکارچی (¿) و طعمه (/) Ru مثبت و jjji منفی است.[ ...]

بارش های اسیدی اثرات مرگباری بر زندگی در رودخانه ها و مخازن دارد. بسیاری از دریاچه ها در اسکاندیناوی و شرق آمریکای شمالی آنقدر اسیدی شده اند که ماهی ها نه تنها در آنها تخم ریزی نمی کنند، بلکه به سادگی زنده می مانند. در دهه 1970، ماهی در نیمی از دریاچه های این مناطق به طور کامل ناپدید شد. خطرناک ترین آنها اسیدی شدن آب های کم عمق اقیانوسی است که منجر به عدم امکان تولید مثل بسیاری از بی مهرگان دریایی می شود که می تواند باعث شکسته شدن شبکه های غذایی و بهم ریختن عمیق تعادل اکولوژیکی در اقیانوس ها شود.[ ...]

مدل‌های فعل و انفعالات کنترل شده توسط اهداکننده به طرق مختلفی با مدل‌های سنتی تعاملات نوع لوتکا-ولترا از نوع شکارچی-شکار متفاوت است (فصل 10). یکی از تفاوت‌های مهم این است که گروه‌های متقابل گونه‌هایی که دینامیک کنترل‌شده توسط اهداکننده را نشان می‌دهند، اعتقاد بر این است که به ویژه انعطاف‌پذیر هستند و علاوه بر این، انعطاف‌پذیری در واقع مستقل از افزایش تنوع گونه‌ها و پیچیدگی شبکه غذایی است یا حتی در حال افزایش است. این وضعیت کاملاً برعکس آن چیزی است که در آن مدل Lotka-Volterra قابل استفاده است. این سوالات مهم در مورد پیچیدگی وب غذایی و انعطاف پذیری جامعه با جزئیات بیشتر در فصل مورد بحث قرار خواهند گرفت. 21.