Pārtikas tīkls. Trofiskie līmeņi

UZ Starp svarīgākajām attiecībām starp organismiem ir pārtikas attiecības. Jūs varat izsekot neskaitāmiem matērijas kustības ceļiem ekosistēmā, kurā vienu organismu apēd cits, trešo utt. Šādu saišu virkni sauc par barības ķēdi. Pārtikas ķēdes savijas un veido pārtikas (trofisko) tīklu.

Pārtikas ķēdes iedala divos veidos. Viena veida barības ķēde sākas ar augiem un iet uz zālēdājiem un pēc tam uz plēsējiem - tā ir ganību ķēde.

Salīdzinoši vienkārša un īsa barības ķēde:
zāle → trusis → lapsa

(ražotājs) (patērētājs (patērētājs)

Es pasūtu) II pasūtījums)

Cits veids sākas no augu un dzīvnieku atliekām līdz maziem dzīvniekiem un mikroorganismiem, un pēc tam uz plēsējiem - šī sadalīšanās ķēde (detrīts).

Tātad visas pārtikas ķēdes sākas ar ražotājiem. Bez nepārtrauktas organisko vielu ražošanas ekosistēma ātri apēstu sevi un beigtu pastāvēt.

Pārtikas savienojumus var pielīdzināt barības vielu un enerģijas plūsmai no viena trofiskā līmeņa uz citu.

Organismu kopējo masu (to biomasu) katrā trofiskajā līmenī var izmērīt, savācot vai notverot un pēc tam nosverot atbilstošus dzīvnieku un augu paraugus. Katrā trofiskajā līmenī biomasa ir 90-99% mazāk nekā iepriekšējā. Pieņemsim, ka ražotāju biomasa 0,4 hektāru pļavu platībā ir 10 tonnas, tad fitofāgu biomasas tajā pašā platībā vairs nebūs. 1000 Kilograms. Barības ķēdes dabā parasti ietver 3-4 saites, lielāka skaita trofisko līmeņu pastāvēšana nav iespējama, jo biomasa strauji tuvojas nullei.

Lielāko daļu saņemtās enerģijas (80-90%) organismi izmanto ķermeņa veidošanai un dzīvībai svarīgo funkciju uzturēšanai. Katrā trofiskajā līmenī indivīdu skaits pakāpeniski samazinās. Šo modeli sauc ekoloģiskā piramīda . Ekoloģiskā piramīda atspoguļo indivīdu skaitu katrā barības ķēdes posmā vai biomasas daudzumu, vai enerģijas daudzumu. Šiem daudzumiem ir vienāds virziens. Ar katru ķēdes posmu organismi kļūst lielāki, vairojas lēnāk, un to skaits samazinās.

Dažādas biogeocenozes atšķiras pēc produktivitātes, primāro produktu patēriņa ātruma, kā arī dažādām barības ķēdēm. Tomēr visām pārtikas ķēdēm ir raksturīgi noteikti modeļi attiecībā uz patērēto un uzglabāto produktu attiecību, t.i. biomasa ar tajā esošo enerģiju katrā no trofiskajiem līmeņiem. Šos modeļus sauc par "ekoloģiskās piramīdas noteikumiem". Ir dažādi ekoloģisko piramīdu veidi atkarībā no tā, kāds indikators tiek izmantots par pamatu. Tādējādi biomasas piramīda parāda organisko vielu masas pārneses kvantitatīvos modeļus pa pārtikas ķēdi. Enerģijas piramīda parāda atbilstošos enerģijas pārnešanas modeļus no viena spēka ķēdes posma uz otru. Ir izstrādāta arī skaitļu piramīda, kas parāda indivīdu skaitu katrā barības ķēdes trofiskajā līmenī.

Biocenozē esošās sugas ir savstarpēji saistītas vielmaiņas un enerģijas procesi, t.i., pārtikas attiecības. Izsekojot pārtikas attiecības starp biocenozes dalībniekiem (“kas kuru ēd un cik daudz”), ir iespējams konstruēt pārtikas ķēdes un tīkli.

Trofiskās ķēdes (no grieķu trofe — pārtika) — barības ķēdes ir secīga vielas un enerģijas pārnešana. Piemēram, Arktikas jūras dzīvnieku barības ķēde: mikroaļģes (fitoplanktons) → mazie zālēdāji vēžveidīgie (zooplanktons) → plēsēji planktonfāgi (tārpi, mīkstmieši, vēžveidīgie) → zivis (plēsīgo zivju secībā ir 2-4 saites). iespējams) → roņi → polārlāči. Šī barības ķēde ir gara; sauszemes ekosistēmu barības ķēdes ir īsākas, jo uz sauszemes ir vairāk enerģijas zudumu. Ir vairāki veidi sauszemes pārtikas ķēdes .

1. Ganību barības ķēdes (ekspluatatoru ķēdes) sākas ar ražotājiem. Pārejot no viena trofiskā līmeņa uz citu, indivīdu izmērs palielinās, vienlaikus samazinoties populācijas blīvumam, vairošanās ātrumam un masu produktivitātei.

Zāle → pelmeņi → lapsa

Zāle → kukaiņi → varde → gārnis → pūķis

Ābele → zvīņu kukainis → parazīts

Govs → zirgmuša → baktērijas → fāgi

Detrītu ķēdes. Ir iekļauti tikai sadalītāji.

Nokritušas lapas → pelējums → baktērijas

Jebkurš jebkuras pārtikas ķēdes dalībnieks vienlaikus ir saite citā pārtikas ķēdē: viņš patērē un patērē vairākas citu organismu sugas. Tā tie veidojas pārtikas tīkli. Piemēram, pļavas vilku-koijotu barībā ir līdz 14 tūkstošiem dzīvnieku un augu sugu. Vielu un enerģijas pārnešanas secībā no vienas organismu grupas uz otru ir trofiskie līmeņi. Parasti ķēdes nepārsniedz 5–7 līmeņus. Pirmo trofisko līmeni veido ražotāji, jo tikai viņi var barot ar saules enerģiju. Visos citos līmeņos - zālēdājiem (fitofāgiem), primārajiem plēsējiem, sekundārajiem plēsējiem utt. - sākotnēji uzkrātā enerģija tiek patērēta vielmaiņas procesu uzturēšanai.

Formā ir ērti attēlot pārtikas attiecības trofiskās piramīdas(skaits, biomasa, enerģija). Populācijas piramīda ir indivīdu skaita attēlojums katrā trofiskajā līmenī vienībās (gabalos).

Tam ir ļoti plaša bāze un krasa sašaurināšanās virzienā uz gala patērētājiem. Šis ir izplatīts piramīdas veids zālaugu kopienām - pļavu un stepju biocenozēm. Ja ņemam vērā meža kopienu, attēls var būt izkropļots: tūkstošiem fitofāgu var baroties no viena koka, vai arī laputis un ziloņi (dažādi fitofāgi) var būt vienā trofiskā līmenī. Tad patērētāju skaits var būt lielāks par ražotāju skaitu. Lai pārvarētu iespējamos traucējumus, tiek izmantota biomasas piramīda. To izsaka sausā vai slapja svara tonnāžas vienībās: kg, t utt.

Sauszemes ekosistēmās augu biomasa vienmēr ir lielāka par dzīvnieku biomasu. Biomasas piramīda ūdens, īpaši jūras ekosistēmām, izskatās savādāk. Dzīvnieku biomasa ir daudz lielāka nekā augu biomasa. Šī nepareizība ir saistīta ar to, ka biomasas piramīdas neņem vērā indivīdu paaudžu pastāvēšanas ilgumu dažādos trofiskajos līmeņos un biomasas veidošanās un patēriņa ātrumu. Galvenais jūras ekosistēmu ražotājs ir fitoplanktons. Gada laikā okeānā var nomainīties līdz 50 fitoplanktona paaudzēm. Laikā, kamēr plēsīgās zivis (un it īpaši vaļi) uzkrāj savu biomasu, mainīsies daudzas fitoplanktona paaudzes un tā kopējā biomasa būs daudz lielāka. Tāpēc universāls veids, kā izteikt ekosistēmu trofisko struktūru, ir produktivitātes piramīdas, tās parasti sauc par enerģijas piramīdām, kas nozīmē ražošanas enerģijas izpausmi.

Absorbētā saules enerģija tiek pārvērsta ogļhidrātu un citu organisko vielu ķīmisko saišu enerģijā. Dažas vielas tiek oksidētas augu elpošanas laikā un izdala enerģiju. Šī enerģija galu galā tiek izkliedēta kā siltums. Atlikusī enerģija izraisa biomasas pieaugumu. Stabilas ekosistēmas kopējā biomasa ir relatīvi nemainīga. Tādējādi, pārejot no viena trofiskā līmeņa uz otru, daļa pieejamās enerģijas netiek uztverta, daļa tiek atdota siltuma veidā, bet daļa tiek tērēta elpošanai. Vidēji, pārejot no viena trofiskā līmeņa uz otru, kopējā enerģija samazinās apmēram 10 reizes. Šo modeli sauc Lindemaņa enerģijas piramīdas likums (1942) vai10% noteikums. Jo garāka ir barības ķēde, jo mazāk enerģijas ir pieejama ķēdes galā, tāpēc trofisko līmeņu skaits nekad nevar būt pārāk liels.

Ja, pārejot uz nākamo ekoloģiskās piramīdas posmu, organisko vielu enerģija un tilpums samazinās, tad aptuveni tādā pašā proporcijā palielinās to organismā nonākušo vielu uzkrāšanās, kuras nepiedalās normālā vielmaiņā (sintētiskās indes). Šo fenomenu sauc bioloģiskās uzlabošanas noteikums.

Ekoloģisko sistēmu funkcionēšanas pamatprincipi

Pastāvīga saules enerģijas pieplūde- nepieciešams nosacījums ekosistēmas pastāvēšanai.

Uzturvielu cikls. Vielu cikla virzītājspēki ir enerģijas plūsma no saules un dzīvās vielas darbība. Pateicoties barības vielu ciklam, tiek izveidota stabila visu ekosistēmu un biosfēras organizācija kopumā un tiek veikta to normāla darbība.

Biomasas samazināšanās augstākos trofiskajos līmeņos: Pieejamās enerģijas daudzuma samazināšanos parasti pavada biomasas un īpatņu skaita samazināšanās katrā trofiskajā līmenī (atcerieties enerģijas, pārpilnības un biomasas piramīdas).

Šos principus mēs jau detalizēti apskatījām lekcijas laikā.

Biocenožu trofiskā struktūra

KOPIENU EKOLOĢIJA (SINEKOLOĢIJA)

Dažādu sugu populācijas dabiskos apstākļos tiek apvienotas augstāka ranga sistēmās - kopienas Un biocenoze.

Terminu “biocenoze” ierosināja vācu zoologs K. Moebiuss, un tas apzīmē organizētu augu, dzīvnieku un mikroorganismu populāciju grupu, kas pielāgota kopdzīvei noteiktā telpas tilpumā.

Jebkura biocenoze aizņem noteiktu abiotiskās vides apgabalu. Biotops– telpa ar vairāk vai mazāk viendabīgiem apstākļiem, ko apdzīvo viena vai otra organismu kopiena.

Organismu biocenotisko grupu izmēri ir ārkārtīgi dažādi – no sabiedrībām uz koka stumbra vai purva sūnu paugura līdz spalvu zāles stepes biocenozei. Biocenoze (kopiena) ir ne tikai to veidojošo sugu summa, bet arī to savstarpējo mijiedarbību kopums. Kopienas ekoloģija (sinekoloģija) ir arī zinātniska pieeja ekoloģijā, saskaņā ar kuru, pirmkārt, tiek pētīts attiecību komplekss un dominējošās attiecības biocenozē. Sinekoloģija galvenokārt nodarbojas ar vides biotiskajiem vides faktoriem.

Biocenozes ietvaros ir fitocenoze- stabila augu organismu kopiena, zoocenoze- savstarpēji saistītu dzīvnieku sugu kolekcija un mikrobiocenoze - mikroorganismu kopiena:

FITOCENOZE + ZOOCENOZE + MIKROBIOCENOZE = BIOCENOZE.

Tajā pašā laikā ne fitocenoze, ne zoocenoze, ne mikrobiocenoze dabā nenotiek tīrā veidā, kā arī biocenoze atsevišķi no biotopa.

Biocenozi veido starpsugu savienojumi, kas nodrošina biocenozes struktūru – īpatņu skaitu, to izplatību telpā, sugu sastāvu u.c., kā arī barības tīkla uzbūvi, produktivitāti un biomasu. Lai novērtētu atsevišķas sugas lomu biocenozes sugu struktūrā, tiek izmantots sugas daudzums - rādītājs, kas vienāds ar īpatņu skaitu uz platības vienību vai aizņemtās telpas tilpumu.

Vissvarīgākais biocenozes organismu savstarpējo attiecību veids, kas faktiski veido tās struktūru, ir plēsēju un upuru barības saiknes: vieni ir ēdāji, citi apēd. Turklāt visi organismi, dzīvie un mirušie, ir barība citiem organismiem: zaķis ēd zāli, lapsa un vilks medī zaķus, plēsīgie putni (vanagi, ērgļi u.c.) spēj aizvilkt un apēst gan lapsas mazuli. un vilku mazulis. Beigti augi, zaķi, lapsas, vilki, putni kļūst par barību detritivoriem (sadalītājiem vai citādi iznīcinātājiem).

Barības ķēde ir organismu virkne, kurā katrs organisms ēd vai sadala citu. Tas attēlo fotosintēzes laikā absorbētās mazas ļoti efektīvas saules enerģijas daļas vienvirziena plūsmas ceļu, kas pārvietojas caur dzīviem organismiem un sasniedz Zemi. Galu galā šī ķēde tiek atgriezta dabiskajā vidē zemas efektivitātes siltumenerģijas veidā. Uzturvielas pa to pārvietojas arī no ražotājiem pie patērētājiem un pēc tam uz sadalītājiem un tad atpakaļ pie ražotājiem.

Katrs pārtikas ķēdes posms tiek saukts trofiskais līmenis. Pirmo trofisko līmeni aizņem autotrofi, ko citādi sauc par primārajiem ražotājiem. Otrā trofiskā līmeņa organismus sauc par primārajiem patērētājiem, trešā - par sekundārajiem patērētājiem utt. Parasti ir četri vai pieci trofiskie līmeņi un reti vairāk par sešiem (5.1. att.).

Ir divi galvenie barības ķēžu veidi – ganīšana (vai “ganīšana”) un detrīts (vai “sadalīšanās”).

Rīsi. 5.1. Biocenozes pārtikas ķēdes pēc N. F. Reimersa: vispārinātas (A) un īsts (b). Bultiņas parāda enerģijas kustības virzienu, un skaitļi parāda relatīvo enerģijas daudzumu, kas nonāk trofiskajā līmenī

IN pastorālās barības ķēdes Pirmo trofisko līmeni aizņem zaļie augi, otro - ganībās esošie dzīvnieki (jēdziens "ganīšana" aptver visus organismus, kas barojas ar augiem), bet trešo - plēsēji. Tādējādi ganību barības ķēdes ir:

Detritāla barības ķēde sākas ar detrītu saskaņā ar shēmu:

DETRITE → DETRITIFOGER → PREDATOR

Tipiskas detritālās barības ķēdes ir:

Barības ķēžu jēdziens ļauj tālāk izsekot ķīmisko elementu ciklam dabā, lai gan tādas vienkāršas barības ķēdes kā iepriekš attēlotās, kur katrs organisms tiek attēlots kā barots tikai ar viena veida organismiem, dabā ir sastopamas reti. Reālas barības saiknes ir daudz sarežģītākas, jo dzīvnieks var baroties ar dažāda veida organismiem, kas ietilpst vienā barības ķēdē vai dažādās ķēdēs, kas īpaši raksturīgi augstāka trofiskā līmeņa plēsējiem (patērētājiem). Saikni starp ganību un detrītu barības ķēdēm ilustrē Yu. Odum piedāvātais enerģijas plūsmas modelis (5.2. att.).

Visēdāji (īpaši cilvēki) barojas gan no patērētājiem, gan no ražotājiem. Tādējādi dabā barības ķēdes ir savstarpēji saistītas un veido pārtikas (trofiskos) tīklus.

Dažādu trofisko līmeņu pārstāvji ir savstarpēji saistīti ar vienvirziena virzītu biomasas pārnesi pārtikas ķēdēs. Ar katru pāreju uz nākamo trofisko līmeni daļa pieejamās enerģijas netiek uztverta, daļa tiek atdota kā siltums, bet daļa tiek tērēta elpošanai. Šajā gadījumā kopējā enerģija katru reizi samazinās vairākas reizes. Tā sekas ir ierobežotais barības ķēžu garums. Jo īsāka ir barības ķēde vai jo tuvāk organisms atrodas tās sākumam, jo ​​lielāks ir pieejamais enerģijas daudzums.

Plēsēju barības ķēdes no ražotājiem pāriet uz zālēdājiem, kurus ēd mazie plēsēji, kas kalpo par barību lielākiem plēsējiem utt.

Dzīvniekiem virzoties augšup pa plēsēju ķēdi, to izmērs palielinās un skaits samazinās. Salīdzinoši vienkāršā un īsā plēsēju barības ķēdē ietilpst otrās kārtas patērētāji:

Garākā un sarežģītākā ķēde ietver piektās kārtas patērētājus:

Ķēdes pagarināšana notiek plēsēju līdzdalības dēļ.

Atkritumu ķēdēs patērētāji ir detrītēdāji, kas pieder pie dažādām sistemātiskām grupām: mazi dzīvnieki, galvenokārt bezmugurkaulnieki, kas dzīvo augsnē un barojas ar kritušām lapām, vai baktērijas un sēnītes, kas sadala organiskās vielas saskaņā ar šādu shēmu:

Vairumā gadījumu abu detrītēdāju grupu darbību raksturo stingra koordinācija: dzīvnieki rada apstākļus mikroorganismu darbam, sadalot dzīvnieku līķus un mirušos augus mazās daļās.

Barības ķēdes, kas sākas no zaļajiem augiem un no atmirušajām organiskajām vielām, ekosistēmās visbiežāk atrodas kopā, taču gandrīz vienmēr viena no tām dominē pār otru. Tomēr atsevišķās specifiskās vidēs (piemēram, bezdibenī un pazemē), kur gaismas trūkuma dēļ nav iespējama organismu ar hlorofilu eksistence, saglabājas tikai detritāla tipa barības ķēdes.

Pārtikas ķēdes nav izolētas viena no otras, bet ir cieši saistītas. Tie veido tā sauktos pārtikas tīklus. Barības tīkla veidošanas princips ir šāds. Katram ražotājam ir nevis viens, bet vairāki patērētāji. Savukārt patērētāji, kuru vidū dominē polifāgi, izmanto nevis vienu, bet vairākus pārtikas avotus. Lai ilustrētu, mēs sniedzam vienkāršu (9.3. att., a) un sarežģītu (9.3. att., b) pārtikas tīklu piemērus.

Sarežģītā dabas sabiedrībā tie organismi, kas

kas saņem pārtiku no augiem, kas ieņem pirmo

trofiskais līmenis, izmantojot tādu pašu posmu skaitu, tiek uzskatīts par piederīgu vienam un tam pašam trofiskajam līmenim. Tādējādi zālēdāji ieņem otro trofisko līmeni (primāro patērētāju līmeni), plēsēji, kas ēd zālēdājus, ieņem trešo (sekundāro patērētāju līmeni), un sekundārie plēsēji ieņem ceturto (terciāro patērētāju līmeni). Jāuzsver, ka trofiskā klasifikācija iedala grupās nevis pašas sugas, bet gan to dzīves aktivitātes veidus. Vienas sugas populācija var aizņemt vienu vai vairākus trofiskos līmeņus atkarībā no tā, kādus enerģijas avotus suga izmanto. Tāpat jebkuru trofisko līmeni pārstāv nevis viena, bet vairākas sugas, kā rezultātā veidojas pārtikas ķēdes, kas ir savstarpēji cieši saistītas.

Aplūkosim diagrammu par enerģijas plūsmu vienkāršā (nesazarotā) barības ķēdē, iekļaujot trīs (1-3) trofiskos līmeņus (9.4. att.).

Šai konkrētajai ekosistēmai enerģijas budžets tika lēsts šādi: L=3000 kcal/m2 dienā, L A =1500, t.i. 50% no L, P N = 15, t.i. 1% no LA,

Rīsi. 9.3. Kritiskie savienojumi Amerikas prēriju pārtikas tīklos ( A) un ziemeļu jūras ekosistēmas siļķēm ( b),

A- saskaņā ar Ricklefs, 1979; b - no Alimova, 1989.

Rīsi. 9.4. Vienkāršota enerģijas plūsmas diagramma,

parāda trīs trofiskos līmeņus

lineārā barības ķēdē (pēc: Odum, 1975).

Secīgas enerģijas plūsmas: L- vispārējais apgaismojums, L A - gaisma,

absorbē veģetācija ( es- saņemts vai

absorbētā enerģija), P G - bruto primārā ražošana,

P N - tīra primārā ražošana, R- sekundārie produkti (patērētāju

tov), NU - nē patērētā enerģija, N.A.- nav asimilēts

patērētāja izdalītā enerģija (izdalās ar ekskrementiem), R- enerģija.

Tālāk norādītie skaitļi ir katras pārsūtīšanas laikā zaudētās enerģijas secība.

P2 = 1,5, t.i. 10% no P N' , Un R 3= 0,3 kcal/m2 dienā, t.i., 20% no iepriekšējā līmeņa. Pirmajā trofiskajā līmenī tiek absorbēti 50% no krītošās gaismas, un tikai 1% no absorbētās enerģijas tiek pārvērsta pārtikas ķīmiskajā enerģijā. Sekundārā ražošana katrā nākamajā patērētāju trofiskajā līmenī ir aptuveni 10% no iepriekšējā, lai gan plēsēju līmenī efektivitāte var būt augstāka.

Enerģijas saņemšanas un patēriņa pozīcijas, t.i. Enerģijas bilanci var ērti aplūkot, izmantojot universālu modeli, kas ir piemērojams jebkurai dzīvai sistēmas sastāvdaļai, vai tas būtu augs, dzīvnieks, mikroorganisms vai indivīds, populācija, trofiskā grupa (9.5. att.). Ne visa enerģija, kas nonāk biomasā (/), tiek pārveidota. Daļa no tā ( N.A.) nav iekļauts vielmaiņā. Piemēram, pārtika var iziet cauri gremošanas traktam bez vielmaiņas.

Rīsi. 9.5. “Universālā” modeļa sastāvdaļas

enerģijas plūsma (pēc: Odum, 1975).

Paskaidrojums tekstā.

bolisms, un daļa gaismas enerģijas iziet cauri augiem bez absorbcijas. Izmantotā vai asimilētā enerģijas daļa ( A) pavadīts elpošanai ( R) un organisko vielu ražošana ( R). Produktiem var būt dažādas formas: G– biomasas pieaugums vai pieaugums; E– asimilētas organiskās vielas, kas izdalās vai izdalās (vienkāršie cukuri, aminoskābes, urīnviela, gļotas utt.), S-rezerve (piemēram, tauku nogulsnes, kuras vēlāk var asimilēt). Uzglabājamo produktu atgriešanās ceļu sauc arī par “darba cilpu”, jo tā ir produkcijas daļa, kas nodrošina organismu ar enerģiju nākotnē (piemēram, plēsējs izmanto uzkrāto vielu enerģiju, lai atrastu jaunu upuris). Atlikušais mīnuss E daļa no produkta ir biomasa ( IN). Summējot visas enerģijas saņemšanas un patēriņa pozīcijas, iegūstam: A=I-NA; P = A-R; P=G+E+S; B = P-E; B = G + S.

Universālo enerģijas plūsmas modeli var izmantot divos veidos. Pirmkārt, tas var pārstāvēt sugas populāciju. Šajā gadījumā noteiktas sugas enerģijas plūsmas kanāli un savienojumi ar citām veido barības tīkla diagrammu ar atsevišķu sugu nosaukumiem tā mezglos (9.6. att.). Tīkla diagrammas konstruēšanas procedūra ietver: 1) populāciju sadalījuma pa trofiskajiem līmeņiem diagrammas sastādīšanu; 2) to savienošana caur pārtikas savienojumiem; 3) enerģijas plūsmas kanālu platuma noteikšana, izmantojot universālo modeli; šajā gadījumā visplašākie kanāli ies cauri polifāgu sugu populācijām, šajā gadījumā caur maijvaboļu, punduru un odu populācijām (9.6. att.).

Rīsi. 9.6. Saldūdens rezervuāra barības tīkla fragments.

Otrkārt, universāls enerģijas plūsmas modelis var attēlot noteiktu enerģijas līmeni. Šajā iemiesojumā biomasas taisnstūri un enerģijas plūsmas kanāli attēlo visas populācijas, kuras atbalsta viens enerģijas avots. Parasti lapsas ēd daļēji augus (augļus utt.), daļēji zālēdājus (zaķus, lauka peles utt.). Ja gribam uzsvērt iekšpopulācijas enerģijas aspektu, tad visa lapsu populācija ir jāattēlo kā viens taisnstūris. Ja nepieciešams sadalīt lapsu populācijas vielmaiņu divos trofiskos līmeņos atbilstoši augu un dzīvnieku barības proporcijai, tad jākonstruē divi vai vairāki taisnstūri.

Zinot universālo enerģijas plūsmas modeli, ir iespējams noteikt enerģijas plūsmas vērtību attiecību dažādos pārtikas ķēdes punktos. Izsakot procentos, šīs attiecības sauc vides efektivitāte. Atkarībā no pētījuma mērķiem ekologs pēta noteiktas vides efektivitātes grupas. Vissvarīgākie no tiem ir aplūkoti turpmāk.

Pirmā enerģētisko attiecību grupa: B/R Un P/R. Daļa enerģijas, kas iztērēta elpošanai, t.i. uz biomasas struktūras saglabāšanu, ir augsts lielu organismu populācijās (cilvēki, koki u.c.) Spēcīga stresa apstākļos R palielinās. Lielums R nozīmīga aktīvās mazu organismu populācijās, piemēram, baktērijās un aļģēs, kā arī sistēmās, kas saņem enerģiju no ārpuses.

Otrā attiecību grupa: A/I Un R/A. Pirmo no tiem sauc par asimilācijas efektivitāti, otro - audu augšanas efektivitāti. Asimilācijas efektivitāte svārstās no 10 līdz 50% vai vairāk. Tas var būt vai nu ļoti mazs, piemēram, gadījumā, ja augi izmanto gaismas enerģiju vai pārtikas asimilācijai, ko veic dzīvnieki, kas ir detritivori, vai ļoti liels, piemēram, ja pārtiku asimilē dzīvnieki vai baktērijas, kas barojas ar augstu pārtiku. -kaloriju pārtikas produkti, piemēram, cukuri vai aminoskābes.

Asimilācijas efektivitāte zālēdājiem atbilst to barības uzturvērtības īpašībām: ēdot sēklas sasniedz 80%, jauno lapotņu 60%, vecākām lapām 30-40% un ēdot koksni 10-20% vai pat mazāk. par tā sadalīšanās pakāpi. Dzīvnieku barību ir vieglāk sagremot nekā augu pārtiku. Asimilācijas efektivitāte plēsīgajām sugām ir 60–90% no patērētās pārtikas, un sugas, kas ēd kukaiņus, ir šīs sērijas apakšā, bet tās, kas ēd gaļu un zivis, augšpusē. Šādas situācijas iemesls ir tas, ka cietais, hitīnainais eksoskelets, kas daudzām kukaiņu sugām veido ievērojamu ķermeņa svara daļu, nav sagremojams. Tas samazina asimilācijas efektivitāti dzīvniekiem, kas barojas ar kukaiņiem.

Arī audu augšanas efektivitāte ir ļoti atšķirīga. Vislielākās vērtības tas sasniedz gadījumos, kad organismi ir mazi un vides apstākļi, kuros tie dzīvo, neprasa lielus izdevumus, lai uzturētu organismu augšanai optimālu temperatūru.

Un visbeidzot trešā enerģētisko attiecību grupa: R/V.

Gadījumos, kad R tiek novērtēts kā ātrums, R/V atspoguļo ražošanas attiecību noteiktā laika posmā pret biomasu: P/B = B/(VT) = T - 1, kur T - laiks. Ja integrālo produkciju aprēķina noteiktam laika periodam, koeficienta vērtība R/V tiek noteikta, ņemot vērā vidējo biomasu tajā pašā laika posmā. Šajā gadījumā attiecības R/V - daudzums ir bezizmēra; tas parāda, cik reižu produkcija ir lielāka vai mazāka par biomasu. Produktivitātes attiecību pret biomasu var aplūkot gan viena trofiskā līmeņa ietvaros, gan starp blakus esošajiem.

Produktivitātes salīdzināšana P t un biomasa Bt viena trofiskā līmeņa robežās (t), Piezīme S izmaiņu formas raksturs P t noteiktā izmaiņu diapazonā Bt. Piemēram, pirmajā trofiskajā līmenī ražošana sākumā pieaug lēni, jo lapu virsma ir maza, tad ātrāk un pie liela biomasas blīvuma atkal lēni, jo

Fotosintēze zemāko līmeņu lapu ievērojamas ēnojuma apstākļos ir novājināta. Otrajā un trešajā trofiskajā līmenī ar ļoti mazu un ļoti lielu dzīvnieku skaitu uz platības vienību produktivitātes attiecība pret biomasu samazinās, galvenokārt dzimstības samazināšanās dēļ.

Iepriekšējā trofiskā līmeņa produktivitātes attiecība ( P t -1) uz tagadnes biomasu ( Bt) nosaka tas, ka fitofāgi, apēdot daļu augu, tādējādi veicina to augšanas paātrināšanos, t.i., fitofāgi ar savu darbību veicina augu produktivitāti. Līdzīgu ietekmi uz pirmās kārtas patērētāju produktivitāti atstāj plēsēji, kas, iznīcinot slimus un vecus dzīvniekus, veicina fitofāgu dzimstības pieaugumu.

Vienkāršākā nākamā trofiskā līmeņa produktivitātes atkarība ir (P t +1) no tagadnes biomasas (Pie t). Katra nākamā trofiskā līmeņa produktivitāte palielinās, pieaugot iepriekšējā trofiskā līmeņa biomasai. Р t +1 /B t jo īpaši parāda, no kā ir atkarīgs otrreizējās ražošanas apjoms, proti no primārās ražošanas apjoms, barības ķēdes garums, no ārpuses ekosistēmā ienestās enerģijas raksturs un daudzums.

Iepriekš minētais pamatojums ļauj atzīmēt, ka indivīdu lielumam ir zināma ietekme uz ekosistēmas enerģētiskajām īpašībām. Jo mazāks ir organisms, jo augstāks ir tā īpatnējais metabolisms (uz masas vienību) un līdz ar to, jo zemāka ir biomasa, ko var uzturēt noteiktā trofiskā līmenī. Un otrādi, jo lielāks ir organisms, jo lielāka ir stāvošā biomasa. Tādējādi baktēriju “raža” konkrētajā brīdī būs daudz zemāka nekā zivju vai zīdītāju “raža”, lai gan šīs grupas izmantoja vienādu enerģijas daudzumu. Ar produktivitāti situācija ir citāda. Tā kā produktivitāte ir biomasas pieauguma ātrums, maziem organismiem šeit ir priekšrocības, kas, pateicoties augstākam līmenim

vielmaiņai ir augstāks biomasas vairošanās un atjaunošanas ātrums, t.i., augstāka produktivitāte.

Barības ķēde sastāv no dažādu sugu organismiem. Tajā pašā laikā vienas sugas organismi var būt daļa no dažādām barības ķēdēm. Tāpēc barības ķēdes ir savstarpēji saistītas, veidojot sarežģītus pārtikas tīklus, kas aptver visas planētas ekosistēmas.[...]

Pārtikas (trofiskā) ķēde ir enerģijas pārnešana no tās avota - ražotājiem - caur vairākiem organismiem. Barības ķēdes var iedalīt divos galvenajos veidos: ganību ķēde, kas sākas ar zaļu augu un turpinās līdz ganībās zālēdājiem un plēsējiem, un detritālā ķēde (no latīņu valodas abraded), kas sākas no mirušo organisko vielu sadalīšanās produktiem. . Šīs ķēdes veidošanā izšķiroša loma ir dažādiem mikroorganismiem, kas barojas ar atmirušajām organiskajām vielām un to mineralizē, atkal pārvēršot visvienkāršākajos neorganiskajos savienojumos. Pārtikas ķēdes nav izolētas viena no otras, bet ir cieši saistītas viena ar otru. Bieži vien dzīvnieks, kas patērē dzīvu organisko vielu, ēd arī mikrobus, kas patērē nedzīvās organiskās vielas. Tādējādi pārtikas patēriņa ceļi atzarojas, veidojot tā sauktos pārtikas tīklus.[...]

Pārtikas tīkls ir sarežģīta savstarpēja saviešanās pārtikas ķēžu kopienā.[...]

Pārtikas tīkli veidojas tāpēc, ka gandrīz jebkurš jebkuras barības ķēdes dalībnieks ir arī saite citā barības ķēdē: to patērē un patērē vairākas citu organismu sugas. Tādējādi pļavas vilka-koijota barība ietver līdz 14 tūkstošiem dzīvnieku un augu sugu. Tas, iespējams, ir vienāds ar koijotu liemeņa vielu ēšanu, sadalīšanos un iznīcināšanu iesaistīto sugu skaitu. [...]

Barības ķēdes un trofiskie līmeņi. Izsekojot barības attiecības starp biocenozes pārstāvjiem (“kas kuru ēd un cik daudz”), iespējams veidot barības ķēdes dažādiem organismiem. Garas barības ķēdes piemērs ir Arktikas jūras iemītnieku secība: "mikroaļģes (fitoplanktons) -> mazie zālēdāji vēžveidīgie (zooplanktons) - plēsēji planktiēdāji (tārpi, vēžveidīgie, mīkstmieši, adatādaiņi) -> zivis (2-3 saites) plēsīgo zivju secībā iespējamas) -> roņi -> polārlācis. Sauszemes ekosistēmu ķēdes parasti ir īsākas. Pārtikas ķēde, kā likums, ir mākslīgi izolēta no reāli eksistējoša pārtikas tīkla - daudzu barības ķēžu pinuma. [...]

Pārtikas tīkls ir sarežģīts pārtikas attiecību tīkls.[...]

Pārtikas ķēdes ietver lineāru resursu plūsmu no viena trofiskā līmeņa uz nākamo (22.1.a attēls). Šajā dizainā mijiedarbība starp sugām ir vienkārša. Tomēr neviena resursu plūsmu sistēma BE neseko šai vienkāršajai struktūrai; tie daudz vairāk atgādina tīkla struktūru (22.1. att., b). Šeit viena trofiskā līmeņa sugas barojas ar vairākām sugām nākamajā zemākajā līmenī, un visēdājs ir plaši izplatīts (22.1.c att.). Visbeidzot, pilnībā definētam barības tīklam var būt dažādas pazīmes: vairāki trofiskie līmeņi, plēsonība un visēdājs (22.1. attēls, [...]

Daudzas barības ķēdes, kas savītas biocenozēs un ekosistēmās, veido pārtikas tīklus. Ja vispārējā barības ķēde ir attēlota bloku veidā, kas parasti atspoguļo katrā posmā absorbētās enerģijas kvantitatīvo attiecību un ir sakrauta viena virs otras, jūs iegūstat piramīdu. To sauc par ekoloģisko enerģiju piramīdu (5. att.).[...]

Pārtikas ķēdes un pārtikas tīkla diagrammas. Punkti apzīmē sugas, līnijas – mijiedarbību. Augstākās sugas ir zemāko plēsēji, tāpēc resursi plūst no apakšas uz augšu.[...]

Pirmajā pārtikas tīklā enerģijas plūsma no augiem nonāk zālēdājiem un pēc tam uz augstākas kārtas patērētājiem. Tas ir ganību tīkls vai ganību tīkls. Neatkarīgi no biocenozes un biotopa lieluma zālēdāji (sauszemes, ūdens, augsnes) ganās, ēd zaļos augus un nodod enerģiju nākamajos līmeņos (96. att.).[...]

Kopienās barības ķēdes savijas sarežģītos veidos, veidojot pārtikas tīklus. Katras sugas barības sastāvā parasti ietilpst nevis viena, bet vairākas sugas, no kurām katra savukārt var kalpot par barību vairākām sugām. No vienas puses, katru trofisko līmeni pārstāv daudzas dažādu sugu populācijas, no otras puses, daudzas populācijas vienlaikus pieder vairākiem trofiskiem līmeņiem. Līdz ar to barības attiecību sarežģītības dēļ vienas sugas zudums bieži vien neizjauc līdzsvaru ekosistēmā.[...]

[ ...]

Šī diagramma ne tikai ilustrē pārtikas attiecību savstarpējo sasaisti un parāda trīs trofiskos līmeņus, bet arī atklāj faktu, ka daži organismi ieņem starpstāvokli trīs galveno trofisko līmeņu sistēmā. Tādējādi caddisfly kāpuri, kas veido slazdošanas tīklu, barojas ar augiem un dzīvniekiem, ieņemot starpstāvokli starp primārajiem un sekundārajiem patērētājiem.[...]

Galvenais cilvēku pārtikas resursu avots bija tās ekosistēmas, kurās viņš varēja pastāvēt. Pārtikas iegūšanas metodes bija vākšana un medības, un, attīstoties arvien modernāku rīku ražošanai un izmantošanai, pieauga medību laupījuma īpatsvars, kas nozīmē gaļas, tas ir, pilnvērtīgo olbaltumvielu, daļu uzturā. Spēja organizēt lielas stabilas grupas, runas attīstība, kas ļauj organizēt daudzu cilvēku sarežģītu koordinētu uzvedību, padarīja cilvēku par “superplēsēju”, ieņemot augstāko vietu ekosistēmu barības tīklos, kurus viņš apguva, kad viņš bija apguvis. apmetās visā Zemē. Tādējādi vienīgais mamuta ienaidnieks bija cilvēks, kurš līdz ar ledāja atkāpšanos un klimata pārmaiņām kļuva par vienu no šo ziemeļu ziloņu kā sugas nāves iemesliem. [...]

[ ...]

Pamatojoties uz pētījumu par 14 barības tīkliem kopienās, Koens atklāja ļoti konsekventu upuru "tipu" un plēsoņu "tipu" skaita attiecību aptuveni 3:4. Papildu pierādījumus, kas apstiprina šo attiecību, sniedz Braiends un Koens. , kurš pētīja 62 līdzīgus tīklus. Šādas proporcionalitātes diagrammas slīpums ir mazāks par 1 gan svārstīgā, gan nemainīgā vidē. Izmantojot organismu "veidus", nevis patiesas sugas, parasti tiek iegūti mazāk nekā objektīvi rezultāti, taču, lai gan iegūtā laupījuma/plēsoņa attiecība var būt par zemu novērtēta, tās konsekvence ir ievērojama.[...]

BE daudzos (bet noteikti ne visos) pārtikas tīklos ir liels primāro ražotāju skaits, mazāk patērētāju un ļoti maz plēsēju, kas tīklam piešķir 1. attēlā parādīto formu. 22.1., dz. Visēdāji šajās sistēmās var būt reti, kamēr sadalītāji ir daudz. Pārtikas tīkla modeļi ir nodrošinājuši potenciālu pamatu auglīgai resursu plūsmu analīzei gan BE, gan PE. Tomēr grūtības rodas, mēģinot kvantitatīvi noteikt resursu plūsmas un pakļaujot tīkla struktūru un stabilitātes īpašības matemātiskai analīzei. Izrādās, ka daudzus nepieciešamos datus ir grūti droši noteikt, īpaši organismiem, kas darbojas vairāk nekā vienā trofiskajā līmenī. Šis īpašums nerada galvenās grūtības resursu plūsmu izpētē, taču tas nopietni apgrūtina stabilitātes analīzi. Apgalvojums, ka sarežģītākas sistēmas ir stabilākas – jo viena veida vai plūsmas ceļa iznīcināšana vienkārši pārnes enerģiju un resursus uz citiem ceļiem, nevis bloķē ceļu visai enerģijas vai resursu plūsmai – joprojām tiek karsti apspriests.[...]

Tādējādi liela skaita rūpniecisko pārtikas tīklu analīze var atklāt īpašības, kas nav parādītas citās pieejās. Ekosistēmas projektā attēlā. 22.5, piemēram, tīkla analīze var atspoguļot trūkstošu nozari vai rūpnieciskās darbības veidu, kas var palielināt savienojamību. Šīs tēmas nodrošina plašu jomu detalizētai izpētei.[...]

Katrā ekosistēmā pārtikas tīkliem ir skaidri noteikta struktūra, ko raksturo organismu raksturs un skaits, kas pārstāvēti katrā dažādu pārtikas ķēžu līmenī. Lai pētītu attiecības starp organismiem ekosistēmā un attēlotu tos grafiski, viņi parasti izmanto ekoloģiskās piramīdas, nevis pārtikas tīkla diagrammas. Ekoloģiskās piramīdas ģeometriskā formā izsaka ekosistēmas trofisko struktūru.[...]

Interesanti ir pārtikas ķēžu garums. Ir skaidrs, ka pieejamās enerģijas samazināšanās, pārejot uz katru nākamo posmu, ierobežo barības ķēžu garumu. Tomēr šķiet, ka enerģijas pieejamība nav vienīgais faktors, jo neauglīgās sistēmās, piemēram, oligotrofos ezeros, bieži sastopamas garas barības ķēdes, bet ļoti produktīvās vai eitrofiskās sistēmās – īsas. Ātra barojoša augu materiāla ražošana var stimulēt ātru ganīšanu, kā rezultātā enerģijas plūsma tiek koncentrēta pirmajos divos līdz trijos trofiskajos līmeņos. Ezeru eitrofikācija maina arī planktona barības tīkla “fitoplanktons-lielās zooplanktons-plēsīgās zivis” sastāvu, pārvēršot to par mikrobu-detritālu mikrozooplanktona sistēmu, kas nav tik labvēlīga sporta zvejniecības uzturēšanai.[...]

Ņemot vērā pastāvīgu enerģijas plūsmu pārtikas tīklā vai ķēdē, mazāki sauszemes organismi ar augstu specifisko metabolismu rada salīdzinoši mazāk biomasas nekā lielāki1. Ievērojama daļa enerģijas tiek tērēta vielmaiņas uzturēšanai. Šis noteikums “indivīdu vielmaiņa un lielums” jeb Yu.Odum likums parasti netiek īstenots ūdens biocenozēs, ņemot vērā reālos dzīves apstākļus tajās (ideālos apstākļos tam ir universāla nozīme). Tas ir saistīts ar faktu, ka mazie ūdens organismi lielā mērā uztur vielmaiņu, pateicoties ārējās enerģijas no to tiešās vides.[...]

Augsnes mikroflorai ir labi attīstīts barības tīkls un spēcīgs kompensācijas mehānisms, kura pamatā ir dažu sugu funkcionālā savstarpēja aizvietojamība ar citām. Turklāt, pateicoties labilajam enzīmu aparātam, daudzas sugas var viegli pāriet no viena barības vielu substrāta uz citu, tādējādi nodrošinot ekosistēmas stabilitāti. Tas būtiski apgrūtina dažādu antropogēno faktoru ietekmes uz to novērtēšanu un prasa izmantot integrālos rādītājus.[...]

[ ...]

Pirmkārt, nejaušināti pārtikas tīkli bieži satur bioloģiski bezjēdzīgus elementus (piemēram, šāda veida cilpas: A ēd B, B ēd C, C ēd A). “Jēgīgi” konstruētu tīklu analīze (Lawlor, 1978; Pimm, 1979a) parāda, ka (a) tie ir stabilāki par apskatītajiem un (b) nav tik krasas pārejas uz nestabilitāti (salīdzinājumā ar iepriekš minēto nevienlīdzību), lai gan stabilitāte ir joprojām krītas no pieaugošās sarežģītības.[...]

21.2

Protams, jā, ja ne kā daļa no biogeocenozēm – ekosistēmas hierarhijas zemākajiem līmeņiem –, tad jebkurā gadījumā biosfēras ietvaros. Cilvēki iegūst pārtiku no šiem tīkliem (agrocenozes - modificētas ekosistēmas ar dabisku pamatu). Tikai no “savvaļas” dabas cilvēki iegūst degvielu – enerģiju, galvenos zivju resursus un citas “dabas dāvanas”. V.I.Vernadska sapnis par pilnīgu cilvēces autotrofiju joprojām paliek iracionāls sapnis1 - evolūcija ir neatgriezeniska (L.Dolo likums), tāpat kā vēsturiskais process. Bez īstiem autotrofiem, galvenokārt augiem, cilvēks nevar pastāvēt kā heterotrofisks organisms. Visbeidzot, ja viņš fiziski netiktu iekļauts dabas barības tīklos, tad viņa ķermenis pēc nāves netiktu pakļauts iznīcināšanai no organismu, kas sadalās, un Zeme būtu nokaisīta ar nesatrupušiem līķiem. Tēze par cilvēku un dabisko barības ķēžu atdalīšanu ir balstīta uz pārpratumu un ir klaji kļūdaina.[...]

ch. 17 analizē veidus, kā apvienot dažādas patērētāju grupas un viņu pārtiku mijiedarbības elementu tīklā, caur kuru tiek pārnesta viela un enerģija. ch. 21 atgriezīsimies pie šīs tēmas un aplūkosim pārtikas tīkla struktūras ietekmi uz kopienu dinamiku kopumā, īpašu uzmanību pievēršot to struktūras iezīmēm, kas veicina stabilitāti.

Pietiks ar četriem piemēriem, lai ilustrētu barības ķēžu, barības tīklu un trofisko līmeņu pamatiezīmes. Pirmais piemērs ir Tālo Ziemeļu reģions, ko sauc par tundru, kur dzīvo salīdzinoši maz organismu sugu, kas veiksmīgi pielāgojušās zemai temperatūrai. Tāpēc barības ķēdes un pārtikas tīkli šeit ir salīdzinoši vienkārši. Viens no mūsdienu ekoloģijas pamatlicējiem, britu ekologs Čārlzs Eltons, to apzinoties, jau mūsu gadsimta 20.-30.gados sāka pētīt arktiskās zemes. Viņš bija viens no pirmajiem, kurš skaidri izklāstīja principus un jēdzienus, kas saistīti ar pārtikas ķēdēm (Elton, 1927). Tundras augi - ķērpis ("briežu sūnas") C1a donia, stiebrzāles, grīšļi un pundurvītoli veido barību karibu Ziemeļamerikas tundrā un tās ekoloģisko līdzinieku Vecās pasaules tundrā - ziemeļbriežus. Šie dzīvnieki savukārt kalpo kā barība vilkiem un cilvēkiem. Tundras augus ēd arī lemmingi – pūkainie īsastes grauzēji, kas atgādina miniatūru lāci, un tundras irbes. Visu garo ziemu un īso vasaru arktiskās lapsas un sniega pūces galvenokārt barojas ar lemmingiem. Jebkuras būtiskas izmaiņas Lemminga skaitā tiek atspoguļotas citos trofiskajos līmeņos, jo citi pārtikas avoti ir ierobežoti. Tāpēc dažu arktisko organismu grupu skaits mežonīgi svārstās no pārpilnības līdz gandrīz izzušanai. Tas bieži notika cilvēku sabiedrībās, ja tās bija atkarīgas no viena vai vairākiem dažiem pārtikas avotiem (atcerieties “kartupeļu badu” Īrijā1).[...]

Viena no noturības hipotēzes sekām, ko var pārbaudīt principā, ir tāda, ka vidē ar mazāk paredzamu uzvedību barības ķēdēm jābūt īsākām, jo ​​šķiet, ka tajās saglabājas tikai elastīgākie barības tīkli, un īsām ķēdēm ir lielāka elastība. . Braiens (1983) sadalīja 40 pārtikas tīklus (pamatojoties uz viņa savāktajiem datiem) tajos, kas saistīti ar mainīgo (21.2. tabulas 1.–28. pozīcija) un nemainīgu (29.–40. pozīcija) vidi. Starp šīm grupām nebija būtiskas atšķirības maksimālo barības ķēžu vidējā garumā: trofisko līmeņu skaits bija attiecīgi 3,66 un 3,60 (21.9. att.). Šie noteikumi joprojām ir kritiski jāpārbauda.[...]

Turklāt modelēšanas rezultāti kļūst atšķirīgi, ja ņem vērā, ka patērētāju populācijas ietekmē pārtikas resursi, un tie nav atkarīgi no patērētāju ietekmes (¡3,/X), 3(/ = 0: tā. saukta par “donoru regulētu sistēmu”), šāda veida pārtikas tīklā stabilitāte ir vai nu neatkarīga no sarežģītības, vai arī palielinās līdz ar to (DeAngelis, 1975). Praksē vienīgā organismu grupa, kas parasti apmierina šo nosacījumu, ir detritivores.[...]

Tomēr tik strikts priekšstats par enerģijas pārnešanu no līmeņa uz līmeni nav pilnīgi reāls, jo ekosistēmu trofiskās ķēdes ir sarežģīti savstarpēji saistītas, veidojot trofiskos tīklus. Piemēram, “trofiskās kaskādes” fenomens, kur plēsonība izraisa izmaiņas populācijas, kopienas blīvumā, biomasā vai produktivitātē vai trofiskajā līmenī vairāk nekā vienā barības tīkla līnijā (Pace et al. 1999). P. Mitchell (2001) sniedz šādu piemēru: jūras ūdri barojas ar jūras ežiem, kas ēd brūnās aļģes, mednieku veiktā ūdru iznīcināšana izraisīja brūno aļģu iznīcināšanu ežu populācijas pieauguma dēļ. Kad ūdru medības tika aizliegtas, aļģes sāka atgriezties savās dzīvotnēs.[...]

Zaļie augi saules gaismas fotonu enerģiju pārvērš sarežģītu organisko savienojumu ķīmisko saišu enerģijā, kas turpina ceļu caur dabisko ekosistēmu sazarotajiem barības tīkliem. Tomēr dažviet (piemēram, purvos, upju un jūru grīvās) daļa organisko augu vielu, nokritusi uz grunts, tiek pārklāta ar smiltīm, pirms tā kļūst par barību dzīvniekiem vai mikroorganismiem. Tūkstošiem un miljoniem gadu noteiktas zemes iežu temperatūras un spiediena klātbūtnē no organiskām vielām veidojas ogles, nafta un citi fosilie kurināmie jeb, V.I. Vernadska vārdiem runājot, “dzīvā viela nonāk ģeoloģijā.”[. ..]

Barības ķēžu piemēri: augi – zālēdāji – plēsējs; labības lauka peles lapsa; pārtikas augi - govs - cilvēks. Parasti katra suga barojas ar vairāk nekā vienu sugu. Tāpēc barības ķēdes savijas, veidojot barības tīklu. Jo ciešāk organismi ir saistīti ar pārtikas tīklu un citu mijiedarbību palīdzību, jo sabiedrība ir noturīgāka pret iespējamiem traucējumiem. Dabiskas, neskartas ekosistēmas cenšas panākt līdzsvaru. Līdzsvara stāvokļa pamatā ir biotisko un abiotisko vides faktoru mijiedarbība.[...]

Piemēram, ekonomiski nozīmīgu kaitēkļu iznīcināšana mežos ar pesticīdiem, daļu dzīvnieku populāciju izšaušana un noteiktu komerciālo zivju sugu nozveja ir daļēja iejaukšanās, jo ietekmē tikai atsevišķus barības ķēžu posmus, neietekmējot pārtikas tīklus kā veselums. Jo sarežģītāks ir barības tīkls un ekosistēmas struktūra, jo mazāka ir šāda iejaukšanās, un otrādi. Tajā pašā laikā ķīmisko ksenobiotiku, piemēram, sēra, slāpekļa, ogļūdeņražu, fluora savienojumu, hlora, smago metālu oksīdu, izplūde un noplūde atmosfērā vai ūdenī radikāli maina vides kvalitāti, rada traucējumus līmenī. ražotāju kopumā, un tāpēc noved pie pilnīgas ekosistēmas degradācijas: tā kā galvenais trofiskais līmenis - ražotāji - mirst.[...]

Enerģijas atkarīga nestspēja = (/gL -)/kV Primitīvas sistēmas enerģijas diagramma Ugandā. D. Lauksaimniecības enerģētikas shēma Indijā, kur galvenais enerģijas avots ir gaisma, bet enerģijas plūsmu caur mājlopiem un graudiem regulē cilvēks. D. Augsti mehanizētās lauksaimniecības enerģētikas tīkls. Augstas ražas pamatā ir ievērojams enerģijas ieguldījums, izmantojot fosilo kurināmo, kas veic cilvēku un dzīvnieku iepriekš veikto darbu; šajā gadījumā izkrīt dzīvnieku un augu barības tīkls, kas bija “jāpabaro” divās iepriekšējās sistēmās.[...]

Ir veikti vairāki mēģinājumi matemātiski analizēt attiecības starp kopienas sarežģītību un tās stabilitāti, vairumā no kuriem autori nonāca pie aptuveni vienādiem secinājumiem. Pārskats par šādām publikācijām tika sniegts maijā (1981). Kā piemēru ņemiet vērā viņa darbu (1972. gada maijs), parādot gan pašu metodi, gan tās trūkumus. Katru sugu ietekmēja tās mijiedarbība ar visām pārējām sugām; Sugu blīvuma / kvantitatīvā ietekme uz skaita i pieaugumu tika novērtēta ar rādītāju p. Pilnīgas ietekmes neesamības gadījumā tas ir vienāds ar nulli, divās konkurējošās sugās Рс un Pji ir negatīvi, plēsoņa (¿) un medījuma (/) gadījumā Ру ir pozitīvs, un jjji ir negatīvs.[...]

Skābie nokrišņi rada letālu ietekmi uz dzīvi upēs un ūdenskrātuvēs. Daudzi ezeri Skandināvijā un Ziemeļamerikas austrumos ir kļuvuši tik skābi, ka zivis tajos ne tikai nārsto, bet vienkārši izdzīvo. 70. gados zivis pilnībā izzuda pusē šo reģionu ezeru. Visbīstamākā ir seklo okeāna ūdeņu paskābināšanās, kas noved pie daudzu jūras bezmugurkaulnieku vairošanās neiespējamības, kas var izraisīt barības tīklu plīsumu un dziļi izjaukt ekoloģisko līdzsvaru Pasaules okeānā.[...]

Donoru kontrolētās mijiedarbības modeļi vairākos veidos atšķiras no tradicionālajiem Lotkas-Volterra tipa plēsēju un upuru mijiedarbības modeļiem (10. nodaļa). Viena svarīga atšķirība ir tā, ka tiek uzskatīts, ka mijiedarbojošās sugu grupas, kurām raksturīga donoru kontrolēta dinamika, ir īpaši izturīgas, un turklāt šī noturība faktiski ir neatkarīga vai pat palielinās no sugu daudzveidības pieauguma un barības tīkla sarežģītības. Šī situācija ir pilnīgi pretēja tai, kurā ir piemērojams Lotkas-Volterra modelis. Šos svarīgos jautājumus par pārtikas tīkla sarežģītību un kopienas noturību mēs apspriedīsim sīkāk sadaļā. 21.