sieć pokarmowa. Poziomy troficzne

DO Do najważniejszych związków między organizmami należy pożywienie. Można prześledzić niezliczone drogi ruchu materii w ekosystemie, w którym jeden organizm zjadany jest przez drugi, drugi przez trzeci itd. Szereg takich ogniw nazywa się łańcuchem pokarmowym. Łańcuchy pokarmowe przeplatają się i tworzą sieć pokarmową (troficzną).

Łańcuchy pokarmowe dzielą się na dwa rodzaje. Jednym z rodzajów łańcucha pokarmowego, który zaczyna się od roślin i przechodzi do roślinożerców, a następnie do drapieżników, jest łańcuch wypasu.

Stosunkowo prosty i krótki łańcuch pokarmowy:
trawa → królik → lis

(producent) (konsument (konsument

Zamawiam) II Zamawiam)

Inny typ zaczyna się od szczątków roślin i zwierząt do małych zwierząt i mikroorganizmów, a następnie do drapieżników - ten łańcuch rozkładu (detrital).

Tak więc wszystkie łańcuchy żywnościowe zaczynają się od producentów. Bez ciągłego tworzenia przez nie materii organicznej ekosystem szybko zjadłby sam siebie i przestałby istnieć.

Połączenia pokarmowe można porównać do przepływu składników odżywczych i energii z jednego poziomu troficznego na drugi.

Całkowitą masę organizmów (ich biomasę) na każdym poziomie troficznym można zmierzyć, pobierając lub chwytając, a następnie ważąc odpowiednie próbki zwierząt i roślin. Na każdym poziomie troficznym biomasa 90-99% mniej niż poprzedni. Załóżmy, że biomasa producentów na łące o powierzchni 0,4 ha wynosi 10 ton, to biomasa fitofagów na tym samym obszarze będzie nie większa niż 1000 kg. Łańcuchy pokarmowe w przyrodzie składają się zwykle z 3-4 ogniw, istnienie większej liczby poziomów troficznych jest niemożliwe ze względu na szybkie zbliżanie się biomasy do zera.

Większość otrzymanej energii (80-90%) jest wykorzystywana przez organizmy do budowy ciała i utrzymania życia. Na każdym poziomie troficznym liczba osobników stopniowo maleje. Ten wzór nazywa się piramida ekologiczna . Piramida ekologiczna odzwierciedla liczbę osobników na każdym etapie łańcucha pokarmowego, ilość biomasy lub ilość energii. Wielkości te mają ten sam kierunek. Z każdym ogniwem w łańcuchu organizmy stają się większe, rozmnażają się wolniej, ich liczba maleje.

Różne biogeocenozy wyróżniają się produktywnością, tempem konsumpcji produktów podstawowych, a także różnorodnością łańcuchów pokarmowych. Jednak dla wszystkich łańcuchów żywnościowych pewne wzorce są nieodłącznie związane ze stosunkiem produktów konsumpcyjnych i przechowywanych, tj. biomasy wraz z zawartą w niej energią na każdym z poziomów troficznych. Wzory te nazywane są „regułami piramidy ekologicznej”. Istnieją różne rodzaje piramid ekologicznych, w zależności od tego, na jakim wskaźniku się opiera. Tak więc piramida biomasy przedstawia ilościowe wzorce przenoszenia masy materii organicznej wzdłuż łańcucha pokarmowego. Piramida energetyczna przedstawia odpowiednie wzorce transferu energii z jednego ogniwa łańcucha pokarmowego do drugiego. Opracowano również piramidę liczb, pokazującą liczbę osobników na każdym z poziomów troficznych łańcucha pokarmowego.

Gatunki w biocenozie są ze sobą powiązane procesami metabolizmu i energii, czyli relacjami żywieniowymi. Śledząc relacje żywieniowe między członkami biocenozy („kto zjada kogo i ile”), można zbudować łańcuchy pokarmowe i sieci.

Łańcuchy troficzne (z greckiego trofeum – jedzenie) – łańcuchy pokarmowe to sekwencyjne przenoszenie materii i energii. Na przykład łańcuch pokarmowy arktycznych zwierząt morskich: mikroalgi (fitoplankton) → małe roślinożerne skorupiaki (zooplankton) → mięsożerne zwierzęta żywiące się planktonem (robaki, mięczaki, skorupiaki) → ryby (możliwe są 2-4 ogniwa w sekwencji ryb drapieżnych) → foki → niedźwiedzie polarne. Ten łańcuch pokarmowy jest długi, łańcuchy pokarmowe ekosystemów lądowych są krótsze, ponieważ na lądzie są większe straty energii. Istnieje kilka typów lądowe łańcuchy pokarmowe .

1. Pastwiskowe łańcuchy pokarmowe (łańcuchy wyzyskiwaczy) zaczynają się od producentów. Podczas przechodzenia z jednego poziomu troficznego na drugi następuje wzrost wielkości osobników przy jednoczesnym spadku gęstości zaludnienia, wskaźnika reprodukcji i produktywności wagowej.

Trawa → norniki → lis

Trawa → owady → żaba → czapla → latawiec

Jabłoń → owad łuskowaty → jeździec

Krowa → gz → bakterie → fagi

łańcuchy detrytusowe. Uwzględniono tylko rozkładniki.

Opadłe liście → pleśnie → bakterie

Każdy członek dowolnego łańcucha pokarmowego jest jednocześnie ogniwem w innym łańcuchu pokarmowym: konsumuje i jest konsumowany przez kilka gatunków innych organizmów. Oto jak sieci pokarmowe. Na przykład w pożywieniu kojota wilka łąkowego występuje do 14 tysięcy gatunków zwierząt i roślin. W kolejności przenoszenia substancji i energii z jednej grupy organizmów do drugiej są poziomy troficzne. Zwykle łańcuchy nie przekraczają 5-7 poziomów. Pierwszy poziom troficzny tworzą producenci, ponieważ tylko oni mogą żywić się energią słoneczną. Na wszystkich innych poziomach - roślinożerców (fitofagów), drapieżników pierwotnych, drapieżników wtórnych itp. - początkowo zgromadzona energia jest zużywana na utrzymanie procesów metabolicznych.

Relacje żywnościowe wygodnie jest przedstawić w formie piramidy troficzne(obfitość, biomasa, energia). Piramida obfitości - wyświetla liczbę osobników na każdym poziomie troficznym w jednostkach (sztuk).

Ma bardzo szeroką podstawę i ostre zwężenie w kierunku finalnych odbiorców. Jest to typowy typ piramidy dla zbiorowisk trawiastych – biocenoz łąkowych i stepowych. Jeśli weźmiemy pod uwagę zbiorowiska leśne, obraz może być zniekształcony: tysiące fitofagów może żerować na jednym drzewie lub mszyca i słoń (różne fitofagi) będą na tym samym poziomie troficznym. Wtedy liczba konsumentów może być większa niż liczba producentów. Aby przezwyciężyć ewentualne zniekształcenia, stosuje się piramidę biomasy. Wyraża się ją w jednostkach tonażu suchej lub mokrej masy: kg, tony itp.

W ekosystemach lądowych biomasa roślinna jest zawsze większa niż biomasa zwierzęca. Piramida biomasy wygląda inaczej dla ekosystemów wodnych, zwłaszcza morskich. Biomasa zwierzęca jest znacznie większa niż biomasa roślinna. Nieprawidłowość ta wynika z faktu, że piramidy biomasy nie uwzględniają czasu istnienia pokoleń osobników na różnych poziomach troficznych oraz tempa powstawania i zużycia biomasy. Głównym producentem ekosystemów morskich jest fitoplankton. W ciągu roku w oceanie może zmienić się do 50 pokoleń fitoplanktonu. W czasie, gdy ryby drapieżne (zwłaszcza wieloryby) gromadzą swoją biomasę, wiele pokoleń fitoplanktonu ulegnie zmianie, a jego całkowita biomasa będzie znacznie większa. Piramidy produktywności są zatem uniwersalnym sposobem wyrażania struktury troficznej ekosystemów, zwykle nazywane są piramidami energetycznymi, co oznacza energetyczny wyraz produkcji.

Pochłonięta energia słoneczna jest zamieniana na energię wiązań chemicznych węglowodanów i innych substancji organicznych. Niektóre substancje utleniają się podczas oddychania roślin i uwalniają energię. Energia ta jest ostatecznie rozpraszana w postaci ciepła. Pozostała energia determinuje przyrost biomasy. Całkowita biomasa stabilnego ekosystemu jest względnie stała. Tak więc, przechodząc z jednego poziomu troficznego na drugi, część dostępnej energii nie jest postrzegana, część jest wydzielana w postaci ciepła, część jest zużywana na oddychanie. Średnio, przechodząc z jednego poziomu troficznego na drugi, całkowita energia spada około 10 razy. Ten wzór nazywa się zgodnie z zasadą piramidy energii Lindemanna (1942) lubreguła 10%. Im dłuższy łańcuch pokarmowy, tym mniej energii dostępnej na jego końcu, więc liczba poziomów troficznych nigdy nie jest zbyt duża.

Jeśli energia i masa materii organicznej zmniejszają się podczas przejścia do następnego etapu piramidy ekologicznej, to nagromadzenie substancji, które dostają się do organizmu, które nie biorą udziału w normalnym metabolizmie (trucizny syntetyczne), wzrasta w przybliżeniu w tej samej proporcji. Zjawisko to nazywa się zasada wzmocnienia biologicznego.

Podstawowe zasady funkcjonowania systemów ekologicznych

Stały dopływ energii słonecznej jest warunkiem koniecznym istnienia ekosystemu.

Cykl składników odżywczych. Siłami napędowymi obiegu materii są przepływy energii Słońca i aktywność żywej materii. Dzięki cyrkulacji pierwiastków biogennych powstaje stabilna organizacja wszystkich ekosystemów i biosfery jako całości oraz odbywa się ich normalne funkcjonowanie.

Spadek biomasy na wyższych poziomach troficznych: spadkowi ilości dostępnej energii towarzyszy zwykle spadek biomasy i liczebności osobników na każdym poziomie troficznym (przypomnijmy sobie piramidy energii, obfitości i biomasy).

Omówiliśmy już szczegółowo te zasady w trakcie wykładu.

Struktura troficzna biocenoz

EKOLOGIA SPOŁECZNOŚCI (SYNEKOLOGIA)

Populacje różnych gatunków w warunkach naturalnych łączą się w układy wyższego rzędu - społeczności I biocenoza.

Termin „biocenoza” został zaproponowany przez niemieckiego zoologa K. Möbiusa i oznacza zorganizowaną grupę populacji roślin, zwierząt i mikroorganizmów, przystosowaną do wspólnego życia na określonej przestrzeni.

Każda biocenoza zajmuje określony obszar środowiska abiotycznego. Biotop– przestrzeń o mniej lub bardziej jednolitych warunkach, zamieszkana przez taką czy inną społeczność organizmów.

Wielkość grup biocenotycznych organizmów jest niezwykle zróżnicowana – od zbiorowisk na pniu drzewa czy na kępie mchów bagiennych po biocenozy stepu pierzastego. Biocenoza (społeczność) to nie tylko suma gatunków składowych, ale także całość interakcji między nimi. Ekologia zbiorowisk (synekologia) to także podejście naukowe w ekologii, zgodnie z którym przede wszystkim badają kompleks relacji i dominujących relacji w biocenozie. Synecology zajmuje się przede wszystkim biotycznymi środowiskowymi czynnikami środowiskowymi.

W obrębie biocenozy występują fitocenoza– stabilna społeczność organizmów roślinnych, zoocenoza- zbiór pokrewnych gatunków zwierząt i mikrobiocenoza - społeczność mikroorganizmów:

FITOCENOZA + ZOOCENOZA + MIKROBIOCENOZA = BIOCENOZA.

Jednocześnie w czystej postaci ani fitocenoza, ani zoocenoza, ani mikrobiocenoza nie występują w przyrodzie, a także biocenoza w izolacji od biotopu.

Biocenoza jest tworzona przez relacje międzygatunkowe, które zapewniają strukturę biocenozy - liczbę osobników, ich rozmieszczenie w przestrzeni, skład gatunkowy itp., a także strukturę sieci pokarmowej, produktywność i biomasę. Do oceny roli poszczególnych gatunków w strukturze gatunkowej biocenozy wykorzystuje się liczebność gatunku – wskaźnik równy liczbie osobników na jednostkę powierzchni lub objętość zajmowanej przestrzeni.

Najważniejszym rodzajem powiązań między organizmami w biocenozie, które faktycznie tworzą jej strukturę, są powiązania pokarmowe drapieżnika i ofiary: niektóre są zjadaczami, inne są zjadane. Jednocześnie wszystkie organizmy, żywe i martwe, są pokarmem dla innych organizmów: zając zjada trawę, lis i wilk polują na zające, ptaki drapieżne (jastrzębie, orły itp.) potrafią przeciągać i zjadać zarówno młode lisy i młode wilki. Martwe rośliny, zające, lisy, wilki, ptaki stają się pokarmem dla detrytusożerców (rozkładających lub w inny sposób destruktorów).

Łańcuch pokarmowy to sekwencja organizmów, w której każdy zjada lub rozkłada drugi. Przedstawia ścieżkę jednokierunkowego przepływu niewielkiej części wysokowydajnej energii słonecznej pochłoniętej podczas fotosyntezy, która dotarła na Ziemię, przemieszczając się przez żywe organizmy. Ostatecznie obieg ten jest zwracany do środowiska naturalnego w postaci niskosprawnej energii cieplnej. Substancje odżywcze również przemieszczają się wzdłuż niej od producentów do konsumentów, a następnie do rozkładających się, a następnie z powrotem do producentów.

Nazywa się każde ogniwo łańcucha pokarmowego poziom troficzny. Pierwszy poziom troficzny zajmują autotrofy, zwane inaczej producentami pierwotnymi. Organizmy drugiego poziomu troficznego nazywane są konsumentami pierwotnymi, trzecimi - konsumentami wtórnymi itp. Zwykle istnieje cztery lub pięć poziomów troficznych, a rzadko więcej niż sześć (ryc. 5.1).

Istnieją dwa główne rodzaje łańcuchów pokarmowych - wypas (lub „jedzenie”) i detryt (lub „gnicie”).

Ryż. 5.1. Łańcuchy pokarmowe biocenozy według N. F. Reimersa: uogólnione (A) i prawdziwy (B). Strzałki pokazują kierunek ruchu energii, a liczby pokazują względną ilość energii docierającej do poziomu troficznego.

W pastwiskowe łańcuchy pokarmowe pierwszy poziom troficzny zajmują rośliny zielone, drugi pasące się zwierzęta (termin „wypas” obejmuje wszystkie organizmy żywiące się roślinami), a trzeci drapieżniki. Tak więc łańcuchy pokarmowe pastwisk to:

detrytyczny łańcuch pokarmowy zaczyna się detrytusem według schematu:

DETRYT → DETRYTOFIA → DRAPIEŻNIK

Typowe detrytyczne łańcuchy pokarmowe to:

Koncepcja łańcuchów pokarmowych pozwala nam dalej śledzić cykl pierwiastków chemicznych w przyrodzie, chociaż proste łańcuchy pokarmowe, takie jak te przedstawione wcześniej, gdzie każdy organizm jest przedstawiony jako żywiący się organizmami tylko jednego typu, są rzadko spotykane w przyrodzie. Prawdziwe relacje pokarmowe są znacznie bardziej skomplikowane, ponieważ zwierzę może żywić się organizmami różnych typów wchodzących w skład tego samego lub różnych łańcuchów pokarmowych, co jest szczególnie charakterystyczne dla drapieżników (konsumentów) o wyższych poziomach troficznych. Zależność między łańcuchami pokarmowymi pastwisk i detrytów ilustruje model przepływu energii zaproponowany przez Yu Oduma (ryc. 5.2).

Zwierzęta wszystkożerne (w szczególności ludzie) żywią się zarówno konsumentami, jak i producentami. Tak więc w naturze łańcuchy pokarmowe przeplatają się, tworząc sieci pokarmowe (troficzne).

Przedstawiciele różnych poziomów troficznych są ze sobą powiązani jednokierunkowym, ukierunkowanym transferem biomasy do łańcuchów pokarmowych. Przy każdym przejściu na kolejny poziom troficzny część dostępnej energii nie jest dostrzegana, część wydzielana jest w postaci ciepła, a część zużywana jest na oddychanie. W tym przypadku całkowita energia maleje za każdym razem kilka razy. Konsekwencją tego jest ograniczona długość łańcuchów pokarmowych. Im krótszy łańcuch pokarmowy lub im bliżej początku znajduje się organizm, tym większa ilość dostępnej energii.

Łańcuchy pokarmowe drapieżników przechodzą od producentów do roślinożerców, zjadane przez małe drapieżniki i służą jako pokarm dla większych drapieżników itp. Jak

poruszając się wzdłuż łańcucha drapieżników, zwierzęta powiększają się i zmniejszają liczbę. Stosunkowo prosty i krótki łańcuch pokarmowy drapieżników obejmuje konsumentów drugiego rzędu:

Dłuższy i bardziej złożony łańcuch obejmuje konsumentów piątego rzędu:

Wydłużenie łańcucha następuje z powodu udziału w nim drapieżników.

W łańcuchach detrytycznych konsumentami są detrytuso-żywiciele należący do różnych grup systematycznych: małe zwierzęta, głównie bezkręgowce, żyjące w glebie i żywiące się opadłymi liśćmi, czy bakterie i grzyby rozkładające materię organiczną według schematu:

W większości przypadków aktywność obu grup detrytofagów charakteryzuje się ścisłą koordynacją: zwierzęta stwarzają warunki do pracy mikroorganizmów, dzieląc zwłoki zwierząt i martwe rośliny na małe części.

Łańcuchy pokarmowe rozpoczynające się od roślin zielonych i martwej materii organicznej najczęściej występują razem w ekosystemach, ale prawie zawsze jeden z nich dominuje nad drugim. Jednak w niektórych specyficznych środowiskach (np. głębinowych i podziemnych), gdzie istnienie organizmów z chlorofilem jest niemożliwe z powodu braku światła, zachowane są jedynie łańcuchy pokarmowe typu detrytycznego.

Łańcuchy pokarmowe nie są od siebie odizolowane, ale są ze sobą ściśle powiązane. Tworzą tak zwane sieci pokarmowe. Zasada tworzenia sieci pokarmowej jest następująca. Każdy producent ma nie jednego, ale kilku konsumentów. Z kolei konsumenci, wśród których dominują polifagi, korzystają nie z jednego, a kilku źródeł pożywienia. Aby to zilustrować, podaj przykłady prostych (ryc. 9.3, a) i złożonych (ryc. 9.3, b) sieci pokarmowych.

W złożonej naturalnej społeczności te organizmy, które

które otrzymują pokarm z roślin zajmujących pierwsze

poziomie troficznym, przechodząc przez tę samą liczbę stadiów, uważa się, że należą do tego samego poziomu troficznego. Tak więc zwierzęta roślinożerne zajmują drugi poziom troficzny (poziom konsumentów pierwotnych), drapieżniki jedzące roślinożerców - trzeci (poziom konsumentów wtórnych), a drapieżniki wtórne - czwarty (poziom konsumentów trzeciorzędnych). Należy podkreślić, że klasyfikacja troficzna dzieli na grupy nie same gatunki, ale rodzaje ich aktywności życiowej. Populacja jednego gatunku może zajmować jeden lub więcej poziomów troficznych, w zależności od tego, z jakich źródeł energii korzystają te gatunki. Podobnie każdy poziom troficzny jest reprezentowany przez więcej niż jeden gatunek, co skutkuje misternie splecionymi łańcuchami pokarmowymi.

Rozważ schemat przepływu energii w prostym (nierozgałęzionym) łańcuchu pokarmowym, który obejmuje trzy (1-3) poziomy troficzne (ryc. 9.4).

Dla tego konkretnego ekosystemu budżet energetyczny oszacowano następująco: Ł\u003d 3000 kcal / m2 dziennie, L A \u003d 1500, tj. 50% zniżki L, P N = 15, tj. 1% zniżki LA ,

Ryż. 9.3. Krytyczne połączenia w sieciach pokarmowych American Prairie ( A) i ekosystemy mórz północnych dla śledzia ( B),

A- według Ricklefsa, 1979; B - z Alimowa, 1989.

Ryż. 9.4. Uproszczony schemat przepływu energii,

przedstawiający trzy poziomy troficzne

w liniowym łańcuchu pokarmowym (za: Odum, 1975).

Sekwencyjne przepływy energii: L- oświetlenie ogólne, LA-światło,

wchłaniane przez roślinność ( I- otrzymał lub

pochłonięta energia) P G - produkcja pierwotna brutto,

P N - produkcja pierwotna netto, R- produkty wtórne (konsumpcyjne

Towarzysz), NU - nie zużyta energia, NA- nie zasymilowany

konsumenci (wydalani z kałem) energia, R-energia.

Poniższe liczby to kolejność strat energii dla każdego transferu.

P2 = 1,5, tj. 10% zniżki P N' , I R 3\u003d 0,3 kcal / m2 dziennie, tj. 20% poprzedniego poziomu. Na pierwszym poziomie troficznym 50% padającego światła jest pochłaniane, a tylko 1% pochłoniętej energii jest przekształcane w energię chemiczną żywności. Produkcja wtórna na każdym kolejnym poziomie troficznym konsumentów wynosi około 10% poprzedniego, chociaż na poziomie drapieżników wydajność może być wyższa.

Pozycje dochodów i zużycia energii, tj. bilans energetyczny, wygodnie jest rozważyć użycie uniwersalnego modelu, który ma zastosowanie do każdego żywego elementu systemu, niezależnie od tego, czy jest to roślina, zwierzę, mikroorganizm, czy jednostka, populacja, grupa troficzna (ryc. 9.5). Nie cała energia wprowadzona do biomasy (/) jest przetwarzana. część tego ( NA) nie bierze udziału w metabolizmie. Na przykład pokarm może przechodzić przez przewód pokarmowy bez wchodzenia w meta-

Ryż. 9.5. Elementy modelu „uniwersalnego”.

przepływ energii (za: Odum, 1975).

Wyjaśnienie w tekście.

bolizm, a część energii świetlnej przechodzi przez rośliny bez pochłonięcia. Zużyta lub przyswojona część energii ( A) spędzone na oddychaniu R) i produkcja materii organicznej ( R). Produkty mogą przybierać różne formy: G– wzrost, czyli przyrost biomasy; mi- przyswojoną materię organiczną wydalaną z kałem lub wydzielaną (cukry proste, aminokwasy, mocznik, śluz itp.), S-przechowywanie (na przykład gromadzenie się tłuszczu, który można później ponownie przyswoić). Droga powrotna przechowywanych produktów jest również nazywana „pętlą pracy”, ponieważ jest to część produktu, która dostarcza organizmowi energii w przyszłości (np. drapieżnik wykorzystuje energię zmagazynowanych substancji w celu znalezienia nowej ofiary ). Pozostała sieć mi część produkcji - biomasa ( W). Podsumowując wszystkie pozycje odbioru i zużycia energii, otrzymujemy: A=I-NA; P=A-R; P=G+E+S; B=P-E; B=G+S.

Model uniwersalnego przepływu energii można wykorzystać na dwa sposoby. Po pierwsze, może reprezentować populację gatunku. W tym przypadku kanały dopływu energii i powiązania danego gatunku z innymi tworzą diagram sieci troficznej z nazwami poszczególnych gatunków w jej węzłach (ryc. 9.6). Procedura konstruowania diagramu sieci obejmuje: 1) sporządzenie schematu rozmieszczenia populacji według poziomów troficznych; 2) łączenie ich obligacjami żywnościowymi; 3) wyznaczanie za pomocą uniwersalnego modelu szerokości kanałów przepływów energii; w tym przypadku najszersze kanały przejdą przez populacje gatunków polifagicznych, w tym przypadku przez populacje jętek, muszek i komarów drgających (ryc. 9.6).

Ryż. 9.6. Fragment sieci pokarmowej zbiornika słodkowodnego.

Po drugie, uniwersalny model przepływu energii może reprezentować pewien poziom energii. W tym wariancie skrzynki biomasy i kanały przepływu energii reprezentują wszystkie populacje obsługiwane przez jedno źródło energii. Zwykle lisy żywią się częściowo roślinami (owocami itp.), częściowo roślinożercami (zające, myszy polne itp.). Jeśli chcemy podkreślić aspekt energii wewnątrz populacji, to cała populacja lisów musi być reprezentowana przez jeden prostokąt. Jeśli wymagane jest rozłożenie metabolizmu populacji lisów odpowiednio na dwa poziomy troficzne, proporcję pokarmu roślinnego i zwierzęcego, należy zbudować dwa lub więcej prostokątów.

Znając uniwersalny model przepływu energii, można określić proporcje przepływu energii w różnych punktach łańcucha pokarmowego. Wyrażone w procentach stosunki te nazywane są efektywność środowiskowa. W zależności od celów badania, ekolog bada pewne grupy efektywności środowiskowych. Najważniejsze z nich omówiono poniżej.

Pierwsza grupa relacji energetycznych: B/R I P/R. Część energii zużywanej na oddychanie, tj. do utrzymania struktury biomasy, jest duża w populacjach dużych organizmów (ludzi, drzew itp.) W warunkach silnego stresu R wzrasta. Wartość R istotne w aktywnych populacjach małych organizmów, takich jak bakterie i algi, a także w systemach otrzymujących energię z zewnątrz.

Druga grupa relacji: A/I I R/A. Pierwsza z nich nazywana jest wydajnością asymilacji, druga wydajnością wzrostu tkanek. Skuteczność asymilacji waha się od 10 do 50% i więcej. Może być albo bardzo mały, jak w przypadku wykorzystania energii świetlnej przez rośliny lub w przypadku przyswajania pokarmu przez zwierzęta detrytusożerne, albo bardzo duży, jak w przypadku przyswajania pokarmu przez zwierzęta lub bakterie żywiące się wysokokalorycznymi pokarmami. żywności, takich jak cukry lub aminokwasy.

Efektywność asymilacji zwierząt roślinożernych odpowiada właściwościom odżywczym ich pokarmu: sięga 80% przy jedzeniu nasion, 60% na młodych liściach, 30-40% na starszych liściach i 10-20% lub nawet mniej przy jedzeniu drewna, w zależności od stopnia jego rozkładu. Pokarmy pochodzenia zwierzęcego są łatwiejsze do strawienia niż pokarmy roślinne. Efektywność asymilacji u gatunków drapieżnych wynosi 60-90% spożywanego pokarmu, przy czym gatunki żywiące się owadami znajdują się na dole tego szeregu, a te, które żywią się mięsem i rybami – na szczycie. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest to, że twardy, chitynowy szkielet zewnętrzny, który stanowi znaczną część masy ciała wielu gatunków owadów, nie jest trawiony. Zmniejsza to efektywność asymilacji u zwierząt żywiących się owadami.

Wydajność wzrostu tkanek jest również bardzo zróżnicowana. Najwyższe wartości osiąga w tych przypadkach, gdy organizmy są małe, a warunki środowiska, w którym żyją, nie wymagają dużych nakładów na utrzymanie temperatury optymalnej dla wzrostu organizmów.

I wreszcie trzecia grupa relacji energetycznych: R/W.

W przypadkach, gdy R oceniane jako prędkość R/V to stosunek produkcji w określonym momencie do biomasy: P / B \u003d B / (BT) \u003d T - 1, gdzie T - czas. Jeżeli produkcja całkowa jest obliczana dla określonego okresu czasu, wartość wskaźnika R/V ustala się biorąc pod uwagę średnią biomasę w tym samym okresie czasu. W tym przypadku relacja R/V - wartość jest bezwymiarowa, pokazuje ile razy produkcja jest większa lub mniejsza od biomasy. Stosunek produktywności do biomasy można rozpatrywać zarówno w ramach jednego poziomu troficznego, jak i pomiędzy sąsiednimi poziomami.

Porównanie wydajności Pt i biomasy Bt na tym samym poziomie troficznym (T), notatka S- graficzny charakter zmiany Pt w pewnym zakresie zmian Bt. Na przykład na pierwszym poziomie troficznym produkcja wzrasta najpierw powoli, ponieważ powierzchnia liści jest mała, następnie szybciej, a przy dużej gęstości biomasy ponownie powoli, ponieważ

fotosynteza w warunkach znacznego zacienienia liści niższych poziomów jest osłabiona. Na drugim i trzecim poziomie troficznym, przy bardzo małej i bardzo dużej liczbie zwierząt na jednostkę powierzchni, stosunek produktywności do biomasy maleje, głównie z powodu spadku żyzności.

Współczynnik produktywności poprzedniego poziomu troficznego ( Pt-1) do obecnej biomasy ( Bt) determinuje fakt, że fitofagi, zjadając część roślin, przyczyniają się tym samym do przyspieszenia ich wzrostu, czyli fitofagi swoją aktywnością przyczyniają się do produktywności roślin. Podobny wpływ na produkcyjność konsumentów pierwszego rzędu mają drapieżniki, które niszcząc chore i stare zwierzęta, przyczyniają się do wzrostu wskaźnika urodzeń fitofagów.

Najprostsza zależność produktywności kolejnego poziomu troficznego (Pkt+1) z biomasy teraźniejszości (w t). Produktywność każdego kolejnego poziomu troficznego wzrasta wraz ze wzrostem biomasy poprzedniego P t +1 / B t pokazuje w szczególności, od czego zależy wartość produkcji wtórnej, tj z wielkość produkcji pierwotnej, długość łańcucha pokarmowego, charakter i wielkość energii wprowadzanej z zewnątrz do ekosystemu.

Powyższe rozumowanie pozwala zauważyć, że wielkość osobników ma pewien wpływ na charakterystykę energetyczną ekosystemu. Im mniejszy organizm, tym wyższy jego specyficzny metabolizm (w przeliczeniu na jednostkę masy), a co za tym idzie, mniej biomasy, którą można zmagazynować na danym poziomie troficznym. I odwrotnie, im większy organizm, tym większa biomasa na winorośli. Tym samym „wydajność” bakterii w tej chwili będzie znacznie niższa niż „wydajność” ryb czy ssaków, chociaż grupy te zużywały taką samą ilość energii. W przeciwnym razie chodzi o produktywność. Ponieważ produktywność to tempo wzrostu biomasy, małe organizmy mają tu przewagę, która ze względu na wyższy poziom

metabolizm mają wyższe wskaźniki reprodukcji i odnawiania biomasy, czyli wyższą produktywność.

Łańcuch pokarmowy składa się z organizmów różnych gatunków. Jednocześnie organizmy tego samego gatunku mogą należeć do różnych łańcuchów pokarmowych. Dlatego łańcuchy pokarmowe są ze sobą powiązane, tworząc złożone sieci pokarmowe, które obejmują wszystkie ekosystemy planety.[ ...]

Łańcuch pokarmowy (troficzny) to transfer energii od jej źródła - producentów - przez szereg organizmów. Łańcuchy pokarmowe można podzielić na dwa główne typy: łańcuch wypasu, który zaczyna się od zielonej rośliny i przechodzi do pasących się roślinożerców i drapieżników, oraz łańcuch detrytusu (od łac. wear), który zaczyna się od produktów rozpadu martwej materii organicznej . W tworzeniu tego łańcucha decydującą rolę odgrywają różne mikroorganizmy, które żywią się martwą materią organiczną i mineralizują ją, ponownie zamieniając w najprostsze związki nieorganiczne. Łańcuchy pokarmowe nie są od siebie odizolowane, ale są ze sobą ściśle powiązane. Często zwierzę, które konsumuje żywą materię organiczną, zjada również drobnoustroje, które konsumują nieożywioną materię organiczną. W ten sposób sposoby spożywania pokarmu rozgałęziają się, tworząc tzw. sieci pokarmowe.[ ...]

Sieć pokarmowa to złożony splot w społeczności łańcuchów pokarmowych.[ ...]

Sieci pokarmowe powstają, ponieważ prawie każdy członek łańcucha pokarmowego jest również ogniwem w innym łańcuchu pokarmowym: konsumuje i jest konsumowany przez kilka gatunków innych organizmów. Tak więc w pożywieniu wilka łąkowego - kojota występuje do 14 tysięcy gatunków zwierząt i roślin. Prawdopodobnie taka sama jest kolejność gatunków zaangażowanych w zjadanie, rozkład i niszczenie substancji zwłok kojota.[ ...]

Łańcuchy pokarmowe i poziomy troficzne. Śledząc relacje pokarmowe między członkami biocenozy („kto zjada kogo i ile”), możliwe jest zbudowanie łańcuchów pokarmowych dla odżywiania różnych organizmów. Przykładem długiego łańcucha pokarmowego jest kolejność występowania mieszkańców Morza Arktycznego: „mikroalgi (fitoplankton) -> małe roślinożerne skorupiaki (zooplankton) - mięsożerne żerujące na planktonie (robaki, skorupiaki, mięczaki, szkarłupnie) -> ryby (2-3 możliwe są powiązania w kolejności ryb drapieżnych) -> foki -> niedźwiedź polarny. Łańcuchy ekosystemów lądowych są zwykle krótsze. Łańcuch pokarmowy z reguły jest sztucznie izolowany od prawdziwej sieci pokarmowej - splotu wielu łańcuchów pokarmowych.[ ...]

Sieć pokarmowa to złożona sieć relacji żywnościowych.[ ...]

Łańcuchy pokarmowe implikują liniowy przepływ zasobów z jednego poziomu troficznego do drugiego (ryc. 22.1, a). W tym projekcie interakcje między gatunkami są proste. Jednak żaden system przepływu zasobów w BE nie ma takiej prostej struktury; znacznie bardziej przypominają strukturę sieciową (rysunek 22.1b). Tutaj gatunki na jednym poziomie troficznym żywią się kilkoma gatunkami na następnym, niższym poziomie, a wszystkożerność jest szeroko rozpowszechniona (ryc. 22.1, c). Wreszcie, w pełni zdefiniowana sieć pokarmowa może wykazywać różne cechy: wiele poziomów troficznych, drapieżnictwo i wszystkożerność (ryc. 22.1, [ ...]

Wiele łańcuchów pokarmowych, splecionych w biocenozach i ekosystemach, tworzy sieci pokarmowe. Jeśli ogólny łańcuch pokarmowy zostanie przedstawiony w postaci bloków budulcowych, warunkowo reprezentujących ilościowy stosunek energii pochłoniętej na każdym etapie i ułożonych jeden na drugim, otrzymasz piramidę. Nazywa się to ekologiczną piramidą energii (ryc. 5).[ ...]

Diagramy łańcuchów pokarmowych i sieci pokarmowych. Kropki reprezentują widoki, linie reprezentują interakcje. Wyższe gatunki są drapieżnikami niższych, więc zasoby płyną w górę.[ ...]

W pierwszym typie sieci troficznej przepływ energii odbywa się od roślin do zwierząt roślinożernych, a następnie do konsumentów wyższego rzędu. Jest to sieć wypasu lub sieć pastwisk. Niezależnie od wielkości biocenozy i siedliska zwierzęta roślinożerne (lądowe, wodne, glebowe) pasą się, zjadają zielone rośliny i przekazują energię do kolejnych poziomów (ryc. 96).[ ...]

W społecznościach łańcuchy pokarmowe przeplatają się w złożony sposób i tworzą sieci pokarmowe. Skład pokarmu każdego gatunku zwykle obejmuje nie jeden, ale kilka gatunków, z których każdy z kolei może służyć jako pokarm dla kilku gatunków. Z jednej strony każdy poziom troficzny jest reprezentowany przez wiele populacji różnych gatunków, z drugiej strony wiele populacji należy jednocześnie do kilku poziomów troficznych. W rezultacie, ze względu na złożoność relacji pokarmowych, utrata jednego gatunku często nie zaburza równowagi w ekosystemie.[ ...]

[ ...]

Ten diagram nie tylko ilustruje przeplatanie się ogniw pokarmowych i pokazuje trzy poziomy troficzne, ale także ujawnia fakt, że niektóre organizmy zajmują pozycję pośrednią w systemie trzech głównych poziomów troficznych. W ten sposób larwy chruścików, które budują sieć pułapkową, żywią się roślinami i zwierzętami, zajmując pozycję pośrednią między konsumentami pierwotnymi i wtórnymi.[ ...]

Podstawowym źródłem zasobów żywnościowych człowieka były te ekosystemy, w których mógł on istnieć. Zbieractwo i łowiectwo były sposobami pozyskiwania pożywienia, a wraz z rozwojem wytwórczości i stosowania coraz bardziej zaawansowanych narzędzi zwiększał się udział zdobyczy łowieckiej, co oznacza, że ​​udział mięsa, czyli wysokowartościowego białka, w dieta. Zdolność do organizowania dużych stabilnych zespołów, rozwój mowy, który pozwala organizować złożone, skoordynowane zachowania wielu ludzi, uczyniły z człowieka „super drapieżnika”, który zajął najwyższą pozycję w sieciach pokarmowych tych ekosystemów, które opanował, gdy osiadł na Ziemi. Tak więc jedynym wrogiem mamuta był człowiek, który wraz z cofaniem się lodowca i zmianami klimatycznymi stał się jedną z przyczyn śmierci tych północnych słoni jako gatunku.[ ...]

[ ...]

Na podstawie badania 14 sieci pokarmowych w społecznościach Cohen stwierdził zaskakującą zgodność w stosunku liczby „typów” ofiar do liczby „typów” drapieżników, który wynosił w przybliżeniu 3: 4. Dalsze dane potwierdzające ten stosunek podają Bryand i Cohen, którzy badali 62 podobne sieci. Wykres takiej proporcjonalności ma nachylenie mniejsze niż 1 zarówno w ośrodku zmiennym, jak i stałym. Użycie „typów” organizmów, a nie prawdziwych gatunków, zwykle daje nie do końca obiektywne wyniki, jednak chociaż wynikający z tego stosunek ofiar do drapieżników może być niedoszacowany, jego stałość jest niezwykła.[ ...]

W BE wiele (ale z pewnością nie wszystkie) sieci pokarmowe mają dużą liczbę głównych producentów, mniej konsumentów i niewielu czołowych drapieżników, co nadaje sieci kształt pokazany na ryc. 22.1, ur. Wszystkożerne w tych systemach mogą być rzadkie, podczas gdy organizmy rozkładające są liczne. Modele sieci pokarmowej zapewniły potencjalne ramy dla owocnej analizy przepływów zasobów zarówno w BE, jak i PE. Trudności pojawiają się jednak, gdy próbuje się ilościowo określić przepływy zasobów i poddać strukturę sieci oraz właściwości stabilności analizie matematycznej. Okazuje się, że wiele wymaganych danych trudno jest jednoznacznie zidentyfikować, zwłaszcza w przypadku organizmów funkcjonujących na więcej niż jednym poziomie troficznym. Właściwość ta nie stwarza głównej trudności w badaniach przepływu zasobów, ale poważnie komplikuje analizę stateczności. Twierdzenie, że bardziej złożone systemy są bardziej stabilne - ponieważ przerwanie jednego rodzaju lub ścieżki przepływu po prostu przenosi energię i zasoby na inne ścieżki, zamiast blokować ścieżkę dla całego przepływu energii lub zasobów - jest przedmiotem gorących dyskusji.[ ...]

Analiza dużej liczby przemysłowych sieci żywnościowych może zatem ujawnić cechy, których nie pokazano w innych podejściach. W projekcie ekosystemu na ryc. 22.5, na przykład analiza sieci może odzwierciedlać brakujący sektor lub rodzaj działalności przemysłowej, który mógłby zwiększyć łączność. Tematy te stanowią bogaty obszar do szczegółowych badań.[ ...]

W każdym ekosystemie sieci pokarmowe mają dobrze zdefiniowaną strukturę, która charakteryzuje się charakterem i liczbą organizmów obecnych na każdym poziomie różnych łańcuchów pokarmowych. Aby zbadać relacje między organizmami w ekosystemie i ich graficzną reprezentację, zwykle stosuje się piramidy ekologiczne zamiast diagramów sieci pokarmowej. Piramidy ekologiczne wyrażają strukturę troficzną ekosystemu w formie geometrycznej.[ ...]

Interesująca jest długość łańcuchów pokarmowych. Oczywiste jest, że spadek dostępnej energii wraz z przejściem do każdego kolejnego ogniwa ogranicza długość łańcuchów pokarmowych. Jednak dostępność energii nie wydaje się być jedynym czynnikiem, ponieważ długie łańcuchy pokarmowe często występują w systemach nieurodzajnych, takich jak jeziora oligotroficzne, a krótkie w systemach wysoce produktywnych lub eutroficznych. Szybka produkcja odżywczego materiału roślinnego może stymulować szybki wypas, w wyniku czego przepływ energii koncentruje się na pierwszych dwóch lub trzech poziomach troficznych. Eutrofizacja jezior zmienia również skład sieci pokarmowej planktonu „fitoplankton-duże zooplankton-drapieżne ryby”, przekształcając go w system mikrozooplanktonu detrytycznego mikrobiologicznego, który nie sprzyja utrzymaniu wędkarstwa sportowego.[ ...]

Przy stałym przepływie energii w sieci lub łańcuchu pokarmowym mniejsze organizmy lądowe o wysokim specyficznym metabolizmie wytwarzają stosunkowo mniej biomasy niż większe1. Znaczna część energii jest zużywana na utrzymanie metabolizmu. Ta zasada „metabolizmu i wielkości osobników”, czyli reguła Yu. Oduma, zwykle nie jest realizowana w biocenozach wodnych, biorąc pod uwagę panujące w nich rzeczywiste warunki życia (w warunkach idealnych ma ona znaczenie uniwersalne). Wynika to z faktu, że małe organizmy wodne w dużej mierze wspierają swój metabolizm dzięki energii zewnętrznej ich najbliższego otoczenia.[ ...]

Mikroflora glebowa ma dobrze rozwiniętą sieć pokarmową i potężny mechanizm kompensacyjny oparty na funkcjonalnej wymienności niektórych gatunków z innymi. Ponadto, ze względu na nietrwały aparat enzymatyczny, wiele gatunków może łatwo przechodzić z jednego substratu odżywczego na inny, zapewniając w ten sposób stabilność ekosystemu. To znacznie komplikuje ocenę wpływu na nią różnych czynników antropogenicznych i wymaga zastosowania zintegrowanych wskaźników.[ ...]

[ ...]

Po pierwsze, losowe sieci troficzne często zawierają elementy bez znaczenia biologicznego (np. pętle tego typu: A zjada B, Bia zjada C, C zjada A). Analiza „sensownie” skonstruowanych sieci (Lawlor, 1978; Pimm, 1979a) pokazuje, że (a) są one bardziej stabilne niż rozpatrywane oraz (b) nie ma tak gwałtownego przejścia do niestabilności (w porównaniu z powyższą nierównością) , chociaż stabilność nadal spada wraz ze wzrostem złożoności.[ ...]

21.2

Oczywiście tak, jeśli nie w ramach biogeocenoz - niższych poziomów hierarchii ekosystemów - to w każdym razie w biosferze. Ludzie z tych sieci otrzymują żywność (agrocenozy to zmodyfikowane ekosystemy o podłożu naturalnym). Tylko z "dzikiej" natury ludzie wydobywają paliwo - energię, główne zasoby rybne, oraz inne "dary natury". Marzenie W. I. Wernadskiego o całkowitej autotrofii ludzkości pozostaje wciąż marzeniem irracjonalnym1 – ewolucja jest nieodwracalna (reguła L. Dolo), podobnie jak proces historyczny. Bez autentycznych autotrofów, głównie roślin, człowiek nie może istnieć jako organizm heterotroficzny. Wreszcie, gdyby nie był fizycznie włączony w sieci pokarmowe natury, to jego ciało po śmierci nie zostałoby zniszczone przez rozkładające się organizmy, a Ziemia byłaby zaśmiecona nierozłożonymi zwłokami. Teza o rozdzieleniu człowieka i naturalnych łańcuchów pokarmowych opiera się na nieporozumieniu i jest ewidentnie błędna.[ ...]

w rozdz. 17 analizuje sposoby łączenia różnych grup konsumentów i ich żywności w sieć oddziałujących na siebie elementów, za pośrednictwem których następuje transfer materii i energii. w rozdz. 21 wrócimy do tego tematu i rozważymy wpływ struktury sieci troficznej na dynamikę społeczności jako całości, zwracając szczególną uwagę na cechy ich struktury, które przyczyniają się do stabilności.[ ...]

Wystarczą cztery przykłady, aby zilustrować główne cechy łańcuchów pokarmowych, sieci troficznych i poziomów troficznych. Pierwszym przykładem jest region Dalekiej Północy, zwany tundrą, gdzie występuje stosunkowo niewiele gatunków organizmów, które z powodzeniem przystosowały się do niskich temperatur. Dlatego łańcuchy pokarmowe i sieci pokarmowe są tutaj stosunkowo proste. Jeden z założycieli współczesnej ekologii, brytyjski ekolog C. Elton, zdając sobie z tego sprawę, już w latach 20-30 naszego wieku zaczął badać ziemie arktyczne. Był jednym z pierwszych, którzy jasno nakreślili zasady i koncepcje związane z łańcuchami pokarmowymi (Elton, 1927). Rośliny tundrowe - porosty („mch jelenia”) C1a donia, trawy, turzyce i wierzby karłowate stanowią pożywienie karibu w tundrze północnoamerykańskiej i jego ekologicznego odpowiednika w tundrze Starego Świata - reniferów. Te zwierzęta z kolei służą jako pokarm dla wilków i ludzi. Rośliny tundry zjadają również lemingi - puszyste gryzonie krótkoogoniaste przypominające miniaturę niedźwiedzia oraz kuropatwy tundrowe. Przez całą długą zimę i krótkie lato lisy polarne i sowy śnieżne żywią się głównie lemingami. Każda znacząca zmiana liczebności lemingów znajduje odzwierciedlenie na innych poziomach troficznych, ponieważ inne źródła pożywienia są rzadkie. Dlatego liczebność niektórych grup organizmów arktycznych waha się od nadmiaru do prawie całkowitego wyginięcia. Często zdarzało się to w społeczeństwie ludzkim, jeśli zależało to od jednego lub kilku źródeł pożywienia (pamiętajmy o „głodu ziemniaczanym” w Irlandii1).[ ...]

Jedną z konsekwencji hipotezy oporności, którą można zasadniczo przetestować, jest to, że w środowiskach o mniej przewidywalnym zachowaniu łańcuchy pokarmowe powinny być krótsze, ponieważ wydają się zachowywać tylko najbardziej elastyczne sieci pokarmowe, a krótkie łańcuchy mają większą elastyczność. Briand (Briand, 1983) podzielił 40 sieci pokarmowych (według zebranych przez siebie danych) na związane ze środowiskiem zmiennym (pozycje 1-28 w Tabeli 21.2) i stałym (pozycje 29-40). Nie było istotnych różnic w średniej długości maksymalnych łańcuchów pokarmowych między tymi grupami: liczba poziomów troficznych wynosiła odpowiednio 3,66 i 3,60 (ryc. 21.9). Przepisy te nadal wymagają krytycznego przeglądu.[ ...]

Ponadto wyniki symulacji stają się inne, gdy weźmie się pod uwagę, że zasoby żywności wpływają na populacje konsumentów, a te są niezależne od wpływu konsumentów (¡3,/X), 3(/ = 0: tzw. zwany „systemem regulowanym przez dawcę”), w sieci pokarmowej tego typu odporność albo nie zależy od złożoności, albo wzrasta wraz z nią (DeAngelis, 1975). W praktyce jedyną grupą organizmów, która zazwyczaj spełnia ten warunek, są detrytusożercy.[ ...]

Jednak tak ścisły obraz przejścia energii z poziomu na poziom nie jest do końca realistyczny, ponieważ łańcuchy troficzne ekosystemów są misternie splecione, tworząc sieci pokarmowe. Na przykład zjawisko „kaskady troficznej”, kiedy drapieżnictwo zmienia gęstość, biomasę lub produktywność populacji, społeczności lub poziomu troficznego wzdłuż więcej niż jednej linii sieci pokarmowej (Pace i in., 1999). P. Mitchell (2001) podaje następujący przykład: wydry morskie żywią się jeżowcami, które jedzą brunatnice, niszczenie wydr przez myśliwych doprowadziło do zniszczenia brunatnic w wyniku wzrostu populacji jeżowców. Gdy zakazano polowań na wydry, glony zaczęły wracać do swoich siedlisk.[ ...]

Rośliny zielone przekształcają energię fotonów światła słonecznego w energię wiązań chemicznych złożonych związków organicznych, które przechodzą przez rozgałęzione sieci pokarmowe naturalnych ekosystemów. Jednak w niektórych miejscach (np. na bagnach, u ujścia rzek i mórz) część organicznej materii roślinnej już na dnie pokrywa się piaskiem, zanim stanie się pokarmem dla zwierząt lub mikroorganizmów. W obecności określonej temperatury i ciśnienia skał glebowych przez tysiące i miliony lat węgiel, ropa naftowa i inne paliwa kopalne powstają z substancji organicznych lub, jak mówi V. I. Vernadsky, „żywa materia przechodzi do geologii”. [ ...]

Przykłady łańcuchów pokarmowych: rośliny - zwierzęta roślinożerne - drapieżniki; myszoskoczek trawiasty; rośliny pastewne - krowa - człowiek. Z reguły każdy gatunek żywi się więcej niż jednym gatunkiem. Dlatego łańcuchy pokarmowe przeplatają się, tworząc sieć pokarmową. Im ściślej organizmy są połączone przez sieci pokarmowe i inne interakcje, tym bardziej odporna jest społeczność na potencjalne zakłócenia. Naturalne, niezakłócone ekosystemy dążą do równowagi. Stan równowagi opiera się na interakcji biotycznych i abiotycznych czynników środowiskowych.[ ...]

Na przykład niszczenie szkodników o znaczeniu gospodarczym w lasach za pomocą pestycydów, odstrzeliwanie części populacji zwierząt, odławianie niektórych gatunków ryb przeznaczonych do celów handlowych to ingerencje częściowe, ponieważ wpływają one tylko na poszczególne ogniwa w łańcuchach żywnościowych, nie wpływając na sieci żywnościowe jako całość . Im bardziej złożona sieć troficzna, struktura ekosystemu, tym mniejsze znaczenie takiej ingerencji i odwrotnie. Jednocześnie uwalnianie i odprowadzanie do atmosfery lub wody chemicznych ksenobiotyków, takich jak tlenki siarki, azotu, węglowodory, związki fluoru, chlor, metale ciężkie radykalnie zmienia jakość środowiska, powoduje ingerencję na poziomie producentów w ogóle, a zatem prowadzi do całkowitej degradacji ekosystemu: wraz z obumieraniem głównego poziomu troficznego – producentów.[ ...]

Pojemność lotna = (/gL -)/kW Schemat energetyczny prymitywnego systemu w Ugandzie. D. Schemat energetyczny rolnictwa w Indiach, gdzie głównym źródłem energii jest światło, ale przepływ energii przez zwierzęta gospodarskie i zboża jest regulowany przez człowieka. D. Sieć energetyczna wysoko zmechanizowanego rolnictwa. Wysokie plony opierają się na znacznej inwestycji energii poprzez wykorzystanie paliw kopalnych, które wykonują pracę wykonywaną wcześniej przez człowieka i zwierzęta; jednocześnie wypada sieć pokarmowa zwierząt i roślin, które musiały być „nakarmione” w dwóch poprzednich systemach.[ ...]

Podjęto szereg prób matematycznej analizy związku między złożonością społeczności a jej stabilnością, w większości z których autorzy doszli do mniej więcej tych samych wniosków. Przegląd takich publikacji ukazał się w maju (maj 1981). Jako przykład rozważmy jego pracę (maj 1972), która demonstruje zarówno samą metodę, jak i jej wady. Na każdy gatunek miały wpływ jego interakcje ze wszystkimi innymi gatunkami; ilościowo wpływ zagęszczenia gatunkowego / na wzrost liczby i oszacowano za pomocą wskaźnika p. Przy całkowitym braku wpływu wynosi on zero, u dwóch konkurujących ze sobą gatunków Pc i Pji są ujemne, w przypadku drapieżnika (¿) i ofiary (/) Ru jest dodatnie, a jjji ujemne.[ ...]

Kwaśne opady powodują śmiertelne skutki dla życia w rzekach i zbiornikach wodnych. Wiele jezior w Skandynawii i wschodniej Ameryce Północnej stało się tak kwaśnych, że ryby nie tylko nie mogą się w nich rozmnażać, ale po prostu przeżyć. W latach 70. XX wieku ryby całkowicie zniknęły w połowie jezior w tych regionach. Najbardziej niebezpieczne jest zakwaszenie płytkich wód oceanicznych, prowadzące do niemożności rozmnażania się wielu bezkręgowców morskich, co może spowodować przerwanie sieci pokarmowych i głębokie zakłócenie równowagi ekologicznej w oceanach.[ ...]

Modele interakcji kontrolowanych przez dawcę różnią się pod wieloma względami od tradycyjnych modeli interakcji typu Lotka-Volterra typu drapieżnik-ofiara (rozdział 10). Jedną z ważnych różnic jest to, że interakcyjne grupy gatunków, które wykazują dynamikę kontrolowaną przez dawców, są uważane za szczególnie odporne, a ponadto odporność jest w rzeczywistości niezależna od wzrostu różnorodności gatunkowej i złożoności sieci pokarmowej, a nawet zwiększa się. Jest to sytuacja zgoła odwrotna od tej, w której znajduje zastosowanie model Lotki-Volterry. Te ważne pytania dotyczące złożoności sieci pokarmowej i odporności społeczności zostaną omówione bardziej szczegółowo w Rozdz. 21.