Экожүйедегі өнімділік пирамидасы және энергия ағыны

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе

Негізгі бөлім:

а) Экожүйедегі өнімділік пирамидасы және энергия ағыны

б) Экожүйе өнімділігі

с) Экожүйенің қоректік құрылымы

Қорытынды

Кіріспе

Биоценоз - қоршаған ортаның бірдей жағдайында тіршілік ететін өсімдіктер, жануарлар мен микроорганизмдер популяцияларының жиынтығы. «Биоценоз» ұғымын 1877 жылы неміс зоологы К. Мебиус ұсынды.
Ешқандай биоценоз қоршаған ортадан тәуелсіз, не одан тыс өздігінен дами алмайды. Нәтижесінде жеке бөліктерінің күрделі өзара әсерлері қалыптасқан, тірі және өлі компоненттерінің жиынтығынан тұратын белгілі бір комплекстер түзіледі.
Белгілі бір дәрежеде бір текті жағдайлармен сипатталатын, ағзалардың белгілі бір бірлестігімен қоныстандырылған кеңістік -биотоп деп аталады. Егер биотопта биоценоз өмір сүретін орын ретінде сипаттасақ, онда биоценозды белгілі бір нақты биотопқа тән, тарихи қалыптасқан ағзалар комплексі деп қарастыруға болады.
Кез-келген биоценоз биотоппен бірігіп, одан да жоғары делңгейдегі биологиялық жүйе -биогеоценозды түзеді. «Биогеоценоз» ұғымын 1940 жылы В. Н. Сукачев ұсынған.
В. Н. Сукачев биогеоценозға мынадай анықтама берген -«жер бетінің белгілі бір бөлігінде табиғи жағдайлары бір текті (атмосфера, тау жыныстары, өсімдіктер, жануарлар әлемі микроорганизмдер дүниесі, топырақ және гидрологиялық жағдайлар) бірлестік, ол өзін құрайтын компоненттерд ің өзара әсерлесу ерекшеліктерімен, белгілі бір зат және энергия алмасумен, басқа да табиғат құбылыстарымен, ішкі қарама-қайшылықты біртұтастықпен сипатталатын үнемі қозғалыста, дамуда болатын жиынтық». «Биогеоценоз» ұғымы шет елдерде кеңінен таралған, 1935 жылы А. Тенсли ұсынған «Экожүйе» ұғымына жақын. Экожүйе дегеніміз -зат, энергия және ақпараттар алмасу нәтижелсінде бір тұтас ретінде тіршілік ететін кез-келген өзара әрекеттесуші тірі ағзалар мен қоршаған орта жағдайларының жиынтығы.
Кейбір ғалымдардың көзқарасы бойынша «Биогеоценоз» ұғымының мазмұны негізінен зерттеліп отыратын макрожүйенің құрылымдық сипаттамасын берсе, ал «Экожүйе» ұғымы ең алдымен оның функционалдық мәнін көрсетеді. Экожүйеге құмырсқа илеуі, орманның бір бөлігі, тұтас орман, космос корабілінің кабинасы, ландшафт және бүкіл биосфераның өзі мысал бола алады. Жалпы алғанда биогеоценоз экожүйеге қатысты жекеден жалпыға қарай қатынаста болады.
Табиғи экожүйелер көлемі бойынша әр түрлі болуы мүмкін: су қоймасы, мұхит, шалғындық, орман, тайга, дала.
Экожүйе -ағзалармен абиотикалық ортадан, олардың әр қайсысы бір-біріне әсер ететін тірі табиғаттың негізгі функционалдық бірлігі. Экожүйенің тіршілік етуі тірі ағзалар жиынтығы мен ортаның арасында зат, энергия және ақпарат алмасумен байланысты. Экожүйе деген түсінік белгілі бір дәрежемен, өлшеммен, күрделілігімен немес пайда болу жолдарымен шектелмейді. Сондықтан жай жасанды, сонымен қатар организмдер мен олардың тіршілік ортасынан тұратын күрделі табиғи жүйелер үшін осы экожүйе деген терминді қолдануға болады.

Экожүйенің негізгі экологиялық көрсеткіштері тұрақты болады, себебі оның өзін-өзі сүйемелдеуге және өздігінен реттелуге қабілеттілігі бар. Осы қабілеттілікті Экожүйе гомеостазы деп атайды. Гомеостаз кері байланыс принципіне негізделген. Мысалы, популяция тығыздығының оптимумнан ауытқу нәтижесінде не туылым, не өлім-жітім артады.

Экожүйенің гомеостазы белгілі бір аралықтарда ғана сақтала алады. Экожүйелер гомеостазды сақтай отырып, өзгерумен қатар даму қабілеттілігі де бар, табиғи және антропогендік факторлар әсерлерінің нәтижесінде тұрақты бір жерден ізден таймай қайталанбайтын алмасуға түсіп, олардың жай түрден күрделі түрге өтуі де орын алады.

Экологияның ең негізгі объектісі экологиялық жүйе, немесе экожүйе - тірі организмдер жиынтығының қоректену, өсу және ұрпақ беру мақсатында белгілі бір тіршілік ету кеңістігін бірлесе пайдалануының тарихи қалыптасқан жүйесі.

Негізгі бөлім

Экожүйедегі өнімділік пирамидасы және энергия ағыны

Продуценттер - күн энергиясын пайдаланатын жасыл өсімдіктер немесе органикалық заттарды биогенді элементтерден құрайтын жасыл өсімдіктер. Олар (алғашқы өнімді өндірушілер) автотрофты организмдер, яғни біздің планетамыздағы бүкіл тірі әлемді органикалық заттармен қамтамасыз ететін жасыл өсімдіктер әлемі.

Консументтер - өсімдіктер синтездеген органикалық заттарды жаңа формаға айналдыратын тұтынушылар, яғни олар (латынша-«consumo»-тұтынамын) продуцентттер жасаған органикалық заттарды пайдалантын гетеротрофты организмдер. Бұларға жануарлар, көптеген микроорганизмдер, кейбір насеком қоректі өсімдіктер жатады. 1-ші қатар консументтері-өсімдік қоректі, 2-ші қатар консументтері-жыртқыш жануарлар болып табылады.

Редуценттер - органикалық қосылыстарды минералды қосылыстарға дейін ыдырататын организмдер, яғни олар (латынша «reduceus, reducentis» - қалпына келтірушілер, деструктор) органикалық заттарды ыдырататын және оларды басқа организмдер игеретін бейорганикалық заттарға айналдыратын ағзаар. Редуценттер биологиялық зат айналымның соңғы звенолары. Олардың қатарына саңырауқұлақтар, бактериялар, сонымен қатар өсімдіктер және жануарлардың өлі қалдықтарын өңдейтін кейбір ұсақ түрлер жатады.

Заттар үздіксіз экожүйенің әртүрлі звеноларында айналымға түседі және Жер бетінде 4 млрд жыл тіршіліктің үздіксіз жүру себебі, зат айналым процесінің тұрақты жүзеге асуында. Бұның негізін биоценоздағы органикалық қоректік байланыстары мен өсімдіктердің фотосинтезі құрайды, бірақ биологиялық заттар айналымы тек заттар арқылы ғана емес, ол сонымен қатар организмдердің іс әрекеттерінің нәтижесі болып табылады. Ал кез келген тіршілік тұрақты энергияны қажет етеді. Тірі денені құрауға бірнеше қайта пайдаланылатын химиялық элементтерден ерекшелігі жасыл өсімдіктермен ұсталатын күн сәулесінің энергиясын организмдер шексіз пайдалана алмайды.

Экожүйе өнімділігі

Бірлестіктің маңызды қасиеті-олардың жаңа биомассаны құрауға қабілеттілігі. Бұл қасиет жүйенің өнімділігі түсінігінің негізінде жатыр.

Экожүйелерде органикалық заттардың құралу жылдамдығы- биологиялық өнімділік, ал тірі организмдердің дене массасы- биомасса деп аталады. Сонымен, биологиялық өнімділік олардың биомассасын құру жылдамдығы. Өнім мөлшері көбіне энергетикалық эквиваленттермен (мысалы, бір тәулікте 1 м ² -ге келетін калория немесе джоуль) немесе құрғақ органикалық заттың массасының мөлшерімен (мысалы, 1 жылдағы 1 гектардағы килограмм) сипатталады. Экожүйенің биотикалық құрамына энергия продуценттер арқылы келеді. Бастапқы немесе алғашқы өнімділік (БӨ) . Ол продуценттердің биомассасын түзу жылдамдығы. Күн энергиясының 100 %-тінің 1-5 %-і ғана хлорофилмен сіңіріліп, органикалық молекуланың синтезі үшін жұмсалады (сәуленің қалған 95-99%-і шағылысып жылуға айналуына байланысты сіңіріледі және судың булануына жұмсалады) . Химиялық байланыстардың энергиясы түрінде өсімдіктердің энергия жинақтайтын жылдамдығы жалпы бастапқы өнімділік деп аталады (ЖБӨ) . Бұл энергияның шамамен 20%-і өсімдіктердің тыныс алуына және тіршілігінің басқа да процестеріне жұмсалады. Оларды Р процестеріне жұмсалатын бөлігін есептеп алып тастағаннан кейінгі, органикалық заттардың жинақталу жылдамдығы таза бастапқы өнімділік деп аталады (ТБӨ) .

ТБӨ = ЖБӨ - Р

Бір организмнің қоректенуі үшін қорек (зат пен энерия) бір қоректік деңгейден екіншісіне көшеді. Қоректің қорытылмаған бөлігі жануарлардың экскременттерімен сыртқа шығарылады (олардың құрамында энергияның белгілі бір мөлшері болады) . Жануарлар да, өсімдіктер сияқты, өзінің тыныс алуында және басқа да тіршілік процестерінде энергияның бір бөлігін жоғалтады. Тыныс алу, ас қорыту және экскрециямен байланысты жоғалғаннан кейінгі энергия өсуге, іс әрекетін қолдауға және көбеюге пайдаланылады. Гетеротрофты организмдерде органикалық заттардың жиналу жылдамдығы екінші реттік өнімділік (ЕӨ) деп аталады. Екінші реттік өнімділік барлық қоректік деңгейде кездеседі. Өсімдіктер өнімділігі алғашқы , ал жануарлардың немесе басқа консументтер өнімділігі екінші реттік өнімділік деп аталады. Екінші реттік өнімділік біріншіден көп болуы мүмкін.

Консументтердің энергетикалық тепе теңдігі былай жинақталады: пайдаланылған қорек = өсу + тыныс алу + экскремент немесе Р=П+ R +H, мұнда

Р- консумент рационы, яғни белгілі бір уақыт аралығындағы олардың жеген тағамдарының саны.

П- организмнің өсуіне жұмсалған энергия

R-тыныс алуға және басқа да процестерге жұмсалған энергия.

Н -экскремент түрінде бөліп шығарылған қоректің энергиясы.

Өсімдік фотосинтез кезінде шамамен 1% күн энергиясын байланыстырады. Осы өсімдікпен қоректенген жануарлар, онда жинақталған энергияны толығымен пайдалана алмайды. Қоректің бір бөлігі қорытылмайды және экскременттер түрінде бөлінеді. Әдетте өсімдіктер жемінің 20-60%-ке дейінгі мөлшерімеңгеріледі. Меңгерілген энергия жануарлардың өсу, көбею т. б. тіршіліктеріне жұмсалады. Мүшелер мен клеткалардың жұмысы кезінде жылу бөлінеді, өйткені қоректің энергиясының біразы қоршаған ортаға таралады. Қорытылған қоректің тек шамалысы ғана жаңа ұлпаның түілуіне, майдың қорға жинақталуына жұмсалады. Жас организмдерге бұл үлес ересектерімен салыстырғанда бірнеше есе көп. Сондықтан алғашқы кезеңнен бастап қоректік тізбектен энергияның көп жоғалуы байқалады.

Заттар мен энергия тасымалдануының әрбір кезеңінде шамамен 90 %- і жоғалады және олардың 1/10 бөлігі ғана келесі тұтынушыға көшеді. Организмдердің қоректік тізбегіндегі энергияның берілу заңы «10 % ереже» деп аталады. Бұл заңды 1942 жылы Р. Линдеман ашқандықтан, кейде оны «Линдеман заңы» деп те атайды.

Егер өсімдіктердің органикалық алғашқы өнімділігі 1000 Дж болса, онымен қоректенетін шөп қоректі жануарлардың денесінде бұл мөлшерден 100 Дж қалады. Ал осы шөп қоректі жануарлармен қоректенген жыртқыш денесіне барлығы 10 Дж өтеді, кейін бұл жыртқышпен басқасы қоректенсе, оның үлесіне тек ғана 1 Дж тиеді. Сонымен жасыл өсімдіктен жинақталған энергия қоры қоректік тізбектерде тез таусылады. Сондықтан қоректік тізбек әдетте, барлығы 4-5 звенодан аспайды.

Экожүйенің қоректік құрылымы

Қоректік тізбектегі қарым-қатынастың нәтижесінде энергияның тасымалдануы арқылы әрбір бірлестіктің белгілі қоректік құрылымы болады. Қоректік құрылымды аудан бірлестігінде жиналған энергия мөлшерін анықтап, экологиялық пирамида түрінде көрсетуге болады.

Пирамида негізін 1-ші деңгей (продуценттер деңгейі) құрайды, ал келесі деңгейлері пирамиданың қатар және төбесін түзеді. Бұл құбылысты 1927 жылы Ч. Элтон зерттеді. Экологиялық пирамиданың негізгі үш түрі болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.