Peraturan piramid ekologi biojisim dan tenaga. Piramid ekologi. Pemindahan tenaga dalam komuniti

Konsep aras trofik

Tahap trofi ialah himpunan organisma yang menduduki kedudukan tertentu dalam keseluruhan rantai makanan. Organisma yang menerima tenaga mereka daripada Matahari melalui bilangan langkah yang sama tergolong dalam tahap trofik yang sama.

Urutan dan subordinasi kumpulan organisma yang disambungkan dalam bentuk tahap trofik mewakili aliran bahan dan tenaga dalam ekosistem, asas organisasinya.

Struktur tropika ekosistem

Hasil daripada urutan transformasi tenaga dalam rantai makanan, setiap komuniti organisma hidup dalam ekosistem memperoleh struktur trofik. Struktur trofik komuniti mencerminkan hubungan antara pengeluar, pengguna (secara berasingan daripada pesanan pertama, kedua, dsb.) dan pengurai, dinyatakan sama ada dengan bilangan individu organisma hidup, atau biojisimnya, atau tenaga yang terkandung di dalamnya, dikira seunit luas seunit masa.

Struktur trofik biasanya digambarkan sebagai piramid ekologi. Model grafik ini dibangunkan pada tahun 1927 oleh ahli zoologi Amerika Charles Elton. Asas piramid adalah tahap trofik pertama - tahap pengeluar, dan tingkat seterusnya piramid dibentuk oleh tahap berikutnya - pengguna pelbagai pesanan. Ketinggian semua blok adalah sama, dan panjangnya adalah berkadar dengan bilangan, biojisim atau tenaga pada tahap yang sepadan. Terdapat tiga cara untuk membina piramid ekologi.

1. Piramid nombor (kelimpahan) mencerminkan bilangan organisma individu pada setiap peringkat. Sebagai contoh, untuk memberi makan seekor serigala, dia memerlukan sekurang-kurangnya beberapa ekor arnab untuk diburu; Untuk memberi makan arnab ini, anda memerlukan pelbagai jenis tumbuhan yang agak besar. Kadangkala piramid nombor boleh diterbalikkan, atau terbalik. Ini terpakai kepada rantai makanan hutan, di mana pokok berfungsi sebagai pengeluar dan serangga bertindak sebagai pengguna utama. Dalam kes ini, tahap pengguna utama secara berangka lebih kaya daripada tahap pengeluar (sebilangan besar serangga memakan satu pokok).

2. Piramid biojisim - nisbah jisim organisma peringkat trofik yang berbeza. Biasanya dalam biocenoses daratan jumlah jisim pengeluar adalah lebih besar daripada setiap pautan berikutnya. Sebaliknya, jumlah jisim pengguna pesanan pertama adalah lebih besar daripada pengguna pesanan kedua, dsb. Jika organisma tidak terlalu berbeza dalam saiz, graf biasanya menghasilkan piramid bertingkat dengan hujung tirus. Jadi, untuk menghasilkan 1 kg daging lembu anda memerlukan 70-90 kg rumput segar.

Dalam ekosistem akuatik, anda juga boleh mendapatkan piramid biojisim terbalik, atau songsang, apabila biojisim pengeluar kurang daripada pengguna, dan kadangkala pengurai. Contohnya, di lautan, dengan produktiviti fitoplankton yang agak tinggi, jumlah jisimnya pada masa tertentu mungkin kurang daripada pengguna pengguna (ikan paus, ikan besar, kerang).

Piramid nombor dan biojisim mencerminkan statik sistem, iaitu, mereka mencirikan bilangan atau biojisim organisma dalam tempoh masa tertentu. Mereka tidak memberikan maklumat lengkap tentang struktur trofik ekosistem, walaupun mereka membenarkan menyelesaikan beberapa masalah praktikal, terutamanya yang berkaitan dengan mengekalkan kelestarian ekosistem. Piramid nombor membenarkan, sebagai contoh, untuk mengira jumlah tangkapan ikan atau menembak haiwan yang dibenarkan semasa musim memburu tanpa akibat untuk pembiakan normal mereka.

3. Piramid Tenaga mencerminkan jumlah aliran tenaga, kelajuan laluan jisim makanan melalui rantai makanan. Struktur biocenosis dipengaruhi pada tahap yang lebih besar bukan oleh jumlah tenaga tetap, tetapi oleh kadar pengeluaran makanan.

Telah ditetapkan bahawa jumlah maksimum tenaga yang dipindahkan ke peringkat trofik seterusnya dalam beberapa kes boleh menjadi 30% daripada yang sebelumnya, dan ini adalah dalam kes terbaik. Dalam banyak biocenosis dan rantai makanan, jumlah tenaga yang dipindahkan boleh hanya 1%.

Pada tahun 1942, ahli ekologi Amerika R. Lindeman merumuskan undang-undang piramid tenaga (undang-undang 10 peratus) , mengikut mana, secara purata, kira-kira 10% daripada tenaga yang diterima pada tahap sebelumnya piramid ekologi melepasi satu tahap trofik melalui rantai makanan ke tahap trofik yang lain. Selebihnya tenaga hilang dalam bentuk sinaran haba, pergerakan, dll. Hasil daripada proses metabolik, organisma kehilangan kira-kira 90% daripada semua tenaga dalam setiap pautan rantai makanan, yang dibelanjakan untuk mengekalkan fungsi penting mereka.

Jika seekor arnab makan 10 kg bahan tumbuhan, maka beratnya sendiri boleh meningkat sebanyak 1 kg. Seekor musang atau serigala, memakan 1 kg daging arnab, meningkatkan jisimnya hanya sebanyak 100 g. Dalam tumbuhan berkayu, perkadaran ini jauh lebih rendah kerana fakta bahawa kayu kurang diserap oleh organisma. Untuk rumput dan rumpai laut, nilai ini jauh lebih besar, kerana ia tidak mempunyai tisu yang sukar dihadam. Walau bagaimanapun, corak umum proses pemindahan tenaga kekal: lebih sedikit tenaga yang melalui tahap trofik atas berbanding dengan yang lebih rendah.

Inilah sebabnya mengapa rantai makanan biasanya tidak boleh mempunyai lebih daripada 3-5 (jarang 6) pautan, dan piramid ekologi tidak boleh terdiri daripada sejumlah besar tingkat. Pautan terakhir rantai makanan, sama seperti tingkat atas piramid ekologi, akan menerima tenaga yang sangat sedikit sehingga tidak akan mencukupi jika bilangan organisma bertambah.

Kenyataan ini boleh dijelaskan dengan mengesan di mana tenaga makanan yang digunakan dibelanjakan: sebahagian daripadanya pergi ke pembinaan sel baru, i.e. pertumbuhan, sebahagian daripada tenaga makanan dibelanjakan untuk metabolisme tenaga atau pernafasan. Oleh kerana kebolehcernaan makanan tidak boleh lengkap, i.e. 100%, kemudian sebahagian daripada makanan yang tidak dicerna dalam bentuk najis dikeluarkan dari badan.

Memandangkan tenaga yang dibelanjakan untuk pernafasan tidak dipindahkan ke tahap trofik seterusnya dan meninggalkan ekosistem, menjadi jelas mengapa setiap tahap berikutnya akan sentiasa kurang daripada tahap sebelumnya.

Inilah sebabnya mengapa haiwan pemangsa besar sentiasa jarang berlaku. Oleh itu, tidak ada pemangsa yang memakan serigala. Dalam kes ini, mereka tidak akan mempunyai makanan yang mencukupi, kerana serigala bilangannya sedikit.

Struktur trofik ekosistem dinyatakan dalam hubungan makanan yang kompleks antara spesies konstituennya. Piramid ekologi nombor, biojisim dan tenaga, yang digambarkan dalam bentuk model grafik, menyatakan hubungan kuantitatif organisma dengan kaedah pemakanan yang berbeza: pengeluar, pengguna dan pengurai.

Alam semula jadi adalah menakjubkan dan pelbagai, dan segala-galanya di dalamnya saling berkaitan dan seimbang. Bilangan individu mana-mana spesies haiwan, serangga, ikan sentiasa dikawal.

Adalah mustahil untuk membayangkan bahawa bilangan mana-mana spesies individu sentiasa meningkat. Untuk mengelakkan perkara ini berlaku, terdapat pemilihan semula jadi dan banyak faktor persekitaran lain yang sentiasa mengawal nombor ini. Anda semua mungkin pernah mendengar ungkapan "piramid ekologi". Apa ini? Apakah jenis piramid ekologi yang wujud? Apakah peraturan itu berdasarkan? Anda akan menerima jawapan kepada soalan ini dan soalan lain di bawah.

Piramid ekologi ialah... Definisi

Jadi, semua orang tahu bahawa dalam biologi terdapat rantai makanan, apabila sesetengah haiwan, biasanya pemangsa, memakan haiwan lain.

Piramid ekologi adalah sistem yang lebih kurang sama, tetapi, sebaliknya, lebih global. Apakah dia? Piramid ekologi ialah sistem tertentu yang mencerminkan dalam komposisinya bilangan makhluk, jisim individu, dan ditambah dengan tenaga yang tertanam di dalamnya pada setiap peringkat. Satu lagi keistimewaan ialah apabila setiap tahap meningkat, penunjuk menurun dengan ketara. Ngomong-ngomong, inilah yang berkaitan dengan peraturan piramid ekologi. Sebelum kita bercakap mengenainya, adalah wajar memahami rupa skema ini.

Peraturan piramid

Jika anda bayangkan secara skematik dalam rajah, ia akan menjadi sesuatu yang serupa dengan piramid Cheops: piramid segi empat dengan bahagian atas runcing, di mana bilangan individu terkecil tertumpu.

Peraturan piramid ekologi mentakrifkan satu corak yang sangat menarik. Ia terletak pada hakikat bahawa asas piramid ekologi, iaitu tumbuh-tumbuhan yang menjadi asas pemakanan, adalah kira-kira sepuluh kali lebih besar daripada jisim haiwan yang memakan makanan tumbuhan.

Selain itu, setiap peringkat seterusnya juga sepuluh kali lebih kecil daripada yang sebelumnya. Jadi ternyata tahap paling atas mengandungi jisim dan tenaga yang paling sedikit. Apakah yang diberikan oleh corak ini kepada kita?

Peranan pemerintahan piramid

Berdasarkan peraturan piramid ekologi, banyak masalah boleh diselesaikan. Sebagai contoh, berapa banyak ekor helang boleh tumbuh apabila terdapat sejumlah bijirin, apabila rantai makanan termasuk katak, ular, belalang dan helang.

Berdasarkan fakta bahawa hanya 10% tenaga dipindahkan ke tahap tertinggi, masalah sedemikian boleh diselesaikan dengan mudah. Kami mempelajari apa itu piramid ekologi dan mengenal pasti peraturan dan coraknya. Tetapi sekarang kita akan bercakap tentang piramid ekologi yang wujud dalam alam semula jadi.

Jenis piramid ekologi

Terdapat tiga jenis piramid. Berdasarkan definisi awal, kita sudah boleh membuat kesimpulan bahawa mereka berkaitan dengan bilangan individu, biojisim mereka dan tenaga yang terkandung di dalamnya. Secara umum, perkara pertama dahulu.

Piramid nombor

Nama bercakap untuk dirinya sendiri. Piramid ini menggambarkan bilangan individu yang terletak di semua peringkat secara berasingan. Tetapi perlu diperhatikan bahawa dalam ekologi ia digunakan agak jarang, kerana terdapat sejumlah besar individu pada satu tahap, dan agak sukar untuk memberikan struktur lengkap biocenosis.

Semua ini lebih mudah untuk dibayangkan dengan satu contoh khusus. Katakan terdapat 1000 tan tumbuhan hijau di dasar piramid. Tumbuhan ini dimakan oleh belalang. Bilangan mereka, sebagai contoh, adalah sekitar tiga puluh juta. Sembilan puluh ribu katak boleh makan semua belalang ini. Katak itu sendiri adalah makanan 300 ikan trout. Satu orang boleh makan jumlah ikan ini dalam setahun. Apa yang kita buat? Apa yang berlaku ialah di dasar piramid terdapat berjuta-juta bilah rumput, tetapi di bahagian atas piramid hanya ada seorang.

Di sinilah kita dapat memerhatikan bagaimana, apabila bergerak dari satu tahap ke setiap tahap berikutnya, penunjuk menurun. Jisim dan bilangan individu berkurangan, dan tenaga yang terkandung di dalamnya berkurangan. Ia juga harus diperhatikan bahawa terdapat pengecualian. Katakan kadang-kadang terdapat ecopyramid terbalik nombor. Katakan serangga hidup pada pokok tertentu di dalam hutan. Semua burung insektivor memakannya.

Piramid biojisim

Skim kedua ialah piramid biojisim. Ia juga mewakili nisbah. Tetapi dalam kes ini ia adalah nisbah jisim. Sebagai peraturan, jisim di dasar piramid sentiasa lebih besar daripada pada tahap trofik tertinggi, dan jisim tahap kedua lebih tinggi daripada jisim tahap ketiga, dan seterusnya. Jika organisma pada tahap trofik yang berbeza tidak banyak berbeza dalam saiz, maka dalam rajah ia hanya kelihatan seperti piramid segi empat, meruncing ke atas. Salah seorang saintis Amerika menjelaskan struktur piramid ini menggunakan contoh berikut: berat tumbuh-tumbuhan di padang rumput jauh lebih besar daripada jisim individu yang memakan tumbuhan ini, berat herbivor lebih tinggi daripada berat karnivor tahap pertama , berat yang terakhir adalah lebih tinggi daripada berat karnivor tahap kedua, dan seterusnya.

Sebagai contoh, seekor singa mempunyai berat yang agak banyak, tetapi individu ini sangat jarang sehinggakan berbanding dengan jisim individu lain, jisimnya sendiri boleh diabaikan. Pengecualian juga berlaku dalam piramid tersebut, apabila jisim pengeluar lebih kecil berbanding dengan jisim pengguna. Mari kita pertimbangkan ini menggunakan contoh sistem air. Jisim fitoplankton, walaupun mengambil kira produktiviti yang tinggi, adalah kurang daripada jisim pengguna, seperti ikan paus. Piramid sedemikian dipanggil songsang atau songsang.

Piramid Tenaga

Dan akhirnya, jenis piramid ekologi ketiga ialah piramid tenaga. Ia mencerminkan kelajuan di mana jisim makanan melalui rantai, serta jumlah tenaga yang diberikan. Undang-undang ini digubal oleh R. Lindeman. Dialah yang membuktikan bahawa dengan perubahan tahap trofik, hanya 10% tenaga yang berada di tahap sebelumnya dipindahkan.

Peratusan tenaga awal sentiasa 100%. Tetapi jika hanya sepersepuluh daripadanya bergerak ke tahap trofik seterusnya, maka ke manakah perginya sebahagian besar tenaga? Bahagian utamanya, iaitu 90%, dibelanjakan oleh individu untuk memastikan semua proses kehidupan. Oleh itu, terdapat corak tertentu di sini juga. Bahagian tenaga yang jauh lebih kecil juga mengalir melalui paras trofik atas, di mana terdapat lebih sedikit jisim dan bilangan individu, daripada ia melalui paras yang lebih rendah. Inilah yang dapat menjelaskan hakikat bahawa tidak terdapat bilangan pemangsa yang begitu besar.

Kelemahan dan kelebihan piramid ekologi

Walaupun bilangan jenis yang berbeza, hampir setiap daripada mereka mempunyai beberapa kelemahan. Ini adalah, sebagai contoh, piramid nombor dan biojisim. Apakah kelemahan mereka? Hakikatnya ialah membina yang pertama menyebabkan beberapa kesukaran jika serakan nombor tahap yang berbeza terlalu besar. Tetapi keseluruhan kesukaran terletak bukan sahaja pada ini.

Piramid tenaga mampu membandingkan produktiviti kerana ia mengambil kira faktor masa yang paling penting. Dan, tentu saja, patut dikatakan bahawa piramid seperti itu tidak pernah menjadi terbalik. Terima kasih kepada ini, ia adalah sejenis standard.

Peranan piramid ekologi

Piramid ekologi adalah perkara yang membantu kita memahami struktur biocenosis dan menerangkan keadaan sistem. Skim ini juga membantu dalam menentukan jumlah ikan yang dibenarkan ditangkap dan bilangan haiwan yang akan ditembak.

Semua ini perlu agar tidak melanggar integriti dan kelestarian alam sekitar secara keseluruhan. Piramid, seterusnya, membantu kita memahami organisasi komuniti berfungsi, serta membandingkan ekosistem yang berbeza berdasarkan produktiviti mereka.

Piramid ekologi sebagai nisbah ciri

Berdasarkan jenis di atas, kita boleh membuat kesimpulan bahawa piramid ekologi adalah nisbah penunjuk tertentu yang berkaitan dengan nombor, jisim dan tenaga. Tahap piramid ekologi adalah berbeza dalam semua aspek. Tahap yang lebih tinggi mempunyai tahap yang lebih rendah dan sebaliknya. Jangan lupa tentang gambar rajah terbalik. Di sini pengguna melebihi jumlah pengeluar. Tetapi ini tidak menghairankan. Alam semula jadi mempunyai undang-undangnya sendiri, pengecualian boleh berlaku di mana-mana sahaja.

Piramid tenaga adalah yang paling mudah dan paling dipercayai, kerana ia mengambil kira faktor masa yang paling penting. Disebabkan ini, ia dianggap sebagai sejenis standard. Peranan piramid ekologi sangat penting dalam mengekalkan keseimbangan ekosistem semula jadi dan memastikan kelestariannya.

Piramid ekologi ialah perwakilan grafik kehilangan tenaga dalam rantai makanan.

Rantaian makanan ialah rantaian stabil spesies yang saling berkaitan yang secara berturut-turut mengekstrak bahan dan tenaga daripada bahan makanan asal yang telah dibangunkan semasa evolusi organisma hidup dan biosfera secara keseluruhan. Mereka membentuk struktur trofik mana-mana biocenosis, yang melaluinya pemindahan tenaga dan kitaran bahan dijalankan. Rantai makanan terdiri daripada beberapa aras trofik, urutannya sepadan dengan aliran tenaga.

Sumber tenaga utama dalam litar bekalan kuasa ialah tenaga suria. Tahap trofik pertama - pengeluar (tumbuhan hijau) - menggunakan tenaga suria dalam proses fotosintesis, mewujudkan pengeluaran utama mana-mana biocenosis. Walau bagaimanapun, hanya 0.1% tenaga suria digunakan dalam proses fotosintesis. Kecekapan tumbuhan hijau mengasimilasikan tenaga suria dinilai oleh nilai produktiviti primer. Lebih separuh daripada tenaga yang berkaitan dengan fotosintesis segera dimakan oleh tumbuhan semasa respirasi; tenaga selebihnya dipindahkan lebih jauh di sepanjang rantai makanan.

Dalam kes ini, terdapat corak penting yang dikaitkan dengan kecekapan penggunaan dan penukaran tenaga dalam proses pemakanan. Intipatinya adalah seperti berikut: jumlah tenaga yang dibelanjakan untuk mengekalkan fungsi penting sendiri dalam rantai makanan meningkat dari satu tahap trofik ke tahap yang lain, dan produktiviti berkurangan.

Fitobioma digunakan sebagai sumber tenaga dan bahan untuk mencipta biojisim organisma peringkat kedua

tahap trofik pengguna urutan pertama - herbivor. Lazimnya, produktiviti peringkat trofik kedua adalah tidak lebih daripada 5 - 20% (10%) daripada tahap sebelumnya. Ini dicerminkan dalam nisbah biojisim tumbuhan dan haiwan di planet ini. Jumlah tenaga yang diperlukan untuk memastikan fungsi penting badan berkembang dengan peningkatan tahap organisasi morfofungsi. Sehubungan itu, jumlah biojisim yang dicipta pada tahap trofik yang lebih tinggi berkurangan.

Ekosistem sangat berubah-ubah dalam kadar relatif penciptaan dan penggunaan kedua-dua pengeluaran primer bersih dan pengeluaran sekunder bersih pada setiap peringkat trofik. Walau bagaimanapun, semua ekosistem tanpa pengecualian dicirikan oleh nisbah tertentu pengeluaran primer dan sekunder. Jumlah bahan tumbuhan yang berfungsi sebagai asas rantai makanan sentiasa beberapa kali (kira-kira 10 kali) lebih besar daripada jumlah jisim haiwan herbivor, dan jisim setiap pautan berikutnya dalam rantai makanan berubah secara berkadar dengan sewajarnya.

Penurunan progresif dalam tenaga berasimilasi dalam beberapa aras trofik dicerminkan dalam struktur piramid ekologi.

Penurunan jumlah tenaga yang ada pada setiap aras trofik berikutnya disertai dengan penurunan dalam biojisim dan bilangan individu. Piramid biojisim dan bilangan organisma untuk biocenosis tertentu mengulangi secara umum konfigurasi piramid produktiviti.

Secara grafik, piramid ekologi digambarkan sebagai beberapa segi empat tepat dengan ketinggian yang sama tetapi panjang yang berbeza. Panjang segi empat tepat berkurangan dari bawah ke atas, sepadan dengan penurunan produktiviti pada tahap trofik berikutnya. Segitiga yang lebih rendah adalah yang terbesar dan sepadan dengan tahap trofik pertama - pengeluar, yang kedua adalah kira-kira 10 kali lebih kecil dan sepadan dengan tahap trofik kedua - herbivora, pengguna urutan pertama, dll.

Kadar penciptaan bahan organik tidak menentukan jumlah rizabnya, i.e. jumlah jisim organisma pada setiap aras trofik. Biojisim yang tersedia bagi pengeluar dan pengguna dalam ekosistem tertentu bergantung kepada hubungan antara kadar pengumpulan bahan organik pada tahap trofik tertentu dan pemindahannya ke tahap yang lebih tinggi, i.e. Seberapa teruk penggunaan rizab yang terbentuk? Peranan penting di sini dimainkan oleh kelajuan pembiakan generasi utama pengeluar dan pengguna.

Dalam kebanyakan ekosistem daratan, seperti yang telah disebutkan, peraturan biojisim juga terpakai, i.e. jumlah jisim tumbuhan ternyata lebih besar daripada biojisim semua herbivor, dan jisim herbivor melebihi jisim semua pemangsa.

Adalah perlu untuk membezakan secara kuantitatif antara produktiviti, iaitu pertumbuhan tahunan tumbuh-tumbuhan, dan biojisim. Perbezaan antara pengeluaran utama biocenosis dan biojisim menentukan skala ragut jisim tumbuhan. Malah bagi komuniti yang mendominasi bentuk herba, di mana kadar pembiakan biojisim agak tinggi, haiwan menggunakan sehingga 70% daripada pertumbuhan tahunan tumbuhan.

Dalam rantaian trofik di mana pemindahan tenaga dilakukan melalui sambungan pemangsa-mangsa, piramid dalam bilangan individu sering diperhatikan: jumlah bilangan individu yang mengambil bahagian dalam rantai makanan berkurangan dengan setiap pautan. Ini juga disebabkan oleh fakta bahawa pemangsa biasanya lebih besar daripada mangsanya. Pengecualian kepada peraturan piramid penduduk adalah apabila pemangsa kecil hidup secara berkumpulan memburu haiwan besar.

Ketiga-tiga peraturan piramid - produktiviti, biojisim dan kelimpahan - menyatakan hubungan tenaga dalam ekosistem. Pada masa yang sama, piramid produktiviti mempunyai ciri sejagat, dan piramid biojisim dan kelimpahan muncul dalam komuniti dengan struktur trofik tertentu.

Pengetahuan tentang undang-undang produktiviti ekosistem dan keupayaan untuk mengukur aliran tenaga adalah sangat penting. Pengeluaran utama agrocenoses dan eksploitasi manusia terhadap komuniti semula jadi adalah sumber makanan utama untuk manusia. Produk sekunder biocenosis yang diperoleh daripada haiwan industri dan ternakan juga penting sebagai sumber protein haiwan. Pengetahuan tentang undang-undang pengagihan tenaga, aliran tenaga dan jirim dalam biosenos, corak produktiviti tumbuhan dan haiwan, pemahaman tentang had penyingkiran biojisim tumbuhan dan haiwan yang dibenarkan daripada sistem semula jadi membolehkan kita membina hubungan dengan betul dalam "masyarakat - alam semula jadi". ” sistem.

Hubungan di mana sesetengah organisma memakan organisma lain atau sisanya atau perkumuhan (perkumuhan) dipanggil trofik (trofi - pemakanan, makanan, gr.). Pada masa yang sama, hubungan makanan antara ahli ekosistem dinyatakan melalui rantai trofik (makanan). . Contoh litar sedemikian termasuk:

· lumut → rusa → serigala (ekosistem tundra);

· rumput → lembu → manusia (ekosistem antropogenik);

· alga mikroskopik (phytoplankton) → pepijat dan daphnia (zooplankton) → roach → pike → camar (ekosistem akuatik).

Mempengaruhi rantai makanan untuk mengoptimumkannya dan mendapatkan lebih banyak produk berkualiti atau lebih baik tidak selalu berjaya. Contoh pengimportan lembu ke Australia diketahui secara meluas dari kesusasteraan. Sebelum ini, padang rumput semulajadi digunakan terutamanya oleh kanggaru, yang najisnya berjaya dikuasai dan diproses oleh kumbang tahi Australia. Kumbang Australia tidak mencerna najis lembu, mengakibatkan degradasi padang rumput secara beransur-ansur. Untuk menghentikan proses ini, kumbang tahi Eropah terpaksa dibawa ke Australia.

Rantai trofik atau makanan boleh dibentangkan dalam bentuk piramid. Nilai berangka setiap langkah piramid tersebut boleh dinyatakan dengan bilangan individu, biojisim mereka atau tenaga terkumpul di dalamnya.

Sesuai dengan undang-undang piramid tenaga R. Lindeman dan peraturan sepuluh peratus , daripada setiap peringkat kira-kira 10% (dari 7 hingga 17%) tenaga atau jirim dari segi tenaga berlalu ke peringkat seterusnya (Rajah 3.7). Perhatikan bahawa pada setiap tahap berikutnya, apabila jumlah tenaga berkurangan, kualitinya meningkat, i.e. keupayaan untuk melakukan kerja setiap unit biojisim haiwan adalah bilangan kali ganda lebih tinggi daripada jumlah biojisim tumbuhan yang sama.

Satu contoh yang menarik ialah rantai makanan laut terbuka, diwakili oleh plankton dan ikan paus. Jisim plankton tersebar dalam air laut dan, dengan bioproduktiviti laut terbuka kurang daripada 0.5 g/m2 hari-1, jumlah tenaga berpotensi dalam satu meter padu air laut adalah sangat kecil berbanding dengan tenaga ikan paus, yang jisimnya boleh mencapai beberapa ratus tan. Seperti yang anda ketahui, minyak ikan paus adalah produk berkalori tinggi yang bahkan digunakan untuk pencahayaan.

Rajah.3.7. Piramid pemindahan tenaga sepanjang rantai makanan (menurut Yu. Odum)

Urutan yang sepadan juga diperhatikan dalam pemusnahan bahan organik: kira-kira 90% daripada tenaga pengeluaran primer tulen dikeluarkan oleh mikroorganisma dan kulat, kurang daripada 10% oleh haiwan invertebrata dan kurang daripada 1% oleh haiwan vertebrata, yang merupakan yang terakhir. kosumentor. Selaras dengan angka terakhir ia dirumuskan peraturan satu peratus : untuk kestabilan biosfera secara keseluruhan, bahagian kemungkinan penggunaan akhir pengeluaran primer bersih dari segi tenaga tidak boleh melebihi 1%.

Bergantung pada rantai makanan sebagai asas untuk berfungsinya ekosistem, adalah mungkin untuk menjelaskan kes-kes pengumpulan dalam tisu bahan tertentu (contohnya, racun sintetik), yang, semasa mereka bergerak di sepanjang rantai makanan, tidak mengambil bahagian dalam metabolisme normal organisma. mengikut peraturan peningkatan biologi Terdapat peningkatan kira-kira sepuluh kali ganda dalam kepekatan bahan pencemar apabila bergerak ke tahap piramid ekologi yang lebih tinggi.

Khususnya, peningkatan yang kelihatan tidak ketara dalam kandungan radionuklid dalam air sungai pada peringkat pertama rantaian trofik diasimilasikan oleh mikroorganisma dan plankton, kemudian tertumpu pada tisu ikan dan mencapai nilai maksimum dalam burung camar. Telur mereka mempunyai tahap radionuklid 5000 kali lebih tinggi daripada pencemaran latar belakang.

Komposisi spesies organisma biasanya dikaji pada peringkat populasi .

Mari kita ingat bahawa populasi ialah kumpulan individu daripada spesies yang sama yang mendiami satu wilayah, mempunyai kumpulan gen yang sama dan keupayaan untuk membiak secara bebas. Secara umum, populasi tertentu mungkin terletak dalam ekosistem tertentu, tetapi ia juga boleh merebak di luar sempadannya. Sebagai contoh, populasi marmut bertudung hitam di rabung Tuora-Sis, yang disenaraikan dalam Buku Merah, diketahui dan dilindungi. Populasi ini tidak terhad kepada rabung ini, tetapi meluas lebih jauh ke selatan ke Pergunungan Verkhoyansk di Yakutia.

Persekitaran di mana spesies yang dikaji biasanya ditemui dipanggil habitatnya.

Sebagai peraturan, niche ekologi diduduki oleh satu spesies atau populasinya. Dengan keperluan yang bertepatan untuk alam sekitar dan sumber makanan, dua spesies sentiasa bersaing, yang biasanya berakhir dengan perpindahan salah satu daripadanya. Keadaan yang sama dikenali dalam ekologi sistem sebagai prinsip G.F Gause , yang menyatakan bahawa dua spesies tidak boleh wujud di kawasan yang sama jika keperluan ekologi mereka adalah sama, i.e. jika mereka menduduki niche yang sama. Sehubungan itu, sistem populasi berinteraksi yang dibezakan oleh niche ekologi, saling melengkapi antara satu sama lain ke tahap yang lebih besar daripada bersaing antara satu sama lain untuk penggunaan ruang, masa dan sumber, dipanggil komuniti (cenosis).

Beruang kutub tidak boleh hidup dalam ekosistem taiga, sama seperti beruang coklat di kawasan kutub.

Spesiasi sentiasa menyesuaikan diri, jadi aksiom Charles Darwin setiap spesies disesuaikan dengan set keadaan hidup khusus yang ditetapkan dengan ketat. Dalam kes ini, organisma membiak dengan keamatan yang memastikan bilangan maksimum yang mungkin ( peraturan "tekanan hidup" maksimum" ).

Sebagai contoh, organisma plankton lautan dengan cepat meliputi kawasan seluas ribuan kilometer persegi dalam bentuk filem. V.I. Vernadsky mengira bahawa kelajuan kemajuan bakteria Fischer berukuran 10-12 cm3 melalui pembiakan dalam garis lurus akan sama dengan kira-kira 397,200 m/jam - kelajuan kapal terbang! Walau bagaimanapun, pembiakan organisma yang berlebihan dihadkan oleh faktor yang mengehadkan dan berkorelasi dengan jumlah sumber makanan di habitat mereka.

Apabila spesies hilang, terutamanya terdiri daripada individu yang besar, struktur bahan-tenaga banci berubah akibatnya. Sekiranya aliran tenaga yang melalui ekosistem tidak berubah, maka mekanismenya pertindihan ekologi mengikut prinsip: spesies terancam atau musnah dalam satu aras piramid ekologi menggantikan satu lagi fungsi coenotic, serupa. Penggantian spesies diteruskan mengikut skema berikut: yang kecil menggantikan yang besar, yang secara evolusinya lebih rendah tersusun, dengan spesies yang lebih teratur, lebih labil secara genetik, dan kurang berubah secara genetik. Memandangkan niche ekologi dalam biocenosis tidak boleh kosong, duplikasi ekologi semestinya berlaku.

Perubahan berturut-turut biocenoses yang timbul berturut-turut di wilayah yang sama di bawah pengaruh faktor semula jadi atau pengaruh manusia dipanggil pewarisan (penggantian - kesinambungan, lat.). Sebagai contoh, selepas kebakaran hutan, hutan yang terbakar didiami selama bertahun-tahun dahulu oleh rumput, kemudian oleh pokok renek, kemudian oleh pokok daun luruh dan akhirnya oleh hutan konifer. Dalam kes ini, komuniti berturut-turut menggantikan satu sama lain dipanggil siri atau peringkat. Hasil akhir penggantian akan menjadi keadaan ekosistem yang stabil - menopaus (klimaks - tangga, "langkah matang", gr.).

Penggantian yang bermula di kawasan yang tidak pernah diduduki sebelum ini dipanggil utama . Ini termasuk penempatan lichen pada batu, yang kemudiannya akan menggantikan lumut, rumput dan pokok renek (Rajah 3.8). Jika komuniti berkembang di tapak yang sedia ada (contohnya, selepas kebakaran atau tercabut, pembinaan kolam atau takungan), maka kita bercakap tentang menengah pewarisan. Sudah tentu, kelajuan penggantian akan berbeza-beza. Penggantian utama boleh mengambil masa ratusan atau ribuan tahun, tetapi penggantian sekunder berlaku lebih cepat.

Semua populasi pengeluar, pengguna dan heterotrof berinteraksi rapat melalui rantai trofik dan dengan itu mengekalkan struktur dan integriti biocenosis, menyelaraskan aliran tenaga dan jirim, dan menentukan peraturan persekitaran mereka. Seluruh set badan organisma hidup yang mendiami Bumi adalah bersatu secara fizikal dan kimia, tanpa mengira gabungan sistematik mereka dan dipanggil bahan hidup ( undang-undang perpaduan fizikal dan kimia bahan hidup oleh V.I. Vernadsky). Jisim bahan hidup agak kecil dan dianggarkan pada 2.4-3.6 * 1012 tan (dalam berat kering). Jika ia diedarkan ke seluruh permukaan planet ini, anda akan mendapat lapisan hanya satu setengah sentimeter. Menurut V.I. Vernadsky, "filem kehidupan" ini, yang kurang daripada 10-6 jisim cangkerang lain di Bumi, adalah "salah satu kuasa geokimia yang paling kuat di planet kita."

Kementerian Pendidikan dan Sains Persekutuan Rusia

Penyelidikan Kebangsaan

Universiti Teknikal Negeri Irkutsk

Surat-menyurat dan fakulti petang

Jabatan Disiplin Pendidikan Am

Ujian Ekologi

disiapkan oleh: Yakovlev V.Ya

Nombor buku rekod: 13150837

kumpulan: EPbz-13-2

Irkutsk 2015

1. Berikan konsep faktor persekitaran. Klasifikasi faktor persekitaran

2. Piramid ekologi dan ciri-cirinya

3. Apakah yang dipanggil pencemaran biologi alam sekitar?

4. Apakah jenis liabiliti pegawai untuk pelanggaran alam sekitar wujud?

Bibliografi

1. Berikan konsep faktor persekitaran. Klasifikasi faktor persekitaran

Habitat ialah bahagian alam semula jadi yang mengelilingi organisma hidup dan berinteraksi secara langsung dengannya. Komponen dan sifat persekitaran adalah pelbagai dan boleh diubah. Mana-mana makhluk hidup hidup dalam dunia yang kompleks dan berubah-ubah, sentiasa menyesuaikan diri dengannya dan mengawal aktiviti kehidupannya mengikut perubahannya.

Sifat individu atau bahagian persekitaran yang mempengaruhi organisma dipanggil faktor persekitaran. Faktor persekitaran adalah pelbagai. Mereka mungkin perlu atau, sebaliknya, berbahaya kepada makhluk hidup, menggalakkan atau menghalang kemandirian dan pembiakan mereka. Faktor persekitaran mempunyai sifat dan tindakan tertentu yang berbeza.

Faktor abiotik - suhu, cahaya, sinaran radioaktif, tekanan, kelembapan udara, komposisi garam air, angin, arus, rupa bumi - ini semua sifat sifat tidak bernyawa yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi organisma hidup. Antaranya ialah:

Faktor fizikal ialah faktor yang sumbernya adalah keadaan atau fenomena fizikal (contohnya, suhu, tekanan, kelembapan, pergerakan udara, dll.).

Faktor kimia adalah faktor yang ditentukan oleh komposisi kimia persekitaran (kemasinan air, kandungan oksigen dalam udara, dll.).

Faktor Edafik (tanah) - satu set sifat kimia, fizikal, mekanikal tanah dan batuan yang mempengaruhi kedua-dua organisma yang menjadi habitat dan sistem akar tumbuhan (kelembapan, struktur tanah, kandungan nutrien, dll.) .

Faktor biotik ialah semua bentuk pengaruh makhluk hidup antara satu sama lain. Setiap organisma sentiasa mengalami pengaruh langsung atau tidak langsung orang lain, bersentuhan dengan wakil spesiesnya sendiri dan spesies lain - tumbuhan, haiwan, mikroorganisma - bergantung kepada mereka dan sendiri mempengaruhi mereka. Dunia organik di sekeliling adalah sebahagian daripada persekitaran setiap makhluk hidup.

Faktor antropogenik adalah semua bentuk aktiviti masyarakat manusia yang membawa kepada perubahan alam, sebagai habitat spesies lain, atau secara langsung mempengaruhi kehidupan mereka. Sepanjang sejarah manusia, perkembangan pemburuan pertama, dan kemudian pertanian, industri, dan pengangkutan telah banyak mengubah sifat planet kita. Kepentingan kesan antropogenik ke atas seluruh dunia yang hidup di Bumi terus berkembang dengan pesat.

Kumpulan faktor antropogenik berikut dibezakan:

Perubahan dalam struktur permukaan bumi;

Perubahan dalam komposisi biosfera, kitaran dan keseimbangan bahan yang termasuk di dalamnya;

Perubahan dalam keseimbangan tenaga dan haba bagi kawasan dan wilayah individu;

Perubahan yang dibuat pada biota.

Keadaan kewujudan adalah satu set elemen persekitaran yang diperlukan untuk organisma, yang dengannya ia berada dalam kesatuan yang tidak dapat dipisahkan dan tanpanya ia tidak boleh wujud. Unsur-unsur persekitaran yang diperlukan untuk badan atau memberi kesan negatif terhadapnya dipanggil faktor persekitaran. Secara semula jadi, faktor-faktor ini tidak bertindak secara berasingan antara satu sama lain, tetapi dalam bentuk kompleks yang kompleks. Kompleks faktor persekitaran, yang tanpanya organisma tidak boleh wujud, mewakili keadaan untuk kewujudan organisma ini.

Semua penyesuaian organisma kepada kewujudan dalam pelbagai keadaan telah dibangunkan secara sejarah. Hasilnya, kumpulan tumbuhan dan haiwan khusus untuk setiap zon geografi telah terbentuk.

Faktor persekitaran:

Elementary - cahaya, haba, kelembapan, makanan dan sebagainya;

Kompleks;

Antropogenik;

Pengaruh faktor persekitaran terhadap organisma hidup dicirikan oleh corak kuantitatif dan kualitatif tertentu. Ahli agrokimia Jerman J. Liebig, memerhatikan kesan baja kimia pada tumbuhan, mendapati bahawa mengehadkan dos mana-mana daripadanya membawa kepada kelembapan dalam pertumbuhan. Pemerhatian ini membolehkan saintis merumuskan satu peraturan yang dipanggil undang-undang minimum (1840).

2. Piramid ekologi dan ciri-cirinya

Piramid ekologi - perwakilan grafik hubungan antara pengeluar dan pengguna semua peringkat (herbivor, pemangsa, spesies yang memakan pemangsa lain) dalam ekosistem.

Ahli zoologi Amerika Charles Elton mencadangkan secara skematik menggambarkan hubungan ini pada tahun 1927.

Dalam perwakilan skematik, setiap tahap ditunjukkan sebagai segi empat tepat, panjang atau luas yang sepadan dengan nilai berangka pautan dalam rantai makanan (piramid Elton), jisim atau tenaganya. Segi empat tepat yang disusun dalam urutan tertentu menghasilkan piramid pelbagai bentuk.

Asas piramid adalah tahap trofik pertama - tahap pengeluar; tingkat piramid seterusnya dibentuk oleh tahap rantai makanan seterusnya - pengguna pelbagai pesanan. Ketinggian semua blok dalam piramid adalah sama, dan panjangnya adalah berkadar dengan bilangan, biojisim atau tenaga pada tahap yang sepadan.

Piramid ekologi dibezakan bergantung pada penunjuk berdasarkan mana piramid itu dibina. Pada masa yang sama, peraturan asas telah ditetapkan untuk semua piramid, mengikut mana dalam mana-mana ekosistem terdapat lebih banyak tumbuhan daripada haiwan, herbivor daripada karnivor, serangga daripada burung.

Berdasarkan peraturan piramid ekologi, adalah mungkin untuk menentukan atau mengira nisbah kuantitatif spesies tumbuhan dan haiwan yang berbeza dalam sistem ekologi semula jadi dan buatan. Sebagai contoh, 1 kg jisim haiwan laut (anjing laut, lumba-lumba) memerlukan 10 kg ikan yang dimakan, dan 10 kg ini sudah memerlukan 100 kg makanan mereka - invertebrata akuatik, yang seterusnya, perlu makan 1000 kg alga dan bakteria untuk membentuk jisim sedemikian. Dalam kes ini, piramid ekologi akan mampan.

Walau bagaimanapun, seperti yang anda ketahui, terdapat pengecualian untuk setiap peraturan, yang akan dipertimbangkan dalam setiap jenis piramid ekologi.

Jenis piramid ekologi

Piramid nombor - pada setiap peringkat bilangan organisma individu diplot

Piramid nombor memaparkan corak yang jelas ditemui oleh Elton: bilangan individu yang membentuk satu siri pautan berurutan daripada pengeluar kepada pengguna semakin berkurangan (Rajah 3).

Sebagai contoh, untuk memberi makan seekor serigala, dia memerlukan sekurang-kurangnya beberapa ekor arnab untuk diburu; Untuk memberi makan arnab ini, anda memerlukan pelbagai jenis tumbuhan yang agak besar. Dalam kes ini, piramid akan kelihatan seperti segi tiga dengan tapak lebar meruncing ke atas.

Walau bagaimanapun, bentuk piramid nombor ini bukan tipikal untuk semua ekosistem. Kadang-kadang ia boleh diterbalikkan, atau terbalik. Ini terpakai kepada rantai makanan hutan, di mana pokok berfungsi sebagai pengeluar dan serangga bertindak sebagai pengguna utama. Dalam kes ini, tahap pengguna utama secara berangka lebih kaya daripada tahap pengeluar (sebilangan besar serangga memakan satu pokok), oleh itu piramid nombor adalah yang paling kurang bermaklumat dan paling kurang menunjukkan, i.e. bilangan organisma pada aras trofik yang sama sebahagian besarnya bergantung kepada saiznya.

Piramid biojisim - mencirikan jumlah jisim kering atau basah bagi organisma pada aras trofik tertentu, contohnya, dalam unit jisim per unit luas - g/m2, kg/ha, t/km2 atau setiap isipadu - g/m3 (Rajah 1). 4)

Biasanya dalam biocenoses daratan jumlah jisim pengeluar adalah lebih besar daripada setiap pautan berikutnya. Sebaliknya, jumlah jisim pengguna pesanan pertama adalah lebih besar daripada pengguna pesanan kedua, dsb.

Dalam kes ini (jika organisma tidak terlalu berbeza dalam saiz) piramid juga akan mempunyai rupa segi tiga dengan tapak lebar meruncing ke atas. Walau bagaimanapun, terdapat pengecualian yang ketara kepada peraturan ini. Sebagai contoh, di laut, biojisim zooplankton herbivor adalah ketara (kadang-kadang 2-3 kali) lebih besar daripada biojisim fitoplankton, yang diwakili terutamanya oleh alga unisel. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa alga sangat cepat dimakan oleh zooplankton, tetapi ia dilindungi daripada penggunaan lengkap dengan kadar pembahagian sel yang sangat tinggi.

Secara umum, biogeocenoses daratan, di mana pengeluarnya besar dan hidup agak lama, dicirikan oleh piramid yang agak stabil dengan tapak yang luas. Dalam ekosistem akuatik, di mana pengeluar bersaiz kecil dan mempunyai kitaran hayat yang pendek, piramid biojisim boleh terbalik atau terbalik (dengan hujungnya menghala ke bawah). Oleh itu, di tasik dan laut, jisim tumbuhan melebihi jisim pengguna hanya semasa tempoh berbunga (musim bunga), dan pada sepanjang tahun keadaan yang bertentangan boleh berlaku.

Piramid nombor dan biojisim mencerminkan statik sistem, iaitu, ia mencirikan bilangan atau biojisim organisma dalam tempoh masa tertentu. Mereka tidak memberikan maklumat lengkap tentang struktur trofik ekosistem, walaupun mereka membenarkan menyelesaikan beberapa masalah praktikal, terutamanya yang berkaitan dengan mengekalkan kelestarian ekosistem.

Piramid nombor membenarkan, sebagai contoh, untuk mengira jumlah tangkapan ikan atau menembak haiwan yang dibenarkan semasa musim memburu tanpa akibat untuk pembiakan normal mereka.

Piramid tenaga - menunjukkan jumlah aliran tenaga atau produktiviti pada tahap berturut-turut (Rajah 5).

Berbeza dengan piramid nombor dan biojisim, yang mencerminkan statik sistem (bilangan organisma pada masa tertentu), piramid tenaga, mencerminkan gambaran kelajuan laluan jisim makanan (jumlah tenaga) melalui setiap peringkat trofik rantai makanan, memberikan gambaran paling lengkap tentang organisasi berfungsi komuniti.

Bentuk piramid ini tidak dipengaruhi oleh perubahan saiz dan kadar metabolisme individu, dan jika semua sumber tenaga diambil kira, piramid akan sentiasa mempunyai rupa tipikal dengan tapak yang luas dan puncak yang tirus. Apabila membina piramid tenaga, segi empat tepat sering ditambah pada tapaknya untuk menunjukkan kemasukan tenaga suria.

Pada tahun 1942, ahli ekologi Amerika R. Lindeman merumuskan undang-undang piramid tenaga (undang-undang 10 peratus), mengikut mana, secara purata, kira-kira 10% daripada tenaga yang diterima pada tahap sebelumnya piramid ekologi melepasi satu trofik. tahap melalui rantai makanan ke tahap trofik yang lain. Selebihnya tenaga hilang dalam bentuk sinaran haba, pergerakan, dll. Hasil daripada proses metabolik, organisma kehilangan kira-kira 90% daripada semua tenaga dalam setiap pautan rantai makanan, yang dibelanjakan untuk mengekalkan fungsi penting mereka.

Mari kita pertimbangkan transformasi tenaga dalam ekosistem menggunakan contoh rantai trofik padang rumput yang mudah, di mana terdapat hanya tiga peringkat trofik.

tahap - tumbuhan herba,

tahap - mamalia herbivor, contohnya, arnab

tahap - mamalia pemangsa, contohnya, musang

Nutrien dicipta semasa proses fotosintesis oleh tumbuhan, yang membentuk bahan organik dan oksigen, serta ATP, daripada bahan bukan organik (air, karbon dioksida, garam mineral, dll.) menggunakan tenaga cahaya matahari. Sebahagian daripada tenaga elektromagnet sinaran suria ditukar kepada tenaga ikatan kimia bahan organik tersintesis.

Semua bahan organik yang dicipta semasa fotosintesis dipanggil pengeluaran primer kasar (GPP). Sebahagian daripada tenaga pengeluaran primer kasar dibelanjakan untuk pernafasan, mengakibatkan pembentukan pengeluaran primer bersih (NPP), yang merupakan bahan yang memasuki tahap trofik kedua dan digunakan oleh arnab.

Biarkan landasan menjadi 200 unit tenaga konvensional, dan kos tumbuhan untuk pernafasan (R) - 50%, i.e. 100 unit tenaga konvensional. Kemudian pengeluaran primer bersih akan sama dengan: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100), i.e. Pada peringkat trofik kedua, arnab akan menerima 100 unit tenaga konvensional.

Walau bagaimanapun, atas pelbagai sebab, arnab hanya dapat mengambil bahagian tertentu NPP (jika tidak, sumber untuk pembangunan bahan hidup akan hilang), manakala sebahagian besar daripadanya adalah dalam bentuk sisa organik mati (bahagian bawah tanah tumbuhan. , kayu keras batang, dahan, dll.) tidak mampu dimakan oleh arnab. Ia memasuki rantai makanan detrital dan/atau diuraikan oleh pengurai (F). Bahagian lain pergi ke pembinaan sel baru (saiz populasi, pertumbuhan arnab - P) dan memastikan metabolisme tenaga atau pernafasan (R).

Dalam kes ini, mengikut pendekatan imbangan, kesamaan keseimbangan penggunaan tenaga (C) akan kelihatan seperti ini: C = P + R + F, i.e. Tenaga yang diterima pada tahap trofik kedua akan dibelanjakan, mengikut undang-undang Lindemann, pada pertumbuhan populasi - P - 10%, baki 90% akan dibelanjakan untuk pernafasan dan penyingkiran makanan yang tidak dicerna.

Oleh itu, dalam ekosistem, dengan peningkatan tahap trofik, terdapat penurunan pesat dalam tenaga yang terkumpul dalam badan organisma hidup. Dari sini jelas mengapa setiap tahap berikutnya akan sentiasa kurang daripada yang sebelumnya dan mengapa rantai makanan biasanya tidak boleh mempunyai lebih daripada 3-5 (jarang 6) pautan, dan piramid ekologi tidak boleh terdiri daripada sebilangan besar tingkat: ke peringkat akhir pautan rantai makanan adalah sama seperti ke tingkat atas piramid ekologi akan menerima begitu sedikit tenaga yang tidak akan mencukupi jika bilangan organisma bertambah.

Urutan dan subordinasi kumpulan organisma yang disambungkan dalam bentuk tahap trofik mewakili aliran bahan dan tenaga dalam biogeocenosis, asas organisasi berfungsinya.

3. Apakah yang dipanggil pencemaran biologi alam sekitar?

Ekologi adalah asas teori untuk penggunaan sumber semula jadi yang rasional; ia memainkan peranan utama dalam membangunkan strategi untuk hubungan antara alam dan masyarakat manusia. Ekologi perindustrian menganggap gangguan keseimbangan semula jadi akibat aktiviti ekonomi. Pada masa yang sama, akibat yang paling ketara ialah pencemaran alam sekitar. Istilah "alam sekitar" biasanya difahami sebagai segala sesuatu yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi kehidupan dan aktiviti manusia.

Peranan yis dalam ekosistem semula jadi juga harus dinilai semula. Sebagai contoh, banyak yis epifit, yang telah lama dianggap sebagai komensal tidak berbahaya, yang banyak menjajah bahagian hijau tumbuhan, mungkin tidak begitu "tidak bersalah" jika kita menganggap bahawa ia hanya mewakili peringkat haploid dalam kitaran hidup organisma yang berkait rapat dengan smut atau karat fitopatogen. kulat. Dan, sebaliknya, yis yang patogenik untuk manusia, menyebabkan penyakit berbahaya dan sukar dikawal - kandidiasis dan kriptokokus - secara semula jadi mempunyai peringkat saprotropik dan mudah diasingkan daripada substrat organik yang mati. Daripada contoh-contoh ini adalah jelas bahawa memahami fungsi ekologi yis memerlukan kajian kitaran hidup lengkap setiap spesies. Yis tanah autochthonous dengan fungsi khas yang penting untuk pembentukan struktur tanah juga telah ditemui. Kepelbagaian dan hubungan antara yis dan haiwan, terutamanya invertebrata, tidak habis-habis.

Pencemaran atmosfera boleh dikaitkan dengan proses semula jadi: letusan gunung berapi, ribut debu, kebakaran hutan.

Selain itu, atmosfera tercemar akibat aktiviti pengeluaran manusia.

Sumber pencemaran udara adalah pelepasan asap daripada perusahaan industri. Pelepasan boleh teratur atau tidak teratur. Pelepasan yang datang dari paip perusahaan perindustrian disasarkan dan diatur khas. Sebelum memasuki paip, mereka melalui kemudahan rawatan, yang menyerap beberapa bahan berbahaya. Emisi buruan memasuki atmosfera dari tingkap, pintu, dan bukaan pengudaraan bangunan perindustrian. Bahan pencemar utama dalam pelepasan ialah zarah pepejal (habuk, jelaga) dan bahan gas (karbon monoksida, sulfur dioksida, nitrogen oksida).

Pemilihan dan pengenalpastian mikroorganisma dengan sifat yang berguna untuk pengeluaran tertentu adalah kerja yang sangat relevan dari sudut pandangan alam sekitar, kerana penggunaannya boleh memperhebatkan proses atau lebih menggunakan komponen substrat.

Intipati kaedah bioremediasi, rawatan biologi, biopemprosesan dan bioubah suai ialah penggunaan pelbagai agen biologi, terutamanya mikroorganisma, dalam persekitaran. Dalam kes ini, adalah mungkin untuk menggunakan kedua-dua mikroorganisma yang diperoleh melalui kaedah pemilihan tradisional dan yang dicipta menggunakan kejuruteraan genetik, serta tumbuhan transgenik yang boleh menjejaskan keseimbangan biologi ekosistem semula jadi.

Persekitaran mungkin mengandungi strain industri pelbagai mikroorganisma - pengeluar biosintesis bahan tertentu, serta produk metabolisme mereka, yang bertindak sebagai faktor biologi pencemaran. Kesannya mungkin terdiri daripada mengubah struktur biocenosis. Kesan tidak langsung pencemaran biologi nyata, contohnya, apabila antibiotik dan ubat lain digunakan dalam perubatan, apabila strain mikroorganisma muncul yang tahan terhadap tindakannya dan berbahaya kepada persekitaran dalaman manusia; dalam bentuk komplikasi apabila menggunakan vaksin dan serum yang mengandungi kekotoran bahan asal biologi; sebagai kesan alergenik dan genetik mikroorganisma dan produk metaboliknya.

Pengeluaran berskala besar bioteknologi adalah sumber pelepasan bioaerosol yang mengandungi sel mikroorganisma bukan patogen, serta produk metabolisme mereka. Sumber utama bioaerosol yang mengandungi sel mikrob hidup ialah peringkat penapaian dan pemisahan, dan sumber utama sel yang tidak aktif ialah peringkat pengeringan. Dengan pembebasan besar-besaran, biojisim mikrob, memasuki tanah atau badan air, mengubah pengagihan tenaga dan aliran bahan dalam rantai makanan trofik dan menjejaskan struktur dan fungsi biosenose, mengurangkan aktiviti pembersihan diri dan, oleh itu, menjejaskan global fungsi biota. Dalam kes ini, adalah mungkin untuk mencetuskan perkembangan aktif organisma tertentu, termasuk mikroorganisma kumpulan penunjuk kebersihan.

Dinamik populasi yang diperkenalkan dan penunjuk potensi bioteknologi mereka bergantung pada jenis mikroorganisma, keadaan sistem mikrob tanah pada masa pengenalan, peringkat penggantian mikrob, dan dos populasi yang diperkenalkan. Pada masa yang sama, akibat daripada pengenalan mikroorganisma baru kepada biosenos tanah boleh menjadi samar-samar. Oleh kerana pembersihan diri, tidak setiap populasi mikrob yang dimasukkan ke dalam tanah dihapuskan. Sifat dinamik populasi mikroorganisma yang diperkenalkan bergantung pada tahap penyesuaian mereka kepada keadaan baru. Populasi yang tidak disesuaikan mati, manakala populasi yang disesuaikan masih hidup.

Faktor pencemaran biologi boleh ditakrifkan sebagai satu set komponen biologi, yang kesannya terhadap manusia dan alam sekitar dikaitkan dengan keupayaan mereka untuk membiak dalam keadaan semula jadi atau buatan, menghasilkan bahan aktif secara biologi, dan, apabila mereka atau produk metabolik mereka masuk. alam sekitar, mempunyai kesan buruk terhadap alam sekitar, manusia, haiwan, tumbuhan.

Faktor pencemaran biologi (paling kerap mikrob) boleh dikelaskan seperti berikut: mikroorganisma hidup dengan genom semula jadi yang tidak mempunyai ketoksikan, saprofit, mikroorganisma hidup dengan genom semula jadi yang mempunyai aktiviti berjangkit, patogenik dan patogenik bersyarat, menghasilkan toksin, mikroorganisma hidup diperolehi dengan kaedah genetik kejuruteraan (mikroorganisma diubah suai secara genetik yang mengandungi gen asing atau kombinasi gen baru - GMMO), virus berjangkit dan lain-lain, toksin asal biologi, sel mikroorganisma yang tidak aktif (vaksin, habuk biojisim mikroorganisma yang tidak diaktifkan secara haba untuk makanan dan tujuan makanan) , produk metabolik mikroorganisma, organel dan sebatian sel organik adalah hasil pecahannya.

Tujuan kerja kami adalah untuk mengasingkan dan mengenal pasti mikroorganisma yis di makmal bioteknologi Universiti Agrarian Negeri Gorsky, yang tergolong dalam kumpulan pertama organisma yang disenaraikan di atas. Oleh kerana ini adalah mikroorganisma dengan genom semula jadi dan tidak toksik, impaknya terhadap alam sekitar adalah sangat organik dan tidak ketara.

Sumber mikroorganisma, termasuk oportunistik dan patogenik, adalah air sisa (longkang najis domestik, perindustrian, bandar). Di kawasan luar bandar, pencemaran najis berpunca daripada air larian dari kawasan berpenduduk, padang rumput, ternakan dan kandang ayam, dan daripada haiwan liar. Semasa rawatan air sisa, bilangan mikroorganisma patogenik di dalamnya berkurangan. Skala kesannya terhadap alam sekitar adalah tidak penting, bagaimanapun, kerana sumber pelepasan sel mikrob ini wujud, ia mesti diambil kira sebagai faktor pencemaran alam sekitar.

Air yang digunakan dalam proses melaksanakan kerja kami untuk menyediakan media, siram, memanaskan autoklaf dan termostat boleh ditulenkan di loji rawatan air sisa perbandaran bersama-sama dengan air sisa perbandaran secara aerobik atau anaerobik.

Bahan pencemar biologi berbeza dengan ketara dalam sifat persekitarannya daripada bahan pencemar kimia. Dari segi komposisi kimianya, pencemaran biologi buatan manusia adalah sama dengan komponen semula jadi; ia termasuk dalam kitaran semula jadi bahan dan rantai makanan trofik tanpa terkumpul di alam sekitar.

Semua makmal mikrobiologi dan virologi mesti dilengkapi dengan penerima air sisa, di mana air sisa yang dikumpul mesti dineutralkan dengan kaedah kimia, fizikal atau biologi atau kaedah gabungan sebelum dibuang ke dalam sistem pembetungan bandar.

4. Apakah jenis liabiliti pegawai untuk pelanggaran alam sekitar wujud?

Liabiliti undang-undang alam sekitar ialah sejenis liabiliti undang-undang am, tetapi pada masa yang sama berbeza daripada jenis liabiliti undang-undang lain.

Tanggungjawab alam sekitar dan undang-undang dipertimbangkan dalam tiga aspek yang saling berkaitan:

sebagai paksaan negara untuk memenuhi keperluan yang ditetapkan oleh undang-undang;

sebagai hubungan undang-undang antara negara (yang diwakili oleh badannya) dan pesalah (yang dikenakan sekatan);

sebagai institusi undang-undang, i.e. satu set norma undang-undang, pelbagai cabang undang-undang (tanah, perlombongan, air, perhutanan, alam sekitar, dll.). Kesalahan alam sekitar boleh dihukum mengikut keperluan perundangan Persekutuan Rusia. Matlamat utama perundangan alam sekitar dan setiap artikel individunya adalah untuk melindungi daripada pencemaran, memastikan penggunaan alam sekitar yang sah dan unsur-unsurnya dilindungi oleh undang-undang. Skop perundangan alam sekitar ialah alam sekitar dan elemen individunya. Subjek kesalahan adalah unsur alam sekitar. Keperluan undang-undang memerlukan penubuhan hubungan sebab akibat yang jelas antara pelanggaran dan kemerosotan alam sekitar.

Subjek kesalahan alam sekitar ialah seseorang yang telah mencapai umur 16 tahun, yang diberikan tanggungjawab pekerjaan yang sepadan oleh akta kawal selia (pematuhan peraturan perlindungan alam sekitar, pematuhan pemantauan terhadap peraturan), atau mana-mana orang yang telah mencapai umur 16 tahun yang telah melanggar keperluan perundangan alam sekitar.

Kesalahan alam sekitar dicirikan oleh kehadiran tiga elemen:

menyalahi undang-undang kelakuan;

menyebabkan kemudaratan alam sekitar (atau ancaman sebenar) atau pelanggaran hak undang-undang lain dan kepentingan subjek undang-undang alam sekitar;

hubungan sebab akibat antara tingkah laku yang menyalahi undang-undang dan kemudaratan alam sekitar yang disebabkan atau ancaman sebenar yang menyebabkan kemudaratan tersebut atau pelanggaran hak undang-undang lain dan kepentingan subjek undang-undang alam sekitar.

Liabiliti untuk pelanggaran alam sekitar berfungsi sebagai salah satu cara utama untuk memastikan pematuhan terhadap keperluan undang-undang mengenai perlindungan alam sekitar dan penggunaan sumber asli. Keberkesanan remedi ini sebahagian besarnya bergantung, pertama sekali, pada badan kerajaan yang diberi kuasa untuk menggunakan langkah liabiliti undang-undang kepada pelanggar undang-undang alam sekitar. Selaras dengan perundangan Rusia dalam bidang perlindungan alam sekitar, pegawai dan warganegara menanggung liabiliti tatatertib, pentadbiran, jenayah, sivil, dan kewangan untuk pelanggaran alam sekitar, dan perusahaan menanggung liabiliti pentadbiran dan sivil.

Liabiliti tatatertib timbul kerana kegagalan melaksanakan rancangan dan langkah untuk pemuliharaan alam semula jadi dan penggunaan rasional sumber asli, kerana melanggar piawaian alam sekitar dan keperluan lain perundangan alam sekitar yang timbul daripada fungsi buruh atau kedudukan rasmi. Liabiliti tatatertib ditanggung oleh pegawai dan pekerja lain perusahaan dan organisasi yang bersalah mengikut peraturan, piagam, peraturan dalaman dan peraturan lain (Perkara 82 Undang-undang "Mengenai Perlindungan Alam Sekitar"). Selaras dengan Kod Buruh (seperti yang dipinda dan ditambah pada 25 September 1992), sekatan tatatertib berikut boleh dikenakan kepada pelanggar: teguran, teguran, teguran keras, pemecatan dari kerja, penalti lain (Perkara 135).

Liabiliti kewangan juga dikawal oleh Kod Buruh Persekutuan Rusia (Perkara 118-126). Liabiliti sedemikian ditanggung oleh pegawai dan pekerja lain perusahaan yang disebabkan oleh kesalahan perusahaan tersebut menanggung kos pampasan bagi kerosakan yang disebabkan oleh pelanggaran alam sekitar.

Penggunaan liabiliti pentadbiran dikawal selia oleh perundangan alam sekitar dan Kod Kesalahan Pentadbiran RSFSR 1984 (seperti yang dipinda dan ditambah). Undang-undang "Mengenai Perlindungan Alam Sekitar" memperluaskan senarai kesalahan alam sekitar yang mana pegawai, individu dan entiti undang-undang yang bersalah menanggung liabiliti pentadbiran. Liabiliti sedemikian timbul kerana melebihi pelepasan maksimum yang dibenarkan dan pelepasan bahan berbahaya ke dalam alam sekitar, kegagalan untuk memenuhi kewajipan untuk menjalankan penilaian alam sekitar negeri dan keperluan yang terkandung dalam kesimpulan penilaian alam sekitar, memberikan kesimpulan yang sengaja tidak betul dan tidak berasas, penyediaan yang tidak tepat pada masanya maklumat dan penyediaan maklumat yang diputarbelitkan, keengganan untuk memberikan maklumat yang tepat pada masanya, lengkap, boleh dipercayai tentang keadaan persekitaran semula jadi dan keadaan sinaran, dsb.

Jumlah khusus denda ditentukan oleh badan yang mengenakan denda, bergantung pada jenis dan jenis kesalahan, tahap kesalahan pesalah dan bahaya yang ditimbulkan. Denda pentadbiran dikenakan oleh badan negara yang diberi kuasa dalam bidang perlindungan alam sekitar dan pengawasan kebersihan dan epidemiologi Persekutuan Rusia. Dalam kes ini, keputusan untuk mengenakan denda boleh dirayu kepada mahkamah atau mahkamah timbang tara. Pengenaan denda tidak melepaskan penjenayah daripada kewajipan untuk membayar pampasan bagi kerosakan yang disebabkan (Perkara 84 Undang-undang "Mengenai Perlindungan Alam Sekitar").

Dalam Kanun Jenayah Persekutuan Rusia yang baharu, jenayah alam sekitar diserlahkan dalam bab yang berasingan (Bab 26). Ia memperuntukkan liabiliti jenayah untuk pelanggaran peraturan keselamatan alam sekitar semasa pengeluaran kerja, pelanggaran peraturan penyimpanan, pelupusan bahan dan sisa yang berbahaya kepada alam sekitar, pelanggaran peraturan keselamatan apabila mengendalikan agen atau toksin mikrobiologi atau biologi lain, pencemaran air, atmosfera dan laut, pelanggaran undang-undang di pelantar benua, kerosakan pada darat, pengekstrakan haram haiwan dan tumbuhan akuatik, pelanggaran peraturan untuk perlindungan stok ikan, pemburuan haram, pemotongan pokok dan semak secara haram, pemusnahan atau kerosakan hutan.

Pemakaian langkah-langkah tatatertib, pentadbiran atau liabiliti jenayah bagi kesalahan alam sekitar tidak melepaskan pesalah daripada kewajipan untuk membayar pampasan bagi kerosakan yang disebabkan oleh kesalahan alam sekitar. Undang-undang "Mengenai Perlindungan Alam Sekitar" mengambil kedudukan bahawa perusahaan, organisasi dan rakyat menyebabkan kemudaratan kepada alam sekitar, kesihatan atau harta rakyat, ekonomi negara melalui pencemaran alam sekitar, kerosakan, kemusnahan, kerosakan, penggunaan sumber asli yang tidak rasional, pemusnahan alam semula jadi. sistem alam sekitar dan pelanggaran alam sekitar yang lain, wajib membayar pampasan sepenuhnya mengikut perundangan semasa (Perkara 86).

Liabiliti sivil dalam bidang interaksi antara masyarakat dan alam semula jadi terdiri terutamanya dalam mengenakan kewajipan kepada pesalah untuk memberi pampasan kepada pihak yang cedera untuk kerosakan harta benda atau moral akibat pelanggaran keperluan alam sekitar undang-undang.

Tanggungjawab terhadap kesalahan alam sekitar melaksanakan beberapa fungsi utama:

merangsang pematuhan undang-undang alam sekitar;

pampasan, bertujuan untuk pampasan bagi kerugian dalam persekitaran semula jadi, pampasan untuk kemudaratan kepada kesihatan manusia;

pencegahan, yang terdiri daripada menghukum orang yang bersalah melakukan kesalahan alam sekitar.

Perundangan alam sekitar memperuntukkan tiga peringkat hukuman: untuk pelanggaran; pelanggaran yang mengakibatkan kerosakan yang ketara; pelanggaran yang mengakibatkan kematian seseorang (akibat yang serius). Kematian seseorang akibat jenayah alam sekitar dinilai oleh undang-undang sebagai kecuaian (dilakukan melalui kecuaian atau kesembronoan). Jenis hukuman untuk pelanggaran alam sekitar boleh berupa denda, perampasan hak untuk memegang jawatan tertentu, perampasan hak untuk terlibat dalam aktiviti tertentu, buruh pembetulan, sekatan kebebasan, pemenjaraan.

Salah satu jenayah alam sekitar yang paling serius ialah ecocide - pemusnahan besar-besaran flora (komuniti tumbuhan di tanah Rusia atau kawasan individunya) atau fauna (keseluruhan organisma hidup semua jenis haiwan liar yang mendiami wilayah Rusia atau kawasan tertentu). kawasan itu), keracunan atmosfera dan sumber air (permukaan dan air bawah tanah yang digunakan atau boleh digunakan), serta melakukan tindakan lain yang boleh menyebabkan bencana alam sekitar. Bahaya sosial ekosid terdiri daripada mengancam atau menyebabkan kemudaratan yang besar kepada alam sekitar semula jadi, memelihara kumpulan gen manusia, flora dan fauna.

Bencana alam sekitar menunjukkan dirinya dalam gangguan serius terhadap keseimbangan ekologi dalam alam semula jadi, kemusnahan komposisi spesies organisma hidup yang stabil, pengurangan lengkap atau ketara dalam bilangan mereka, dan gangguan dalam kitaran perubahan bermusim dalam peredaran biotik bahan dan proses biologi. Motif ecocide mungkin disalah ertikan kepentingan ketenteraan atau negara, atau melakukan tindakan dengan niat langsung atau tidak langsung.

Kejayaan dalam mewujudkan undang-undang dan ketenteraman alam sekitar dicapai dengan meningkatkan pengaruh awam dan negeri secara beransur-ansur terhadap pesalah yang berterusan, dan dengan gabungan optimum langkah-langkah pendidikan, ekonomi dan undang-undang.

kesalahan pencemaran alam sekitar

Bibliografi

1. Akimova T.V. Ekologi. Manusia-Ekonomi-Biota-Persekitaran: Buku Teks untuk pelajar universiti / T.A. Akimova, V.V. Haskin; ed. ke-2, disemak. dan tambahan - M.: UNITI, 2009. - 556 p.

Akimova T.V. Ekologi. Nature-Man-Technology: Buku teks untuk pelajar teknikal. arah dan pakar universiti/ T.A. Akimova, A.P. Kuzmin, V.V. Haskin..- Di bawah jeneral. ed. A.P. Kuzmina. M.: PERPADUAN-DANA, 2011.- 343 hlm.

Brodsky A.K. Ekologi am: Buku teks untuk pelajar universiti. M.: Rumah penerbitan. Pusat "Akademi", 2011. - 256 p.

Voronkov N.A. Ekologi: umum, sosial, gunaan. Buku teks untuk pelajar universiti. M.: Agar, 2011. - 424 p.

Korobkin V.I. Ekologi: Buku teks untuk pelajar universiti / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. -edisi ke-6, tambah. Dan disemak - Roston n/d: Phoenix, 2012. - 575 p.

Nikolaikin N.I., Nikolaikina N.E., Melekhova O.P. Ekologi. ed ke-2. Buku teks untuk universiti. M.: Bustard, 2008. - 624 p.

Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Ekologi: Kajian. elaun untuk pelajar kimia-teknol. dan teknologi. sp. universiti/ Ed. V.A. Solovyova, Yu.A. Krotov.- ed. ke-4, disemak. - St. Petersburg: Kimia, 2012. -238 p.

Odum Yu. Ekologi vol. 1.2. Dunia, 2011.

Chernova N.M. Ekologi am: Buku teks untuk pelajar universiti pedagogi / N.M. Chernova, A.M. Bylova. - M.: Bustard, 2008.-416 hlm.

Ekologi: Buku Teks untuk Pelajar Tinggi. dan hari Rabu buku teks institusi, pendidikan secara teknikal pakar. dan arah/L.I. Tsvetkova, M.I. Alekseev, F.V. Karamzinov dan lain-lain; di bawah umum ed. L.I. Tsvetkova. M.: ASBV; St Petersburg: Khimizdat, 2012. - 550 p.

Ekologi. Ed. prof. V.V. Denisova. Rostov-n/D.: ICC “MarT”, 2011. - 768 p.

Bimbingan

Perlukan bantuan mempelajari topik?

Pakar kami akan menasihati atau menyediakan perkhidmatan tunjuk ajar mengenai topik yang menarik minat anda.
Hantar permohonan anda menunjukkan topik sekarang untuk mengetahui tentang kemungkinan mendapatkan perundingan.