생태 피라미드를 만들 때 바닥에 있습니다. 생태 피라미드 - 지식 하이퍼마켓

생태계에서 유기체 간의 관계 유형 중 하나는 영양 관계입니다. 그들은 생태계의 먹이 사슬을 통해 에너지가 어떻게 이동하는지 보여줍니다. 먹이 사슬의 연결에서 에너지 양의 변화를 보여주는 모델은 생태 피라미드입니다.

피라미드의 구조

피라미드는 그래픽 모델입니다. 그녀의 이미지는 수평 수준으로 나뉩니다. 수준의 수는 먹이 사슬의 연결 수에 해당합니다.

모든 먹이 사슬은 생산자-유기 물질을 형성하는 독립 영양 유기체로 시작합니다. 생태계 독립 영양물의 총체는 생태 피라미드의 기초에 있는 것입니다.

쌀. 1. 인구의 생태 피라미드

일반적으로 식품 피라미드는 3~5단계로 구성됩니다.

먹이 사슬의 마지막 연결 고리는 항상 큰 포식자 또는 인간입니다. 따라서 피라미드의 마지막 수준에서 개인 및 바이오 매스의 수는 가장 낮습니다.

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생태 피라미드의 본질은 먹이 사슬의 바이오 매스가 점진적으로 감소한다는 이미지에 있습니다.

모델 조건

모델은 일반화된 방식으로 현실을 보여주고 있음을 이해해야 합니다. 인생에서 모든 것이 더 어렵습니다. 인간을 포함한 어떤 큰 유기체도 먹을 수 있으며 그 에너지는 비정형적으로 생태 피라미드에서 사용됩니다.

생태계의 바이오매스의 일부는 항상 분해자, 즉 죽은 유기물을 분해하는 유기체에 의해 설명됩니다. 감속기는 소비자가 먹고 부분적으로 에너지를 생태계로 반환합니다.

같은 잡식성 동물 갈색 곰, 첫 번째 주문의 소비자 (식물을 먹음)와 분해자 (썩은 고기를 먹음) 및 큰 포식자 역할을합니다.

종류

레벨의 어떤 양적 특성을 사용하느냐에 따라, 생태 피라미드에는 세 가지 유형이 있습니다.

• 숫자;
• 바이오매스;
• 에너지.

10% 규칙

생태 학자의 계산에 따르면 이전 수준의 바이오 매스 또는 에너지의 10 %가 생태 피라미드의 각 후속 수준으로 이동합니다. 나머지 90%는 유기체의 중요한 과정에 사용되고 열 복사의 형태로 소산됩니다.

이 패턴을 에너지와 바이오매스의 생태 피라미드의 규칙이라고 합니다.

예를 고려하십시오. 1톤부터 녹색 식물약 100kg의 초식 동물이 형성됩니다. 초식 동물이 작은 육식 동물에 의해 섭취되면 체중이 10kg 증가합니다. 작은 포식자를 큰 포식자가 먹으면 후자의 체중이 1kg 증가합니다.

쌀. 2. 바이오매스의 생태 피라미드

먹이 사슬: 식물성 플랑크톤 - 동물성 플랑크톤 - 작은 물고기 - 큰 물고기 - 사람. 여기에는 이미 5단계가 있는데, 사람의 질량이 1kg 증가하려면 1단계에 10톤의 식물성 플랑크톤이 있어야 합니다.

쌀. 3. 에너지의 생태 피라미드

에이펙스 혜택

생태 피라미드의 꼭대기에 있는 종은 진화할 가능성이 훨씬 더 높습니다. 고대에는 영양 관계에서 가장 높은 수준을 차지하는 동물이 더 빨리 발달했습니다.

중생대에서 포유류는 생태 피라미드의 중간 수준을 차지했으며 육식성 파충류에 의해 적극적으로 근절되었습니다. 공룡이 멸종한 덕분에 최상위에 올라 모든 생태계에서 지배적인 위치를 차지할 수 있었습니다.

생태 피라미드는 각 영양 수준에서 개체 수(숫자 피라미드), 바이오매스 양(바이오매스 피라미드) 또는 그들에 포함된 에너지(에너지 피라미드)를 반영하고 모든 지표의 감소를 나타내는 그래픽 모델입니다. 트로피 수준의 증가.

생태 피라미드에는 에너지, 바이오 매스 및 풍부의 세 가지 유형이 있습니다. 우리는 이전 섹션 "생태계의 에너지 전달"에서 에너지 피라미드에 대해 이야기했습니다. 다른 수준에서 생물체의 비율은 일반적으로 들어오는 에너지의 비율과 동일한 규칙을 따릅니다. 즉, 수준이 높을수록 전체 바이오매스와 구성 유기체의 수가 낮아집니다.

바이오매스 피라미드

바이오매스의 피라미드는 수와 마찬가지로 직선일 뿐만 아니라 역전될 수도 있어 수중 생태계의 특징입니다.

생태학적(영양적) 피라미드는 생물량의 영양 수준(생산자, 소비자(각 수준에 대해 별도로) 및 분해자) 사이의 양적 관계를 그래픽으로 표현한 것으로, 풍부함(숫자 피라미드), 바이오매스(바이오매스 피라미드) 또는 바이오매스 성장률(에너지 피라미드).

바이오매스 피라미드 - 생태계에서 생산자, 소비자 및 분해자 사이의 비율로, 질량으로 표현되고 영양 모델로 묘사됩니다.

바이오 매스의 피라미드와 숫자는 직선 일뿐만 아니라 거꾸로 될 수도 있습니다 (그림 12.38). 역피라미드 바이오매스는 식물성 플랑크톤 조류와 같은 1차 생산자가 매우 빠르게 분열하고 그들의 소비자인 동물성 플랑크톤 갑각류가 훨씬 크지만 번식 주기가 긴 수생 생태계의 특징입니다. 특히, 이것은 1차 생산성이 미생물에 의해 제공되는 담수 환경에 적용되며, 대사율이 증가하는, 즉 바이오매스가 낮고 생산성이 높습니다.

바이오매스 피라미드는 "물리적" 요소를 제거하고 바이오매스의 양적 비율을 명확하게 보여주기 때문에 보다 근본적인 관심 대상입니다. 유기체의 크기가 너무 다르지 않은 경우 영양 수준에서 개인의 총 질량을 표시하여 계단식 피라미드를 얻을 수 있습니다. 그러나 낮은 수준의 유기체가 평균적으로 높은 수준의 유기체보다 작다면 바이오매스의 역 피라미드가 있습니다. 예를 들어, 매우 작은 생산자와 큰 소비자가 있는 생태계에서 후자의 총 질량은 주어진 순간에 생산자의 총 질량보다 높을 수 있습니다. 바이오매스 피라미드에 대해 몇 가지 일반화를 할 수 있습니다.

바이오매스 피라미드는 각 다음 영양 레벨에서 바이오매스의 변화를 보여줍니다. 육상 생태계의 경우 바이오매스 피라미드가 위쪽으로 좁아지고 해양 생태계의 경우 역전된 특성(아래로 좁아짐)을 가지며 이는 소비자의 식물성 플랑크톤의 빠른 소비와 관련됩니다.

숫자의 피라미드

인구 피라미드는 각 식품 수준에서 개인의 수를 반영하는 생태 피라미드입니다. 숫자 피라미드는 개인의 크기와 체중, 기대 수명, 신진 대사율을 고려하지 않기 때문에 먹이 사슬의 구조에 대한 명확한 아이디어를 항상 제공하지는 않지만 주요 추세 - 수의 감소 링크에서 링크로 개인의 - 대부분의 경우 추적할 수 있습니다.

따라서 대초원 생태계에는 생산자 - 150,000, 초식 소비자 - 20,000, 육식 소비자 - 9000 ind./ar(Odum, 1075)의 개인 수가 설정되었으며, 이는 헥타르 측면에서 100배가 됩니다. 초원의 biocenosis는 4 천 m2의 면적에 다음과 같은 개인 수를 특징으로합니다 : 생산자 - 5,842,424, 1 차 초식 소비자 - 708,024, 2 차 육식 소비자 - 35,490, 3 차 육식 소비자 주문 - 3.

역 피라미드

먹이 개체군의 번식률이 높으면 바이오매스가 낮더라도 그러한 개체군은 바이오매스는 높지만 번식률이 낮은 포식자에게는 충분한 식량원이 될 수 있습니다. 이러한 이유로 인구 피라미드는 반전될 수 있습니다. 낮은 영양 수준에서 주어진 시점에서 유기체의 밀도는 높은 수준에서 유기체의 밀도보다 낮을 수 있습니다. 예를 들어, 많은 곤충이 한 나무(역피라미드)에서 살 수 있습니다.

역 바이오매스 피라미드는 1차 생산자(식물성 플랑크톤 조류)가 매우 빠르게 분열하는 해양 생태계의 특징입니다(생식 잠재력이 크고 세대 변화가 빠름). 바다에서는 1년에 최대 50세대의 식물성 플랑크톤이 바뀔 수 있습니다. 식물성 플랑크톤 소비자는 훨씬 더 크지만 훨씬 더 느리게 번식합니다. 포식성 어류(특히 바다코끼리와 고래)가 생물량을 축적하는 동안 여러 세대의 식물성 플랑크톤이 변하게 되며, 그 총 생물량은 훨씬 더 큽니다.

바이오 매스의 피라미드는 다양한 영양 수준에서 개인의 세대가 존재하는 기간과 바이오 매스의 형성 및 소비 속도를 고려하지 않습니다. 그렇기 때문에 보편적 인 방법생태계의 영양 구조의 표현은 생명체 형성 속도의 피라미드입니다. 생산력. 그들은 일반적으로 생산의 에너지 표현을 언급하는 에너지 피라미드라고 불립니다.

그것은 소위 생태 피라미드의 형태로 그래픽으로 묘사 될 수 있습니다. 피라미드의 바닥은 생산자의 수준이고, 이후의 영양 수준은 피라미드의 바닥과 꼭대기를 형성합니다. 생태 피라미드에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.

1. 각 수준에서 유기체의 수를 반영하는 숫자 피라미드;
2. 바이오 매스 피라미드생물의 질량-총 건조 중량, 칼로리 함량 등을 특징으로합니다.
3. 연속적인 영양 수준에서 1차 생산(또는 에너지)의 변화를 보여주는 보편적인 특성을 갖는 생산(에너지)의 피라미드.

평범한 숫자의 피라미드목초지 사슬은 매우 넓은 기반을 가지고 있으며 최종 소비자를 향해 급격히 좁아집니다. 동시에 "단계"의 수는 1-3 배 이상 다릅니다. 그러나 이것은 초원 또는 대초원 생물권과 같은 풀 커뮤니티에만 해당됩니다.

삼림 군집(수천 마리의 파이토파지가 한 나무에서 먹을 수 있음)을 고려하거나 진딧물과 코끼리와 같은 다른 파이토파지가 동일한 영양 수준에 있는 경우 그림이 극적으로 바뀝니다. 이 왜곡은 다음으로 극복할 수 있습니다. 바이오매스 피라미드.

육상 생태계에서 식물 바이오매스는 항상 동물 바이오매스보다 훨씬 더 크며, 파이토파지 바이오매스는 항상 동물성 바이오매스보다 큽니다.

수생, 특히 해양 생태계를 위한 바이오매스 피라미드는 다르게 보입니다. 동물 바이오매스는 일반적으로 식물 바이오매스보다 훨씬 큽니다. 이 "불규칙함"은 바이오 매스 피라미드가 다른 영양 수준에서 개인의 세대 존재 기간, 바이오 매스 형성 및 소비 속도를 고려하지 않기 때문입니다. 해양생태계의 주 생산자는 번식력이 크고 세대교체가 빠른 식물성 플랑크톤이다. 포식성 어류(특히 바다코끼리와 고래)가 생물량을 축적하는 동안 여러 세대의 식물성 플랑크톤이 변하게 되며, 그 총 생물량은 훨씬 더 큽니다. 그렇기 때문에 생태계의 영양 구조를 보편적으로 표현하는 방식은 생명체 형성 속도의 피라미드, 즉 에너지의 피라미드입니다.

생태계에 대한 영양 관계의 영향을 보다 완벽하게 반영하는 것이 규칙입니다. 제품 피라미드(에너지): 이전의 각 영양 수준에서 단위 시간(또는 에너지)당 생성된 바이오매스의 양이 다음 영양 수준보다 큽니다. 제품 피라미드는 영양 사슬에 대한 에너지 소비 법칙을 반영합니다.

궁극적으로 피라미드의 세 가지 규칙은 모두 생태계의 에너지 관계를 반영하며 생산 피라미드(에너지)는 보편적인 성격을 가지고 있습니다.

자연에서 안정적인 시스템에서는 바이오매스가 미미하게 변합니다. 자연은 완전히 이용하려고합니다 총 생산량. 생태계의 에너지와 그 정량적 지표에 대한 지식을 통해 생산성을 저하시키지 않으면서 자연 생태계에서 식물 및 동물 바이오매스의 하나 또는 다른 양을 제거할 가능성을 정확하게 고려할 수 있습니다.

사람은 자연계에서 많은 제품을 받지만 농업은 그를위한 주요 식량 공급원입니다. 농업 생태계를 만든 사람은 가능한 한 많은 순수한 초목 생산을 추구하지만 초식 동물, 새 등을 먹이는 데 식물 덩어리의 절반을 사용해야합니다. 생산의 상당 부분은 산업으로 이동하고 폐기물로 손실됩니다. , 즉 여기에서 순수 생산의 약 90%가 손실되고 약 10%만이 인간 소비에 직접 사용됩니다.

러시아 연방 교육 과학부

국가 연구

이르쿠츠크 주 기술 대학

통신 야간 교수진

교양교육학과

테스트생태학에서

작성자: Yakovlev V.Ya

레코드 북 번호: 13150837

그룹: EPbz-13-2

이르쿠츠크 2015

1. 환경 요인의 개념을 제시하십시오. 분류 환경적 요인

2. 생태 피라미드와 그 특징

3. 생물학적 오염이라고 불리는 것 환경?

4. 환경 위반에 대한 공무원의 책임 유형은 무엇입니까?

서지

1. 환경 요인의 개념을 제시하십시오. 환경적 요인의 분류

서식지는 살아있는 유기체를 둘러싸고 직접 상호 작용하는 자연의 일부입니다. 환경의 구성 요소와 속성은 다양하고 변경 가능합니다. 모든 생명체는 복잡하게 변화하는 세계에 살면서 끊임없이 적응하고 변화에 따라 생활 활동을 조절합니다.

유기체에 영향을 미치는 별도의 속성 또는 환경의 일부를 환경 요인이라고 합니다. 환경적 요인은 다양하다. 그것들은 필요하거나 반대로 생명체에 해로울 수 있으며 생존과 번식을 촉진하거나 방해할 수 있습니다. 환경적 요인은 다른 자연그리고 구체적인 행동.

비생물적 요인 - 온도, 빛, 방사능, 압력, 공기 습도, 물의 염 조성, 바람, 조류, 지형 - 이들은 모두 살아있는 유기체에 직간접적으로 영향을 미치는 무생물의 속성입니다. 그 중 구별됩니다 :

물리적 요인 - 물리적 상태 또는 현상(예: 온도, 압력, 습도, 공기 움직임 등)이 원인인 요인.

화학적 요인 - 환경의 화학적 구성으로 인한 요인(수분 염도, 공기 중 산소 함량 등).

Edaphic 요인 (토양) - 서식지가되는 유기체와 식물의 뿌리 시스템 (습도, 토양 구조, 영양소 함량 등) 모두에 영향을 미치는 토양 및 암석의 화학적, 물리적, 기계적 특성 세트 .

생물학적 요인은 생물이 서로에게 미치는 모든 형태의 영향입니다. 각 유기체는 다른 사람들의 직간접적인 영향을 지속적으로 경험하고 식물, 동물, 미생물과 같은 다른 종의 대표자와 접촉하고 그들에게 의존하고 자체적으로 영향을 미칩니다. 주변의 유기적 세계는 모든 생명체의 환경에서 없어서는 안될 부분입니다.

인위적 요인은 다른 종의 서식지로서 자연의 변화를 일으키거나 그들의 삶에 직접적인 영향을 미치는 인간 사회의 모든 형태의 활동입니다. 인류 역사의 과정에서 먼저 사냥이 발달한 다음 농업, 공업, 운송이 발달하면서 지구의 성격이 크게 바뀌었습니다. 지구 전체의 살아있는 세계에 대한 인위적 영향의 중요성은 계속해서 빠르게 증가하고 있습니다.

다음과 같은 인위적 요인 그룹이 구별됩니다.

지구 표면 구조의 변화;

생물권 구성의 변화, 구성 물질의 순환 및 균형;

개별 섹션 및 지역의 에너지 및 열 균형 변화;

생물군에 대한 변경 사항.

존재 조건은 유기체에 필요한 환경 요소의 집합이며, 유기체는 불가분의 단일체이며 없이는 존재할 수 없습니다. 신체에 필요하거나 신체에 부정적인 영향을 미치는 환경 요소를 환경 요인이라고 합니다. 본질적으로 이러한 요소는 서로 분리되어 작용하지 않고 복잡한 복합체의 형태로 작용합니다. 유기체가 존재할 수없는 환경 요인의 복합체는이 유기체의 존재 조건입니다.

존재에 대한 유기체의 모든 적응 다양한 조건역사적으로 발전했다. 그 결과, 각 지리적 영역에 고유한 동식물의 그룹이 형성되었습니다.

환경적 요인:

초등 - 빛, 열, 습기, 음식 등;

복잡한;

인위적인;

생물체에 대한 환경 요인의 영향은 특정 ​​양적 및 질적 패턴을 특징으로 합니다. 독일의 농업 화학자 J. Liebig은 화학 비료가 식물에 미치는 영향을 관찰하면서 비료의 양을 제한하면 성장이 지연된다는 사실을 발견했습니다. 이러한 관찰을 통해 과학자는 최소 법칙(1840)이라고 하는 규칙을 공식화할 수 있었습니다.

2. 생태 피라미드와 그 특징

생태 피라미드는 생태계의 모든 수준(초식 동물, 포식자, 다른 포식자를 먹는 종)의 생산자와 소비자 간의 관계를 그래픽으로 표현한 것입니다.

미국 동물학자 Charles Elton은 이러한 관계를 도식적으로 묘사하기 위해 1927년에 제안했습니다.

개략도에서 각 수준은 먹이 사슬 연결(Elton의 피라미드)의 숫자 값, 질량 또는 에너지에 해당하는 직사각형, 길이 또는 면적으로 표시됩니다. 일정한 순서로 배열된 직사각형은 다양한 모양의 피라미드를 만듭니다.

피라미드의 기초는 첫 번째 영양 수준입니다. 생산자 수준, 피라미드의 후속 층은 먹이 사슬의 다음 수준인 다양한 주문의 소비자에 의해 형성됩니다. 피라미드에 있는 모든 블록의 높이는 동일하며 길이는 해당 수준의 수, 바이오매스 또는 에너지에 비례합니다.

생태 피라미드는 피라미드가 구축되는 지표에 따라 구별됩니다. 동시에 모든 피라미드에 대해 주요 규칙이 설정되며 이에 따라 모든 생태계에서 더 많은 식물동물보다, 초식 동물보다 육식 동물, 곤충보다 새.

생태 피라미드의 규칙에 따라 자연 및 인공적으로 생성 된 생태계에서 다양한 동식물 종의 양적 비율을 결정하거나 계산하는 것이 가능합니다. 예를 들어, 바다 동물(물개, 돌고래) 덩어리 1kg에는 10kg의 먹은 물고기가 필요하고 이 10kg에는 이미 100kg의 음식이 필요합니다. 수생 무척추동물은 차례로 1000kg의 조류와 박테리아가 그러한 덩어리를 형성합니다. 이 경우 생태 피라미드는 안정적입니다.

그러나 아시다시피 각 유형의 생태 피라미드에서 고려되는 모든 규칙에는 예외가 있습니다.

생태 피라미드의 종류

숫자의 피라미드 - 각 수준에서 개별 유기체의 수가 연기됩니다.

숫자 피라미드는 Elton이 발견한 분명한 패턴을 반영합니다. 생산자에서 소비자로 이어지는 일련의 연결을 구성하는 개인의 수는 꾸준히 감소하고 있습니다(그림 3).

예를 들어, 늑대 한 마리에게 먹이를 주기 위해서는 사냥할 수 있는 최소한 몇 마리의 토끼가 필요합니다. 이 토끼에게 먹이를주기 위해서는 상당히 많은 수의 다양한 식물이 필요합니다. 이 경우 피라미드는 넓은 밑면이 위쪽으로 가늘어지는 삼각형처럼 보입니다.

그러나 이러한 형태의 숫자 피라미드는 모든 생태계에 일반적이지는 않습니다. 때로는 반전되거나 반전될 수 있습니다. 이것은 나무가 생산자 역할을 하고 곤충이 1차 소비자 역할을 하는 산림 먹이 사슬에 적용됩니다. 이 경우 1차 소비자의 수준은 생산자의 수준(많은 수의 곤충이 한 나무에 먹음)보다 수치적으로 더 풍부하므로 숫자 피라미드는 정보가 가장 적고 지표가 가장 적습니다. 동일한 영양 수준의 유기체의 수는 주로 크기에 따라 다릅니다.

바이오 매스 피라미드 - 예를 들어 단위 면적당 질량 단위 - g / m2, kg / ha, t / km2 또는 부피당 - g / m3과 같이 주어진 영양 수준에서 유기체의 총 건조 또는 습윤 질량을 특성화합니다 (그림 1). 4)

일반적으로 육상 생물권에서 생산자의 총 질량은 각 후속 연결보다 큽니다. 차례로, 1차 소비자의 총 질량은 2차 소비자보다 큽니다.

이 경우(생물의 크기가 너무 다르지 않은 경우) 피라미드도 위쪽으로 가늘어지는 넓은 밑면을 가진 삼각형처럼 보일 것입니다. 그러나 이 규칙에는 중요한 예외가 있습니다. 예를 들어, 바다에서 초식 동물성 플랑크톤의 바이오매스는 주로 단세포 조류로 대표되는 식물성 플랑크톤의 바이오매스보다 훨씬(때로는 2-3배) 더 큽니다. 이것은 조류가 동물성 플랑크톤에 의해 매우 빨리 먹어 치우지 만 매우 높은 세포 분열 속도가 완전한 섭취로부터 조류를 보호한다는 사실에 의해 설명됩니다.

일반적으로 생산자가 크고 상대적으로 오래 사는 육상 생물지질세는 넓은 기반을 가진 상대적으로 안정적인 피라미드가 특징입니다. 생산자의 크기가 작고 수명 주기가 짧은 수생 생태계에서 바이오매스 피라미드는 반전되거나 반전될 수 있습니다(아래로 향함). 따라서 호수와 바다에서 식물의 질량은 개화기(봄)에만 소비자의 질량을 초과하며 나머지 기간에는 상황이 역전될 수 있습니다.

숫자의 피라미드와 바이오 매스는 시스템의 정적을 반영합니다. 즉, 특정 기간 동안 유기체의 수 또는 바이오 매스를 특성화합니다. 그들은 주지 않는다 완전한 정보생태계의 영양 구조에 대해 설명하지만, 많은 실질적인 문제, 특히 생태계의 안정성 유지와 관련된 문제를 해결할 수 있습니다.

숫자 피라미드를 사용하면 예를 들어 정상적인 번식에 영향을 미치지 않고 사냥 기간 동안 물고기를 잡거나 동물을 쏘는 데 허용되는 가치를 계산할 수 있습니다.

에너지 피라미드 - 연속적인 수준에서 에너지 흐름 또는 생산성의 양을 보여줍니다(그림 5).

시스템의 정적(주어진 순간에 유기체의 수)을 반영하는 숫자와 바이오매스의 피라미드와 대조적으로, 에너지의 피라미드는 음식 덩어리의 통과 속도의 그림을 반영합니다(에너지의 양 ) 먹이 사슬의 각 영양 수준을 통해 지역 사회의 기능적 조직에 대한 가장 완전한 그림을 제공합니다.

이 피라미드의 모양은 개인의 신진 대사의 크기와 강도의 변화에 ​​영향을받지 않으며 모든 에너지 원을 고려하면 피라미드는 항상 넓은 바닥과 끝이 가늘어지는 전형적인 모양을 갖습니다. 에너지 피라미드를 만들 때 종종 직사각형이 바닥에 추가되어 태양 에너지의 유입을 보여줍니다.

1942 년 미국 생태 학자 R. Lindeman은 에너지 피라미드의 법칙 (10 %의 법칙)을 공식화했으며, 이에 따르면 평균적으로 이전 수준의 생태 피라미드에서받은 에너지의 약 10 %가 하나에서 전달됩니다. 먹이 사슬을 통해 다른 영양 수준으로 영양 수준. 나머지 에너지는 열 복사, 운동 등의 형태로 손실됩니다. 유기체는 대사 과정의 결과로 먹이 사슬의 각 연결에서 중요한 활동을 유지하는 데 소비되는 모든 에너지의 약 90%를 잃습니다.

토끼가 10kg의 식물성 물질을 먹으면 자체 무게가 1kg 증가할 수 있습니다. 1kg의 토끼를 먹는 여우나 늑대는 100g만 질량을 증가시킵니다. 목본 식물이 비율은 목재가 유기체에 잘 흡수되지 않기 때문에 훨씬 낮습니다. 풀과 조류의 경우 소화하기 어려운 조직이 없기 때문에 이 값이 훨씬 더 높습니다. 그러나 에너지 전달 과정의 일반적인 규칙성은 그대로 유지됩니다. 상위 영양 수준을 통과하는 에너지가 하위 영양 수준보다 훨씬 적습니다.

3개의 영양 수준만 있는 단순한 목초지 영양 사슬의 예를 사용하여 생태계의 에너지 변환을 고려하십시오.

수준 - 초본 식물,

수준 - 초식 포유류, 예를 들어 산토끼

수준 - 육식 포유 동물, 예를 들어 여우

식물이 광합성을 하는 과정에서 영양분이 생성되는데, 무기물(물, 이산화탄소, 무기염 등)에서 햇빛의 에너지를 이용하여 ATP는 물론 유기물과 산소를 ​​생성합니다. 이 경우 태양 복사의 전자기 에너지의 일부는 합성된 유기 물질의 화학 결합 에너지로 변환됩니다.

광합성 과정에서 생성되는 모든 유기물을 총 1차 생산(GPP)이라고 합니다. 총 1차 생산 에너지의 일부는 호흡에 사용되어 순 1차 생산(NPP)이 형성되며, 이는 2차 영양 수준에 들어가고 토끼가 사용하는 바로 그 물질입니다.

활주로를 200으로 하자 재래식 단위에너지 및 호흡을 위한 식물의 비용(R) - 50%, 즉. 100 재래식 에너지 ​​단위. 그러면 순 1차 생산량은 NPP = WPP - R(100 = 200 - 100), 즉 두 번째 영양 수준에서 토끼는 100 일반 에너지 단위를 받습니다.

그러나 여러 가지 이유로 토끼는 일정 비율의 NPP만을 소비할 수 있지만(그렇지 않으면 생물체 개발을 위한 자원이 사라짐), 그 중 상당 부분은 죽은 유기 잔류물(식물의 지하 부분) 형태로 , 줄기, 가지 등의 단단한 나무.) 토끼는 먹을 수 없습니다. 그것은 쓰레기 먹이 사슬에 들어가고 (또는) 분해자 (F)에 의해 분해됩니다. 다른 부분은 새로운 세포를 만들고(인구 크기, 토끼의 성장 - P) 에너지 대사 또는 호흡(R)을 보장하는 것입니다.

이 경우 균형 접근 방식에 따르면 에너지 소비(C)의 균형 방정식은 다음과 같습니다. C = P + R + F, 즉 두 번째 영양 수준에서받은 에너지는 Lindemann의 법칙에 따라 인구 증가 - P - 10 %에 사용되고 나머지 90 %는 소화되지 않은 음식을 호흡하고 제거하는 데 사용됩니다.

따라서 영양 수준이 증가하는 생태계에서는 살아있는 유기체의 몸에 축적 된 에너지가 급격히 감소합니다. 이것으로부터 왜 각 후속 수준이 항상 이전 수준보다 낮고 먹이 사슬이 일반적으로 3-5개(드물게 6개)를 초과할 수 없으며 생태 피라미드는 다음으로 구성될 수 없는지 명확합니다. 큰 수바닥: 먹이 사슬의 마지막 링크와 생태 피라미드의 최상층은 너무 적은 에너지를 받아 유기체의 수가 증가하면 충분하지 않을 것입니다.

영양 수준의 형태로 연결된 유기체 그룹의 이러한 순서와 종속은 기능적 조직의 기초 인 생물 지세 증에서 물질과 에너지의 흐름입니다.

3. 환경의 생물학적 오염이라고 하는 것은 무엇입니까?

생태는 이론적 근거환경경영에 있어 자연과 인간사회의 관계 전략 수립에 주도적인 역할을 하고 있습니다. 산업 생태학은 경제 활동의 결과로 자연 균형의 위반을 고려합니다. 동시에 환경 오염은 그 결과에서 가장 중요합니다. "환경"이라는 용어는 일반적으로 인간의 삶과 활동에 직간접적으로 영향을 미치는 모든 것으로 이해됩니다.

효모의 역할 자연 생태계오. 예를 들어, 오랫동안 무해한 공생체로 여겨져 온 식물의 녹색 부분에 씨를 많이 뿌리는 많은 착생 효모가 식물병원성 흑곰팡이 또는 녹병균과 밀접하게 관련된 유기체의 수명 주기에서 반수체 단계를 나타낸다는 것을 고려한다면 그렇게 "무해"하지 않을 수 있습니다. . 반대로 인간에게 병원성인 효모는 자연적으로 위험하고 난치성인 질병(칸디다증 및 크립토콕시스)을 유발하며 자연적으로 부영양성 단계를 가지며 죽은 유기 기질로부터 쉽게 분리됩니다. 이러한 예에서 효모의 생태학적 기능을 이해하기 위해서는 각 종의 전체 수명 주기를 연구할 필요가 있음을 알 수 있습니다. 토양 구조 형성에 중요한 특정 기능을 가진 자생 토양 효모도 발견되었습니다. 동물, 특히 무척추 동물과 효모의 다양성과 연결이 무궁무진합니다.

대기 오염은 다음과 관련될 수 있습니다. 자연적 과정: 화산 폭발, 먼지 폭풍, 산불.

또한 인간의 생산 활동으로 인해 대기가 오염됩니다.

대기 오염의 원인은 산업체에서 배출되는 연기입니다. 배출은 조직화되고 조직화되지 않습니다. 산업 기업의 파이프에서 나오는 배출은 특별히 지시되고 조직됩니다. 파이프에 들어가기 전에 일부 유해 물질이 흡수되는 처리 시설을 통과합니다. 창문, 문, 통풍구에서 산업 건물비산 배출물이 대기로 들어갑니다. 배출물의 주요 오염물질은 입자상 물질(먼지, 그을음)과 기체상 물질(일산화탄소, 이산화황, 질소 산화물)입니다.

특정 생산에 유용한 특성을 가진 미생물을 선택하고 식별하는 것은 생태학적 관점에서 매우 중요한 작업입니다. 미생물을 사용하면 공정이 강화되거나 기질의 구성 요소를 더 충분히 사용할 수 있기 때문입니다.

생물정화법의 본질, 생물학적 처리, 생물 처리 및 생물 변형은 주로 미생물과 같은 환경에서 다양한 생물학적 제제를 사용하는 것입니다. 이 경우 얻은 미생물로 사용할 수 있습니다. 전통적인 방법자연 생태계의 생물학적 균형에 영향을 줄 수 있는 유전자 변형 식물뿐만 아니라 유전 공학의 도움으로 만들어진 선택도 포함됩니다.

환경에는 생물학적 오염 요인으로 작용하는 특정 물질의 생합성 및 대사 산물과 같은 다양한 미생물의 산업 균주가 포함될 수 있습니다. 그 작용은 생물권의 구조를 바꾸는 것일 수 있습니다. 생물학적 오염의 간접적인 영향은 예를 들어 항생제 및 기타 의약품이 의약에 사용될 때, 작용에 내성이 있고 인간 내부 환경에 위험한 미생물 균주가 나타날 때 나타납니다. 생물학적 기원 물질의 불순물을 포함하는 백신 및 혈청을 사용할 때 합병증의 형태로; 미생물 및 그 대사 산물의 알레르기 및 유전 효과.

생명공학적 대용량 생산은 비병원성 미생물의 세포를 포함하는 바이오 에어로졸과 그 대사 산물의 배출원입니다. 미생물의 살아있는 세포를 포함하는 바이오 에어로졸의 주요 공급원은 발효 및 분리 단계와 불활성화 세포의 단계인 건조 단계입니다. 대량 방출로 미생물 바이오 매스는 토양이나 수역으로 유입되어 에너지 분포와 영양 먹이 사슬의 물질 흐름을 변화시키고 생물권의 구조와 기능에 영향을 미치고 자체 정화 활동을 감소시켜 영향을 미칩니다. 생물군의 전체적인 기능. 동시에 위생 표시 그룹의 미생물을 포함하여 특정 유기체의 적극적인 발달을 유발할 수 있습니다.

도입된 개체군의 역학 및 생명공학적 잠재력의 지표는 미생물의 유형, 도입 당시의 토양 미생물 시스템의 상태, 미생물 천이 단계 및 도입된 개체군의 투여량에 따라 다릅니다. 동시에 토양 생물권에 새로운 미생물이 도입된 결과는 모호할 수 있습니다. 자가 정화로 인해 토양에 유입된 모든 미생물 개체군이 제거되는 것은 아닙니다. 도입된 미생물의 인구 역학의 특성은 새로운 조건에 대한 적응 정도에 달려 있습니다. 적응하지 못한 개체군은 죽고 적응된 개체군은 살아남습니다.

생물학적 오염 요인은 일련의 생물학적 구성 요소로 정의할 수 있으며, 인간과 환경에 미치는 영향은 자연 또는 인공 조건에서 번식하고 생물학적 활성 물질을 생산하는 능력과 관련이 있으며 이러한 요소 또는 대사 산물이 인체에 유입되는 경우 환경, 환경에 부정적인 영향을 미칩니다. , 사람, 동물, 식물.

생물학적 오염 인자(대부분 미생물)는 다음과 같이 분류할 수 있습니다. 독성이 없는 자연 게놈을 가진 살아있는 미생물, 부생물, 감염 활성이 있는 자연 게놈을 가진 살아있는 미생물, 독소를 생성하는 병원성 및 기회주의적 병원체, 얻은 살아있는 미생물 유전적 방법에 의한 공학(외부 유전자 또는 새로운 유전자 조합 - GMMO를 포함하는 유전자 변형 미생물), 감염성 및 기타 바이러스, 생물학적 기원의 독소, 미생물의 불활성화된 세포(백신, 사료 및 식품용 미생물의 열적으로 불활성화된 바이오매스의 먼지 ), 미생물, 세포 소기관 및 유기 세포 화합물의 대사 산물은 분별의 산물입니다.

우리 작업의 목표는 위 유기체의 첫 번째 그룹에 속하는 Gorsky State Agrarian University의 생명 공학 실험실에서 효모 미생물을 분리하고 식별하는 것입니다. 이들은 자연 게놈을 가진 미생물이며 독성이 없기 때문에 환경에 미치는 영향은 매우 유기적이며 중요하지 않습니다.

기회 감염 및 병원성 미생물을 포함한 미생물의 출처는 하수(가정용 분변, 산업, 도시 빗물 배수)입니다. 농촌 지역의 분변 오염은 주거용 유출수, 목초지, 가축 및 새 우리, 야생 동물에서 비롯됩니다. 폐수 처리 과정에서 병원성 미생물의 수가 감소합니다. 환경에 미치는 영향의 규모는 미미하지만 이러한 미생물 세포 배출원이 존재하기 때문에 환경 오염의 요인으로 고려해야 합니다.

미디어, 플러시, 오토클레이브 가열 및 온도 조절 장치 준비를 위한 작업 과정에서 사용된 물은 도시에서 처리할 수 있습니다. 치료 시설호기성 또는 혐기성 방식으로 도시 폐수와 함께.

환경적 특성 측면에서 생물학적 오염 물질은 화학적 오염 물질과 크게 다릅니다. 화학적 조성 측면에서 기술 생물학적 오염은 자연 구성 요소와 동일하며 환경에 축적되지 않고 물질과 영양 먹이 사슬의 자연 순환에 포함됩니다.

모든 미생물 및 바이러스 실험실에는 폐수 수용기가 설치되어 있어야 하며, 수집된 폐수는 도시 하수구로 배출되기 전에 화학적, 물리적 또는 생물학적 방법으로 중화되어야 합니다. 또는 결합된 방식으로.

4. 환경 위반에 대한 공무원의 책임 유형은 무엇입니까?

환경 및 법적 책임은 일종의 일반 법적 책임이지만 동시에 다른 유형의 법적 책임과 다릅니다.

환경 및 법적 책임은 세 가지 상호 관련된 측면에서 고려됩니다.

법률에 규정된 요구 사항을 이행하기 위한 국가의 강제로;

국가(기관으로 대표됨)와 범죄자(제재 대상) 간의 법적 관계로서;

법적 기관, 즉 일련의 법적 규범, 다양한 법률 분야(토지, 광업, 수자원, 산림, 환경 등). 환경 범죄는 법률의 요구 사항에 따라 처벌됩니다. 러시아 연방. 환경 법률 및 각 개별 조항의 궁극적인 목표는 오염으로부터 보호하고 환경과 법으로 보호되는 환경 요소의 합법적인 사용을 보장하는 것입니다. 환경법의 범위는 환경과 그 개별 요소입니다. 범죄의 대상은 환경의 요소입니다. 법의 요구 사항은 위반과 환경 악화 사이의 명확한 인과 관계의 수립을 요구합니다.

환경범죄의 대상은 16세에 도달한 자로서 규제법률(환경보호규칙의 준수, 규칙의 준수에 대한 통제)에 의하여 관련 공무가 부여된 자 또는 다음과 같은 행위를 한 자 환경 법규의 요구 사항을 위반한 16세에 도달했습니다.

환경 범죄는 세 가지 요소가 존재한다는 특징이 있습니다.

불법 행위;

환경 피해(또는 실제 위협)를 유발하거나 환경법 주제의 기타 법적 권리와 이익을 침해하는 행위

인과관계불법 행위와 환경 피해 또는 그러한 피해를 야기할 실질적인 위협 또는 환경법 주체의 기타 법적 권리와 이익을 침해하는 것 사이.

환경 범죄에 대한 책임은 환경 보호 및 천연 자원 사용에 관한 법률 요구 사항의 준수를 보장하는 주요 수단 중 하나입니다. 이 도구의 효과는 무엇보다도 환경 법규 위반자에게 법적 책임 조치를 적용할 권한이 있는 주정부 기관에 달려 있습니다. 환경 보호 분야의 러시아 법률에 따라 환경 범죄에 대한 공무원과 시민은 징계, 행정, ​​형사, 민사 및 물질적 책임과 기업-행정 및 민사 책임을 집니다.

자연 보호 및 천연 자원의 합리적인 사용을 위한 계획 및 조치를 준수하지 않거나 노동 기능으로 인해 발생하는 환경 기준 및 기타 환경 법규 요구 사항을 위반한 경우 징계 책임이 발생합니다. 공식 입장. 징계 책임은 규정, 헌장, 내부 규정 및 기타 규정에 따라 기업 및 조직의 공무원 및 기타 유죄 직원이 부담합니다("환경 보호에 관한 법률" 제82조). 근로기준법(1992년 9월 25일 개정·보완)에 따라 위반자에 대해 다음과 같은 징계처분을 내릴 수 있다.

책임은 또한 러시아 연방 노동법에 의해 규제됩니다(118-126조). 이러한 책임은 기업의 직원 및 기타 직원이 부담하며, 기업의 잘못으로 인해 기업이 환경 위반으로 인한 피해 보상 비용을 부담했습니다.

행정적 책임의 적용은 환경법과 1984년 RSFSR 행정법 위반(수정 및 추가 포함)에 의해 규제됩니다. "환경 보호에 관한 법률"은 유죄 공무원, 개인 및 법인이 행정적 책임을 지는 위원회에서 환경 범죄 요소 목록을 확장했습니다. 이러한 책임은 환경으로 유해 물질의 최대 허용 배출 및 배출을 초과하고, 국가 환경 검토를 수행할 의무와 환경 검토의 결론에 포함된 요구 사항을 이행하지 않고, 의도적으로 부정확하고 불합리한 결론을 제공하고, 시기 적절하지 않은 제공에 대해 발생합니다. 정보 제공 및 왜곡된 정보 제공, 자연 환경 및 방사선 상황에 대한 적시, 완전하고 신뢰할 수 있는 정보 제공 거부 등

벌금의 구체적인 금액은 벌금을 부과하는 기관에서 범죄의 성격과 유형, 범죄자의 죄의 정도 및 발생한 피해에 따라 결정됩니다. 행정 벌금은 러시아 연방의 환경 보호, 위생 및 역학 감독 분야에서 승인 된 국가 기관에 의해 부과됩니다. 이 경우 과태료 부과 결정은 법원이나 중재법원에 불복할 수 있다. 벌금을 부과한다고 해서 가해자가 발생한 피해를 보상할 의무가 면제되는 것은 아닙니다("환경 보호에 관한 법률" 제84조).

러시아 연방의 새로운 형법에서 환경 범죄는 별도의 장으로 분류됩니다(26장). 작업 과정에서 환경 안전 규칙 위반, 환경 유해 물질 및 폐기물의 저장, 폐기 규칙 위반, 미생물 또는 기타 생물학적 작용제 또는 독소 취급 시 안전 규칙 위반, 수질 오염, 대기 및 바다, 대륙붕에 관한 법률 위반, 토지 손상, 수생 동식물 불법 채취, 어족 보호 규칙 위반, 불법 사냥, 나무와 관목의 불법 벌채, 산림 파괴 또는 손상.

환경 범죄에 대한 징계, 행정 또는 형사 책임 조치의 적용은 가해자가 환경 범죄로 인한 피해를 보상할 의무에서 면제되지 않습니다. "환경 보호에 관한 법률"은 환경 오염, 손상, 파괴, 손상, 천연 자원의 불합리한 사용, 파괴로 인해 환경, 시민의 건강 또는 재산, 국가 경제에 해를 끼치는 기업, 조직 및 시민의 입장을 취합니다. 자연 환경 시스템 및 기타 환경 범죄는 해당 법률에 따라 전액 보상해야 합니다(제86조).

사회와 자연 사이의 상호 작용 영역에서의 민사 책임은 주로 법적 환경 요구 사항 위반의 결과로 부상당한 당사자에게 재산 또는 도덕적 피해를 보상해야 할 의무를 가해자에게 부과하는 것으로 구성됩니다.

환경 범죄에 대한 책임은 다음과 같은 여러 가지 주요 기능을 수행합니다.

환경법 준수 장려,

자연 환경의 손실을 보상하기위한 보상, 인간 건강에 대한 피해 보상;

환경 범죄를 저지른 사람을 처벌하는 것으로 구성된 예방.

환경법은 세 가지 수준의 처벌을 규정하고 있습니다. 중대한 피해를 입힌 위반; 사람의 죽음을 초래하는 위반(심각한 결과). 환경 범죄로 인한 사람의 사망은 법률에 의해 과실로 평가됩니다(과실 또는 경솔한 행위). 환경 위반에 대한 처벌 유형은 벌금, 특정 직위를 유지할 권리 박탈, 특정 활동에 참여할 권리 박탈, 교정 노동, 자유 제한, 투옥이 될 수 있습니다.

가장 심각한 환경 범죄 중 하나는 생태 학살입니다. 식물 군 (러시아 땅 또는 개별 지역의 식물 군집) 또는 야생 동물 (러시아 영토에 서식하는 모든 종류의 야생 동물의 살아있는 유기체 전체 또는 특정 지역), 대기 오염 및 수자원(이용되거나 사용할 수 있는 지표수 및 지하수), 기타 환경재해를 일으킬 수 있는 행위를 하는 행위. 생태 학살의 사회적 위험은 자연 환경에 대한 위협 또는 큰 해악, 사람들, 동식물의 유전자 풀 보존에 있습니다.

생태 재앙물질 및 생물학적 과정의 생물학적 순환에서 계절적 변화의주기를 위반하여 자연의 생태 균형에 대한 심각한 위반, 살아있는 유기체의 지속 가능한 종의 파괴, 수의 완전 또는 상당한 감소로 나타납니다. . Ecocide는 잘못 이해된 군사 또는 국가 이익, 직간접적인 의도를 가진 행동에 의해 동기가 부여될 수 있습니다.

환경법과 질서 확립의 성공은 교육, 경제 및 법적 조치의 최적 조합에 의해 지속적 범죄자에 대한 대중 및 국가의 영향력이 점진적으로 증가함으로써 달성됩니다.

환경 오염 범죄

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1. 숫자의 피라미드- 각 수준에서 개별 유기체의 수가 표시됩니다.

숫자 피라미드는 Elton이 발견한 독특한 패턴을 반영합니다. 생산자에서 소비자로 이어지는 일련의 연결을 구성하는 개인의 수가 꾸준히 감소하고 있습니다(그림 3).

예를 들어, 늑대 한 마리에게 먹이를 주기 위해서는 사냥할 수 있는 최소한 몇 마리의 토끼가 필요합니다. 이 토끼에게 먹이를주기 위해서는 상당히 많은 수의 다양한 식물이 필요합니다. 이 경우 피라미드는 넓은 밑면이 위쪽으로 가늘어지는 삼각형처럼 보입니다.

그러나 이러한 형태의 숫자 피라미드는 모든 생태계에 일반적이지는 않습니다. 때로는 반전되거나 반전될 수 있습니다. 이것은 나무가 생산자 역할을 하고 곤충이 1차 소비자 역할을 하는 산림 먹이 사슬에 적용됩니다. 이 경우 1차 소비자의 수준은 생산자의 수준(많은 수의 곤충이 한 나무에 먹음)보다 수치적으로 더 풍부하므로 숫자 피라미드는 정보가 가장 적고 지표가 가장 적습니다. 동일한 영양 수준의 유기체의 수는 주로 크기에 따라 다릅니다.

2. 바이오매스 피라미드- 주어진 영양 수준에서 유기체의 총 건조 또는 습윤 질량을 특성화합니다(예: 단위 면적당 질량 단위 - g / m 2, kg / ha, t / km 2 또는 부피당 - g / m 3) 4)

일반적으로 육상 생물권에서 생산자의 총 질량은 각 후속 연결보다 큽니다. 차례로, 1차 소비자의 총 질량은 2차 소비자보다 큽니다.

이 경우(생물의 크기가 너무 다르지 않은 경우) 피라미드도 위쪽으로 가늘어지는 넓은 밑면을 가진 삼각형처럼 보일 것입니다. 그러나 이 규칙에는 중요한 예외가 있습니다. 예를 들어, 바다에서 초식 동물성 플랑크톤의 바이오매스는 주로 단세포 조류로 대표되는 식물성 플랑크톤의 바이오매스보다 훨씬(때로는 2-3배) 더 큽니다. 이것은 조류가 동물성 플랑크톤에 의해 매우 빨리 먹어 치우지 만 매우 높은 세포 분열 속도가 완전한 섭취로부터 조류를 보호한다는 사실에 의해 설명됩니다.

일반적으로 생산자가 크고 상대적으로 오래 사는 육상 생물지질세는 넓은 기반을 가진 상대적으로 안정적인 피라미드가 특징입니다. 생산자의 크기가 작고 수명 주기가 짧은 수생 생태계에서 바이오매스 피라미드는 반전되거나 반전될 수 있습니다(아래로 향함). 따라서 호수와 바다에서 식물의 질량은 개화기(봄)에만 소비자의 질량을 초과하며 나머지 기간에는 상황이 역전될 수 있습니다.

숫자의 피라미드와 바이오 매스는 시스템의 정적을 반영합니다. 즉, 특정 기간 동안 유기체의 수 또는 바이오 매스를 특성화합니다. 그것들은 많은 실질적인 문제, 특히 생태계의 안정성 유지와 관련된 문제를 해결할 수 있지만 생태계의 영양 구조에 대한 완전한 정보를 제공하지 않습니다.

숫자 피라미드를 사용하면 예를 들어 정상적인 번식에 영향을 미치지 않고 사냥 기간 동안 물고기를 잡거나 동물을 쏘는 데 허용되는 가치를 계산할 수 있습니다.

3. 에너지 피라미드- 연속적인 수준에서 에너지 흐름 또는 생산성의 크기를 보여줍니다(그림 5).

시스템의 정적(주어진 순간에 유기체의 수)을 반영하는 숫자와 바이오매스의 피라미드와 대조적으로, 에너지의 피라미드는 음식 덩어리의 통과 속도의 그림을 반영합니다(에너지의 양 ) 먹이 사슬의 각 영양 수준을 통해 지역 사회의 기능적 조직에 대한 가장 완전한 그림을 제공합니다.

이 피라미드의 모양은 개인의 신진 대사의 크기와 강도의 변화에 ​​영향을받지 않으며 모든 에너지 원을 고려하면 피라미드는 항상 넓은 바닥과 끝이 가늘어지는 전형적인 모양을 갖습니다. 에너지 피라미드를 만들 때 종종 직사각형이 바닥에 추가되어 태양 에너지의 유입을 보여줍니다.

1942 년 미국 생태 학자 R. Lindeman은 에너지 피라미드의 법칙 (10 %의 법칙)을 공식화했으며, 이에 따르면 평균적으로 이전 수준의 생태 피라미드에서받은 에너지의 약 10 %가 하나에서 전달됩니다. 먹이 사슬을 통해 다른 영양 수준으로 영양 수준. 나머지 에너지는 열 복사, 운동 등의 형태로 손실됩니다. 유기체는 대사 과정의 결과로 먹이 사슬의 각 연결에서 중요한 활동을 유지하는 데 소비되는 모든 에너지의 약 90%를 잃습니다.

토끼가 10kg의 식물성 물질을 먹으면 자체 무게가 1kg 증가할 수 있습니다. 1kg의 토끼를 먹는 여우 나 늑대는 100g 만 질량을 증가시킵니다. 우디 식물의 경우 나무가 유기체에 잘 흡수되지 않기 때문에이 비율은 훨씬 낮습니다. 풀과 조류의 경우 소화하기 어려운 조직이 없기 때문에 이 값이 훨씬 더 높습니다. 그러나 에너지 전달 과정의 일반적인 규칙성은 그대로 유지됩니다. 상위 영양 수준을 통과하는 에너지가 하위 영양 수준보다 훨씬 적습니다.

3개의 영양 수준만 있는 단순한 목초지 영양 사슬의 예를 사용하여 생태계의 에너지 변환을 고려하십시오.

1. 수준 - 초본 식물,

2. 수준 - 초식 포유 동물, 예를 들어 산토끼

3. 수준 - 육식성 포유동물(예: 여우)

식물이 광합성을 하는 과정에서 영양분이 생성되는데, 무기물(물, 이산화탄소, 무기염 등)에서 햇빛의 에너지를 이용하여 ATP는 물론 유기물과 산소를 ​​생성합니다. 이 경우 태양 복사의 전자기 에너지의 일부는 합성된 유기 물질의 화학 결합 에너지로 변환됩니다.

광합성 과정에서 생성되는 모든 유기물을 총 1차 생산(GPP)이라고 합니다. 총 1차 생산 에너지의 일부는 호흡에 사용되어 순 1차 생산(NPP)이 형성되며, 이는 2차 영양 수준에 들어가고 토끼가 사용하는 바로 그 물질입니다.

활주로를 200 재래식 에너지 ​​단위로 설정하고 호흡을 위한 식물 비용(R)을 50%, 즉 100 재래식 에너지 ​​단위. 그러면 순 1차 생산량은 NPP = WPP - R(100 = 200 - 100), 즉 두 번째 영양 수준에서 토끼는 100 일반 에너지 단위를 받습니다.

그러나 여러 가지 이유로 토끼는 일정 비율의 NPP만을 소비할 수 있지만(그렇지 않으면 생물체 개발을 위한 자원이 사라짐), 그 중 상당 부분은 죽은 유기 잔류물(식물의 지하 부분) 형태로 , 줄기, 가지 등의 단단한 나무.) 토끼는 먹을 수 없습니다. 그것은 쓰레기 먹이 사슬에 들어가고 (또는) 분해자 (F)에 의해 분해됩니다. 다른 부분은 새로운 세포를 만들고(인구 크기, 토끼의 성장 - P) 에너지 대사 또는 호흡(R)을 보장하는 것입니다.

이 경우 균형 접근 방식에 따르면 에너지 소비(C)의 균형 방정식은 다음과 같습니다. C = P + R + F, 즉 두 번째 영양 수준에서받은 에너지는 Lindemann의 법칙에 따라 인구 증가 - P - 10 %에 사용되고 나머지 90 %는 소화되지 않은 음식을 호흡하고 제거하는 데 사용됩니다.

따라서 영양 수준이 증가하는 생태계에서는 살아있는 유기체의 몸에 축적 된 에너지가 급격히 감소합니다. 이것으로부터 왜 각 후속 수준이 항상 이전 수준보다 낮고 먹이 사슬이 일반적으로 3-5개(드물게 6개) 이상의 연결을 가질 수 없으며 생태 피라미드가 많은 수의 층으로 구성될 수 없는 이유가 명확합니다. 생태 피라미드의 최상층과 같은 방식으로 먹이 사슬의 연결은 너무 적은 에너지를 받아 유기체 수가 증가하는 경우 충분하지 않을 것입니다.

영양 수준의 형태로 연결된 유기체 그룹의 이러한 순서와 종속은 기능적 조직의 기초 인 생물 지세 증에서 물질과 에너지의 흐름입니다.

실제로 그 구조를 형성하는 생물분열에서 유기체 사이의 가장 중요한 유형의 관계는 포식자와 먹이의 먹이 연결입니다. 일부는 먹는 사람이고 다른 일부는 먹힙니다. 동시에 살아 있거나 죽은 모든 유기체는 다른 유기체의 음식입니다. 토끼는 풀을 먹고, 여우와 늑대는 토끼를 사냥하고, 맹금류(매, 독수리 등)는 두 가지를 모두 끌어서 먹을 수 있습니다. 새끼 여우와 새끼 늑대. 죽은 식물, 토끼, 여우, 늑대, 새는 분해자(분해자 또는 파괴자)의 먹이가 됩니다.

먹이 사슬은 각 유기체가 서로를 먹거나 분해하는 일련의 유기체입니다. 광합성 과정에서 흡수된 고효율 태양에너지의 일부가 지구로 유입되어 생명체를 통해 이동하는 단방향 흐름의 경로를 나타냅니다. 궁극적으로 이 회로는 환경으로 돌아갑니다. 자연 환 ​​경저효율 열 에너지의 형태로. 영양소는 또한 생산자에서 소비자로, 그리고 나서 분해자로, 그리고 다시 생산자로 이동합니다.

먹이 사슬의 각 연결을 영양 수준이라고 합니다. 첫 번째 영양 수준은 독립 영양 생물이 차지하며, 그렇지 않으면 1차 생산자라고 합니다. 두 번째 영양 수준의 유기체를 1 차 소비자, 3 차 소비자 등이라고합니다. 일반적으로 영양 수준은 4~5개이며 드물게는 6개 이상입니다(그림 1).

먹이 사슬에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

쌀. 1. N.F.에 따른 생물체의 먹이 사슬 라이머: 일반화(a) 및 실제(b)

그림 1의 화살표는 에너지 이동 방향을 나타내고 숫자는 영양 수준에 도달하는 상대적 에너지 양을 나타냅니다.

방목 먹이 사슬에서 첫 번째 영양 수준은 녹색 식물이 차지하고 두 번째 영양 수준은 방목하는 동물("초원"이라는 용어는 식물을 먹고 사는 모든 유기체를 포함), 세 번째 영양 수준은 포식자입니다.

따라서 목초지 먹이 사슬은 다음과 같습니다.

식물 재료(예: 꿀) => 파리 => 거미 =>

=> 슈레더 => 올빼미

장미 덤불 주스 => 진딧물 => 무당벌레 => 거미 =>

=> 식충새 => 맹금류.

찌꺼기 먹이 사슬은 다음 계획에 따라 찌꺼기로 시작됩니다.

디트리트 -> 디트리토피 -> 포식자

전형적인 해로운 먹이 사슬은 다음과 같습니다.

삼림 쓰레기 => 지렁이 => 블랙드루스 =>

=> 참새 호크

죽은 동물 \u003d\u003e 캐리어 파리 유충 \u003d\u003e 잔디 개구리 \u003d\u003e 일반 달팽이.

먹이 사슬의 개념을 통해 주기를 더 추적할 수 있습니다. 화학 원소비록 각 유기체가 한 가지 유형의 유기체만을 먹고 사는 것으로 표현되는 앞에서 묘사된 것과 같은 단순한 먹이 사슬은 자연에서 드뭅니다.

동물이 유기체를 먹을 수 있기 때문에 실제 음식 관계는 훨씬 더 복잡합니다. 다른 유형동일한 먹이 사슬 또는 다른 사슬에 포함되며, 이는 특히 더 높은 영양 수준의 포식자(소비자)의 특징입니다. 목초지와 쓰레기 먹이 사슬 사이의 관계는 Yu. Odum이 제안한 에너지 흐름 모델에 의해 설명됩니다(그림 2).

잡식성 동물(특히 인간)은 소비자와 생산자 모두를 먹습니다. 따라서 자연에서 먹이 사슬은 서로 얽혀 먹이 (영양) 네트워크를 형성합니다.

쌀. 2. 목초지 및 해로운 먹이 사슬의 계획(Yu. Odum에 따름)

린데만의 법칙(10%)

biocenosis의 영양 수준을 통과하는 에너지의 흐름은 점차적으로 소멸됩니다. 1942년에 R. Lindemann은 에너지 피라미드의 법칙 또는 10%의 법칙(규칙)을 공식화했으며, 이에 따라 생태 피라미드의 한 영양 수준에서 다른 영양 수준("사다리"를 따라)으로 이동합니다. 생산자 - 소비자 - 분해자) 평균적으로 생태 피라미드의 이전 수준에서받은 에너지의 약 10 %. 동물에서 식물에 이르기까지 낮은 수준의 에너지 생태 피라미드의 상위 수준에서 생성 된 에너지 및 물질 소비와 관련된 역류는 훨씬 약합니다. 0.5 % (심지어 0.25 %) 그것의 총 흐름의, 따라서 우리는 biocenosis의 에너지 순환에 대해 말할 수 있습니다. 필요하지 않습니다.

더 많은 에너지로 전환하는 동안 높은 레벨생태 피라미드가 10배 손실되면 독성 및 방사성 물질을 포함한 많은 물질의 축적이 거의 같은 비율로 증가합니다. 이 사실은 생물학적 증폭 규칙에 고정되어 있습니다. 모든 인구조사에 해당됩니다. 수생 생물권에서 유기염소 살충제를 포함한 많은 독성 물질의 축적은 지방(지질)의 질량과 상관관계가 있습니다. 분명히 에너지 배경이 있습니다.

맹그로브 먹이 사슬은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 목초지 사슬은 녹색 식물에서 시작하여 초식 동물을 방목한 다음 육식 동물로 이어집니다. 방목 사슬의 예는 단락 4.2의 그림에 나와 있습니다. 찌꺼기 사슬은 죽은 유기물(detritus)에서 분해자 미생물과 죽은 시체를 먹는 동물(detritivores), 그런 다음 이러한 동물과 미생물을 먹고 사는 포식자로 이동합니다. 이 그림은 열대 지방의 쓰레기 먹이 사슬의 예를 보여줍니다. 이것은 맹그로브의 떨어지는 잎에서 시작하는 사슬입니다. 바다 해안에서 자라는 나무와 관목은 주기적으로 조수와 강어귀에 범람합니다. 그들의 잎은 맹그로브 나무가 무성한 염수에 떨어지고 해류에 의해 광대한 만을 가로질러 운반됩니다. 버섯, 박테리아 및 원생 동물은 낙엽과 함께 물고기, 연체 동물, 게, 갑각류, 곤충 유충 및 회충 - 선충과 같은 수많은 유기체가 먹는 낙엽의 물에서 발생합니다. 이 동물들은 작은 물고기(예: 미노우)의 먹이가 되며, 차례로 큰 물고기와 육식성 물고기를 먹는 새가 먹습니다.

먹이 사슬(영양 사슬, 먹이 사슬), 음식의 관계를 통한 유기체의 관계 - 소비자 (일부는 다른 사람들의 음식으로 작용함). 이 경우 물질과 에너지의 변환은 다음과 같습니다. 생산자(1차 생산자)를 통해 소비자(소비자)에게 분해자(죽은 유기물을 생산자가 소화할 수 있는 무기물로 전환시키는 것).

먹이 사슬에는 목초지와 퇴적물의 2가지 유형이 있습니다. 목초지 사슬은 녹색 식물로 시작하여 초식 동물(첫 번째 주문의 소비자)을 방목한 다음 이 동물을 잡아먹는 포식자(사슬의 위치에 따라 - 두 번째 및 후속 주문의 소비자)로 이동합니다. 찌꺼기 사슬은 찌꺼기(유기물 분해의 산물)에서 시작하여 그것을 먹고 사는 미생물로 이동한 다음 찌꺼기 피더(죽는 유기물의 분해 과정에 관여하는 동물 및 미생물)로 이동합니다.

목초지 사슬의 예는 아프리카 사바나의 다중 채널 모델입니다. 1차 생산자는 풀과 나무, 1차 소비자는 초식 곤충과 초식동물(유제류, 코끼리, 코뿔소 등), 2차 소비자는 육식성 곤충, 3차 소비자는 육식성 파충류(뱀 등), 4차 소비자는 육식 포유류 맹금류. 차례로, 목초지 사슬의 각 단계에서 detritivores(풍뎅이 딱정벌레, 하이에나, 자칼, 독수리 등)는 죽은 동물의 사체와 포식자의 먹이 잔해를 파괴합니다. 먹이 사슬에 포함 된 개인의 수는 각 링크에서 지속적으로 감소합니다 (생태 피라미드의 규칙). 매번 희생자의 수는 소비자의 수를 크게 초과합니다. 먹이 사슬은 서로 분리되어 있지 않고 서로 얽혀 먹이 그물을 형성합니다.

유기체의 생명 활동의 유지와 생태계의 물질 순환, 즉 생태계의 존재는 모든 유기체가 생명 활동과 자기 번식에 필요한 에너지의 끊임없는 유입에 달려 있습니다 (그림 12.19).

쌀. 12.19. 생태계의 에너지 흐름(F. Ramad, 1981에 따름)

항상 재사용할 수 있는 생태계의 다른 블록을 통해 지속적으로 순환하는 물질이 주기에 진입하는 것과 달리 에너지는 한 번만 사용할 수 있습니다. 즉, 생태계를 통해 에너지의 선형 흐름이 있습니다.

자연의 보편적 현상으로서 일방적인 에너지 유입은 열역학 법칙의 결과로 발생합니다. 제1법칙에너지는 한 형태(예: 빛)에서 다른 형태(예: 음식의 잠재적 에너지)로 바뀔 수 있지만 생성되거나 소멸될 수는 없습니다. 제2법칙일부의 손실 없이는 에너지 변환과 관련된 과정이 있을 수 없다고 주장합니다. 그러한 변환에서 일정량의 에너지는 접근할 수 없는 상태로 소산됩니다. 열에너지따라서 손실됩니다. 따라서 예를 들어 식품 물질이 유기체의 몸을 구성하는 물질로 100% 효율로 변형될 수는 없습니다.

따라서 살아있는 유기체는 에너지 변환기입니다. 그리고 에너지가 변환될 때마다 그 중 일부는 열로 손실됩니다. 궁극적으로 생태계의 생물 순환에 들어가는 모든 에너지는 열의 형태로 소산됩니다. 살아있는 유기체는 실제로 열을 에너지원으로 사용하여 일을 하는 것이 아니라 빛과 화학 에너지를 사용합니다.

먹이 사슬과 그물, 영양 수준

생태계 내에서 에너지 함유 물질은 독립 영양 유기체에 의해 생성되고 종속 영양 생물의 먹이 역할을 합니다. 음식 결합은 한 유기체에서 다른 유기체로 에너지를 전달하는 메커니즘입니다.

전형적인 예: 동물이 식물을 먹습니다. 이 동물은 차례로 다른 동물이 먹을 수 있습니다. 이러한 방식으로 에너지는 여러 유기체를 통해 전달될 수 있습니다. 각각의 후속 유기체는 이전 유기체를 먹고 원료와 에너지를 공급합니다(그림 12.20).

쌀. 12.20. 생체 순환: 먹이 사슬

(A. G. Bannikov et al., 1985에 따름)

이 에너지 전달 순서를 먹이 (영양) 사슬,또는 전원 회로. 먹이 사슬의 각 연결 위치는 다음과 같습니다. 트로피 수준.앞서 언급한 것처럼 첫 번째 영양 수준은 독립 영양 생물이 차지합니다. 1차 생산자.두 번째 영양 수준의 유기체는 1차 소비자,세 번째 - 2차 소비자등.

일반적으로 먹이 사슬에는 세 가지 유형이 있습니다. 포식자의 먹이 사슬은 식물에서 시작하여 작은 유기체에서 훨씬 더 큰 유기체로 이동합니다. 육지에서 먹이 사슬은 3~4개의 고리로 구성되어 있습니다.

가장 간단한 먹이 사슬 중 하나는 다음과 같습니다(그림 12.5 참조).

식물 ® 토끼 ® 늑대

생산자 ® 초식 동물 ® 육식 동물

다음과 같은 먹이 사슬도 널리 퍼져 있습니다.

식물 재료(예: 꿀) ® 파리 ® 거미 ®

말괄량이 ® 올빼미.

주스 장미 덤불® 진딧물 ® 무당벌레 ®

® 거미 ® 식충 조류 ® 맹금류.

- (물류에 의해 유입됨 - 호수, 바다; 사람에 의해 유입됨 - 농경지, 바람 또는 강수에 의해 운반됨 - 침식된 산비탈에 남아 있는 식물).

생태계와 생물 지세 증의 차이점은 다음과 같은 점으로 줄일 수 있습니다.

1) 생물 지세 증 - 영토 개념은 토지의 특정 지역을 말하며 식물 증의 경계와 일치하는 특정 경계가 있습니다. N.V. Timofeev-Resovsky, A.N. Tyurukanov (1966) - 하나의 중요한 생물 지질학, 토양 - 지구 화학적, 지형 학적 및 미기후 경계가 생물 지질 학적 영역을 통과하지 않습니다.

생태계의 개념은 생물지질세(biogeocenosis)의 개념보다 더 광범위합니다. 다양한 복잡성과 크기의 생물학적 시스템에 적용할 수 있습니다. 생태계에는 종종 일정한 양과 엄격한 경계가 없습니다.

2) 생물지질세(biogeocenosis)에서 유기물은 항상 식물에 의해 생성되므로, 생물 지세 증의 주요 구성 요소는 식물 증;

생태계에서 유기물은 항상 살아있는 유기체에 의해 생성되는 것이 아니라 외부에서 오는 경우가 많습니다.

(물류에 의해 유입됨 - 호수, 바다; 사람에 의해 유입됨 - 농경지, 바람 또는 강수에 의해 운반됨 - 침식된 산비탈에 남아 있는 식물).

3) 생물 지질학은 잠재적으로 불멸입니다;

생태계의 존재는 물질이나 에너지가 생태계에 도달하는 것을 중단함으로써 끝날 수 있습니다.

4) 생태계는 육지와 수생 모두일 수 있습니다.

Biogeocenosis는 항상 육지 또는 얕은 물 생태계입니다.

5) - 생물지질세(biogeocenosis)에는 시스템의 전체 수명과 구조를 결정하는 단일 구성자(edificatory grouping 또는 synusia)가 항상 있어야 합니다.

생태계에는 여러 가지가 있을 수 있습니다.

에 초기 단계사면생태계의 발전은 미래의 산림절약이다. 그것은 다른 edificators와 다소 이질적인 환경 조건을 가진 유기체의 그룹으로 구성됩니다. 미래에만 동일한 그룹화가 그것의 edifier 뿐만 아니라 cenosis의 edifier에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 그리고 두 번째가 메인이 될 것입니다.

따라서 모든 생태계가 생물지질세대(biogeocenosis)는 아니지만, 각 생물 지세 증은 생태계입니다, 이것은 Tensley의 정의와 완전히 일치합니다.

생물 지세 증의 생태 구조

각 생물 지세 증은 특정 생태 학적 유기체 그룹으로 구성되며 그 비율은 다음을 반영합니다. 생태 구조특정 기후, 토양 및 경관 조건에서 장기간에 걸쳐 발전하는 커뮤니티는 엄격하게 규칙적입니다. 예를 들어, 다양한 자연 지대의 생물지질생존(biogeocenoses)에서 파이토파지(식물을 먹고 사는 동물)와 사프로파지의 비율은 자연적으로 변합니다. 대초원, 반 사막 및 사막 지역에서는 파이토파지가 사프로파지보다 우세한 반면 산림 공동체에서는 사프로파지가 더 발달합니다. 깊은 바다에서 주요 먹이 유형은 포식이며 저수지의 조명 표면에서는 식물성 플랑크톤이나 혼합식이 요법을하는 종을 섭취하는 필터 피더가 우세합니다.