Экологическая пирамида – это схематическое изображение пищевой цепи
Различают три типа экологических пирамид:
пирамида чисел – отражает численность отдельных организмов на каждом уровне;
пирамида биомасс – соотношение между продуцентами и консументами, выраженное в их массе;
пирамида энергии – отражает величину потока энергии, скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь.
| 10 000 |
Схема передачи биомассы с одного трофического уровня на другой
(экологическая пирамида биомасс)
Пищевые связи в биогеоценозе не являются прямолинейными, т. к. виды имеют различными источники питания, поэтому в биогеоценозах возникает сложная сеть пищевых связей. Пищевые цепи сложно переплетены, и если какой - либо компонент в цепи питания исчезает, то экосистема не нарушается, т.к. есть другие источники питания. Поэтому, чем больше видовое разнообразие в биогеоценозе, тем больше его устойчивость.
Наиболее устойчивы макроэкосистемы, имеющие огромное видовое разнообразие и сложную систему переплетения трофических уровней.
Следовательно, в действующих экосистемах происходит непрерывный круговорот веществ, осуществляемый благодаря наличию пищевых взаимоотношений (цепей питания), где происходит подача заключенной в пище энергии от организмов производителей к потребителям. Для оценки энергетических процессов в экосистеме чрезвычайно важным показателем является ее биологическая продуктивность, т.е. скорость образования биомассы.
Экологический гомеостаз
Биогеоценоз характеризуется определенным динамическим равновесием – экологическим гомеостазом. Возрастание численности одного вида приводит к массовому появлению его потребителей. Например: массовое размножение грызунов вызывает увеличение численности хищников и паразитов. Они сокращают численность популяции грызунов. Но вслед за этим уменьшается численность хищников, так как они погибают от голода, и динамическое равновесие в биогеоценозе восстанавливается. Саморегуляция в биогеоценозе проявляется в том, что численность особей одного вида поддерживается на определенном, относительно постоянном уровне. В явлениях саморегуляции биоценоза пищевые связи служат регулирующим фактором. Процесс саморегуляции проявляется в том, что ни один вид организмов населяющих биогеоценоз не может уничтожить другой, а лишь ограничивает его количество. В природе всё сбалансированно, взаимосвязано и относительно устойчиво. При вмешательстве человека это равновесие нарушается, например: истребление хищников приводит к распространению заболеваний среди животных, т.к. волки являются санитарами и истребляют слабых и больных животных. При уничтожении ядовитых змей увеличивается количество мышевидных грызунов, наносящих вред сельскому хозяйству. При уничтожении птиц увеличивается количество насекомых - вредителей сельского хозяйства.
Смена биогеоценозов
Любой биогеоценоз развивается и эволюционирует. Многократная смена одних биоценозов другими называется экологической сукцессией (преемственность, наследование). Она может быть естественной и искусственной. Примерами сукцессий являются постепенное зарастание сыпучих песков, каменистых россыпей, заселение растительными и животными организмами сельскохозяйственных земель, залежей и др. Любое новое местообитание – обнажившийся песчаный берег реки, лужа после дождя – сразу оказывается ареной заселения новыми видами.
Ведущая роль в смене биогеоценозов принадлежит растениям. Например, зарастание пруда растительностью приводит к образованию болота, а затем при высыхании - луга. Длительность существования биогеоценозов очень различна. Чем менее устойчив биогеоценоз (экосистема), тем больше он подвержен смене. А крупные по масштабам биогеоценозы, с полным круговоротов веществ, устойчивы и стабильны.
Смена биогеоценозов может быть вызвана также стихийными бедствиями (пожары, наводнения, ветровал и др). или деятельностью человека (вырубка леса, осущение болот или орошение земель).
Экологическая сукцессия
Первичная сукцессияформируется на безжизненном субстрате, а вторичная сукцессиявозникает при смене одного сообщества другим, более приспособленным данным абиотическим условиям.
Вторичная сукцессия возникает на месте ранее существовавших сообществ, которые были разрушены, но почва и некоторые организмы сохранились (пожар, наводнение, распашка земель). Обычно вторичные сукцессии развиваются быстрее, так как субстрат уже сформирован и семена растений хранятся в нем длительное время. После уничтожения сообщества происходит его восстановление, зависящее от силы воздействия, а длительность восстановления – от степени воздействия. Некоторые устойчивые биоценозы после разрушения способны к самовосстановлению, которое осуществляется через ряд этапов, например, восстановление елового леса: после вырубки в первые годы разрастаются травы, кустарники, затем появляются березы, осины, постепенно вытесняются лиственные деревья, и восстанавливается еловый лес. Смена биогеоценозов - очень распространенное явление в природе. Искусственная сукцессия, происходящая при участии человека, происходит гораздо быстрее, чем естественная.