6.4.Экожүйенің қоректік құрылымы

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

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

Сандар пирамидасы (м²/даралар саны) - әртүрлі қоректік деңгейдегі организмдердің санын көрсетеді. Орманның жайылымдық қоректік тізбегінің басы продуценттер- ағаш болса, ал 1 реттік консументтер - бунақденелілер болғанда, 1 реттік консументтер деңгейінің санынан продуценттер деңгейі особьтар санынан көбірек. Бұл жағдайда сандар пирамидасы- төңкерілген күйде болады.

Сандар пирамидасы Биомасса пирамидасы Энергия пирамидасы

(аудан бірлігіндегі (биомассаның құрғақ (Дж/м² жыл)

особьтар саны) салмағы г/м³)

34- сурет. Экологиялық пирамидалар типі

Биомасса пирамидасы-(г/м²)әрбір қоректік деңгейдегі тірі заттардың жалпы құрғақ салмағын сипаттайды.

Экожүйеде өте ұсақ продуценттер мен ірі консументтердің жалпы салмағынан кез келген уақытта продуценттердің жалпы салмағы жоғары, яғни биомасса пирамидасы да төнкерілген болуы мүмкін.

Энергия пирамидасы- (Дж/м² жыл)-қоректік деңгейдегі энергия ағынының немесе "өнімділігінің" шамасын көрсетеді. Жүйеге қорекпен келетін энергияның барлық көзі ескерілген жағдайда, энергия пирамидасы жоғары қарай үшкірленеді.

Экологиялық пирамидаларының үш түрінің ішінен энергия пирамидасы ғана бірлестіктің қызметтік ұйымдасуы туралы толық мәлімет береді. Қандай да бір қоректік деңгейді бір жағдайларда қолдауы мүмкін организмдер саны мен массасы керек уақытта ілгері тұрған деңгейдегі жинақталған энергияның санына емес, оның қоректі өндіру жылдамдығына байланысты. Жүйенің есебін бейнелейтін сандар мен биомасса пирамидалары емес, энергия пирамидасы қоректік тізбек арқылы қорек массасының өту жылдамдығын көрсетеді.

Энергия пирамидаларынсыз биомасса және сан пирамидаларын құрастыру популяцияның қызметтік ролін, күшті ажыратылатын метаболизм қарқынын, яғни особьтардың мөлшерін сенімсіз бағалауға әкелуі мүмкін. Саны жағынан көрсеткіштер - ұсақ организмдердің белгілерін қайта санауға, ал биомасса жағынан көрсеткіштер - ірі организмдердің ролін қайта бағалауға әкеледі. Жүйенің мөлшері мен күрделілігін өзін-өзі қолдайтын энергия шығыны тежейді. Егер өзін-өзі қолдауға кеткен энергия оның түсуімен тең болса, жүйе өсуі тоқталады. Осындай тепе-теңдік жағдайда қолдауы мүмкін биомасса саны орта қолдаушы максимальды сыйымдылығы деп аталады.

Қоршаған ортаның өзгерістеріне қабілетті қарсы тұратын оптимальды қолдаушы сыйымдылық максимальды сыйымдылықтан теориялық жағынан екі есе төмен деп еспетелінеді. Сонымен, мысалы, мамандардың есептеулері бойынша, жердің оптимальды қолдаушы сыйымдылығында 8,5-13,5 млрд адам бар. Қазіргі кезде біздің планетамыздың халықтарының орналасу саны шамамен 6,0 млрд адамды құрайды, ал 2010 жылы БҰҰ-ның есебі бойынша ол шамамен 6,3-6,5 млрд адамды құрауы мүмкін.

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Экожүйе өнімділігінің пирамида ережесі

Мақсаты: пирамида ережесіне қоректік тізбек бойынша биомасса қатынасын пайдалану

Құрал-жабдықтар: шалғындық жер.

Жұмыс барысы:

Жұмыс үшін шөп-қоян-түлкі организмдерінен тұратын қоректік тізбек пайдаланылады. Экологтар жыл бойына есептеген шалғындық жер участогінде жыл басында 25 қоян болды. Ал жыл соңында олардың саны 100-ге жетті. Әрбір қоян салмағы 1,5 кг болып, олардың жалпы салмағы 150 кг құрайды. Тірі салмағы 400 г болатын әрбір қоян үшін 4 кг қорек, ал барлық қояндарға 1600 кг қорек керек. Жыл басында 600 кг шөп болған, ал оның әлі 1800 кг өседі деп есептеген. Барлық шөп 2400 кг құраса, онда 800 кг қалады, яғни бұл жүйені қояндарға қажет қоректі шөптердің өсімімен қамтамасыз етуге болады.

1.Төменгісі шөп массасына, ал жоғарғысы қояндар массасына сәйкес келетін екі тікбұрыш салыңыздар. Бұл екі тікбұрыш -пирамиданың екі төменгі сатысы.

2. Осы шалғынға екі түлкі пайда болды деп есептелінеді. Әрбір түлкінің салмағы 6 кг, ал олардың жалпы салмағы 12 кг. Әрбір түлкі 60 кг қорек пайдаланса, екі жыртқышқа өмір сүру үшін 120 кг қорек қажет. Егер әрбір қоян 1,5 кг болса, онда түлкілер жыл сайын 75 қоян жейді. Жыл соңында 100 қояннан небәрі 25 қоян қалады. Сонда бұл экожүйеде 100 қоянды шөппен қамтамасыз етеді, ал олардың 75-і екі түлкіні қоректендіруге кетеді.

3. Енді пирамиданың ең кішкене, үшіншісін салыңыздар. Берілген қоректік тізбектің биомасса пирамидасы мынадай болады:

120 кг қоянды жеген 2 түлкі

1600 кг шөпті жеген 100 қоян

2400 кг шөп

Соңғы деңгейге қарағанда әрбір бұрынғы деңгейде биомасса саны белгілі уақытта құралады (берілген жағдайда жыл бойы).

4. Қоректік деңгей жоғарыласа, неліктен биомасса азаяды?

5. Жұмыс нәтижесін талдап, қорытынды жасаңыздар.

§ ТАПСЫРМАЛАР

1. Әртүрлі экожүйедегі жасыл масса өсімі және өлі өсімдік қалдықтарының қорын салыстырыңыздар. Қандай экожүйеде зат айналым көбірек қарқынды?

2. Егер егістікте жоғары өнім алуға болатын болса, онда ол жабайы табиғат өнімділігінің төмендеуіне әсер ете ме?

3. Адамның бүкіл өмірінде пайдаланатын су мен қорек мөлшерін есептеңіздер. Бір күнге орташа есеппен ол 2 кг өсімдік тәрізді қорек (нан, картоп, жеміс –жидек); 0,5 кг жануар тәрізді қорек (ет, балық, жұмыртқа, ірімшік және т.б.) пайдаланады. Тәулігіне 2,5 л су ішеді. Адам шамамен орташа 70 жыл өмір сүреді. Алынған нәтижелерді кестеге толтырыңыздар