Ланцюг живлення - послідовник-ність організмів, по якій передається енергія, укладений-ва в їжі, від її первісного джерела.
Кожна ланка ланцюга називається трофічних рівнем.
Перший тро-фического рівень - продуценти (автотрофні організми, переважно зелені рослини).
Другий трофічний уро-вень - консументи першого порядку (травоїдні живіт-ні та паразити продуцентів).
Третій трофічний рівень - консументи другого порядку (первинні хижаки, пітающе-еся рослиноїдних тваринами, і паразити первинних консументів).
Четвертий трофічний рівень - консументи третього порядку (вторинні хижаки, які харчуються плотолюбства-ними тваринами, і паразити вторинних консументів).
У харчовому ланцюгу рідко буває більше 4-5 трофічних рівнів-ній.
Останній трофічний рівень - редуценти (сапрот-Рофн бактерії і гриби). Вони здійснюють Мінераліз-цію - перетворення органічних залишків в неорганічні речовини. Редуценти можуть представляти будь-трофічний рівень, починаючи з другого.
Розрізняють два типи харчових ланцюгів.
Ланцюги виїдемо-ня (або пасовищні) - харчові ланцюги, що починаються з живих фотосинтезирующих організмів. Наприклад, фітоплан-Ктон -> зоопланктон - »риби мікрофаги -» риби макрофаги -> птиці іхтіофагів.
Ланцюги розкладання (або детрітние) - їжі-ші ланцюга, що починаються з відмерлих залишків рослин, тру-пов і екскрементів тварин. Наприклад, детрит -> детритофаги -> хижаки мікрофаги -> хижаки макрофаги.
Таким чином, потік енергії, що проходить через екосистему, розбив-ється як би на два основних напрямки. Енергія до консументам надходить через живі тканини рослин або через запаси мертвої органічної речовини. Ланцюги виїданням пре-володіють у водних екосистемах, ланцюги розкладання - в екосистемах суші.
Харчові ланцюги можна представити у вигляді екологічних пірамід. Розрізняють три основних типи екологічних пірамід.
Піраміда чисел (піраміда Елтона) відображає зменшення чисельності організмів від продуцентів до консументів, швидким споживанням фітопланктону консументами.
Піраміда біомас показує зміну біомас на каж-будинок наступному трофічному рівні: для наземних екосіс-тим піраміда біомас звужується догори, для екосистеми океану-на - має перевернутий характер (звужується донизу), що свя-зано з швидким споживанням фітопланктону консументами.
Піраміда енергії (продукції) має універсальний характер і відображає зменшення кількості енергії, що міститься в продукції, створюваної на кожному наступному трофічному рівні.
17.Что називають биогеохимическими циклами?
Кругообіг окремих речовин В.І. Вернадський назвав биогеохимическими циклами. Суть циклу в тому, що хімічні елементи, поглинені організмом, згодом його залишають, йдуть в абиотическую середу, потім, через якийсь час, знову потрапляють в живий організм і т.д. Такі елементи називаються біогенними. Дані елементи або їх сполуки необхідні для життєдіяльності організмів, їх зростання, розмноження.
Біогеохімічні цікли- це круговорот біогенних елементів із зовнішнього середовища в організми і назад в зовнішнє середовища.
В екосистемах дуже важлива роль біогеохімічних циклів. Біогенні елементи - C, O2. N2. P, S, CO2. H2 O та інші - на відміну від енергії утримуються в екосистемах і здійснюють безперервний кругообіг із зовнішнього середовища в організми і назад в зовнішнє середовище. Ці замкнуті шляху називають биогеохимическими циклами.
У кожному кругообігу розрізняють два фонди: резервний, що включає велику масу рухомих речовин, в основному небіологічних компонентів, і рухливий, або обмінний, фонд - за характером більш активний, але менш тривалий, відмінною рисою якого є швидкий обмін між організмами і їх безпосереднім оточенням.
Біогеохімічні цикли можна поділяти на два типи: 1) кругообіг газоподібних речовин з резервним фондом в атмосфері і гідросфері (океан); 2) осадовий цикл із резервним фондом в земній корі.
Біогеохімічні цикли легко порушуються людиною. У процесі видобутку і використання корисних копалин, забруднення природних вод в результаті господарської діяльності люди впливають на кругообіг перетворюючи їх з циклічних в ациклічні. Охорона природних ресурсів повинна бути, зокрема спрямована на те, щоб зберегти циклічність біогеохімічних процесів. Це необхідна умова підтримки гомеостазу планети.
18.Какие відбувається круговорот біогенних елементів?
Кругообіг біогенних елементів, обумовлений синтезом і розпадом органічних речовин в екосистемі, в основі якого лежить реакція фотосинтезу, називають біотичних кругообігом речовин. Крім біогенних елементів в біотичний кругообіг залучені найважливіші для біоти мінеральні елементи і безліч різних сполук. Тому весь циклічний процес хімічних перетворень, обумовлених биотой, називають ще біогеохімічним кругообігом.
Кругообіг основних біогенних речовин і елементів. Рас-дивимося кругообіг найбільш значущих для живих орга-низмов речовин і елементів (рис. 3-8). Кругообіг води відноситься до великого геологічного, а кругообіг біогенних елементів (вуглецю, кисню, азоту, фосфору, сірки та інших біогенних елементів) - до малого биогеохимическому.
Кругообіг води між сушею і океаном через атмосферу відноситься до великого геологічного кругообігу. Вода випаровується з поверхні Світового океану і або переноситься на сушу, де випадає у вигляді опадів, які знову повертаються в океан у вигляді поверхневого і підземного стоку, або випадає у вигляді опадів на поверхню океану. У кругообігу води на Землі щорічно бере участь більше 500 тис. Км3 води. Кругообіг води в цілому відіграє основну роль у формуванні природних умов на нашій планеті. З урахуванням транспірації води рослинами і поглинання її в біогеохімічному циклі весь запас води на Землі розпадається і відновлюється за 2 млн років.
Кругообіг вуглецю. Продуценти вловлюють вуглекислий газ з атмосфери і переводять його в органічні речовини, консументи поглинають вуглець у вигляді органічних речовин з тілами продуцентів і консументів нижчих порядків, редуценти минерализуют органічні речовини і повертають вуглець в атмосферу у вигляді вуглекислого газу. У Світовому оці-ане круговорот вуглецю ускладнений тим, що частина вуглецю, що міститься в мертвих організмах, опускається на дно і накопичується в осадових породах. Ця частина вуглецю вик-Лючано з біологічного кругообігу і надходить в геоло-ня круговорот речовин.
Головним резервуаром біологічно зв'язаного вуглецю є ліси, вони містять до 500 млрд т цього елемента, що становить 2/3 його запасу в атмосфері. Втручання челове-ка в круговорот вуглецю (спалювання вугілля, нафти, газу, дегумі-фикация) призводить до зростання вмісту СО, в атмос-фере і розвитку парникового ефекту.
Швидкість кругообігу С02. тобто час, за яке весь вуглекислий газ атмосфери проходить через живу речовину, становить близько 300 років.
Кругообіг кисню. Головним чином кругообіг кисло-роду відбувається між атмосферою та живими організмами. В основному вільний кисень (02) надходить в атмосферу в результаті фотосинтезу зелених рослин, а споживається в процесі дихання тваринами, рослинами і микроорганиз-мами і при мінералізації органічних залишків. Незначна кількість кисню утворюється з води і озону під впливом ультрафіолетової радіації. Велике кількістю-ство кисню витрачається на окислювальні процеси в зем-ної корі, при виверженні вулканів і т.д. Основна частка киць-лорода продукується рослинами суші - майже 3/4, осталь-ва частина - фотосинтезуючими організмами Світового океану. Швидкість кругообігу - близько 2 тис. Років.
Встановлено, що на промислові і побутові потреби еже-придатно витрачається 23% кисню, який утворюється в про-процесі фотосинтезу, і ця цифра постійно зростає.
Кругообіг азоту. Запас азоту (N2) в атмосфері величезний (78% від її обсягу). Однак рослини поглинати вільний азот не можуть, а тільки в пов'язаної формі, в основному у вигляді NH4 + або N03 ". Вільний азот з атмосфери пов'язують азот фіксуючі бактерії і переводять його в доступні рослин-ям форми. У рослинах азот закріплюється в органічному ве-вин (в білках, нуклеїнових кислотах і ін.) І передається по ланцюгах харчування. Після відмирання живих організмів реду центи минерализуют органічні речовини і перетворюють їх в амонійні сполуки, нітрати, нітрити, а також в сво-Бодня азот, який повертається в атмосферу.
Нітрати і нітрити добре розчинні у воді і можуть мить-рировать в підземні води і рослини і передаватися по пі-щевим ланцюгах. Якщо їх кількість надмірно велике, що часто спостерігається при неправильному застосуванні азотних добрива-ний, то відбувається забруднення вод і продуктів харчування, і викликає захворювання людини.
Кругообіг фосфору. Основна маса фосфору міститься в гірських породах, що утворилися в минулі геологічні епохи. У биогеохимический круговорот фосфор включається в результаті процесів вивітрювання гірських порід. У наземних екосистемах рослини витягають фосфор з грунту (в основному у формі Р04 3
) І включають його до складу органічних сполук (білків, нуклеїнових кислот, фос-фоліпідов і ін.) Або залишають в неорганічної формі. Так-леї фосфор передається по ланцюгах харчування. Після відмирання живих організмів і з їх виділеннями фосфор повертається в грунт.
При неправильному застосуванні фосфорних добрив, водної та вітрової ерозії грунтів великі кількості фосфору видаляються з грунту. З одного боку, це призводить до пере-витраті фосфорних добрив і виснаження запасів фосфор-містять руд (фосфоритів, апатитів і ін.). З іншого сто-ку, надходження з грунту в водойми великих кількостей таких біогенних елементів, як фосфор, азот, сірка та ін. Ви-викликають бурхливий розвиток синьо-зелених водоростей і інших вод-них рослин ( «цвітіння» води) і евтрофікацію водойм. Але більша частина фосфору несеться в море.
У водних екосистемах фосфор засвоюється фітопланкто-ном і передається по трофічному ланцюгу аж до морських птахів. Їх екскременти (гуано) або відразу потрапляють назад в море, або спочатку накопичуються на березі, а потім все рав-но змиваються в море. З відмираючих морських тварин, особливо риб, фосфор знову потрапляє в море і в круговорот, але частина скелетів риб досягає великих глибин, і ув'язнений-ний в них фосфор знову потрапляє в осадові породи, тобто виключається з біогеохімічного кругообігу.
Кругообіг сірки. Основний резервний фонд сірки знаходить-ся в відкладеннях і грунті, але на відміну від фосфору є резервний фонд і в атмосфері. Головна роль в залученні сірки в біогеохімічний круговорот належить мікроор-організми. Одні з них відновники, інші - окислювачі.
У гірських породах сірка зустрічається у вигляді сульфідів (FeS2 і ін.), В розчинах - в формі іона (S04 2), в газоподібній фазі у вигляді сірководню (H2 S) або сірчистого газу (S02). У деяких організмах сірка накопичується в чистому вигляді (S) і при їх відмирання на дні морів утворюються поклади само-рідний сірки.
За змістом в морському середовищі сульфат-іон займає вто-рої місце після хлору і є основною доступною фор мій сірки, яка споживається автотрофами і включається до складу білків.
У наземних екосистемах сірка надходить в рослини з по-чви в основному у вигляді сульфатів. В живих організмах сірка міститься в білках, у вигляді іонів і т.д. Після загибелі живих організмів частина сірки відновлюється в грунті мікроорга-нізм до H2 S, інша частина окислюється до сульфатів і знову включається в кругообіг. Утворився сірководень Уле-тучівается в атмосферу, там окислюється і повертається в по-ЧВУ з опадами.
Спалювання людиною викопного палива (особливо вугілля), а також викиди хімічної промисловості, призводять до накопичення в атмосфері сірчистого газу (S02), який реа-Гіру з парами води, випадає на землю у вигляді кислотних дощів.
Біогеохімічні цикли не такі масштабні як геоло-ня і значною мірою схильні до впливу чоло-століття. Господарська діяльність порушує їх / замкнутість, вони стають ациклічності.
Кругообіг азоту. Запас азоту (N2) в атмосфері величезний (78% від її обсягу). Однак рослини поглинати вільний азот не можуть, а тільки в пов'язаної формі, в основному у вигляді NH4 + або N03 ". Вільний азот з атмосфери пов'язують азот фіксуючі бактерії і переводять його в доступні рослин-ям форми. У рослинах азот закріплюється в органічному ве-вин (в білках, нуклеїнових кислотах і ін.) І передається по ланцюгах харчування. Після відмирання живих організмів реду центи минерализуют органічні речовини і перетворюють їх в амонійні сполуки, нітрати, нітрити, а також в сво-Бодня азот, який повертається в атмосферу.
Нітрати і нітрити добре розчинні у воді і можуть мить-рировать в підземні води і рослини і передаватися по пі-щевим ланцюгах. Якщо їх кількість надмірно велике, що часто спостерігається при неправильному застосуванні азотних добрива-ний, то відбувається забруднення вод і продуктів харчування, і викликає захворювання людини.
20. Кругообіг яких елементів і сполук особливо важливі для людства? Чому?
Кругообіг СО2 і Н2О в глобальному масштабі є, мабуть, найбільш важливими для людства. Для обох круговоротов характерним є наявність невеликої, але рухомий частки цих речовин в атмосфері, зміна змісту яких впливає на погоду і атмосферу, їх вміст може змінюватися і в результаті діяльності людини. Зараз в світі створено мережу станцій з метою контролю зміни частки СО2 і Н2О, від яких залежить майбутня доля людства.
Кругообіг води між сушею і океаном через атмосферу відноситься до великого геологічного кругообігу. Вода випаровується з поверхні Світового океану і або переноситься на сушу, де випадає у вигляді опадів, які знову повертаються в океан у вигляді поверхневого і підземного стоку, або випадає у вигляді опадів на поверхню океану. У кругообігу води на Землі щорічно бере участь більше 500 тис. Км3 води. Кругообіг води в цілому відіграє основну роль у формуванні природних умов на нашій планеті. З урахуванням транспірації води рослинами і поглинання її в біогеохімічному циклі весь запас води на Землі розпадається і відновлюється за 2 млн років.
Кругообіг вуглецю. Продуценти вловлюють вуглекислий газ з атмосфери і переводять його в органічні речовини, консументи поглинають вуглець у вигляді органічних речовин з тілами продуцентів і консументів нижчих порядків, редуценти минерализуют органічні речовини і повертають вуглець в атмосферу у вигляді вуглекислого газу. У Світовому океані круговорот вуглецю ускладнений тим, що частина вуглецю, що міститься в мертвих організмах, опускається на дно і накопичується в осадових породах. Ця частина вуглецю виключається з біологічного кругообігу і надходить в геологічний кругообіг речовин.
Головним резервуаром біологічно зв'язаного вуглецю є ліси, вони містять до 500 млрд т цього елемента, що становить 2/3 його запасу в атмосфері. Втручання людини в кругообіг вуглецю (спалювання вугілля, нафти, газу, дегуміфікація) призводить до зростання вмісту СО, в атмосфері і розвитку парникового ефекту.
Швидкість кругообігу С02, тобто час, протягом якого весь вуглекислий газ атмосфери проходить через живу речовину, становить близько 300 років.