Понятие об экологической пирамиде.

Понятие об экологических пирамидах было введено в науку Ч. Элтоном (Англия, 1927).

Экологическая пирамида — это графическое изображение потерь энергии в цепях питания. В такой пирамиде каждый последующий уровень приблизительно в 10 раз меньше предыдущего.

Снижение количества доступной энергии на каждом последующем трофическом уровне сопровождается уменьшением биомассы и численности особей. Таким образом, пирамиды биомассы и численности особей для определенного биогеоценоза повторяют в общих чертах пирамиды продуктивности.

Цепи питания — это устойчивые цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества, сложившиеся в ходе эволюции живых организмов и биосферы в целом. Они составляют трофическую структуру любого биоценоза, по которой осуществляются перенос энергии и круговороты веществ. Пищевая цепь состоит из ряда трофических уровней, последовательность которых соответствует потоку энергии.

Первичным источником энергии в цепях питания является солнечная энергия. Первый трофический уровень — продуценты (зеленые растения) — используют солнечную энергию в процессе фотосинтеза, создавая первичную продукцию любого биоценоза.

При этом действует важная закономерность, связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Сущность ее заключается в следующем: количество энергии, расходуемой на поддержание собственной жизнедеятельности, в цепях питания растет от одного трофического уровня к другому, а продуктивность падает.

Фитобиомасса используется в качестве источника энергии и материала для создания биомассы организмов второго трофического уровня потребителей первого порядка — травоядных животных. Обычно продуктивность второго трофического уровня составляет не более 5 - 20% (10%) предыдущего уровня. Это находит отражение в соотношении на планете биомасс растительного и животного происхождения. Объем энергии, необходимой для обеспечения жизнедеятельности организма, растет с повышением уровня морфофункциональной организации. Соответственно, количество биомассы, создаваемой на более высоких трофических уровнях, снижается.

Экосистемы очень разнообразны по относительной скорости создания и расходования как чистой первичной продукции, так и чистой вторичной продукции на каждом трофическом уровне. Однако всем без исключения экосистемам свойственны определенные соотношения первичной и вторичной продукции. Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз (около 10 раз) больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого последующего звена пищевой цепи, соответственно, пропорционально изменяется.

Прогрессивное снижение ассимилированной энергии в ряду трофических уровней находит отражение в структуре экологических пирамид.

Снижение количества доступной энергии на каждом последующем трофическом уровне сопровождается снижением биомассы и численности особей. Пирамиды биомассы и численности организмов для данного биоценоза повторяют в общих чертах конфигурацию пирамиды продуктивности.

Графически экологическую пирамиду изображают в виде нескольких прямоугольников одинаковой высоты, но разной длины. Длина прямоугольника уменьшается от нижнего к верхнему соответственно уменьшению продуктивности на последующих трофических уровнях. Нижний прямоугольник самый большой по длине и соответствует первому трофическому уровню - продуцентам, второй - приблизительно в10 раз меньше и соответствует второму трофическому уровню — растительноядным животным, потребителям первого порядка и т.д. рис. 3.2

 

Рис. 3.2 Экологическая пирамида

Тема 2 Понятие об адаптации и акклиматизации; адаптивные типы людей; роль акклиматизации в сохранении здоровья и работоспособности человека; понятие о едином интегральном критерии качества среды обитания. Особенности антропоэкологических систем как среды обитания человека

Адаптивный тип представляет собой норму био­логической реакции на преобладающие условия оби­тания, обусловливающую наилучшую приспособлен­ность к окружающей среде. Различают: адаптивный тип умеренного пояса, арктический адаптивный тип, тропический адаптивный тип, горный адаптивный тип.

Большая часть населения умеренного пояса про­живает в промышленно развитых странах с боль­шой долей городского населения, выявление биологических механизмов адаптации у них затруднено.

Арктическому типу свойственно сильное разви­тие костно-мышечного аппарата, большие разме­ры грудной клетки, высокий уровень гемоглобина, большое пространство, занимаемое костным моз­гом, повышенная способность окислять жиры, ус­тойчивые процессы обмена в условиях переохлаж­дения. Имеют особенности процессы терморегуля­ции.

У местных жителей сильно падает температура тела, но обмен веществ почти не меняется, а у при­шлого населения температура кожи не падает, но появляется сильная дрожь, т, к. усиливается обмен веществ и увеличивается потеря тепла через кожу.

Тропический регион отличается экстремальны­ми количествами тепла и влаги, поэтому тропичес­кий адаптивный тип формировался под влиянием жаркого климата, рациона с низким содержанием животного белка, большого разнообразия экологи­ческих условий от района к району.

Здесь наблюда­ется наибольшее разнообразие групп населения в расовом, этническом и экономическом отношени­ях. Именно здесь живут самые низкорослые и са­мые высокорослые племена.

К характерным при­знакам тропического типа относятся удлиненная форма тела, сниженная мышечная масса, умень­шенный объем грудной клетки, большое количество потовых желез, низкий обмен веществ и т. д.

В высокогорье низкое атмосферное давление, хо­лод, однообразие пищи. У горного адаптивного типа повышен основной обмен, увеличено количеств эритроцитов, количество гемоглобина, расширена грудная клетка.

В любом случае, в различных зонах земного шара формировались человеческие популяции, генофонды которых соответствуют местным условиям лучше, чем генофонд вида в целом. Наличие различных адап­тивных типов свидетельствует о значительной эко­логической изменчивости человека, которая послу­жила причиной всесветного распространения людей.