एक दूसरे के सजीवों को खाकर ऊर्जा के हस्तांतरण को खाद्य श्रृंखला कहते हैं। ये पौधों, कवक, जानवरों, सूक्ष्मजीवों के विशिष्ट संबंध हैं जो प्रकृति में पदार्थों के संचलन को सुनिश्चित करते हैं। इसे ट्रॉफिक चेन भी कहा जाता है।
सभी जीव भोजन करते हैं, अर्थात्। ऊर्जा प्राप्त करते हैं जो जीवन प्रक्रियाओं को प्रदान करती है। ट्राफिक श्रृंखला की प्रणाली लिंक द्वारा बनाई गई है। खाद्य श्रृंखला में एक कड़ी "भोजन-उपभोक्ता" संबंध द्वारा पड़ोसी समूह से जुड़े जीवों का एक समूह है। कुछ जीव अन्य जीवों के लिए भोजन हैं, जो बदले में जीवों के तीसरे समूह के लिए भी भोजन हैं।
तीन प्रकार के लिंक हैं:
चावल। 1. खाद्य श्रृंखला की कड़ियाँ।
एक श्रृंखला में तीनों लिंक शामिल हैं। कई उपभोक्ता हो सकते हैं (पहले, दूसरे क्रम के उपभोक्ता, आदि)। श्रृंखला का आधार निर्माता या डीकंपोजर हो सकते हैं।
उत्पादकों में ऐसे पौधे शामिल हैं जो प्रकाश की सहायता से कार्बनिक पदार्थों को कार्बनिक पदार्थों में परिवर्तित करते हैं, जो पौधों द्वारा खाए जाने पर प्रथम श्रेणी के उपभोक्ता के शरीर में प्रवेश करते हैं। उपभोक्ता की मुख्य विशेषता हेटरोट्रॉफी है। साथ ही, उपभोक्ता जीवित जीवों और मृत जीवों (कैरीयन) दोनों का उपभोग कर सकते हैं।
उपभोक्ताओं के उदाहरण:
कुछ उपभोक्ता, जिनमें मनुष्य भी शामिल हैं, सर्वाहारी होने के कारण एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं। ऐसे जानवर पहले, दूसरे और तीसरे क्रम के उपभोक्ता के रूप में कार्य कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक भालू जामुन और छोटे कृन्तकों को खाता है; साथ ही यह पहले और दूसरे ऑर्डर का उपभोक्ता है।
रेड्यूसर में शामिल हैं:
चावल। 2. रेड्यूसर।
डीकंपोजर जीवित जीवों के अवशेषों और उनके चयापचय उत्पादों पर फ़ीड करते हैं, मिट्टी में लौटते हैं अकार्बनिक पदार्थउत्पादकों द्वारा उपभोग किया जाता है।
खाद्य श्रृंखला दो प्रकार की हो सकती है:
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चरागाह श्रृंखला घास के मैदानों, खेतों, समुद्रों और जलाशयों की विशेषता है। चराई की श्रृंखला की शुरुआत स्वपोषी जीव हैं - प्रकाश संश्लेषक पौधे।
इसके अलावा, श्रृंखला के लिंक निम्नानुसार व्यवस्थित हैं:
समुद्री और समुद्री पारिस्थितिक तंत्रों में, चराई की जंजीरें भूमि की तुलना में लंबी होती हैं। इनमें उपभोक्ताओं के अधिकतम पांच ऑर्डर शामिल हो सकते हैं। समुद्री जंजीरों का आधार प्रकाश संश्लेषक फाइटोप्लांकटन है।
निम्नलिखित लिंक कई उपभोक्ता बनाते हैं:
जंगलों और सवाना के लिए डेट्राइटल चेन विशिष्ट हैं। श्रृंखला डीकंपोजर से शुरू होती है जो कार्बनिक अवशेषों (डिट्रिटस) पर फ़ीड करती है और उन्हें डेट्रियोफेज कहा जाता है। इनमें सूक्ष्मजीव, कीड़े, कीड़े शामिल हैं। ये सभी जीवित जीव उच्च क्रम के शिकारियों के लिए भोजन बन जाते हैं, उदाहरण के लिए, पक्षी, हाथी, छिपकली।
दो प्रकार की खाद्य श्रृंखलाओं के उदाहरण:
चावल। 3. खाद्य श्रृंखला का एक उदाहरण।
खाद्य श्रृंखला के शीर्ष पर हमेशा एक शिकारी का कब्जा होता है, जो अपनी सीमा में अंतिम क्रम का उपभोक्ता होता है। शीर्ष शिकारियों की संख्या अन्य शिकारियों द्वारा नियंत्रित नहीं होती है और केवल बाहरी पर्यावरणीय कारकों पर निर्भर करती है। उदाहरण हैं किलर व्हेल, मॉनिटर छिपकली, बड़ी शार्क।
हमें पता चला कि खाद्य श्रृंखलाएँ किस प्रकार की होती हैं और उनमें कड़ियाँ कैसे स्थित होती हैं। पृथ्वी पर सभी जीवित जीव खाद्य श्रृंखलाओं से जुड़े हुए हैं जिसके माध्यम से ऊर्जा का हस्तांतरण होता है। स्वपोषी स्वयं पोषक तत्वों का उत्पादन करते हैं और हेटरोट्रॉफ़ के लिए भोजन हैं, जो मरने पर, मृतोपजीवी के लिए प्रजनन स्थल बन जाते हैं। डीकंपोजर भी उपभोक्ताओं के लिए भोजन बन सकते हैं और खाद्य श्रृंखला को बाधित किए बिना उत्पादकों के लिए पोषक माध्यम का उत्पादन कर सकते हैं।
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परिचय
1. खाद्य श्रृंखला और पोषी स्तर
2. खाद्य जाले
3. ताजे पानी के खाद्य कनेक्शन
4. जंगल के खाद्य कनेक्शन
5. पावर सर्किट में ऊर्जा हानि
6. पारिस्थितिक पिरामिड
6.1 संख्याओं के पिरामिड
6.2 बायोमास पिरामिड
निष्कर्ष
ग्रन्थसूची
परिचय
प्रकृति में जीव ऊर्जा और पोषक तत्वों की समानता से जुड़े हुए हैं। पूरे पारिस्थितिकी तंत्र की तुलना एक एकल तंत्र से की जा सकती है जो काम करने के लिए ऊर्जा और पोषक तत्वों की खपत करता है। पोषक तत्वशुरू में सिस्टम के अजैविक घटक से आते हैं, जो अंत में या तो अपशिष्ट उत्पादों के रूप में या जीवों की मृत्यु और विनाश के बाद वापस आ जाते हैं।
पारिस्थितिक तंत्र के भीतर, ऊर्जा युक्त कार्बनिक पदार्थ स्वपोषी जीवों द्वारा निर्मित होते हैं और हेटरोट्रॉफ़ के लिए भोजन (पदार्थ और ऊर्जा का स्रोत) के रूप में कार्य करते हैं। एक विशिष्ट उदाहरण: एक जानवर पौधों को खाता है। यह जानवर, बदले में, दूसरे जानवर द्वारा खाया जा सकता है, और इस तरह ऊर्जा को कई जीवों के माध्यम से स्थानांतरित किया जा सकता है - प्रत्येक बाद वाला पिछले एक को खिलाता है, आपूर्ति करता है, इसे कच्चे माल और ऊर्जा के साथ आपूर्ति करता है। इस तरह के अनुक्रम को खाद्य श्रृंखला कहा जाता है, और इसके प्रत्येक लिंक को ट्रॉफिक स्तर कहा जाता है।
सार का उद्देश्य प्रकृति में पोषण संबंधों को चिह्नित करना है।
1. खाद्य श्रृंखला और पोषी स्तर
Biogeocenoses बहुत जटिल हैं। उनके पास हमेशा कई समानांतर और जटिल रूप से परस्पर जुड़ी खाद्य श्रृंखलाएं होती हैं, और प्रजातियों की कुल संख्या अक्सर सैकड़ों या हजारों में मापी जाती है। लगभग हमेशा विभिन्न प्रकारकई अलग-अलग वस्तुओं पर भोजन करते हैं और स्वयं पारिस्थितिकी तंत्र के कई सदस्यों के लिए भोजन के रूप में कार्य करते हैं। परिणाम भोजन कनेक्शन का एक जटिल नेटवर्क है।
हर कड़ी खाद्य श्रृंखलाट्रॉफिक स्तर कहा जाता है। पहले पोषी स्तर पर स्वपोषी, या तथाकथित प्राथमिक उत्पादकों का कब्जा होता है। दूसरे पोषी स्तर के जीवों को प्राथमिक उपभोक्ता, तीसरा - द्वितीयक उपभोक्ता आदि कहा जाता है। आमतौर पर चार या पांच पोषी स्तर होते हैं और शायद ही कभी छह से अधिक होते हैं।
प्राथमिक उत्पादक स्वपोषी जीव हैं, मुख्यतः हरे पौधे। कुछ प्रोकैरियोट्स, अर्थात् नीले-हरे शैवाल और बैक्टीरिया की कुछ प्रजातियां भी प्रकाश संश्लेषण करती हैं, लेकिन उनका योगदान अपेक्षाकृत कम है। प्रकाश संश्लेषक परिवर्तन सौर ऊर्जा(प्रकाश ऊर्जा) ऊतकों को बनाने वाले कार्बनिक अणुओं में निहित रासायनिक ऊर्जा में। कार्बनिक पदार्थों के उत्पादन में एक छोटा सा योगदान केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया द्वारा भी किया जाता है जो अकार्बनिक यौगिकों से ऊर्जा निकालते हैं।
जलीय पारिस्थितिक तंत्र में, मुख्य उत्पादक शैवाल होते हैं - अक्सर छोटे एककोशिकीय जीव जो महासागरों और झीलों की सतह परतों के फाइटोप्लांकटन को बनाते हैं। भूमि पर, अधिकांश प्राथमिक उत्पादन जिम्नोस्पर्म और एंजियोस्पर्म से संबंधित अधिक उच्च संगठित रूपों द्वारा आपूर्ति की जाती है। वे जंगल और घास के मैदान बनाते हैं।
प्राथमिक उपभोक्ता प्राथमिक उत्पादकों पर भोजन करते हैं, अर्थात वे शाकाहारी होते हैं। भूमि पर, कई कीड़े, सरीसृप, पक्षी और स्तनधारी विशिष्ट शाकाहारी हैं। शाकाहारी स्तनधारियों के सबसे महत्वपूर्ण समूह कृंतक और ungulate हैं। उत्तरार्द्ध में घोड़ों, भेड़, मवेशियों जैसे चरने वाले जानवर शामिल हैं, जिन्हें अपनी उंगलियों पर चलाने के लिए अनुकूलित किया गया है।
जलीय पारिस्थितिक तंत्र (मीठे पानी और समुद्री) में, शाकाहारी रूपों को आमतौर पर मोलस्क और छोटे क्रस्टेशियंस द्वारा दर्शाया जाता है। इनमें से अधिकांश जीव - क्लैडोकेरन और कोपोड, केकड़े के लार्वा, बार्नाकल और बिवाल्व (जैसे मसल्स और सीप) - पानी से सबसे छोटे प्राथमिक उत्पादकों को छानकर खिलाते हैं। प्रोटोजोआ के साथ, उनमें से कई ज़ोप्लांकटन का बड़ा हिस्सा बनाते हैं जो फाइटोप्लांकटन पर फ़ीड करते हैं। महासागरों और झीलों में जीवन लगभग पूरी तरह से प्लवक पर निर्भर है, क्योंकि लगभग सभी खाद्य श्रृंखलाएं इसके साथ शुरू होती हैं।
पौधे की सामग्री (जैसे अमृत) → मक्खी → मकड़ी →
→ धूर्त → उल्लू
गुलाब की झाड़ी का रस → एफिड → भिंडी → मकड़ी → कीटभक्षी पक्षी → शिकार का पक्षी
दो मुख्य प्रकार की खाद्य श्रृंखलाएं हैं, चराई और हानिकारक। ऊपर चरागाह श्रृंखलाओं के उदाहरण थे जिनमें पहले पोषी स्तर पर हरे पौधे, दूसरे पर चारागाह के जानवर और तीसरे पर शिकारियों का कब्जा है। मृत पौधों और जानवरों के शरीर में अभी भी ऊर्जा होती है और निर्माण सामग्री”, साथ ही अंतर्गर्भाशयी स्राव, जैसे मूत्र और मल। ये कार्बनिक पदार्थ सूक्ष्मजीवों, अर्थात् कवक और बैक्टीरिया द्वारा विघटित होते हैं, जो कार्बनिक अवशेषों पर सैप्रोफाइट्स के रूप में रहते हैं। ऐसे जीवों को डीकंपोजर कहा जाता है। वे मृत शरीर या अपशिष्ट उत्पादों पर पाचक एंजाइमों का स्राव करते हैं और उनके पाचन के उत्पादों को अवशोषित करते हैं। अपघटन की दर भिन्न हो सकती है। मूत्र, मल और जानवरों के शवों से कार्बनिक पदार्थ कुछ ही हफ्तों में खा जाते हैं, जबकि गिरे हुए पेड़ों और शाखाओं को सड़ने में कई साल लग सकते हैं। लकड़ी (और अन्य पौधों के अवशेष) के अपघटन में एक बहुत महत्वपूर्ण भूमिका कवक द्वारा निभाई जाती है, जो एंजाइम सेल्यूलोज का स्राव करती है, जो लकड़ी को नरम करती है, और यह छोटे जानवरों को नरम सामग्री में घुसने और अवशोषित करने की अनुमति देता है।
आंशिक रूप से विघटित सामग्री के टुकड़ों को डिटरिटस कहा जाता है, और कई छोटे जानवर (डिट्रिटिवोर) उन पर फ़ीड करते हैं, जिससे अपघटन प्रक्रिया तेज हो जाती है। चूंकि दोनों सच्चे डीकंपोजर (कवक और बैक्टीरिया) और डिट्रिटोफेज (जानवर) इस प्रक्रिया में भाग लेते हैं, दोनों को कभी-कभी डीकंपोजर कहा जाता है, हालांकि वास्तव में यह शब्द केवल सैप्रोफाइटिक जीवों को संदर्भित करता है।
बड़े जीव, बदले में, डेट्रिटोफेज पर फ़ीड कर सकते हैं, और फिर एक अन्य प्रकार की खाद्य श्रृंखला बनाई जाती है - एक श्रृंखला, एक श्रृंखला जो डिटरिटस से शुरू होती है:
डेट्राइटस → डिटरिटस फीडर → परभक्षी
वन और तटीय समुदायों के डिट्रिटोफेज में केंचुआ, लकड़ी की जूँ, कैरियन फ्लाई लार्वा (जंगल), पॉलीचेट, क्रिमसन, समुद्री ककड़ी (तटीय क्षेत्र) शामिल हैं।
यहाँ हमारे जंगलों में दो विशिष्ट अपरद खाद्य श्रृंखलाएँ हैं:
लीफ लिटर → केंचुआ → ब्लैकबर्ड → स्पैरो हॉक
मृत जानवर → कैरियन फ्लाई लार्वा → आम मेंढक → आम घास सांप
कुछ विशिष्ट हानिकारक पदार्थ हैं केंचुआ, वुडलाइस, द्विपाद और छोटे वाले (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.
2. खाद्य जाले
खाद्य श्रृंखला आरेखों में, प्रत्येक जीव को उसी प्रकार के अन्य जीवों पर भोजन करने के रूप में दर्शाया जाता है। हालांकि, एक पारिस्थितिकी तंत्र में वास्तविक खाद्य श्रृंखलाएं बहुत अधिक जटिल होती हैं, क्योंकि एक जानवर एक ही खाद्य श्रृंखला से या यहां तक कि विभिन्न खाद्य श्रृंखलाओं से विभिन्न प्रकार के जीवों को खा सकता है। यह ऊपरी ट्राफिक स्तरों के शिकारियों के लिए विशेष रूप से सच है। कुछ जानवर अन्य जानवरों और पौधों दोनों को खाते हैं; उन्हें सर्वाहारी कहा जाता है (जैसे, विशेष रूप से, मनुष्य है)। वास्तव में, खाद्य श्रृंखलाएं आपस में इस तरह से जुड़ी होती हैं कि एक खाद्य (ट्रॉफिक) वेब बनता है। एक खाद्य वेब आरेख कई संभावित संबंधों में से केवल कुछ ही दिखा सकता है, और इसमें आमतौर पर प्रत्येक ऊपरी ट्राफिक स्तर से केवल एक या दो शिकारी शामिल होते हैं। इस तरह के चित्र एक पारिस्थितिकी तंत्र में जीवों के बीच पोषण संबंधों को दर्शाते हैं और पारिस्थितिक पिरामिड और पारिस्थितिकी तंत्र उत्पादकता के मात्रात्मक अध्ययन के आधार के रूप में कार्य करते हैं।
3. ताजे पानी के खाद्य कनेक्शन
मीठे पानी की खाद्य श्रृंखलाओं में कई क्रमिक कड़ियाँ होती हैं। उदाहरण के लिए, पौधों के अवशेष और उन पर विकसित होने वाले बैक्टीरिया प्रोटोजोआ द्वारा पोषित होते हैं, जो छोटे क्रस्टेशियंस द्वारा खाए जाते हैं। क्रस्टेशियंस, बदले में, मछली के लिए भोजन के रूप में काम करते हैं, और बाद वाले को शिकारी मछली द्वारा खाया जा सकता है। लगभग सभी प्रजातियाँ एक प्रकार के भोजन पर भोजन नहीं करती हैं, लेकिन विभिन्न खाद्य पदार्थों का उपयोग करती हैं। खाद्य श्रृंखलाएं जटिल रूप से आपस में जुड़ी हुई हैं। इससे एक महत्वपूर्ण सामान्य निष्कर्ष निकलता है: यदि बायोगेकेनोसिस का कोई सदस्य बाहर गिर जाता है, तो सिस्टम परेशान नहीं होता है, क्योंकि अन्य खाद्य स्रोतों का उपयोग किया जाता है। प्रजातियों की विविधता जितनी अधिक होगी, प्रणाली उतनी ही स्थिर होगी।
अधिकांश पारिस्थितिक प्रणालियों की तरह जलीय बायोगेकेनोसिस में ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत सूर्य का प्रकाश है, जिसके कारण पौधे कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं। जाहिर है, जलाशय में मौजूद सभी जानवरों का बायोमास पूरी तरह से पौधों की जैविक उत्पादकता पर निर्भर करता है।
एक पारितंत्र में ऊर्जा का स्थानांतरण तथाकथित के माध्यम से किया जाता है आहार शृखला. बदले में, खाद्य श्रृंखला अपने मूल स्रोत (आमतौर पर ऑटोट्रॉफ़्स) से कई जीवों के माध्यम से ऊर्जा का हस्तांतरण है, कुछ को दूसरों द्वारा खाकर। खाद्य श्रृंखलाओं को दो प्रकारों में बांटा गया है:
स्कॉच पाइन => एफिड्स => गुबरैला=> मकड़ी => कीटभक्षी
पक्षी => शिकार के पक्षी।
घास => शाकाहारी स्तनपायी => पिस्सू => फ्लैगेलेट्स।
2) हानिकारक खाद्य श्रृंखला। यह मृत कार्बनिक पदार्थ (तथाकथित. कतरे), जो या तो छोटे, ज्यादातर अकशेरूकीय जानवरों द्वारा खाया जाता है या बैक्टीरिया या कवक द्वारा विघटित हो जाता है। मृत कार्बनिक पदार्थों का उपभोग करने वाले जीव कहलाते हैं Detritivores, इसे विघटित करना - विनाशकर्ता.
घास के मैदान और हानिकारक खाद्य जाल आमतौर पर पारिस्थितिक तंत्र में सह-अस्तित्व में होते हैं, लेकिन एक प्रकार का खाद्य जाल लगभग हमेशा दूसरे पर हावी रहता है। कुछ विशिष्ट वातावरणों में (उदाहरण के लिए, भूमिगत), जहां, प्रकाश की कमी के कारण, हरे पौधों की महत्वपूर्ण गतिविधि असंभव है, केवल हानिकारक खाद्य श्रृंखलाएं मौजूद हैं।
पारिस्थितिक तंत्र में, खाद्य श्रृंखलाएं एक दूसरे से अलग नहीं होती हैं, बल्कि आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़ी होती हैं। वे तथाकथित का गठन करते हैं खाद्य जाले. ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्येक उत्पादक के पास एक नहीं, बल्कि कई उपभोक्ता होते हैं, जिसके बदले में, कई खाद्य स्रोत हो सकते हैं। खाद्य जाल के भीतर संबंधों को नीचे दिए गए चित्र में स्पष्ट रूप से दर्शाया गया है।
खाद्य वेब आरेख।
खाद्य श्रृंखलाओं में, तथाकथित पोषी स्तर. ट्रॉफिक स्तरखाद्य श्रृंखला में जीवों को उनकी जीवन गतिविधि के प्रकार या ऊर्जा के स्रोतों के अनुसार वर्गीकृत करें। पौधे पहले ट्रॉफिक स्तर (उत्पादकों का स्तर) पर कब्जा कर लेते हैं, शाकाहारी (पहले क्रम के उपभोक्ता) दूसरे ट्रॉफिक स्तर से संबंधित होते हैं, शिकारी जो शाकाहारी खाते हैं वे तीसरे ट्रॉफिक स्तर, द्वितीयक शिकारी - चौथे, आदि बनाते हैं। पहले के आदेश।
जैसा कि हम जानते हैं, एक पारिस्थितिकी तंत्र में ऊर्जा का हस्तांतरण खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से होता है। लेकिन पिछले पोषी स्तर की सारी ऊर्जा अगले पोषी स्तर में नहीं जाती है। निम्नलिखित स्थिति को एक उदाहरण के रूप में उद्धृत किया जा सकता है: एक पारिस्थितिकी तंत्र में शुद्ध प्राथमिक उत्पादन (अर्थात, उत्पादकों द्वारा संचित ऊर्जा की मात्रा) 200 kcal/m^2 है, द्वितीयक उत्पादकता (पहले क्रम के उपभोक्ताओं द्वारा संचित ऊर्जा) 20 kcal है /m^2 या पिछले ट्राफिक स्तर से 10%, जबकि अगले स्तर की ऊर्जा 2 kcal/m^2 है, जो पिछले स्तर की ऊर्जा के 20% के बराबर है। जैसा कि इस उदाहरण से देखा जा सकता है, उच्च स्तर पर प्रत्येक संक्रमण के साथ, खाद्य श्रृंखला में पिछली कड़ी की ऊर्जा का 80-90% खो जाता है। इस तरह के नुकसान इस तथ्य के कारण हैं कि एक चरण से दूसरे चरण में संक्रमण के दौरान ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अगले ट्राफिक स्तर के प्रतिनिधियों द्वारा अवशोषित नहीं किया जाता है या गर्मी में परिवर्तित हो जाता है जो जीवित जीवों द्वारा उपयोग के लिए उपलब्ध नहीं है।
ऊर्जा प्रवाह का सार्वभौमिक मॉडल।
ऊर्जा इनपुट और आउटपुट का उपयोग करके विचार किया जा सकता है सार्वभौमिक ऊर्जा प्रवाह मॉडल. यह पारिस्थितिकी तंत्र के किसी भी जीवित घटक पर लागू होता है: पौधे, पशु, सूक्ष्मजीव, जनसंख्या, या ट्राफिक समूह। इस तरह के चित्रमय मॉडल, परस्पर जुड़े हुए, खाद्य श्रृंखलाओं को प्रतिबिंबित कर सकते हैं (जब कई ट्राफिक स्तरों के ऊर्जा प्रवाह आरेख श्रृंखला में जुड़े होते हैं, तो खाद्य श्रृंखला में एक ऊर्जा प्रवाह आरेख बनता है) या सामान्य रूप से बायोएनेरगेटिक्स। आरेख पर बायोमास को आपूर्ति की गई ऊर्जा को दर्शाया गया है मैं. हालांकि, आने वाली ऊर्जा के हिस्से में परिवर्तन नहीं होता है (जैसा कि चित्र में दर्शाया गया है) एन.यू.) उदाहरण के लिए, ऐसा तब होता है जब पौधों से गुजरने वाले प्रकाश का हिस्सा उनके द्वारा अवशोषित नहीं किया जाता है, या जब किसी जानवर के पाचन तंत्र से गुजरने वाले भोजन का हिस्सा उसके शरीर द्वारा अवशोषित नहीं होता है। सीखा (या आत्मसात) ऊर्जा (द्वारा दर्शाया गया है ए) विभिन्न प्रयोजनों के लिए प्रयोग किया जाता है। यह सांस लेने में खर्च होता है (आरेख में- आर) अर्थात। बायोमास की महत्वपूर्ण गतिविधि को बनाए रखने और कार्बनिक पदार्थ का उत्पादन करने के लिए ( पी) उत्पाद, बदले में, विभिन्न रूप लेते हैं। यह बायोमास के विकास के लिए ऊर्जा लागत में व्यक्त किया जाता है ( जी), पर्यावरण में कार्बनिक पदार्थों के विभिन्न विमोचन में ( इ), शरीर के ऊर्जा भंडार में ( एस) (इस तरह के भंडार का एक उदाहरण वसा संचय है)। संग्रहीत ऊर्जा तथाकथित बनाती है वर्किंग लूप, चूंकि उत्पादन के इस हिस्से का उपयोग भविष्य में ऊर्जा प्रदान करने के लिए किया जाता है (उदाहरण के लिए, एक शिकारी नए शिकार की खोज के लिए अपनी ऊर्जा आपूर्ति का उपयोग करता है)। उत्पादन का शेष बायोमास है ( बी).
ऊर्जा प्रवाह के सार्वभौमिक मॉडल की दो तरह से व्याख्या की जा सकती है। सबसे पहले, यह एक प्रजाति की आबादी का प्रतिनिधित्व कर सकता है। इस मामले में, ऊर्जा प्रवाह चैनल और अन्य प्रजातियों के साथ विचाराधीन प्रजातियों के कनेक्शन खाद्य श्रृंखला के एक आरेख का प्रतिनिधित्व करते हैं। एक अन्य व्याख्या ऊर्जा प्रवाह मॉडल को कुछ ऊर्जा स्तर की छवि के रूप में मानती है। फिर बायोमास आयत और ऊर्जा प्रवाह चैनल एक ही ऊर्जा स्रोत द्वारा समर्थित सभी आबादी का प्रतिनिधित्व करते हैं।
ऊर्जा प्रवाह के सार्वभौमिक मॉडल की व्याख्या करने के दृष्टिकोण में अंतर को स्पष्ट रूप से दिखाने के लिए, हम लोमड़ियों की आबादी के साथ एक उदाहरण पर विचार कर सकते हैं। लोमड़ियों के आहार का एक हिस्सा वनस्पति (फल, आदि) है, जबकि दूसरा हिस्सा शाकाहारी है। इंट्रापॉपुलेशन एनर्जी (ऊर्जा मॉडल की पहली व्याख्या) के पहलू पर जोर देने के लिए, लोमड़ियों की पूरी आबादी को एक ही आयत के रूप में दर्शाया जाना चाहिए, अगर चयापचय को वितरित किया जाना है ( उपापचय- चयापचय, चयापचय दर) दो पोषी स्तरों में, अर्थात्, चयापचय में पौधे और पशु भोजन की भूमिकाओं के अनुपात को प्रदर्शित करने के लिए, दो या अधिक आयतों का निर्माण करना आवश्यक है।
ऊर्जा प्रवाह के सार्वभौमिक मॉडल को जानकर, खाद्य श्रृंखला में विभिन्न बिंदुओं पर ऊर्जा प्रवाह के मूल्यों के अनुपात को निर्धारित करना संभव है प्रतिशत के रूप में व्यक्त, इन अनुपातों को कहा जाता है पर्यावरण दक्षता. पारिस्थितिक दक्षता के कई समूह हैं। ऊर्जा संबंधों का पहला समूह: बी/आरऔर पी/आर. बड़े जीवों की आबादी में श्वसन पर खर्च होने वाली ऊर्जा का अनुपात बड़ा होता है। बाहरी वातावरण द्वारा तनावग्रस्त होने पर आरबढ़ती है। मूल्य पीसक्रिय आबादी में महत्वपूर्ण छोटे जीव(जैसे शैवाल), साथ ही उन प्रणालियों में जो बाहर से ऊर्जा प्राप्त करती हैं।
संबंधों का अगला समूह: ए/आईऔर पी/ए. इनमें से पहला कहा जाता है आत्मसात करने की दक्षता(अर्थात प्राप्त ऊर्जा के उपयोग की दक्षता), दूसरा - ऊतक विकास दक्षता. एसिमिलेशन दक्षता 10 से 50% या उससे अधिक तक भिन्न हो सकती है। यह या तो एक छोटे से मूल्य तक पहुंच सकता है (पौधों द्वारा प्रकाश ऊर्जा को आत्मसात करने के दौरान), या हो सकता है बड़े मूल्य(जानवरों द्वारा खाद्य ऊर्जा को आत्मसात करने के दौरान)। आमतौर पर जानवरों में आत्मसात करने की दक्षता उनके भोजन पर निर्भर करती है। शाकाहारी जानवरों में, बीज खाने पर यह 80% तक पहुंच जाता है, युवा पत्तियों को खाने पर 60%, 30-40% - पुराने पत्ते, लकड़ी खाने पर 10-20% तक पहुंच जाता है। शिकारी जानवरों में, आत्मसात करने की दक्षता 60-90% होती है, क्योंकि जानवरों के भोजन को पौधों के भोजन की तुलना में शरीर द्वारा पचाना बहुत आसान होता है।
ऊतक वृद्धि की दक्षता भी व्यापक रूप से भिन्न होती है। यह उन मामलों में अपने उच्चतम मूल्यों तक पहुंचता है जब जीव छोटे होते हैं और उनके आवास की स्थितियों को जीवों के विकास के लिए इष्टतम तापमान बनाए रखने के लिए बड़े ऊर्जा व्यय की आवश्यकता नहीं होती है।
ऊर्जा संबंधों का तीसरा समूह: पी/बी. यदि हम P को उत्पादन वृद्धि की दर मानते हैं, पी/बीबायोमास के समय में एक विशेष बिंदु पर उत्पादन का अनुपात है। यदि उत्पादन की गणना एक निश्चित अवधि के लिए की जाती है, तो अनुपात का मूल्य पी/बीइस अवधि के दौरान औसत बायोमास के आधार पर निर्धारित किया जाता है। में इस मामले में पी/बीएक आयामहीन मात्रा है और दिखाती है कि बायोमास से उत्पादन कितनी बार कम या ज्यादा होता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक पारिस्थितिकी तंत्र की ऊर्जा विशेषताएँ पारिस्थितिकी तंत्र में रहने वाले जीवों के आकार से प्रभावित होती हैं। एक जीव के आकार और उसके विशिष्ट चयापचय (बायोमास के प्रति 1 ग्राम चयापचय) के बीच एक संबंध स्थापित किया गया है। जीव जितना छोटा होता है, उसका विशिष्ट चयापचय उतना ही अधिक होता है और इसके परिणामस्वरूप, बायोमास उतना ही कम होता है जिसे पारिस्थितिकी तंत्र के दिए गए ट्राफिक स्तर पर बनाए रखा जा सकता है। उपयोग की गई ऊर्जा की समान मात्रा के लिए, जीव बड़े आकारछोटे की तुलना में अधिक बायोमास जमा करते हैं। उदाहरण के लिए, खपत ऊर्जा के बराबर मूल्य के साथ, बैक्टीरिया द्वारा संचित बायोमास बड़े जीवों (उदाहरण के लिए, स्तनधारियों) द्वारा संचित बायोमास से बहुत कम होगा। उत्पादकता को देखते हुए एक अलग तस्वीर उभरती है। चूंकि उत्पादकता बायोमास वृद्धि की दर है, यह छोटे जानवरों में अधिक होती है, जिनमें प्रजनन और बायोमास नवीकरण की उच्च दर होती है।
खाद्य श्रृंखलाओं के भीतर ऊर्जा की हानि और व्यक्तियों के आकार पर चयापचय की निर्भरता के कारण, प्रत्येक जैविक समुदाय एक निश्चित ट्राफिक संरचना प्राप्त करता है जो एक पारिस्थितिकी तंत्र की विशेषता के रूप में कार्य कर सकता है। ट्राफिक संरचना या तो खड़ी फसल या प्रत्येक क्रमिक ट्राफिक स्तर द्वारा प्रति इकाई क्षेत्र प्रति इकाई समय में निर्धारित ऊर्जा की मात्रा द्वारा विशेषता है। ट्रॉफिक संरचना को पिरामिड के रूप में ग्राफिक रूप से चित्रित किया जा सकता है, जिसका आधार पहला ट्रॉफिक स्तर (उत्पादकों का स्तर) है, और बाद में ट्रॉफिक स्तर पिरामिड के "फर्श" बनाते हैं। पारिस्थितिक पिरामिड तीन प्रकार के होते हैं।
1) बहुतायत का पिरामिड (आरेख में संख्या 1 द्वारा दर्शाया गया है) यह प्रत्येक पोषी स्तर पर अलग-अलग जीवों की संख्या को प्रदर्शित करता है। विभिन्न पोषी स्तरों पर व्यक्तियों की संख्या दो मुख्य कारकों पर निर्भर करती है। पहला वाला अधिक है उच्च स्तरबड़े जानवरों की तुलना में छोटे जानवरों में विशिष्ट चयापचय, जो उन्हें बड़ी प्रजातियों और उच्च प्रजनन दर पर संख्यात्मक श्रेष्ठता की अनुमति देता है। उपरोक्त कारकों में से एक शिकारी जानवरों में अपने शिकार के आकार पर ऊपरी और निचली सीमाओं का अस्तित्व है। यदि शिकार आकार में शिकारी से बहुत बड़ा है, तो वह इसे दूर नहीं कर पाएगा। छोटे आकार का शिकार शिकारी की ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने में सक्षम नहीं होगा। इसलिए, प्रत्येक शिकारी प्रजाति के लिए, वहाँ है इष्टतम आकारशिकार हालांकि, इस नियम के अपवाद हैं (उदाहरण के लिए, सांप अपने से बड़े जानवरों को जहर की मदद से मारते हैं)। यदि उत्पादक प्राथमिक उपभोक्ताओं की तुलना में बहुत बड़े हैं (उदाहरण के लिए, एक वन पारिस्थितिकी तंत्र, जहां उत्पादक पेड़ हैं, और प्राथमिक उपभोक्ता कीड़े हैं) तो संख्याओं के पिरामिड को "नुकीला" किया जा सकता है।
2) बायोमास का पिरामिड (आरेख में - 2)। इसका उपयोग प्रत्येक पोषी स्तर पर बायोमास के अनुपात को नेत्रहीन रूप से दिखाने के लिए किया जा सकता है। यह प्रत्यक्ष हो सकता है, यदि उत्पादकों का आकार और जीवन काल अपेक्षाकृत बड़े मूल्यों (स्थलीय और उथले पानी के पारिस्थितिक तंत्र) तक पहुँच जाता है, और उलट हो जाता है, जब उत्पादक आकार में छोटे होते हैं और उनका जीवन चक्र छोटा होता है (खुले और गहरे जल निकाय) )
3) ऊर्जा का पिरामिड (आरेख में - 3)। प्रत्येक पोषी स्तर पर ऊर्जा प्रवाह और उत्पादकता की मात्रा को दर्शाता है। बहुतायत और बायोमास के पिरामिडों के विपरीत, ऊर्जा के पिरामिड को उलट नहीं किया जा सकता है, क्योंकि खाद्य ऊर्जा का उच्च ट्राफिक स्तरों में संक्रमण बड़े ऊर्जा नुकसान के साथ होता है। नतीजतन, प्रत्येक पिछले पोषी स्तर की कुल ऊर्जा अगले एक की ऊर्जा से अधिक नहीं हो सकती है। उपरोक्त तर्क उष्मागतिकी के दूसरे नियम के उपयोग पर आधारित है, इसलिए एक पारिस्थितिकी तंत्र में ऊर्जा का पिरामिड इसके स्पष्ट उदाहरण के रूप में कार्य करता है।
किसी पारितंत्र की उपर्युक्त सभी पोषी विशेषताओं में से केवल ऊर्जा का पिरामिड ही जैविक समुदायों के संगठन की सबसे पूर्ण तस्वीर देता है। जनसंख्या पिरामिड में, छोटे जीवों की भूमिका बहुत अतिरंजित होती है, और बायोमास पिरामिड में बड़े जीवों के महत्व को कम करके आंका जाता है। इस मामले में, ये मानदंड आबादी की कार्यात्मक भूमिका की तुलना करने के लिए अनुपयुक्त हैं जो व्यक्तियों के आकार के लिए चयापचय तीव्रता के अनुपात के मूल्य में काफी भिन्न होते हैं। इस कारण से, यह ऊर्जा का प्रवाह है जो सबसे अधिक कार्य करता है उपयुक्त मानदंडएक पारिस्थितिकी तंत्र के अलग-अलग घटकों की एक दूसरे के साथ तुलना करने के साथ-साथ दो पारिस्थितिक तंत्रों की एक दूसरे के साथ तुलना करने के लिए।
पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा परिवर्तन के बुनियादी नियमों का ज्ञान पारिस्थितिकी तंत्र के कामकाज की प्रक्रियाओं की बेहतर समझ में योगदान देता है। यह इस तथ्य के कारण विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कि इसके प्राकृतिक "कार्य" में मानवीय हस्तक्षेप पारिस्थितिक तंत्र को मौत की ओर ले जा सकता है। इस संबंध में, उसे अपनी गतिविधियों के परिणामों की पहले से भविष्यवाणी करने में सक्षम होना चाहिए, और पारिस्थितिकी तंत्र में ऊर्जा प्रवाह का विचार इन भविष्यवाणियों की अधिक सटीकता प्रदान कर सकता है।
लक्ष्य:जैविक पर्यावरणीय कारकों के ज्ञान का विस्तार करें।
उपकरण:हर्बेरियम पौधे, स्टफर्ड कॉर्डेट (मछली, उभयचर, सरीसृप, पक्षी, स्तनधारी), कीट संग्रह, जानवरों की गीली तैयारी, चित्र विभिन्न पौधेऔर जानवर।
कार्य करने की प्रक्रिया:
1. उपकरण का उपयोग करें और दो पावर सर्किट बनाएं। याद रखें कि एक श्रृंखला हमेशा एक निर्माता के साथ शुरू होती है और एक डीकंपोजर के साथ समाप्त होती है।
पौधों → कीड़े→छिपकली → जीवाणु
पौधों → टिड्डी→ मेढक → जीवाणु
प्रकृति में अपने प्रेक्षणों को याद कीजिए और दो खाद्य श्रृंखलाएँ बनाइए। उत्पादकों, उपभोक्ताओं (प्रथम और द्वितीय आदेश), डीकंपोजर पर हस्ताक्षर करें।
बैंगनी → स्प्रिंगटेल्स→शिकारी घुन→मांसाहारी सेंटीपीड→ जीवाणु
निर्माता-उपभोक्ता1-उपभोक्ता2-उपभोक्ता2-अपघटक
पत्ता गोभी→ काउंटर→ मेढक →जीवाणु
निर्माता-उपभोक्ता1-उपभोक्ता2-अपघटक
खाद्य श्रृंखला क्या है और इसके आधार क्या हैं? बायोकेनोसिस की स्थिरता क्या निर्धारित करती है? एक निष्कर्ष तैयार करें।
आउटपुट:
खाना (पौष्टिकता) जंजीर- पौधों, जानवरों, कवक और सूक्ष्मजीवों की प्रजातियों की पंक्तियाँ जो एक दूसरे से संबंधों से संबंधित हैं: भोजन - उपभोक्ता (जीवों का एक क्रम जिसमें स्रोत से उपभोक्ता तक पदार्थ और ऊर्जा का चरणबद्ध स्थानांतरण होता है)। अगली कड़ी के जीव पिछली कड़ी के जीवों को खाते हैं, और इस प्रकार ऊर्जा और पदार्थ का एक श्रृंखला हस्तांतरण किया जाता है, जो प्रकृति में पदार्थों के चक्र को रेखांकित करता है। लिंक से लिंक में प्रत्येक स्थानांतरण के साथ, संभावित ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा (80-90%) गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है। इस कारण से, खाद्य श्रृंखला में कड़ियों (प्रजातियों) की संख्या सीमित है और आमतौर पर 4-5 से अधिक नहीं होती है। बायोकेनोसिस की स्थिरता इसकी प्रजातियों की संरचना की विविधता से निर्धारित होती है। प्रोड्यूसर्स- अकार्बनिक, यानी सभी ऑटोट्रॉफ़्स से कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने में सक्षम जीव। उपभोक्ताओं- हेटरोट्रॉफ़, जीव जो ऑटोट्रॉफ़्स (उत्पादकों) द्वारा बनाए गए तैयार कार्बनिक पदार्थों का उपभोग करते हैं। रेड्यूसर के विपरीत
उपभोक्ता कार्बनिक पदार्थों को अकार्बनिक में विघटित करने में सक्षम नहीं हैं। डीकंपोजर- सूक्ष्मजीव (बैक्टीरिया और कवक) जो जीवित प्राणियों के मृत अवशेषों को नष्ट कर देते हैं, उन्हें अकार्बनिक और सरल कार्बनिक यौगिकों में बदल देते हैं।
3. उन जीवों के नाम लिखिए जो निम्नलिखित खाद्य शृंखलाओं के लुप्त स्थान पर होने चाहिए।
1) मकड़ी, लोमड़ी
2) सुपारी का पेड़ खाने वाला, सर्प बाज़
3) कैटरपिलर
4. जीवों की प्रस्तावित सूची से एक खाद्य जाल बनाएं:
घास, बेरी बुश, मक्खी, टाइटमाउस, मेंढक, सांप, खरगोश, भेड़िया, क्षय बैक्टीरिया, मच्छर, टिड्डा।एक स्तर से दूसरे स्तर तक जाने वाली ऊर्जा की मात्रा को इंगित करें।
1. घास (100%) - टिड्डा (10%) - मेंढक (1%) - पहले से ही (0.1%) - क्षय बैक्टीरिया (0.01%)।
2. झाड़ी (100%) - खरगोश (10%) - भेड़िया (1%) - क्षय बैक्टीरिया (0.1%)।
3. घास (100%) - मक्खी (10%) - टिटमाउस (1%) - भेड़िया (0.1%) - क्षय बैक्टीरिया (0.01%)।
4. घास (100%) - मच्छर (10%) - मेंढक (1%) - पहले से ही (0.1%) - क्षय बैक्टीरिया (0.01%)।
5. एक पोषी स्तर से दूसरे पोषी स्तर (लगभग 10%) में ऊर्जा हस्तांतरण के नियम को जानकर, तीसरी खाद्य श्रृंखला (कार्य 1) के बायोमास पिरामिड का निर्माण करें। प्लांट बायोमास 40 टन है।
घास (40 टन) - टिड्डा (4 टन) - गौरैया (0.4 टन) - लोमड़ी (0.04)।
6. निष्कर्ष: पारिस्थितिक पिरामिड के नियम क्या दर्शाते हैं?
पारिस्थितिक पिरामिड का नियम बहुत ही सशर्त रूप से खाद्य श्रृंखला में पोषण के एक स्तर से दूसरे स्तर तक ऊर्जा हस्तांतरण के पैटर्न को बताता है। पहली बार, इन ग्राफिक मॉडलों को 1927 में सी. एल्टन द्वारा विकसित किया गया था। इस नियमितता के अनुसार, पौधों का कुल द्रव्यमान शाकाहारी जानवरों की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम होना चाहिए, और शाकाहारी जानवरों का कुल द्रव्यमान प्रथम स्तर के शिकारियों की तुलना में अधिक परिमाण का क्रम होना चाहिए, और इसी तरह। खाद्य श्रृंखला के बहुत अंत तक।
प्रयोगशाला कार्य № 1
