बायोकेनोसिस की ट्राफिक संरचना आमतौर पर ग्राफिकल मॉडल द्वारा पारिस्थितिक पिरामिड के रूप में प्रदर्शित की जाती है। इस तरह के मॉडल 1927 में अंग्रेजी प्राणी विज्ञानी सी. एल्टन द्वारा विकसित किए गए थे।

पारिस्थितिक पिरामिड - ये ग्राफिकल मॉडल हैं (आमतौर पर त्रिकोण के रूप में) जो प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर पर व्यक्तियों की संख्या (संख्याओं के पिरामिड), उनके बायोमास (बायोमास पिरामिड) की मात्रा या उनमें निहित ऊर्जा (ऊर्जा पिरामिड) को दर्शाते हैं और इंगित करते हैं ट्रॉफिक स्तर में वृद्धि के साथ सभी संकेतकों में कमी।

पारिस्थितिक पिरामिड तीन प्रकार के होते हैं।

संख्याओं का पिरामिड

संख्याओं का पिरामिड(संख्या) प्रत्येक स्तर पर अलग-अलग जीवों की संख्या को दर्शाता है। पारिस्थितिकी में, संख्याओं के पिरामिड का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है, क्योंकि प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर पर बड़ी संख्या में व्यक्तियों के कारण, उसी पैमाने पर बायोकेनोसिस की संरचना को प्रदर्शित करना बहुत मुश्किल होता है।

यह समझने के लिए कि संख्याओं का पिरामिड क्या है, आइए एक उदाहरण देते हैं। मान लीजिए कि पिरामिड के आधार पर 1000 टन घास है, जिसका द्रव्यमान करोड़ों व्यक्तिगत घास के ब्लेड हैं। यह वनस्पति 27 मिलियन टिड्डों को खिलाने में सक्षम होगी, जो बदले में लगभग 90 हजार मेंढकों को खा सकती है। मेंढक खुद एक तालाब में 300 ट्राउट के लिए भोजन के रूप में काम कर सकते हैं। और यह मछली की वह मात्रा है जो एक व्यक्ति एक वर्ष में खा सकता है! इस प्रकार, पिरामिड के आधार पर कई सौ मिलियन घास के ब्लेड हैं, और इसके शीर्ष पर एक व्यक्ति है। एक पोषी स्तर से दूसरे पोषी स्तर में संक्रमण के दौरान पदार्थ और ऊर्जा की स्पष्ट हानि होती है।

कभी-कभी पिरामिड नियम के अपवाद होते हैं, और फिर हम इससे निपट रहे हैं संख्याओं का उल्टा पिरामिड।यह जंगल में देखा जा सकता है, जहां कीड़े एक ही पेड़ पर रहते हैं, जो कीटभक्षी पक्षियों को खिलाते हैं। इस प्रकार, उत्पादकों की संख्या उपभोक्ताओं की तुलना में कम है।

बायोमास पिरामिड

बायोमास पिरामिड -उत्पादकों और उपभोक्ताओं के बीच अनुपात, उनके द्रव्यमान (कुल शुष्क वजन, ऊर्जा सामग्री, या कुल जीवित पदार्थ के अन्य माप) में व्यक्त किया गया। आमतौर पर स्थलीय बायोकेनोज में, उत्पादकों का कुल वजन उपभोक्ताओं की तुलना में अधिक होता है। बदले में, पहले क्रम के उपभोक्ताओं का कुल वजन दूसरे क्रम के उपभोक्ताओं की तुलना में अधिक होता है, और इसी तरह। यदि जीव आकार में बहुत अधिक भिन्न नहीं होते हैं, तो ग्राफ पर, एक नियम के रूप में, एक टेपिंग टॉप के साथ एक स्टेप्ड पिरामिड प्राप्त होता है।

अमेरिकी पारिस्थितिकी विज्ञानी आर. रिकलेफ़्स ने बायोमास पिरामिड की संरचना की व्याख्या इस प्रकार की: “अधिकांश स्थलीय समुदायों में, बायोमास पिरामिड उत्पादकता पिरामिड के समान है। यदि हम सभी जीवों को इकट्ठा करते हैं जो किसी घास के मैदान में रहते हैं, तो पौधों का वजन सभी ऑर्थोप्टेरा के वजन से बहुत अधिक होगा और इन पौधों पर भोजन करने वाले अनगुलेट्स होंगे। इन शाकाहारी जीवों का वजन, बदले में, उन पक्षियों और बिल्लियों के वजन से अधिक होगा जो प्राथमिक मांसाहारी के स्तर को बनाते हैं, और ये बाद वाले उन शिकारियों के वजन से भी अधिक होंगे जो उन्हें खिलाते हैं, यदि कोई हो। एक शेर का वजन काफी होता है, लेकिन शेर इतने दुर्लभ होते हैं कि उनका वजन, ग्राम प्रति 1 मीटर 2 में व्यक्त किया जाता है, नगण्य होगा।

जैसा कि संख्याओं के पिरामिड के मामले में, आप तथाकथित प्राप्त कर सकते हैं बायोमास का उल्टा (उल्टा) पिरामिड, जब उत्पादकों का बायोमास उपभोक्ताओं से कम होता है, और कभी-कभी डीकंपोजर, और पिरामिड के आधार पर पौधे नहीं, बल्कि जानवर होते हैं। यह मुख्य रूप से जलीय पारिस्थितिक तंत्र पर लागू होता है। उदाहरण के लिए, समुद्र में, फाइटोप्लांकटन की काफी उच्च उत्पादकता के साथ, एक निश्चित समय पर इसका कुल द्रव्यमान ज़ोप्लांकटन और अंतिम उपभोक्ता (व्हेल, बड़ी मछली, मोलस्क) से कम हो सकता है।

ऊर्जा पिरामिड

ऊर्जा पिरामिडऊर्जा प्रवाह के परिमाण को दर्शाता है, भोजन के द्रव्यमान के माध्यम से पारित होने की दर खाद्य श्रृंखला. बायोकेनोसिस की संरचना काफी हद तक निश्चित ऊर्जा की मात्रा से नहीं, बल्कि खाद्य उत्पादन की दर से प्रभावित होती है।

सभी पारिस्थितिक पिरामिड एक ही नियम के अनुसार बनाए गए हैं, अर्थात्: किसी भी पिरामिड के आधार पर हरे पौधे होते हैं, और पिरामिड बनाते समय, इसके आधार से व्यक्तियों की संख्या (संख्या के पिरामिड) के शीर्ष तक नियमित रूप से कमी होती है, उनके बायोमास (बायोमास पिरामिड) और खाद्य मूल्यों से गुजरने वाली ऊर्जा (ऊर्जा का पिरामिड) को ध्यान में रखा जाता है।

1942 में, अमेरिकी इकोलॉजिस्ट आर। लिंडमैन ने तैयार किया ऊर्जा पिरामिड कानून, जिसके अनुसार, पारिस्थितिक पिरामिड के पिछले स्तर द्वारा प्राप्त ऊर्जा का लगभग 10% औसतन खाद्य कीमतों के माध्यम से एक पोषी स्तर से दूसरे तक जाता है। शेष ऊर्जा महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को प्रदान करने पर खर्च की जाती है। चयापचय प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, जीव खाद्य श्रृंखला के प्रत्येक लिंक में लगभग 90% ऊर्जा खो देते हैं। इसलिए, प्राप्त करने के लिए, उदाहरण के लिए, 1 किलो पर्च, लगभग 10 किलो फिश फ्राई, 100 किलो ज़ोप्लांकटन और 1000 किलो फाइटोप्लांकटन का सेवन करना चाहिए।

ऊर्जा हस्तांतरण की प्रक्रिया का सामान्य पैटर्न इस प्रकार है: निचले लोगों की तुलना में बहुत कम ऊर्जा ऊपरी ट्रॉफिक स्तरों से गुजरती है। यही कारण है कि बड़े शिकारी जानवर हमेशा दुर्लभ होते हैं, और ऐसे कोई शिकारी नहीं होते हैं जो खिलाएंगे, उदाहरण के लिए, भेड़िये। इस मामले में, वे बस खुद को नहीं खिलाएंगे, इसलिए बहुत कम भेड़िये हैं।

1. फूड वेब क्या है?

उत्तर। खाद्य (ट्रॉफिक) श्रृंखला - पौधों, जानवरों, कवक और सूक्ष्मजीवों की प्रजातियों की एक श्रृंखला जो एक दूसरे से संबंधों से संबंधित हैं: भोजन - उपभोक्ता। एक खाद्य वेब खाद्य श्रृंखलाओं के बीच संबंधों की एक प्रणाली है।

2. कौन से जीव उत्पादक हैं?

उत्तर। निर्माता - अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने में सक्षम जीव, अर्थात सभी ऑटोट्रॉफ़। यह मूल रूप से है हरे पौधे(प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करते हैं), हालांकि, कुछ प्रकार के केमोट्रोफिक बैक्टीरिया शुद्ध रूप से सक्षम होते हैं रासायनिक संश्लेषणसूरज की रोशनी के बिना ऑर्गेनिक्स।

3. उपभोक्ता, उत्पादकों से किस प्रकार भिन्न हैं?

§ 85 के बाद प्रश्न

1. पारिस्थितिक पिरामिड क्या है? यह समुदाय में किन प्रक्रियाओं को दर्शाता है?

उत्तर। एक ट्रॉफिक स्तर से दूसरे (उच्चतर) में संक्रमण के दौरान ऊर्जा की मात्रा में गिरावट इन स्तरों की संख्या और शिकारियों के शिकार के अनुपात को निर्धारित करती है। यह अनुमान लगाया गया है कि किसी भी पोषण स्तर को पिछले स्तर की ऊर्जा का लगभग 10% (या थोड़ा अधिक) प्राप्त होता है। इसीलिए कुल गणनाशायद ही कभी चार या छह से अधिक पोषी स्तर होते हैं।

ग्राफिक रूप से दर्शाई गई इस घटना को पारिस्थितिक पिरामिड कहा जाता है। संख्याओं (व्यक्तियों) का एक पिरामिड, बायोमास का एक पिरामिड और ऊर्जा का एक पिरामिड होता है।

पिरामिड का आधार उत्पादकों (पौधों) द्वारा बनता है। उनके ऊपर पहले क्रम (शाकाहारी) के उपभोक्ता हैं। अगले स्तर को दूसरे क्रम (शिकारियों) के उपभोक्ताओं द्वारा दर्शाया गया है। और इसलिए पिरामिड के शीर्ष पर, जिस पर सबसे बड़े शिकारियों का कब्जा है। पिरामिड की ऊंचाई आमतौर पर खाद्य श्रृंखला की लंबाई से मेल खाती है।

बायोमास पिरामिड विभिन्न ट्रॉफिक स्तरों के जीवों के बायोमास के अनुपात को रेखांकन से इस तरह से दर्शाता है कि एक निश्चित ट्रॉफिक स्तर के अनुरूप आयत की लंबाई या क्षेत्र उसके बायोमास के समानुपाती होता है।

2. संख्या और ऊर्जा के पिरामिड में क्या अंतर है?

उत्तर। पारिस्थितिक पिरामिड को तीन मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

बहुतायत के पिरामिड, जो व्यक्तिगत जीवों की प्रचुरता को दर्शाते हैं; बायोमास पिरामिड प्रत्येक ट्राफिक स्तर के व्यक्तियों के कुल द्रव्यमान की विशेषता; उत्पादन पिरामिड प्रत्येक पोषी स्तर के उत्पादन की विशेषता बताते हैं।

जनसंख्या पिरामिड, एक नियम के रूप में, सबसे कम जानकारीपूर्ण और सांकेतिक हैं, क्योंकि एक पारिस्थितिकी तंत्र में एक ही ट्रॉफिक स्तर के जीवों की प्रचुरता काफी हद तक उनके आकार पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, एक लोमड़ी का द्रव्यमान कई सौ चूहों के द्रव्यमान के बराबर होता है।

आमतौर पर, एक पारिस्थितिकी तंत्र में विषमपोषी जीवों की संख्या स्वपोषी जीवों की तुलना में अधिक होती है। एक पेड़ (पहला पोषी स्तर) (दूसरा पोषी स्तर) पर कई हजार तक कीट भोजन कर सकते हैं। हेटरोट्रॉफ़िक जीवों के ट्रॉफ़िक स्तर में वृद्धि के साथ, उस पर स्थित व्यक्तियों का औसत आकार आमतौर पर बढ़ जाता है, और उनकी संख्या घट जाती है। इसलिए, पारिस्थितिक तंत्र में जनसंख्या पिरामिड अक्सर "क्रिसमस ट्री" की तरह दिखते हैं।

बायोमास के पिरामिड एक पारिस्थितिकी तंत्र के विभिन्न पोषी स्तरों के बीच संबंधों को बहुत बेहतर ढंग से व्यक्त करते हैं। सामान्य तौर पर, निचले स्तरों का बायोमास उच्च स्तरों से अधिक होता है। हालांकि, इस नियम के महत्वपूर्ण अपवाद हैं। उदाहरण के लिए, समुद्रों में, शाकाहारी प्राणिप्लवक का बायोमास फाइटोप्लांकटन के बायोमास की तुलना में महत्वपूर्ण रूप से (कभी-कभी 2–3 गुना) अधिक होता है, जो मुख्य रूप से एककोशिकीय शैवाल द्वारा दर्शाया जाता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि ज़ोप्लांकटन द्वारा शैवाल को बहुत जल्दी खा लिया जाता है, लेकिन उनकी कोशिकाओं के विभाजन की उच्च दर उन्हें पूर्ण खाने से बचाती है।

पारिस्थितिक तंत्र के कार्यात्मक संगठन की सबसे पूर्ण तस्वीर प्रस्तुतियों के पिरामिड द्वारा प्रदान की जाती है। इसी समय, माप की सामान्य इकाइयों में प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर के उत्पादन मूल्यों का प्रतिनिधित्व करना बेहतर होता है, ऊर्जा इकाइयों में सबसे अच्छा। इस मामले में, प्रस्तुतियों के पिरामिड ऊर्जाओं के पिरामिड होंगे।

बहुतायत और बायोमास के पिरामिडों के विपरीत, जो प्रणाली के स्टैटिक्स को दर्शाते हैं (अर्थात, एक निश्चित समय में जीवों की संख्या को चिह्नित करते हैं), उत्पादन के पिरामिड ट्रॉफिक श्रृंखलाओं के साथ खाद्य ऊर्जा के पारित होने की दरों की विशेषता रखते हैं। यदि ट्रॉफिक श्रृंखला में ऊर्जा के सेवन और व्यय के सभी मूल्यों को सही ढंग से ध्यान में रखा जाता है, तो ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, उत्पाद पिरामिड का हमेशा सही आकार होगा।

जीवों की संख्या और बायोमास जो कुछ शर्तों के तहत किसी भी स्तर को बनाए रख सकते हैं, यह पिछले स्तर पर उपलब्ध निश्चित ऊर्जा की मात्रा पर निर्भर नहीं करता है (यानी, बाद के बायोमास पर), लेकिन उस पर खाद्य उत्पादन की दर पर निर्भर करता है।

3. संख्याओं का पिरामिड सीधा और उल्टा क्यों हो सकता है?

उत्तर। यदि शिकार आबादी की प्रजनन दर अधिक है, तो कम बायोमास के साथ भी, ऐसी आबादी शिकारियों के लिए उच्च बायोमास, लेकिन कम प्रजनन दर के लिए पर्याप्त भोजन स्रोत हो सकती है। इस कारण से, बहुतायत या बायोमास के पिरामिड उलटे हो सकते हैं, यानी निम्न ट्राफिक स्तरों में घनत्व कम हो सकता है और उच्च स्तरों की तुलना में बायोमास हो सकता है।

उदाहरण के लिए, कई कीड़े एक पेड़ (संख्याओं का उल्टा पिरामिड) पर रह सकते हैं और खा सकते हैं। बायोमास का एक उल्टा पिरामिड समुद्री पारिस्थितिक तंत्र की विशेषता है, जहां प्राथमिक उत्पादक (फाइटोप्लांकटन शैवाल) बहुत जल्दी विभाजित होते हैं, और उनके उपभोक्ता (ज़ूप्लंकटन क्रस्टेशियन) बहुत बड़े होते हैं, लेकिन बहुत अधिक धीरे-धीरे गुणा करते हैं। समुद्री कशेरुकियों का द्रव्यमान और भी अधिक होता है और प्रजनन चक्र लंबा होता है।

5वें पोषी स्तर पर प्राप्त ऊर्जा के हिस्से की गणना करें, बशर्ते कि पहले स्तर पर इसकी कुल मात्रा 500 यूनिट हो।

उत्तर। पहला स्तर 500 है, दूसरा 50 है, तीसरा 5 है, चौथा 0.5 है, पांचवां 0.05 यूनिट है।

पारिस्थितिक पिरामिड।

ट्रॉफिक श्रृंखला सैद्धांतिक रूप से शामिल हो सकती है एक लंबी संख्यालिंक, लेकिन कार्रवाई के परिणामस्वरूप व्यावहारिक रूप से 5-6 लिंक से अधिक नहीं होते हैं ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियमऊर्जा जल्दी खत्म हो जाती है।

ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम को वृद्धि के नियम के रूप में भी जाना जाता है। एन्ट्रापी(जीआर। एन्टोपियामोड़ो, बदलो)। इस नियम के अनुसार, ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है - यह एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में स्थानांतरित होती है और एक रूप से दूसरे रूप में बदल जाती है।

ट्राफिक श्रृंखलाओं में, खाद्य श्रृंखला के आधार के रूप में कार्य करने वाले पौधों की मात्रा शाकाहारी जानवरों के द्रव्यमान से लगभग 10 गुना अधिक होती है, और प्रत्येक बाद के भोजन स्तर में भी द्रव्यमान 10 गुना कम होता है। इस पैटर्न को 10% नियम कहा जाता है: औसतन, पिछले स्तर से प्राप्त ऊर्जा का 1/10 से अधिक अगले ट्रॉफिक स्तर पर स्थानांतरित नहीं किया जाता है। इसलिए, यदि सौर ऊर्जा का लगभग एक प्रतिशत पौधों में जमा होता है, तो, उदाहरण के लिए, चौथे ट्रॉफिक स्तर पर, इसका हिस्सा केवल 0.001% होगा।

ट्रॉफिक चेनहैं बहुत अस्थिर प्रणाली , क्योंकि किसी भी लिंक के आकस्मिक नुकसान से पूरी श्रृंखला नष्ट हो जाती है। प्राकृतिक की स्थिरता समुदायों को जटिल शाखित बहु-प्रजातियों की उपस्थिति द्वारा प्रदान किया जाता है खाद्य जाले . ऐसे नेटवर्क में, जब कोई लिंक विफल हो जाता है, तो ऊर्जा चक्कर लगाने वाले रास्तों पर चलने लगती है। बायोगेकेनोसिस में जितनी अधिक प्रजातियां हैं, उतना ही विश्वसनीय और स्थिर है।

पारिस्थितिक तंत्र की खाद्य श्रृंखलाओं में स्तर से स्तर तक ऊर्जा हस्तांतरण गुणांक के परिमाण के दृश्य प्रतिनिधित्व के लिए, कई प्रकार के पारिस्थितिक पिरामिड का उपयोग किया जाता है।

पारिस्थितिक पिरामिड -यह वॉल्यूम के बीच संबंध का एक ग्राफिकल (या आरेखीय) प्रतिनिधित्व है कार्बनिक पदार्थया खाद्य श्रृंखला में आसन्न स्तरों पर ऊर्जा.

पिरामिड का ग्राफिक मॉडल 1927 में एक अमेरिकी प्राणी विज्ञानी द्वारा विकसित किया गया था चार्ल्स एल्टन.

पिरामिड का आधार पहला ट्रॉफिक स्तर है - उत्पादकों का स्तर, और पिरामिड के अगले "फर्श" बाद के स्तरों - विभिन्न आदेशों के उपभोक्ताओं द्वारा बनते हैं। सभी ब्लॉकों की ऊंचाई समान है, और लंबाई इसी स्तर पर संख्या, बायोमास या ऊर्जा के समानुपाती है। पारिस्थितिक पिरामिड बनाने के तीन तरीके हैं

सबसे व्यापक रूप से निम्नलिखित प्रकार के पारिस्थितिक पिरामिड हैं:

एल्टन की संख्या के पिरामिड;

बायोमास के पिरामिड;

ऊर्जा पिरामिड।

लिंडमैन सिद्धांत. 1942 में, व्यापक अनुभवजन्य सामग्री के सामान्यीकरण के आधार पर, अमेरिकी पारिस्थितिकीविद् लिंडमैन ने पारिस्थितिक तंत्र में जैव रासायनिक ऊर्जा रूपांतरण के सिद्धांत को तैयार किया, जिसे पारिस्थितिक साहित्य में नाम मिला। कानून 10%।

लिंडमैन सिद्धांत - ऊर्जा के पिरामिड का नियम (10 प्रतिशत का नियम),जिसके अनुसार, औसतन, पारिस्थितिक पिरामिड के पिछले स्तर द्वारा प्राप्त ऊर्जा का लगभग 10% खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से एक पोषी स्तर से दूसरे पोषी स्तर तक जाता है। शेष ऊर्जा तापीय विकिरण, संचलन आदि के रूप में नष्ट हो जाती है। जीव, चयापचय प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, खाद्य श्रृंखला के प्रत्येक लिंक में सभी ऊर्जा का लगभग 90% खो देते हैं, जो कि उनके महत्वपूर्ण कार्यों को बनाए रखने पर खर्च किया जाता है।

एल्टन की संख्या के पिरामिडरूप में प्रस्तुत किया गया है व्यक्तियों की औसत संख्या बाद के ट्राफिक स्तरों पर जीवों के पोषण के लिए आवश्यक।

संख्याओं का पिरामिड(संख्या) प्रत्येक स्तर पर अलग-अलग जीवों की संख्या को दर्शाता है (चित्र 35)।

उदाहरण के लिए, एक भेड़िये को खिलाने के लिए जरूरी है, कम से कम, कुछ खरगोश जिनका वह शिकार कर सकता था; इन खरगोशों को खिलाने के लिए आपको काफी बड़ी संख्या में विभिन्न पौधों की आवश्यकता होती है।

उदाहरण के लिए,ट्राफिक श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करने के लिए:

ओक का पत्ता - कैटरिप - तैसा

एक शीर्षक (तीसरे स्तर) के लिए संख्याओं का पिरामिड कैटरपिलर (द्वितीय स्तर) की संख्या को दर्शाता है जो एक निश्चित समय में खाता है, उदाहरण के लिए, एक प्रकाश दिन में। पिरामिड के पहले स्तर पर, पिरामिड के दूसरे स्तर पर दिखाए गए कैटरपिलर की संख्या को खिलाने के लिए आवश्यक रूप से कई ओक के पत्तों को दर्शाया गया है।

बायोमास और ऊर्जा के पिरामिडप्रत्येक पोषण स्तर पर बायोमास या ऊर्जा की मात्रा के अनुपात को व्यक्त करें।

बायोमास पिरामिड प्रत्येक स्तर पर कार्बनिक पदार्थ के सूखे द्रव्यमान को तौलने के परिणामों को प्रदर्शित करने पर आधारित है, और ऊर्जा पिरामिड निचले स्तर से उच्च स्तर पर स्थानांतरित जैव रासायनिक ऊर्जा की गणना पर आधारित है। बायोमास (या ऊर्जा) पिरामिड प्लॉट पर इन स्तरों को समान ऊंचाई के आयतों के रूप में दर्शाया गया है, जिसकी चौड़ाई अध्ययन के तहत ट्रॉफिक श्रृंखला के प्रत्येक बाद के (ओवरलींग) स्तर पर स्थानांतरित बायोमास की मात्रा के अनुपात में है।

घास (809) - शाकाहारी (37) - मांसाहारी -1 (11) - मांसाहारी -2 (1.5),

जहां सूखे बायोमास (g/sq. m) के मान कोष्ठकों में दिए गए हैं।

2. बायोमास का पिरामिड – विभिन्न ट्राफिक स्तरों के जीवों के द्रव्यमान का अनुपात। आमतौर पर, स्थलीय बायोकेनोज में, उत्पादकों का कुल द्रव्यमान प्रत्येक बाद की कड़ी से अधिक होता है। बदले में, पहले क्रम के उपभोक्ताओं का कुल द्रव्यमान दूसरे क्रम के उपभोक्ताओं से अधिक होता है, और इसी तरह। यदि जीव आकार में बहुत अधिक भिन्न नहीं होते हैं, तो ग्राफ आमतौर पर एक टेपिंग टॉप के साथ एक स्टेप्ड पिरामिड दिखाता है। तो, 1 किलो गोमांस के निर्माण के लिए 70-90 किलो ताजी घास की जरूरत होती है।

जलीय पारिस्थितिक तंत्र में, उल्टे या उल्टे बायोमास पिरामिड को प्राप्त करना भी संभव है, जब उत्पादकों का बायोमास उपभोक्ताओं और कभी-कभी डीकंपोजर से कम होता है। उदाहरण के लिए, समुद्र में, फाइटोप्लांकटन की काफी उच्च उत्पादकता के साथ, इस समय इसका कुल द्रव्यमान उपभोक्ता उपभोक्ताओं (व्हेल, बड़ी मछली, मोलस्क) से कम हो सकता है।

संख्या और बायोमास के पिरामिड प्रतिबिंबित करते हैं स्थिरप्रणालियाँ, अर्थात्, एक निश्चित अवधि में जीवों की संख्या या बायोमास को चिह्नित करती हैं। वे पारिस्थितिक तंत्र की ट्रॉफिक संरचना के बारे में पूरी जानकारी प्रदान नहीं करते हैं, हालांकि वे कई हल करने की अनुमति देते हैं व्यावहारिक कार्य, विशेष रूप से पारिस्थितिक तंत्र की स्थिरता को बनाए रखने से संबंधित है।

संख्याओं का पिरामिड यह संभव बनाता है, उदाहरण के लिए, शिकार की अवधि के दौरान मछली पकड़ने या जानवरों को गोली मारने के स्वीकार्य मूल्य की गणना करने के लिए उनके सामान्य प्रजनन के परिणामों के बिना।

3. ऊर्जा का पिरामिडऊर्जा प्रवाह की मात्रा, खाद्य श्रृंखला के माध्यम से भोजन के द्रव्यमान के पारित होने की दर को दर्शाता है। बायोकेनोसिस की संरचना काफी हद तक निश्चित ऊर्जा की मात्रा से प्रभावित नहीं होती है, लेकिन खाद्य उत्पादन दर (चित्र 37)।

यह स्थापित किया गया है कि अगले ट्रॉफिक स्तर पर स्थानांतरित ऊर्जा की अधिकतम मात्रा कुछ मामलों में पिछले एक का 30% हो सकती है, और यह सबसे अच्छा है। कई बायोकेनोज, खाद्य श्रृंखलाओं में, स्थानांतरित ऊर्जा का मूल्य केवल 1% हो सकता है।

चावल। 37. ऊर्जा पिरामिड: चरागाह खाद्य श्रृंखला के माध्यम से ऊर्जा प्रवाह (सभी आंकड़े केजे प्रति वर्ग मीटर x वर्ष में हैं)

ध्यान दें कि पारिस्थितिक पिरामिड लिंडमैन सिद्धांत का एक स्पष्ट उदाहरण हैं और उनकी सहायता से प्रतिबिंबित करते हैं आवश्यक सुविधापारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा प्रक्रियाएं, अर्थात्: ऊर्जा के अपेक्षाकृत छोटे हिस्से (औसतन, लगभग दसवें) को अगले स्तर पर स्थानांतरित करने के कारण, बहुत कम ऊर्जा पारिस्थितिकी तंत्र में रहती है, और शेष भू-मंडल में लौट आती है। तो, 4-स्तरीय ट्रॉफिक श्रृंखला के साथ, पारिस्थितिकी तंत्र में जैव रासायनिक ऊर्जा का केवल दस हजारवां हिस्सा रहता है। एक पारिस्थितिकी तंत्र में शेष ऊर्जा का छोटा अंश बताता है कि वास्तव में क्यों प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्रखाद्य श्रृंखलाओं में 5-6 से अधिक स्तर नहीं होते हैं।

प्रकृति अद्भुत और विविध है, और इसमें सब कुछ आपस में जुड़ा हुआ है और संतुलित है। जानवरों, कीड़ों, मछलियों की किसी भी प्रजाति के व्यक्तियों की संख्या को लगातार विनियमित किया जाता है।

यह कल्पना करना असंभव है कि व्यक्तियों की किसी भी प्रजाति की संख्या लगातार बढ़ रही है। ऐसा होने से रोकने के लिए प्राकृतिक चयन और कई अन्य कारक हैं। पर्यावरण, इस संख्या को लगातार विनियमित करना। आप सभी ने शायद एक पारिस्थितिक पिरामिड के रूप में ऐसी अभिव्यक्ति सुनी होगी। यह क्या है? किस प्रकार के पारिस्थितिक पिरामिड मौजूद हैं? यह किन नियमों पर आधारित है? आपको इन और अन्य सवालों के जवाब नीचे मिलेंगे।

पारिस्थितिक पिरामिड है ... परिभाषा

तो, हर कोई जानता है कि जीव विज्ञान में खाद्य श्रृंखलाएं होती हैं जब कुछ जानवर, आमतौर पर शिकारियों, अन्य जानवरों पर फ़ीड करते हैं।

पारिस्थितिक पिरामिड उसी प्रणाली के बारे में है, लेकिन बदले में, अधिक वैश्विक है। वह क्या दर्शाती है? एक पारिस्थितिक पिरामिड एक प्रकार की प्रणाली है जो इसकी संरचना में जीवों की संख्या, व्यक्तियों के द्रव्यमान और साथ ही प्रत्येक स्तर पर उनमें निहित ऊर्जा को दर्शाती है। ख़ासियत यह है कि प्रत्येक स्तर की वृद्धि के साथ, संकेतक काफी कम हो जाते हैं। वैसे, यह वही है जो पारिस्थितिक पिरामिड के नियम से जुड़ा है। इसके बारे में बात करने से पहले यह समझने लायक है कि यह योजना कैसी दिखती है।

पिरामिड नियम

यदि आप चित्र में योजनाबद्ध रूप से इसकी कल्पना करते हैं, तो यह चेप्स के पिरामिड के समान होगा: चतुर्भुज पिरामिडएक नुकीले शीर्ष के साथ, जहाँ व्यक्तियों की सबसे छोटी संख्या केंद्रित होती है।

पारिस्थितिक पिरामिड का नियम एक बहुत ही दिलचस्प पैटर्न को परिभाषित करता है। यह इस तथ्य में समाहित है कि पारिस्थितिक पिरामिड का आधार, अर्थात् वनस्पति जो पोषण का आधार बनाती है, पौधों के खाद्य पदार्थों को खाने वाले जानवरों के द्रव्यमान से लगभग दस गुना बड़ा है।

इसके अलावा, प्रत्येक अगला स्तर भी पिछले वाले से दस गुना कम है। तो यह पता चला है कि चरम ऊपरी स्तर में सबसे छोटा द्रव्यमान और ऊर्जा होती है। हमें यह नियमितता क्या देता है?

पिरामिड शासन की भूमिका

पारिस्थितिक पिरामिड के नियम के आधार पर अनेक समस्याओं का समाधान किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक निश्चित मात्रा में अनाज होने पर कितने चील विकसित हो सकते हैं, जब खाद्य श्रृंखला में मेंढक, सांप, टिड्डे और एक चील शामिल होते हैं।

इस तथ्य के आधार पर कि उच्चतम स्तरकेवल 10% ऊर्जा ही स्थानांतरित होती है, आप ऐसी समस्याओं को आसानी से हल कर सकते हैं। हमने सीखा कि पारिस्थितिक पिरामिड क्या हैं, उनके नियमों और पैटर्न का खुलासा किया। लेकिन अब हम बात करेंगे कि प्रकृति में कौन से पारिस्थितिक पिरामिड मौजूद हैं।

पारिस्थितिक पिरामिड के प्रकार

पिरामिड तीन प्रकार के होते हैं। प्रारंभिक परिभाषा के आधार पर, यह पहले ही निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि वे व्यक्तियों की संख्या, उनके बायोमास और उनमें निहित ऊर्जा से संबंधित हैं। सामान्य तौर पर, सब कुछ क्रम में।

संख्याओं का पिरामिड

नाम ही अपने में काफ़ी है। यह पिरामिड अलग-अलग सभी स्तरों पर स्थित व्यक्तियों की संख्या को दर्शाता है। लेकिन यह ध्यान देने योग्य है कि पारिस्थितिकी में इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है, क्योंकि एक ही स्तर पर बहुत बड़ी संख्या में व्यक्ति होते हैं, और बायोकेनोसिस की पूरी संरचना देना काफी मुश्किल होता है।

एक विशिष्ट उदाहरण में यह सब कल्पना करना बहुत आसान है। मान लीजिए कि पिरामिड के आधार पर 1000 टन हरे पौधे हैं। इस वनस्पति को टिड्डे खा जाते हैं। उदाहरण के लिए, उनकी संख्या कहीं तीस मिलियन के आसपास है। इन सभी टिड्डों को नब्बे हजार मेंढक खा सकते हैं। मेंढक स्वयं 300 ट्राउट का भोजन हैं। यह मछली की वह मात्रा है जो एक व्यक्ति एक वर्ष में खा सकता है। हमें क्या मिलता है? और यह पता चला है कि पिरामिड के आधार पर घास के लाखों ब्लेड हैं, और पिरामिड के शीर्ष पर केवल एक व्यक्ति है।

बस यहाँ हम देख सकते हैं कि कैसे, एक स्तर से प्रत्येक बाद के स्तर पर जाने पर संकेतक घटते हैं। द्रव्यमान, व्यक्तियों की संख्या घट जाती है, उनमें निहित ऊर्जा घट जाती है। उल्लेख नहीं है कि अपवाद हैं। उदाहरण के लिए, कभी-कभी संख्याओं के उल्टे इको-पिरामिड होते हैं। मान लीजिए जंगल में किसी पेड़ पर कीड़े रहते हैं। सभी कीटभक्षी पक्षी उन पर भोजन करते हैं।

बायोमास पिरामिड

दूसरी योजना बायोमास पिरामिड है। यह भी एक अनुपात है। लेकिन इस मामले में यह जनता का अनुपात है। एक नियम के रूप में, पिरामिड के आधार पर द्रव्यमान हमेशा उच्चतम ट्रॉफिक स्तर की तुलना में बहुत बड़ा होता है, और दूसरे स्तर का द्रव्यमान तीसरे स्तर के द्रव्यमान से अधिक होता है, और इसी तरह। यदि विभिन्न ट्राफिक स्तरों पर जीव आकार में अधिक भिन्न नहीं होते हैं, तो आकृति में यह सिर्फ एक चतुष्कोणीय पिरामिड जैसा दिखता है जो ऊपर की ओर पतला होता है। अमेरिकी वैज्ञानिकों में से एक ने निम्नलिखित उदाहरण का उपयोग करके इस पिरामिड की संरचना की व्याख्या की: एक घास के मैदान में वनस्पति का वजन इन पौधों का सेवन करने वाले व्यक्तियों के द्रव्यमान से बहुत अधिक है, पहले स्तर के मांसाहारियों के वजन की तुलना में शाकाहारी का वजन अधिक है। , बाद वाले का वजन दूसरे स्तर के मांसाहारियों के वजन से अधिक होता है, और इसी तरह।

उदाहरण के लिए, एक शेर का वजन काफी अधिक होता है, लेकिन यह व्यक्ति इतना दुर्लभ होता है कि अन्य व्यक्तियों के द्रव्यमान की तुलना में इसका अपना द्रव्यमान नगण्य होता है। ऐसे पिरामिड में अपवाद भी पाए जाते हैं, जब उत्पादकों का द्रव्यमान उपभोक्ताओं के द्रव्यमान से कम होता है। आइए एक उदाहरण के रूप में जल प्रणाली को लें। फाइटोप्लांकटन का द्रव्यमान, यहां तक ​​कि उच्च उत्पादकता को ध्यान में रखते हुए, व्हेल जैसे उपभोक्ताओं के द्रव्यमान से कम है। ऐसे पिरामिडों को उल्टा या उलटा कहा जाता है।

ऊर्जा पिरामिड

और अंत में, तीसरे प्रकार का पारिस्थितिक पिरामिड ऊर्जा एक है। यह उस गति को दर्शाता है जिसके साथ भोजन का द्रव्यमान श्रृंखला से गुजरता है, साथ ही इस ऊर्जा की मात्रा भी। यह कानून आर लिंडमैन द्वारा तैयार किया गया था। यह वह था जिसने साबित किया कि ट्रॉफिक स्तर में बदलाव के साथ, पिछले स्तर पर मौजूद ऊर्जा का केवल 10% ही गुजरता है।

प्रारंभिक ऊर्जा प्रतिशत हमेशा 100% होता है। लेकिन यदि इसका केवल दसवां हिस्सा ही अगले पोषी स्तर तक जाता है, तो अधिकांश ऊर्जा कहाँ जाती है? इसका मुख्य भाग, अर्थात् 90%, सभी जीवन प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करने के लिए व्यक्तियों द्वारा खर्च किया जाता है। तो यहाँ भी एक पैटर्न है। ऊपरी ट्राफिक स्तरों के माध्यम से, जहां एक छोटा द्रव्यमान और व्यक्तियों की संख्या होती है, ऊर्जा भी इससे गुजरने की तुलना में बहुत छोटे हिस्से में प्रवाहित होती है निचले स्तर. यह इस तथ्य की व्याख्या कर सकता है कि बहुत सारे शिकारी नहीं हैं।

पारिस्थितिक पिरामिड के नुकसान और फायदे

संख्या के बावजूद विभिन्न प्रकार, उनमें से लगभग प्रत्येक के कई नुकसान हैं। उदाहरण के लिए, ये संख्या और बायोमास के पिरामिड हैं। उनका नुकसान क्या है? तथ्य यह है कि यदि विभिन्न स्तरों की संख्या में फैलाव बहुत बड़ा है तो पहले वाले का निर्माण कुछ कठिनाइयों का कारण बनता है। लेकिन कठिनाई केवल इसी में नहीं है।

ऊर्जा पिरामिड उत्पादकता की तुलना करने में सक्षम है, क्योंकि यह सबसे महत्वपूर्ण समय कारक को ध्यान में रखता है। और, ज़ाहिर है, यह कहने योग्य है कि ऐसा पिरामिड कभी उलटा नहीं होता है। इस वजह से यह एक तरह का मानक है।

पारिस्थितिक पिरामिड की भूमिका

पारिस्थितिक पिरामिड वह है जो हमें बायोकेनोसिस की संरचना को समझने में मदद करता है, सिस्टम की स्थिति का वर्णन करता है। साथ ही, ये योजनाएँ मछली पकड़ने की स्वीकार्य मात्रा, मारे गए जानवरों की संख्या निर्धारित करने में मदद करती हैं।

पर्यावरण की समग्र अखंडता और स्थिरता का उल्लंघन न करने के लिए यह सब आवश्यक है। पिरामिड, बदले में, हमें कार्यात्मक समुदायों के संगठन को समझने में मदद करता है, साथ ही उनकी उत्पादकता के संदर्भ में विभिन्न पारिस्थितिक तंत्रों की तुलना करता है।

सुविधाओं के अनुपात के रूप में पारिस्थितिक पिरामिड

उपरोक्त प्रकारों के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि पारिस्थितिक पिरामिड बहुतायत, द्रव्यमान और ऊर्जा से संबंधित संकेतकों का एक प्रकार का अनुपात है। पारिस्थितिक पिरामिड के स्तर सभी प्रकार से भिन्न हैं। उच्च स्कोर के निम्न स्तर होते हैं, और इसके विपरीत। उल्टे योजनाओं के बारे में मत भूलना। यहां उपभोक्ताओं की संख्या उत्पादकों से अधिक है। लेकिन इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है। प्रकृति के अपने नियम हैं, अपवाद कहीं भी हो सकते हैं।

ऊर्जा पिरामिड सबसे सरल और सबसे विश्वसनीय है, क्योंकि यह सबसे महत्वपूर्ण समय कारक को ध्यान में रखता है। इसके कारण, यह वह है जिसे एक निश्चित मानक माना जाता है। संतुलन बनाए रखने के लिए पारिस्थितिक पिरामिड की भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्रऔर उनकी स्थिरता सुनिश्चित करना।

प्रत्येक पारिस्थितिकी तंत्र कई से बना है ट्राफिक (भोजन) स्तर, एक निश्चित संरचना का निर्माण। ट्रॉफिक संरचनाआमतौर पर के रूप में दर्शाया गया है पारिस्थितिक पिरामिड।

1927 में, अमेरिकी इकोलॉजिस्ट और जूलॉजिस्ट चार्ल्स एल्टन ने एक ग्राफिकल मॉडल प्रस्तावित कियापारिस्थितिक पिरामिड। पिरामिड का आधार पहला ट्रॉफिक स्तर है, जिसमें उत्पादक शामिल हैं। ऊपर विभिन्न आदेशों के उपभोक्ताओं के स्तर हैं। दूसरे शब्दों में, पारिस्थितिक पिरामिड को देखते हुए, हम समझते हैं कि इसके सभी सदस्य किसी दिए गए पारिस्थितिकी तंत्र में कई कारकों के अनुसार कैसे संबंधित हैं।

स्तर दिखाए गए हैंपारिस्थितिक पिरामिड कई आयताकार या समलम्बाकार स्तरों के रूप में, जिसका आकार या तो खाद्य श्रृंखला के प्रत्येक स्तर में प्रतिभागियों की संख्या के साथ, या उनके द्रव्यमान के साथ, या ऊर्जा के साथ सहसंबद्ध होता है।

तीन प्रकार के पारिस्थितिक पिरामिड

1. संख्याओं का पिरामिड (या संख्या) हमें प्रत्येक स्तर पर जीवित जीवों की संख्या बताता है। उदाहरण के लिए, एक उल्लू को खिलाने के लिए 12 चूहों की जरूरत होती है, और बदले में उन्हें राई के 300 कानों की जरूरत होती है। अक्सर ऐसा होता हैसंख्याओं का पिरामिड उल्टा होता है (ऐसा पिरामिड अन्यथा उल्टा कहा जाता है)। यह एक वन खाद्य श्रृंखला का वर्णन कर सकता है जिसमें पेड़ उत्पादक हैं और कीड़े प्राथमिक उपभोक्ता हैं। एक पेड़ असंख्य कीड़ों का भोजन है।

2. बायोमास पिरामिड का वर्णन करता है कई जीवों के द्रव्यमान का अनुपातट्रॉफिक स्तर। एक नियम के रूप में, भूमि पर बायोकेनोज में, खाद्य श्रृंखला में प्रत्येक बाद की कड़ी की तुलना में उत्पादकों का द्रव्यमान बहुत अधिक होता है, और पहले स्तर के उपभोक्ताओं का द्रव्यमान दूसरे स्तर के उपभोक्ताओं के द्रव्यमान से अधिक होता है, आदि।

जलीय पारिस्थितिक तंत्र को उल्टे बायोमास पिरामिड द्वारा भी चित्रित किया जा सकता है, जिसमें उपभोक्ताओं का द्रव्यमान उत्पादकों के द्रव्यमान से अधिक होता है। फाइटोप्लांकटन पर भोजन करने वाले समुद्री प्राणिप्लवक कुल द्रव्यमान के मामले में इससे कहीं अधिक हैं। ऐसा लगता है कि इस तरह के अवशोषण की दर के साथ, फाइटोप्लांकटन को गायब होना होगा, हालांकि, उच्च विकास दर से इसे बचाया जाता है।

3. ऊर्जा पिरामिड पड़ताल आधार स्तर से उच्चतम तक खाद्य श्रृंखला के माध्यम से ऊर्जा प्रवाह की मात्रा। में बायोकेनोसिस की संरचना उच्च डिग्रीसभी पोषी स्तरों पर खाद्य उत्पादन की दर पर निर्भर करता है। अमेरिकी वैज्ञानिक रेमंड लिंडमैन ने पाया कि उनके द्वारा प्राप्त ऊर्जा का 90% तक प्रत्येक स्तर पर खो जाता है (तथाकथित "10% का कानून")।

हमें पारिस्थितिक पिरामिड की आवश्यकता क्यों है?

संख्या और बायोमास के पिरामिड पारिस्थितिकी तंत्र को उसकी स्थिति में वर्णित करते हैं, क्योंकि वे एक निश्चित समय अवधि के लिए पारिस्थितिकी तंत्र में प्रतिभागियों की संख्या या द्रव्यमान की गणना करते हैं। वे गतिशीलता में पारिस्थितिकी तंत्र की ट्रॉफिक संरचना के बारे में जानकारी प्रदान करने के लिए अभिप्रेत नहीं हैं, हालांकि, वे पारिस्थितिकी तंत्र की स्थिरता को बनाए रखने और संभावित खतरों को दूर करने से संबंधित समस्याओं को हल करने की अनुमति देते हैं।

स्थिरता के उल्लंघन का एक उत्कृष्ट उदाहरण ऑस्ट्रेलियाई महाद्वीप में खरगोशों का आयात है। प्रजनन की दर अधिक होने के कारण इनकी संख्या इतनी अधिक हो गई कि इनसे हानि होने लगी कृषि, भेड़ और मवेशियों को भोजन से वंचित करना - इस प्रकार केवल एक प्रजातिउपभोक्ताओं (खरगोशों) ने इस पारिस्थितिकी तंत्र में उत्पादक (घास) का एकाधिकार कर लिया।

ऊर्जा पिरामिड, उपरोक्त पिरामिडों के विपरीत, गतिशील है, यह सभी ट्राफिक स्तरों के माध्यम से ऊर्जा की मात्रा के पारित होने की दर को बताता है। इसका कार्य कार्यात्मक संगठन का विचार देना हैपारिस्थितिक तंत्र।