Цепь питания в почве. Цепи питания луга: примеры составления

Почва - уникальная среда обитания для почвенной фауны.

Эта среда характеризуется отсутствием резких колебаний температуры и влажности, разнообразием органических веществ, использующихся в качестве источника питания, содержит поры и полости разных размеров, в ней постоянно есть влага.

Большое влияние на процессы почвообразования оказывают многочисленные представители почвенной фауны - беспозвоночные, позвоночные и простейшие, населяющие различные горизонты почвы и живущие на ее поверхности. Почвенные животные, с одной стороны, приспосабливаются к почвенной среде, видоизменяют свою форму, строение, характер функционирования, а, с другой - активно воздействуют на почву, изменяя структуру порового пространства и перераспределяя по глубине органо-минеральные вещества в профиле. В почвенном биоценозе формируются сложные устойчивые пищевые цепи. Большинство почвенных животных питаются растениями и растительными остатками, остальные - хищники. Каждому типу почв свойственны свои особенности биоценоза: его структура, биомасса, распределение в профиле и параметры функционирования.

По размерам особей представители почвенной фауны делятся на четыре группы:

1. микрофауна - организмы менее 0,2 мм (главным образом, простейшие, нематоды, ризоподы, эхинококки, живущие во влажной почвенной среде);
2. мезофауна - животные размером от 0,2 до 4 мм (микроартроподы, мельчайшие насекомые и специфические черви, приспособленные к жизни в почве, имеющей достаточно влажный воздух);
3. макрофауна - животные размером 4-80 мм (земляные черви, моллюски, насекомые - муравьи, термиты и др.);
4. мегафауна - животные более 80 мм (крупные насекомые, скорпионы, кроты, змеи, мелкие и крупные грызуны, лисы, барсуки и другие животные, роющие в почвах ходы и норы).

По степени связи с почвой выделяют три группы животных: геобионты, геофилы и геоксены. Геобионтами называются животные, весь цикл развития которых протекает в почве (дождевые черви, ногохвостки, многоножки).

Геофилы - обитатели почвы, часть цикла развития которых обязательно проходит в почве (большинство насекомых). Среди них различают виды, в личиночной стадии обитающие в почве, а во взрослом состоянии оставляющие ее (хрущи, щелкуны, комары-долгоножки и др.), и обязательно Ходящие в почву для окукливания (колорадский жук и др.).

Геоксены - животные, более или менее случайно уходящие в почву как временное убежище (земляные блошки, вредная черепашка и др.).

Для организмов разных размеров почвы предоставляют различные типы среды. Микроскопические объекты (простейшие, коловратки) в почве остаются обитателями водной среды. Во влажные периоды они плавают в порах, заполненных водой, как в водоеме. Физиологически они являются водными организмами. Основные особенности почвы как среды обитания для таких организмов -- преобладание влажных периодов, динамика влажности и температуры, солевой режим, размеры полостей и пор.

Для более крупных (не микроскопических, но мелких) организмов (клещи, ногохвостки, жуки) среда обитания в почве - совокупность ходов и полостей. Их обитание в почве сравнимо с обитанием в насыщенной влагой пещере. Значение имеют развитая порозность, достаточный уровень влажности и температуры, содержание в почве органического углерода. Для почвенных животных большого размера (дождевых червей, многоножек, личинок жуков) средой обитания служит вся почва. Для них важна плотность сложения всего профиля. Форма животных отражает адаптацию к передвижению в рыхлой или плотной почве.

Среди почвенных животных абсолютно преобладают беспозвоночные. Их суммарная биомасса в 1000 раз больше общей биомассы позвоночных. По подсчетам специалистов, биомасса беспозвоночных животных в разных природных зонах изменяется в широком диапазоне: от 10-70 кг/га в тундре и пустыне до 200 в почвах хвойных лесов и 250 в почвах степи. Широко распространены в почве дождевые черви, многоножки, личинки двукрылых и жуков, взрослые жуки, моллюски, муравьи, термиты. Их число на, 1 м 2 лесной почвы может достигать нескольких тысяч.

Функции беспозвоночных и позвоночных животных в почвообразовании важны и разнообразны:

• разрушение и измельчение органических остатков (увеличивая в сотни и тысячи раз их поверхность, животные делают их доступными для дальнейшего разрушения грибами и бактериями), поедание органических остатков на поверхности почвы и внутри ее.
• накопление в телах элементов питания и, главным образом, синтез азотсодержащих соединений белкового характера (после завершения жизненного цикла животного наступает распад тканей и возврат в почву накопленных в его теле веществ и энергии);
• перемещение масс грунта и почвы, формирование своеобразного микро- и нанорельефа;
• образование зоогенной структуры и порового пространства.

Примером необычайно интенсивного воздействия на почву служит работа дождевых червей. На площади 1 га черви ежегодно пропускают через свой кишечник в разных почвенно-климатических зонах от 50 до 600 т мелкозема почвы. Вместе с минеральной массой при этом поглощается и перерабатывается огромное количество органических остатков. В среднем в течение года черви производят экскрементов (копролитов) около 25 т/га.

Луг - это участок суши, на котором произрастает многолетняя травянистая растительность, образующая соответствующий покров. Обычно луга возникают на высокоплодородных почвах, а чтобы формировалось разнотравье, нужен благоприятный водный и температурный режим окружающей среды. Цепи питания луга имеют свои особенности. Первое звено обычно составляют разнообразные - однолетние и многолетние - растения, в изобилии там произрастающие. Среди них злаковые, бобовые травы, розеточные и ползучие, хорошо всем знакомые цветы: колокольчики, маки, ромашки, васильки, клевер и многие другие.

Цепи питания луга

На лугу, как и в других местностях, где в изобилии проживают животные и произрастают растения, данные пищевые последовательности формируются по стандартным правилам. Участники процесса традиционно подразделяются на продуцентов и консументов. Первые потребляют энергию и питание для своего функционирования непосредственно из материалов, которые не являются органическими. Так, большинство зеленых растений получают питание при помощи процесса фотосинтеза на солнце. А микроорганизмы проживающие в почве на лугу (в одном грамме плодородной земли до миллиона и больше) используют для получения энергии газы и соли. Такие продуценты являются, как правило, первым звеном в цепи питания луга. Их потребляют консументы первого плана, которые питаются растительной пищей, получая из нее необходимую энергию. Далее идут консументы второго (третьего, четвертого) уровня, которые являются плотоядными, то есть питаются животной пищей. Замыкает цепи питания луга, как правило, самый сильный, быстрый и крупный хищник, который водится в этой местности. Таких зверей обычно не так много, и их популяции ограничены.

Цепи питания на лугу. Примеры

Теперь перейдем к составлению данных последовательностей. Обычно они могут состоять из нескольких звеньев (иногда 5-6). Чтобы составить цепь питания для луга, требуются знания: кто проживает в данной местности, какая пищевая база у того или иного животного. Предложим такую цепочку:

клевер - бабочка - стрекоза - лягушка - уж - ястреб.

Первое звено в этой составленной последовательности из 6-и звеньев - растение, которое получает неорганические вещества из почвы и воздуха и при помощи солнечного света и процесса фотосинтеза преобразует их в жизненную энергию. Бабочка, консумент первого типа, питается растением и нектаром. Стрекоза поедает бабочку, лягушка съедает стрекозу. Уж питается лягушкой. А самого ужа может съесть хищная птица, но может в качестве последнего звена выступать и лисица, к примеру.

На пастбище

Может существовать и цепь питания более короткие, из 4-х звеньев, например:

пшеница - полевая мышь - змея (гадюка) - хищная птица (коршун или ястреб).

Еще одна цепь питания, характерная для луговых зон РФ средней полосы:

однолетнее растение лютик - прямокрылое насекомое кузнечик - млекопитающее землеройка - хищная птица канюк.

А на пастбище, лугу, где пасутся коровы и другие животные, может выстраиваться пищевая цепочка даже с участием людей, как одного из конечных звеньев:

растительность, которой питается корова - корова, дающая молоко и мясо - человек.

Актуально

Разное
Разное

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока: Формировать знания о составных компонентах биологического сообщества, об особенностях трофической структуры сообщества, о пищевых связях, которые отображают путь круговорота веществ, формировать понятия пищевая цепь, пищевая сеть.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Проверка и актуализация знаний по теме “Состав и структура сообщества”.

На доске: Наш мир – не случайность, не хаос, - есть система во всем.

Вопрос. О какой системе в живой природе говориться в данном высказывании?

Работа с терминами.

Задание. Вставьте пропущенные слова.

Сообщество организмов разных видов тесно взаимосвязанных между собой называют …………. . В его состав входят: растения, животные, …………. , …………. . Совокупность живых организмов и компонентов неживой природы, объединенных обменом веществ и энергии на однородном участке земной поверхности называют …………….. или …………… .

Задание. Выберите четыре компонента экосистемы: бактерии, животные, консументы, грибы, абиотический компонент, климат, редуценты, растения, продуценты, вода.

Вопрос. Каким образом связаны между собой живые организмы в экосистеме?

3. Изучение нового материала. Объяснение с использованием презентации.

4. Закрепление нового материала.

Задание № 1. Слайд № 20.

Определите и подпишите: продуцентов, консументов и редуцентов. Сравните цепи питания и установите сходство между ними. (в начале каждой цепи растительный корм, далее идет растительноядное животное, а в конце – хищное животное). Назовите способ питания растений и животных. (растения – автотрофы, т.е сами производят органическое вещество, животные – гетеротрофы – потребляют готовое органическое вещество).

Вывод: цепь питания – ряд последовательно питающихся друг другом организмов. Цепи питания начинаются с автотрофов – зеленых растений.

Задание № 2. Сравните две цепи питания, определите черты сходства и различия.

1. Клевер - кролик - волк
2. Растительный опад – дождевой червь – черный дрозд – ястреб - перепелятник (Первая пищевая цепь начинается с продуцентов – живых растений, вторая с растительных остатков – мертвой органики).

В природе существует два основных типа пищевых цепей: пастбищные (цепи выедания), которые начинаются с продуцентов, детритные (цепи разложения), которые начинаются с растительных и животных остатков, экскрементов животных.

Вывод: Следовательно первая цепь питания – пастбищная, т.к. начинается с продуцентов, вторая – детритная, т.к. начинается с мертвой органики.

Все компоненты пищевых цепей распределяются на трофические уровни. Трофический уровень – это звено в цепи питания.

Задание № 3. Составьте цепь питания, включив в нее перечисленные организмы: гусеница, кукушка, дерево с листьями, канюк, почвенные бактерии. Укажите продуцентов, консументов, редуцентов. (дерево с листьями - гусеница- кукушка-канюк – почвенные бактерии). Определите сколько трофических уровней содержит данная цепь питания (данная цепь состоит из пяти звеньев, следовательно пять – трофических уровней). Определите какие организмы расположены на каждом трофическом уровне. Сделайте вывод.

• Первый трофический уровень – зеленые растения (продуценты),
• Второй трофический уровень – растительноядные животные (консументы 1 порядка)
• Третий трофический уровень – мелкие хищники (консументы 2 порядка)
• Четвертый трофический уровень – крупные хищники (консументы 3 порядка)
• Пятый трофический уровень – организмы, потребляющие мертвое органическое вещество – почвенные бактерии, грибы (редуценты)

В природе каждый организм использует не один источник питания, а несколько, то в биогеоценозах пищевые цепи переплетаются и образуют пищевую сеть . Для любого сообщества можно составить схему всех пищевых взаимосвязей организмов и эта схема будет иметь вид сети (пример пищевой сети рассмотрим на рис. 62 в учебнике биологии автора А.А.Каменского и др.)

5. Отработка полученных знаний.

Практическая работа в группах.

Задание №1. Решение экологических ситуаций

1. В одном из канадских заповедников уничтожили всех волков, чтобы добиться увеличения стада оленей. Удалось ли таким образом достичь цели? Ответ объясните.

2. На определённой территории живут зайцы. Из них маленькие зайчата- 100 шт массой – 2 кг, и их родители 20 шт – массой 5 кг. Масса 1 лисы – 10 кг. Найдите количество лисиц в этом лесу. Сколько растений должно вырасти в лесу, чтобы зайцы выросли.

3. В водоеме с богатой растительностью обитает 2000 водяных крыс, каждая крыса потребляет в сутки 80г растений. Сколько бобров сможет прокормить этот водоем, если бобр в сутки потребляет в среднем 200 г растительного корма.

4. Приведенные в беспорядке факты изложите в логически правильной последовательности (в виде цифр).

1. Нильский окунь стал поедать много растительноядных рыб.

2. Сильно размножившись, растения стали загнивать, отравляя воду.

3. Для копчения нильского окуня требовалось много дров.

4. В 1960 г. британские колонисты запустили в воды озера Виктория нильского окуня, который быстро размножался и рос, достигая веса 40 кг и длины 1,5 м.

5. Леса на берегах озера интенсивно вырубались – поэтому началась водная эрозия почв.

6. В озере появились мертвые зоны с отравленной водой.

7. Численность растительноядных рыб сократилась, и озеро стало зарастать водными растениями.

8. Эрозия почв привела к снижению плодородия полей.

9. Скудные почвы не давали урожая, и крестьяне разорялись.

6. Самопроверка полученных знаний в виде теста.

1. Производители органических веществ в экосистеме

А) продуценты

Б) консументы

В) редуценты

Г) хищники

2. К какой группе относятся микроорганизмы, обитающие в почве

А) продуценты

Б) консументы I порядка

В) консументы II порядка

Г) редуценты

3. Назовите животное, которое следует включить в пищевую цепь: трава -> ... -> волк

Б) ястреб

4. Определите верно составленную пищевую цепь

А) еж -> растение -> кузнечик -> лягушка

Б) кузнечик -> растение -> еж -> лягушка

В) растение -> кузнечик -> лягушка -> еж

Г) еж -> лягушка -> кузнечик -> растение

5. В экосистеме хвойного леса к консументам 2-го порядка относят

А) ель обыкновенную

Б) лесных мышей

В) таежных клещей

Г) почвенных бактерий

6. Растения производят органические вещества из неорганических, поэтому играют в пищевых цепях роль

А) конечного звена

Б) начального звена

В) организмов-потребителей

Г) организмов-разрушителей

7. Бактерии и грибы в круговороте веществ выполняют роль:

А) производителей органических веществ

Б) потребителей органических веществ

В) разрушителей органических веществ

Г) разрушителей неорганических веществ

8. Определите правильно составленную пищевую цепь

А) ястреб -> синица -> личинки насекомых -> сосна

Б) сосна -> синица -> личинки насекомых -> ястреб

В) сосна -> личинки насекомых -> синица -> ястреб

Г) личинки насекомых -> сосна -> синица -> ястреб

9. Определите, какое животное надо включить в пищевую цепь: злаки -> ? -> уж -> коршун

А) лягушка

Г) жаворонок

10. Определите правильно составленную пищевую цепь

А) чайка -> окунь -> мальки рыб -> водоросли

Б) водоросли -> чайка -> окунь -> мальки рыб

В) мальки рыб -> водоросли -> окунь -> чайка

Г) водоросли -> мальки рыб -> окунь -> чайка

11. Продолжите цепь питания: пшеница -> мышь -> ...

Б) суслик

В) лисица

Г) тритон

7. Общие выводы урока.

Ответьте на вопросы:

1. Как взаимосвязаны организмы в биогеоценозе (пищевыми связями)
2. Что такое пищевая цепь (ряд последовательно питающихся друг другом организмов)
3. Какие типы пищевых цепей выделяют (пастбищные и детритные цепи)
4. Как называется звено в цепи питания (трофический уровень)
5. Что такое пищевая сеть (переплетающиеся цепи питания)

Для меня природа представляет собой эдакий хорошо смазанный механизм, в котором предусмотрено все до мелочей. Удивительно, как все продумано, и вряд ли человек сможет создать когда-нибудь нечто подобное.

Что означает термин «цепь питания»

Согласно научному определению, в это понятие входит перенос энергии через ряд организмов, где первым звеном выступают продуценты. В эту группу включаются растения, которые поглощают неорганические вещества, из которых синтезируют питательные органические соединения. Ими питаются консументы - такие организмы, которые не способны к самостоятельному синтезу, а значит, вынуждены питаться уже готовой органикой. Это травоядные животные и насекомые, которые выступают в качестве «обеда» уже для других консументов - хищников. Как правило, цепь содержит около 4-6 уровней, где замыкающее звено представлено редуцентами - разлагающими органику организмами. В принципе, звеньев может быть гораздо больше, но есть природный «ограничитель»: в среднем, каждое звено получает мало энергии предыдущего - до 10%.

Примеры цепей питания в лесном сообществе

Для лесов существуют свои особенности, в зависимости от их типа. Хвойные леса не отличаются богатой травяной растительностью, а значит, и цепи питания будут иметь определенный набор животных. Например, олень с удовольствием лакомится бузиной, а сам становится добычей медведя или рыси. Для широколиственного леса будет свой набор. Например:

• кора - жучки-короеды - синица - сокол;
• муха - рептилия - хорек - лиса;
• семена и плоды - белка - сова;
• растение - жук - лягушка - уж - ястреб.

Стоит упомянуть падальщиков, которые «утилизируют» органические останки. В лесах их великое множество: от простейших одноклеточных до позвоночных. Их вклад в природу огромен, поскольку, в противном случае, планета покрылась бы останками животных. Они же преобразуют мертвые тела в неорганические соединения, которые необходимы растениям, и все начинается заново. В общем, природа - само совершенство!

Все живые организмы являются активными участниками круговорота веществ на планете. Используя кислород, углекислый газ, воду, минеральные соли и другие вещества, живые организмы питаются, дышат, выделяют продукты деятельности, размножаются. После гибели их тела разлагаются на про­стейшие вещества и вновь возвращаются во внешнюю среду.

Перенос химических элементов из живых организмов в окружающую среду и обратно не прекращается ни на секунду. Так, растения (автотрофные организмы) забирают из внешней среды углекислый газ, воду и минеральные соли. При этом они создают органические вещества и выделяют кислород. Животные (гетеротрофные организмы), наоборот, вдыхают выделенный растениями кислород, а пое­дая растения, усваивают органические вещества и выделяют углекислый газ и остатки пищи. Грибы и бактерии используют в пищу останки живых организмов и превращают органические вещества в минеральные, которые накапливаются в почве и воде. А минеральные вещества снова усваиваются растениями. Так в природе осуществляется постоянный и бесконечный круговорот веществ и поддерживается непрерывность жизни.

Круговорот веществ и все связанные с ним превращения требуют постоянного притока энергии. Источником такой энергии является Солнце.

На земле растения поглощают углерод из атмосферы путем фотосинтеза. Животные поедают растения, передавая углерод вверх по пищевой цепи, о которой мы расскажем чуть позже. Когда растения и животные умирают, то они передают углерод обратно земле.

На поверхности океана двуокись углерода из атмосферы растворяется в воде. Фитопланктон поглощает ее для фотосинтеза. Животные, поедающие планктон, выдыхают углерод в атмосферу и тем самым передают дальше по цепи питания. После гибели фитопланктона он может перерабатываться в поверхностных водах или оседать на дно океана. За миллионы лет этот процесс превратил ложе океана в богатый резервуар углерода на планете. Холодные течения переносят углерод к поверхности. При нагревании воды он освобождается в виде газа и попадает в атмосферу, продолжая цикл.

Вода постоянно совершает круговорот между морями, атмосферой и сушей. Под лучами солнца она испаряется и поднимается в воздух. Там капельки воды собираются в облака и тучи. Они выпадают на землю дождем, снегом или градом, которые снова превращаются в воду. Вода впитывается в землю, возвращается в моря, реки и озера. И все начинается сначала. Так происходит круговорот воды в природе.

Большую часть воды испаряет Мировой океан. Вода в нем соленая, а та, которая испаряется с его поверхности, - пресная. Таким образом, океан - мировая «фабрика» пресной воды, без которой жизнь на Земле невозможна.

ТРИ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА . Различают три агрегатных состояния вещества - твердое, жидкое и газообразное. Они зависят от температуры и давления. В повседневной жизни мы можем наблюдать во всех трех этих состояниях воду. Влага испаряется и переходит из жидкого состояния в газообразное, то есть водяной пар. Он конденсируется и превращается в жидкость. При минусовых температурах вода замерзает и переходит в твердое состояние - лед.

Круговорот сложных веществ в живой природе включает пищевые цепи. Это линейная замкнутая последовательность, в которой каждое живое существо питается кем-то или чем-то и само служит питанием для другого организма. Внутри пастбищной пищевой цепи органические вещества создаются автотрофными организмами, например растениями. Растения поедаются животными, которых, в свою очередь, съедают другие животные. Грибы-редуценты разлагают органические останки и служат началом детритной трофической цепи.

Каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем (от греческого слова «трофос» - «питание»).
1.Продуценты, или производители, производят органические вещества из неорганических. К продуцентам относятся растения и некоторые бактерии.
2. Консументы, или потребители, потребляют готовые органические вещества. Консументы 1-го порядка питаются продуцентами. Консументы 2-го порядка питаются консументами 1-го порядка. Консументы 3-го порядка питаются консументами 2-го порядка и т. д.
3. Редуценты, или разрушители, разрушают, то есть минерализуют органические вещества до неорганических. К редуцентам относятся бактерии и грибы.

ДЕТРИТНЫЕ ЦЕПИ ПИТАНИЯ . Существует два основных типа пищевых цепей - пастбищные (цепи выедания) и детритные (цепи разложения). Основу пастбищной пищевой цепи составляют автотрофные организмы, которых поедают животные. А в детритных трофических цепях большая часть растений не потребляется травоядными животными, а отмирает и затем разлагается сапротрофными организмами (например, дождевыми червями) и минерализуется. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, а затем идут к детритофагам и к их потребителям - хищникам. На суше преобладают именно такие цепи.

ЧТО ТАКОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПИРАМИДА ? Экологическая пирамида - это графическое изображение соотношения различных трофических уровней пищевой цепи. Пищевая цепь не может содержать больше 5-6 звеньев, потому что при переходе на каждое следующее звено 90 % энергии теряется. Основное правило экологической пирамиды основывается на 10 %. Так, например, для образования 1 кг мас­сы дельфину нужно съесть около 10 кг рыбы, а им, в свою очередь, 100 кг корма - водных позвоночных, которым для образования такой массы необходимо съесть 1000 кг водорослей и бактерий. Если в соответствующем масштабе изобразить эти величины в порядке их зависимости, то действительно образуется своеобразная пирамида.

ПИЩЕВЫЕ СЕТИ . Зачастую взаимодействие между живыми организмами в природе более сложно, и визуально это похоже на сеть. Организмы, особенно хищники, могут питаться самыми разными существами, причем из различных пищевых цепей. Таким образом, пищевые цепи переплетаются, образуя пищевые сети.