В цепях питания не вся пища используется на рост особи (накопление биомассы), поскольку часть ее расходуется на дыхание, движение, поддержание температуры тела организмов и пр. В каждом последующем звене, таким образом, происходит уменьшение биомассы. Это в общем случае касается не только биомассы, но и численности особей, и запаса энергии.
Для изучения взаимоотношений между организмами в экосистеме удобно использовать особую графическую форму - экологические пирамиды, которые выражают трофическую структуру экосистемы в геометрической форме. Изображают экологическую пирамиду в виде прямоугольников, расположенных друг над другом: Основание образуют растения – продуценты, выше располагаются травоядные организмы(консументы 1 порядка) и т.д.
Пирамиды численности – самые простые для построения: нужно сгруппировать организмы по трофическим уровням (продуценты, консументы 1, 2, 3 порядка…) и подсчитать число организмов на каждом уровне. Длина прямоугольников в пирамиде численности будет пропорциональна числу организмов каждого трофического уровня, обитающих на данной площади (в объеме).
|
|
Существует ряд проблем, связанных с использованием данного типа пирамид: 1. Продуценты сильно различаются по своим размерам, но один экземпляр злака или водоросли, например, имеет тот же статус, что и одно дерево. Поэтому истинно пирамидальной формы часто не получается. 2. Диапазон численности разных настолько широк, что часто трудно соблюсти масштаб при изображении пирамиды.
Пирамиды биомассы, в которых учитывается суммарная масса организмов каждого трофического уровня, позволяют избежать этих проблем. Однако для их построения требуются не только учет численности, но и взвешивание отдельных особей - это более трудоемкий процесс. Прямоугольники в пирамидах биомассы отражают массу организмов каждого трофического уровня, отнесенную к единице площади (объема).
Существует ряд проблем, связанных с использованием данного типа пирамид: 1. Если скорость потребления биомассы примерно соответствует скорости её образования, то урожай на корню не обязательно свидетельствует о продуктивности. Например, на плодородном интенсивно используемом пастбище урожай трав на корню может быть ниже, а продуктивность выше, чем на менее плодородном, но мало используемом для выпаса. 2. Продуцентам небольших размеров свойственна высокая скорость возобновления, уравновешенная интенсивным потреблением их в пищу другими организмами. Таким образом, хотя биомасса на корню может быть малой по сравнению с крупными продуцентами (например, деревьями), продуктивность при этом может быть не меньше. Подобных «аномалий» можно избежать, применяя пирамиды энергии.
|
|
Пирамиды энергии являются наиболее фундаментальным способом отображения связей между организмами на разных трофических уровнях. Закон пирамиды энергий (правило Линдермана): с одного трофического уровня на другой, более высокий (по лестнице продуцент → консумент → редуцент), переходит в среднем около 10% энергии, поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды. Обращенные пирамиды возникают в случае, когда численность (биомасса) организмов низшего трофического уровня не больше, а меньше, чем у верхнего уровня. В этом случае нижние прямоугольники оказываются короче, чем расположенные над ними. Примеры таких пирамид – экологическая пирамида численности, включающая организм-хозяин и его паразитов; пирамида биомассы в водных экосистемах.
Задание 6.
6А. Применяя правило 10%, рассчитайте, сколько понадобится фитопланктона, чтобы выросла одна щука весом 10 кг (пищевая цепь: водоросли – рачки – мелкие рыбы – окунь – щука). Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня. Постройте по полученным данным экологическую пирамиду.
6Б. Применяя правило 10%, рассчитайте, сколько понадобится фитопланктона, чтобы вырос один медведь, весом в 300 кг (пищевая цепь: водоросли – рачки – мелкие рыбы – лосось – медведь). Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня. Постройте по полученным данным экологическую пирамиду.