Экологическая пирамида

Экологическая пирамида - способ графического отображения соотношения различных трофических уровней в экосистеме.

Может быть трех типов:

1) пирамида численности – отображает численность организмов на каждом трофическом уровне;

2) Пирамида биомассы – отражает биомассу каждого трофического уровня;

3) Пирамида энергии – показывает количество энергии, прошедшее через каждый трофический уровень в течении определенного промежутка времени

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 треугольник 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.

Скорость создания органического вещества не определя­ет его суммарные запасы, т.е. общую массу организмов каж­дого трофического уровня. Наличная биомасса продуцентов и консументов в конкретных экосистемах зависит от того, как соотносятся между собой темпы накопления органиче­ского вещества на определенном трофическом уровне и пе­редачи его на вышестоящий, т.е. насколько сильно выедание образовавшихся запасов. Важную роль при этом имеет скорость воспроизведения основных генераций продуцентов и консументов.

В большинстве наземных экосистем, как уже говорилось, действует также правило биомасс, т.е. суммарная масса ра­стений оказывается больше, чем биомасса всех травоядных, а масса травоядных превышает массу всех хищников.

Следует различать количественно продуктивность, — а именно годовой прирост растительности — и биомассу. Раз­ница между первичной продукцией биоценоза и биомассой определяет масштабы выедания растительной массы. Даже для сообществ с преобладанием травянистых форм, ско­рость воспроизводства биомассы у которых достаточно ве­лика, животные используют до 70% годового прироста ра­стений.

В тех трофических цепях, где передача энергии осуще­ствляется через связи «хищник — жертва», часто наблюда­ются пирамиды численности особей: общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном уменьша­ется. Это связано еще и с тем, что хищники, как правило, крупнее своих жертв. Исключение из правил пирамиды чис­ленности составляют случаи, когда мелкие хищники живут за счет групповой охоты на крупных животных.

Все три правила пирамиды — продуктивности, биомассы и численности - выражают энергетические отношения в экосистемах. При этом пирамида продуктивности имеет уни­версальный характер, а пирамиды биомассы и численности проявляются в сообществах с определенной трофической структурой.

Первые два типа пирамид имеют ряд существенных недостатков. Построение пирамиды численности может быть затрудненно в том случае, если разброс численности организмов разных уровней оказывается чрезвычайно велик. (Например, 500 тысячам злаков в основании пирамиды может соответствовать один конечный хищник.) Кроме того, пирамида может оказаться перевернутой (в том случае, если продуцент очень крупный, или в том случае, если большое число паразитов питаются на немногочисленных консументах). Пирамида биомасс отражает состояние экосистемы на момент отбора пробы и, следовательно, показывает соотношение биомассы в данный момент и не отображает продуктивность каждого трофического уровня (т.е.его способность образовывать биомассу в течение определенного промежутка времени). Поэтому в том случае, когда число продуцентов входят быстрорастущие виды, пирамида биомасс так же может оказаться перевернутой. Этих недостатков лишена пирамида энергии. Она позволяет сравнить продуктивность различных трофических уровней, поскольку учитывает разницу в энергетической ценности различных веществ (например, 1 г.жира дает почти в два раза больше энергии, чем 1 г.глюкозы). поэтому пирамида энергии всегда суживается кверху и никогда не бывает перевернутой.