Экологические пирамиды

Не вся пища, которая усваивается организмами, расходуется на формирование биомассы, так как часть ее используется для удовлетворения энергетических затрат организмов в виде дыхания, движения, размножения. Это говорит о том, что в пищевых цепях на каждом последующем трофическом уровне происходит уменьшение биомассы. Поэтому чем больше исходная биомасса звена цепи, тем больше она в последующих звеньях.

Перенос энергии в сообществах осуществляется в основном по пищевым цепям. Ее количество при переходе с одного трофического уровня на другой, как и в случае с биомассой, уменьшается. Энергия теряется в процессе переваривания пищи, часть выводится из организма в виде экскрементов, часть теряется в виде тепла в процессах дыхания, движения или любого другого действия, требующего энергозатрат.

Цепи питания не бывают длинными. Обычно они состоят из четырех-шести звеньев в связи с тем, что при переносе энергии с одного трофического уровня на другой теряется до 90% энергии.

Графическое изображение трофических взаимоотношений в экосистеме называется экологическими пирамидами.

Взаимоотношения можно выразить числом особей, в единицах биомассы или количеством энергии. Соответственно различают пирамиды численности, пирамиды биомассы и пирамиды энергии.

Основание любой пирамиды всегда образуют продуценты, соответственно следующие уровни представлены консументами разных порядков. Как правило, пирамида имеет вид треугольника.

Пирамиды биомассы иллюстрируют суммарную массу организмов каждого трофического уровня, отнесенную к единице площади. Пирамиды биомассы в наземных и мелководных сообществах имеют традиционный вид, так как растения здесь сравнительно крупные и долгоживущие,  и их биомасса намного выше биомассы консументов. В глубоководных водоемах пирамиды имеют вид перевернутых, что связано с меньшей биомассой растений по сравнению с биомассой животных. Однако в этом случае все компенсируется за счет быстрого возобновления фитопланктона.

Пирамида численности отражает количество особей на каждом трофическом уровне. В идеальном варианте количество продуцентов больше, чем количество консументов первого порядка, количество консументов первого порядка больше количества консументов второго порядка и т.д., т.е. общее число особей с каждым трофическим уровнем уменьшается, а размеры тела увеличиваются. Однако возможны и перевернутые пирамиды в случаях, когда количество особей предыдущего уровня меньше количества особей последующего. Например, на первом трофическом уровне могут находиться деревья, число которых намного меньше числа листогрызущих насекомых второго трофического уровня.

С помощью пирамид энергии отображают снижение количества энергии при переходе от одного трофического уровня к другому. Построение данных пирамид очень трудоемкий процесс, однако данные пирамиды лучше других иллюстрируют трофические связи между организмами, так как учитывают скорость образования биомассы.