Экологические пирамиды

Биологическая продуктивность экосистем

Биологическая продуктивность (продукция) – прирост биомассы в экосистеме, созданной за единицу времени. Различают разные уровни продуцирования.

Первичная продукция – биомасса, созданная за единицу времени продуцентами. Она делится на валовую и чистую.

Валовая первичная продукция – это общая биомасса, созданная растениями в ходе фотосинтеза. Часть ее расходуется на поддержание жизнедеятельности растений – траты на дыхание (40-70%).

Чистая первичная продукция – часть продукции, не израсходованная на «дыхание» и которая в дальнейшем используется консументами и редуцентами.

Вторичная продукция – биомасса, созданная за единицу времени консументами и редуцентами (гетеротрофами).

В стабильных сообществах практически вся продукция тратится в трофических сетях и биомасса остается постоянной.

Пищевые сети служат основой для построения экологических пирамид. Простейшими из них являются пирамиды чисел (численности),

Пирамида чисел отражает уменьшение численности организмов от продуцентов к консументам (пирамида Элтона).

Для удобства анализа эти количества отображаются прямоугольниками, длина или площадь которых пропорциональна количеству организмов, обитающих в изучаемой экосистеме, либо логарифму этого количества. Часто пирамиды численности строят в расчёте на единицу площади (в наземных экосистемах) или объёма (в водных экосистемах).

Рисунок - Упрощённый вариант экологической пирамиды

В пирамидах численности дерево и колосок учитываются одинаково, несмотря на их различную массу. Поэтому более удобно использовать пирамиды биомассы, которые рассчитываются не по количеству особей на каждом трофическом уровне, а по их суммарной массе. Построение пирамид биомассы – более сложный и длительный процесс.

Пирамида биомассы показывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне: для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экосистемы океана – имеет перевернутый характер, что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами.

Рисунок - Слева изображена прямая пирамида биомасс, справа – перевёрнутая

Пирамида энергии (продукции) отражает уменьшение количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне.

Р. Линдеман (1942) сформулировал закон пирамиды энергий, или правило 10%: с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий ее уровень в среднем около 10% энергии, поступившей на предыдущий уровень.

Рисунок – Пирамида чисел (1), биомасс (2), энергий (3).

Вывод: знание энергетики экосистемы и количественные ее показатели позволяют точно учесть возможность изъятия из природной экосистемы того или иного количества растительной и животной биомассы без подрыва ее продуктивности.