Екологічна піраміда

 

 

 

Екологічна піраміда

Предмет «Екологія»

Виконала  студентка групи Ф-01 Андрєєва Наталія

 

Зміст

1 Піраміда біомаси

2 Піраміда біопродуктивності

3 Правило екологічної піраміди

4 Приклад екологічної піраміди

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Піраміда  біомаси

Екологічна піраміда біомаси показує  взаємодію між кількостями біомаси  на різних трофічних рівнях, надаючи  кількість біомаси на кожному  з рівнів. Типовою одиницею біомаси  на кожному рівні є грами на квадратний метр, або калорії на квадратний метр. Піраміди біомаси  дають уяву про стан екосистеми в  деякий момент часу. Одним з недоліків  піраміди біомаси є те, що вони часто (при прийнятих зараз процедурах обчислення) показують перебільшені значення кількості біомаси на трофічному рівні. Наприклад, всі птахи мають  скелет, кігті та дзьоби, котрі, незважаючи на включення в загальну масу організму  при обчисленні, не поїдаються (або, щонайменше, не перетравлюються) організмами  наступного трофічного рівня.

Піраміди біомаси також можуть спотворювати екологічну інформацію завдяки  тому, що не беруть до уваги продуктивність кожного з трофічних рівнів. Це може призводити до появи обернених  пірамід, де невелика кількість біомаси  автотрофів підтримує набагато більшу біомасу наступного рівня гетеротрофів. Це часто трапляється у водних екосистемах, де водорості та фітопланктон, при невеликій власній біомасі  в кожний окремий момент часу, завдяки  великій біопродуктивності можуть підтримувати набагато більшу біомасу  риб та зоопланктона, що ними харчуються.

 

Піраміда біопродуктивності

Екологічна піраміда біопродуктивності  звичайно є більш наглядною та корисною для кількісного вираження  взаємодії між трофічними рівнями, позаяк оперує об'ємами біомаси, що продукується на кожному з рівнів за деякий проміжок часу, а не об'ємами  біомаси на кожному рівні в деякий момент часу. Замість показу одномоментного стану системи, така піраміда показує потік енергії через харчовий ланцюг. Типовою одиницею виміру є грами на квадратний метр на рік або калорії на квадратний метр на рік. Як і в піраміді біомаси, графічне представлення в цьому випадку починається продуцентами на нижньому рівні, та вміщує більш високі трофічні рівні наверху.

Коли екосистема перебуває в  здоровому стані, графічне представлення  піраміди біопродуктивності загалом  виглядає як стандартна екологічна піраміда біомаси. Це обумовлене тією обставиною, що для підтримання рівноваги  в системі, відповідно до закону збереження енергії, на нижчому рівні такої  піраміди має бути більше енергії, ніж  на вищому. Це дозволяє організмам на нижчому  рівні підтримувати стабільну кількість  популяції одночасно з харчуванням  організмів на вищих рівнях, таким  чином забезпечуючи перенос енергії  на верх піраміди. Виключення з цього  правила можуть спостерігатись в  разі, коли частина харчового ланцюга  отримує харчові ресурси ззовні відносно співтовариства, що піддається спостереженню. Наприклад, в невеликих, сильно зарослих струмках, велика кількість  консументів харчуються опалим листям, що потрапляє у водойму. Таким  чином, біопродуктивність на цьому  трофічному рівні є більшою, аніж може підтримувати попередній трофічний  рівень.

Коли енергія транспортується  на наступний трофічний рівень, звичайно лише 10 % від неї використовується для продукування нової біомаси, стаючи запасеною енергією (решта  витрачається в процесах метаболізму). Таким чином, в піраміді біопродуктивності  кожний наступний рівень складає  приблизно 10 % від попереднього (100, 10, 1, 0.1, 0.01 % від первинної кількості, і так далі).

Порівняно до піраміди біомаси, піраміда біопродуктивності має такі переваги:

Вона бере до уваги рівень продуктивності за деякий період часу

Два види, що мають приблизно однакову біомасу, можуть при цьому мати дуже різний час життя. Таким чином, використання для порівняння їхніх біомас вводить  в оману, але дані щодо їхньої біопродуктивності  можуть бути порівняні коректно.

Відносна кількість енергії, що передається всередині екосистеми, може бути обчислена з використанням  енергетичної піраміди; таким чином  можна порівнювати різні екосистеми.

При побудові піраміди біопродуктивності  не виникають обернені піраміди.

При обчисленні потоку енергії є  можливість взяти до уваги надходження  сонячної енергії до екосистеми.

Недоліки піраміди біопродуктивності:

Для коректних обчислень треба  знати рівень продукування біомаси  індивідуальним організмом, що потребує доволі складних спостережень протягом тривалого часу.

В реальних екосистемах доволі важко  віднести організм до чітко визначеного  трофічного рівня, з огляду на складність взаємовідносин в харчових мережах. Особливо складним є розміщення на трофічних рівнях редуцентів та детритофагів.

Тим не менше, при умові ретельного збору та обробки інформації, екологічні піраміди є потужним інструментом дослідження  взаємовідносин в екологічних співтовариствах.

Правило екологічної піраміди

Правило екологічної піраміди −  продукція організмів кожного наступного трофічного рівня завжди менша у  середньому до 10 разів за продукцію  попереднього. Тобто маса кожної подальшої  ланки ланцюга живлення прогресивно  зменшується.

Зниження біомаси при переході з одного харчового рівня на інший  обумовлене тим, що далеко не вся їжа  асимілюється консументами. Крім того, велика частка енергії поживних речовин, що всмоктується у кишечнику, витрачається на дихання та інші процеси життєдіяльності  і лише 10-15% використовується на побудову нових клітин і тканин.

Приклад екологічної піраміди

Нехай одну людину протягом року можна  прогодувати 300 форелями. Для їхнього  годування треба 90 тисяч пуголовків жаб. Для годування цих пуголовків треба 27 000 000 комах. Ці комахи потребують для годування 1000 тон трави.

Якщо перевести людину на харчування лише рослинною їжею, проміжні рівні  піраміди можна оминути, і тоді 1000 тон біомаси рослин зможе прогодувати  приблизно в 1000 разів більше людей.