Что такое экологическая пирамида кратко
Обновлено: 04.07.2024
Живые и неживые организмы, которые существуют рядом и взаимодействуют друг с другом, образуют экосистему.
Экосистема образует единый природный комплекс.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Синонимом термина экосистемы будет биогеоценоз = жизнь + земля + общий.
Совокупность биогеоценозов формирует биосферу — живую оболочку Земли.
Трофическим уровнем называют такую совокупность организмов, которая занимает одинаковое положение в пищевой цепи относительно ее начала. Организмы объединяют по характерному для них типу питания.
Первый трофический уровень — продуценты — автотрофные организмы: зеленые растения + водоросли.
Второй трофический уровень — консументы I порядка: растительноядные животные.
Третий трофический уровень и последующие — консументы II порядка: первичные хищники, которые едят травоядных животных.
Четвертый трофический уровень — хищники, которые могут питаться другими, более слабыми хищниками.
Есть такие хищники, которые питаются травоядными и другими хищниками.
Пятый трофический уровень — редуценты: грибы + бактерии + некоторые растения.
А трофические уровни составляют экологическую пирамиду.
Концепцию экологической пирамиды предложил в тридцатые годы XX века английский эколог Ч. Элтон.
Экологическую пирамиду называют также элтонской пирамидой.
Экологическая пирамида иллюстрирует отношения между различными организмами в экосистеме. Она охватывает соотношение продуцентов и консументов всех уровней.
Экологической пирамидой называют графическую иллюстрацию трофических процессов в экосистемах в виде треугольника. Пирамида показывает численность организмов, количество биомассы и энергии, которая в них заключена на соответствующем уровне пищеварительной цепи или сети. Также учитывается биологическая продуктивность.
Каждый трофический уровень основан на закономерностях питания: на том, кто кем питается.
В пищевых цепочках или трофических цепях отражаются взаимоотношения организмов разных трофических уровней. Предыдущее звено — пища для последующего.
Поток веществ и энергии следует в одном направлении — от продуцентов к консументам, от консументов к редуцентам.
Трофические цепи бывают двух типов:
Пастбищные трофические цепи начинаются с растений — продуцентов, которые производят органическое вещество.
Детритные трофические цепи начинаются с органических веществ отмерших растений и животных.
Пищевые цепи часто переплетаются в естественных природных сообществах. Так образуются пищевые сети. Одни организм может быть пищей для нескольких разных видов.
Совы охотятся на лесных мышей, полевок и так далее.
Экологическая пирамида представляет собой горизонтальные полосы, которые собираются в треугольник. Полосы изображают уровни питания организмов экологической пирамиды. Длина полосы определяется количеством особей, биомассы или энергии на каждом трофическом уровне экосистемы.
Организмы классифицируют на основе факторов окружающей среды. Например, фактор образа жизни: что едят, как получают энергию.
Когда на каждом трофическом уровне определяют биомассу, число особей и количество энергии, то видят, что эти величины уменьшаются по мере продвижения к концу цепи питания. Закономерность установил Ч. Элтон и предложил выражать графически.
Энергетические затраты связывают с поддержанием метаболических процессов: затраты на дыхание, рост. Часть пищи выделяется в виде экскрементов. Вся энергия превращается в тепловую и рассеивается в окружающей среде. На следующий трофический уровень передается не более десяти процентов энергии от предыдущего.
Правило экологической пирамиды формулируют следующим образом: каждый следующий трофический уровень ассимилирует не более десяти процентов энергии предыдущего. То есть с уровня на уровень переходит 10 % энергии. А остальное рассеивается в виде тепла.
Виды экологических пирамид, по какому принципу строятся
Трофическую структуру экосистемы изображают в виде экологических пирамид:
- пирамида численности или пирамида чисел;
- пирамида биомассы;
- пирамида энергии или производительности.
В пирамиде чисел указывают среднее количество организмов на каждом трофическом уровне или ступени. Размер организмов не учитывают. В процессе продвижения вверх по пирамиде численность организмов снижается.
Закономерность уменьшения количества особей последовательных рядов звеньев от продуцентов к консументам обнаружил Ч. Элтон.
Численная пирамида может быть прямой и перевернутой.
Пирамида биомассы представляет собой количество биомассы организмов, которые присутствуют на разных трофических уровнях.
Биомасса = вес организмов.
Пирамида биомассы = количество доступной пищи + количество энергии на единицу площади продукта живого вещества в организме + общее количество организмов на конкретной ступени экологической пирамиды.
Большую часть биомассы живые организмы используют для обеспечения энергией. Часть расходуется на новые ткани или остается непереваренной.
Пирамида биомассы бывает прямая и перевернутая.
Особенностями пирамиды биомассы являются:
- биомасса определяется путем сбора всех организмов определенного уровня и измерения их сухого веса;
- определенная масса живого вещества содержится на определенном уровне в определенное время;
- постоянный урожай измеряется как масса живых организмов или количество в единицу площади.
В наземных системах действует правило пирамиды биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных. А масса всех травоядных превышает всю биомассу хищников.
Пирамида энергии вертикальна. Она представляет собой поток энергии от производителей к конечным потребителям.
Правило пирамиды энергии заключается в том, что на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, которая создается за единицу времени, больше, чем на последующем.
Пирамида энергии описывает законы расходования энергии в пищевых цепях и имеет универсальный характер для большинства экосистем.
На принципах термодинамики устроена структура энергетического потока.
Энергия не может быть:
Энергия превращается в другую форму.
Задача пирамиды энергии состоит в том, чтобы показать, как энергия переносится с более низкого уровня на более высокий и преобразуется в биомассу.
Энергетическую пирамиду всегда изображают с большим основанием. Она не изображается в перевернутом виде.
Понятие перевернутой, что показывают цифры
Вертикальная числовая пирамида отражает количественное соотношение организмов, когда оно уменьшается снизу вверх.
Экосистемы лугов, прудов — растения занимают основание пирамиды.
Перевернутая числовая пирамида противоположна вертикальной.
Экосистема леса: деревья являются производителями, а насекомые, которых больше, — потребители.
Экологическая пирамида становится перевернутой, когда потребителей становится больше, чем производителей.
Если скорость размножения популяции жертвы высокая, то при низкой биомассе такая популяция станет достаточным источником пищи для хищников с более высокой биомассой, но низкой скоростью размножения.
Эта причина определяет возможность для пирамиды чисел быть перевернутой.
Перевернутая экологическая пирамида характеризуется тем, что плотность организмов в конкретный момент времени на низком трофическом уровне может быть ниже, чем плотность организмов на более высоком уровне.
Пищевая цепь детрита представляет собой перевернутую пирамиду чисел.
Детрит — остатки органических веществ, которые образуются при переработке мертвых растений и животных бактериями и простейшими.
На одном дереве могут жить и кормиться множество насекомых и птиц. В этом случае тоже получаем перевернутую пирамиду чисел.
Перевернутая пирамида биомасс характерна для морских экосистем. В морских экосистемах первичные продуценты или фитопланктонные водоросли быстро делятся. У них большой репродуктивный потенциал и быстрая смена поколений.
Потребители фитопланктона крупнее, а размножаются медленнее. Пока хищные рыбы накопят свою биомассу, сменится множество поколений фитопланктона. И их суммарная биомасса больше.
В пирамидах биомасс не учитывается продолжительность существования поколений особей на трофических уровнях. Также не берется во внимание скорость образования и выедания биомассы на разных уровнях.
Структура, что лежит в основании
В основании экологической пирамиды находятся продуценты.
Продуцентами или производителями называют такие организмы, которые производят органические вещества из неорганических. Органические вещества потребляются животными.
К продуцентам относят растения и некоторые виды бактерий.
В процессе фотосинтеза растения преобразуют солнечную энергию и синтезируют органические вещества. Побочным продуктом реакции является кислород. Потребители используют полученные вещества в качестве пищи.
Следующий уровень пирамиды — консументы.
Консументами называют организмы, которые потребляют органические вещества.
Консументы I порядка едят растения, консументы II, III порядков — хищники.
Травоядные организмы употребляют растительную пищу, плотоядные организмы — животную.
В процессе пищеварения консументы осуществляют первичное разложение и измельчение органического вещества.
И на следующем уровне экологической пирамиды находятся редуценты.
Редуцентами называют организмы, которые разрушают мертвые или разлагающиеся организмы. Ими осуществляется естественный процесс разложения.
Редуцентами являются сапротрофы. К сапротрофам относят грибы и бактерии, которые разлагают останки мертвых организмов. Некоторые растения тоже относят к сапротрофам.
Функция редуцентов заключается в обеспечении круговорота веществ в процессе преобразования накопленных организмами органических веществ в неорганические.
Вместе продуценты, консументы и редуценты образуют трофические уровни в экосистеме.
Функции пирамид, что отражают
Функции экологических пирамид:
- Показать схемы питания в различных экосистемах.
- Сформировать представление о том, насколько эффективна или неэффективна передача энергии.
- Показать влияние изменения числа организмов на одном трофическом уровне на трофические уровни выше и ниже.
- Предсказать последствия состояния экосистемы на основе данных в течение нескольких лет.
Вывод, примеры экологических пирамид
Пирамида численности экосистемы луга:
Следующая ступень — основной потребитель: травоядные. Например, кузнечики. Их количество меньше растений.
Следующий уровень — первичный хищник. Например, грызуны едят кузнечиков. Количество грызунов меньше кузнечиков.
Следующая ступень — вторичный хищник. Например, рептилии. Они едят грызунов.
Экосистема определяется как сообщество, состоящее из живых и неживых организмов, которые существуют рядом и взаимодействуют друг с другом. Она не имеет определённых размеров, так как может быть такой же маленькой, как дерево, или такой же большой, как вся земная масса. Экосистемы разбиты на разные ранги, называемые трофическими уровнями, которые составляют экологическую пирамиду.
История и описание
В 1927 году концепция экологической пирамиды была впервые предложена английским экологом Чарльзом Элтоном (1900−1991) (поэтому она также известна как элтонская пирамида). Экологическая пирамида — это графическое изображение треугольной формы, которое показывает количество организмов, биомассы и заключённой в них энергии на каждом трофическом уровне в экосистеме и их биологическую продуктивность. Она состоит из ряда горизонтальных полос, изображающих определённые ранги. Длина каждого столбца представляет общее количество особей, или биомассы, или энергии на каждом уровне в экосистеме.
Все организмы в биологии классифицируются на основе различных факторов окружающей среды, таких как образ жизни в определённой экосистеме (что едят и как получают энергию):
- Организмы, которые производят органические вещества из неорганических, называются продуцентами (производителями). Растения и некоторые бактерии являются преобразователями солнечной энергии в процессе фотосинтеза и создают (синтезируют) органические вещества, которые потребители используют в качестве пищи. Как правило, такие пирамиды в окружающем мире начинаются именно с потребителей. Они расположены внизу и проходят через различные ступени, поднимаясь по пирамиде. Вершина представляет самый высокий уровень в цепи питания.
- Следующим уровнем в иерархии являются консументы — это потребители органического вещества. Травоядные животные употребляют растительную пищу, а плотоядные — животную. В результате процесса пищеварения, протекающего в организмах консументов, происходит первичное измельчение и разложение органического вещества.
- После этого редуценты разрушают мёртвые или разлагающиеся организмы и при этом осуществляют естественный процесс разложения.
Экологическая эффективность
Экологическая эффективность — это эффективность, с которой энергия передаётся с одного трофического уровня на другой.
Количество трофических уровней в пастбищной пищевой цепи ограничено, поскольку передача энергии осуществляется по закону десяти процентов. Это означает, что только 10% энергии передаётся на каждый трофический уровень с нижестоящего.
Уменьшение на каждом последующем уровне обусловлено двумя причинами:
- При каждом трофическом потоке часть доступной энергии теряется при дыхании или расходуется на обмен веществ.
- Часть энергии теряется при каждом преобразовании.
Виды экологических пирамид
Подобные пирамиды представляют трофическую структуру, а также трофическую функцию экосистемы. Они могут быть следующих трёх видов:
- Пирамида чисел (или численности). Здесь учитывается количество организмов на каждой ступени. В процессе продвижения вверх по уровням количество организмов уменьшается. Производители образуют наибольшее количество и, следовательно, находятся на самом дне.
- Пирамида энергии. Она вертикальная и представляет собой поток энергии от производителей к конечным потребителям.
- Пирамида биомассы. Она представляет количество биомассы организмов, присутствующих на каждом уровне. Биомасса — это ни что иное, как вес организмов.
В целом, все они являются вертикальными, за исключением некоторых случаев. Например, в пищевой сети детрита (остатки органических веществ, перегной, которые образуются при переработке мёртвых растений и животных бактериями и простейшими) пирамида чисел не является вертикальной, потому что многие организмы питаются мёртвыми растениями или животными. Перевёрнутой экологической пирамидой также является пирамида биомассы в океане. Но следует отметить, что пирамида энергии находится исключительно в вертикальном положении, поскольку поток энергии является однонаправленным.
Численность особей
Пирамида чисел графически представляет общее количество особей, присутствующее на каждом уровне. Этот вид может иметь две разные формы в зависимости от количества организмов: прямую и перевёрнутую.
В вертикальной числовой пирамиде количественное соотношение организмов обычно уменьшается снизу вверх. Это обычно происходит в экосистемах лугов и прудов, где растения (например, травы) занимают основание пирамиды. Последующие уровни включают потребителей.
Перевёрнутая пирамида чисел, с другой стороны, является противоположностью первой. Это обычно наблюдается в экосистемах леса с деревьями в качестве производителей и насекомых в качестве потребителей.
Среди трёх видов она наименее точна, поскольку не учитывает конкретное количество населения и, следовательно, не может полностью определить трофическую структуру в этой экосистеме. Она игнорирует биомассу организмов, а также не указывает на передаваемую энергию или использование её участвующими группами.
Вертикальная пирамида чисел на примере экосистемы пруда и луга кратко описывается следующим образом:
- Травы занимают самый низкий уровень (основание) из-за их обилия в экологии.
- Следующая более высокая ступень — основной потребитель — травоядные, например, кузнечик. Индивидуальное количество кузнечиков меньше, чем у травы.
- Следующая ступень — это основной хищник, например крысы. Количество крыс меньше, чем кузнечиков, потому что они питаются кузнечиками.
- Далее вторичный хищник, змеи. Они питаются крысами.
- И наконец, верхний хищник, такой как ястреб.
С каждым более высоким уровнем количество индивидуумов уменьшается.
При необходимости определить, какую массу растений сохранит от поедания гусеницами пара синиц при выкармливании 5 птенцов, если вес одного птенца 3 грамма, следует для начала составить цепь питания. Выглядеть она будет так: растения — гусеницы — синицы
Правило экологической пирамиды показывает, что на каждом предыдущем уровне количество биомассы и энергии, которые запасаются организмами за единицу времени больше, чем на последующем ~ в 10 раз. Следовательно, соотношение будет следующим: растения 1500 г — гусеницы 150 г — синицы 15 г. Таким образом, пара синиц, выкармливая своих птенцов, сохраняет 1,5 кг растений.
Масса живых организмов
Пирамида биомассы определяется как количество доступной пищи и сколько энергии передаётся на единицу площади продукта живого вещества, присутствующего в организме, и общее количество организмов, находящихся на определённой ступени. В менее сложных терминах это относится к пище, доступной для последующего уровня.
Большая часть биомассы, которую потребляют животные, используется для обеспечения энергии, превращается в новые ткани или просто остаётся непереваренной. Основную часть времени данный вид имеет истинную пирамидальную форму, причём биомасса на нижних уровнях выше уровней над ними.
Как и предыдущий вид, пирамида биомассы может иметь две формы: прямую и перевёрнутую. Обычно наземные экосистемы характеризуются вертикальной формой, имеющей большую базу (первичные продуценты) с меньшими уровнями (потребители), расположенными наверху.
С другой стороны, водные экосистемы являются полной противоположностью, поскольку они принимают перевёрнутую структуру. Это связано с тем, что производители фитопланктона (как правило, с меньшей биомассой) расположены у основания, а потребители, имеющие большую биомассу, расположены у вершины.
Биомасса также используется в качестве источника возобновляемой энергии при замене ископаемого топлива. Эта альтернатива существенно помогла в улучшении климатических условий планеты. Благодаря использованию биомассы в качестве топлива можно получить широкий спектр преимуществ, которые включают сокращение отходов и низкие затраты.
Основными характеристиками пирамиды биомассы являются:
- Она обычно определяется путём сбора всех организмов, занимающих каждый уровень отдельно, и измерения их сухого веса. Это преодолевает проблему разницы в размерах, поскольку взвешиваются все виды организмов на трофическом уровне.
- На каждом уровне располагается определённая масса живого материала в определённое время.
- Постоянный урожай измеряется как масса живых организмов (биомасса) или количество в единице площади.
Энергия и её передача
Последний, но не менее важный вид, это энергетическая пирамида, которая показывает общую энергию в экосистеме и сколько её требуется организмам, когда они поднимаются на более высокие уровни.
Структура потока энергии в пирамиде этого вида основана на принципах термодинамики. Этот закон конкретно говорит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, она только превращается в другую форму.
Её задача — показать, что энергия переносится с более низких уровней с большим количеством энергии (производители) на более высокие (потребители) и преобразуется в биомассу.
Следовательно, можно сделать вывод, что организмы, обнаруженные на самых высоких уровнях более коротких пищевых цепей, несут большее количество энергии, чем те, которые обнаруживаются в более длинных.
В отличие от первых двух видов, энергетическая пирамида всегда изображена в вертикальном положении с самыми большими энергоносителями в основании. Её идея очень важна в контексте биологического увеличения, которое определяется как тенденция увеличения количества токсичных веществ по мере продвижения вверх по уровням.
Когда производство рассматривается с точки зрения энергии, пирамида указывает не только количество потока энергии на каждом уровне, но и, что более важно, фактическую роль, которую различные организмы играют в передаче энергии. Она также показывает, сколько энергии нужно, когда она течёт вверх, чтобы поддерживать следующий уровень.
Она строится в соответствии со скоростью, с которой пищевой материал проходит через пищевую цепь. Некоторые организмы могут иметь небольшую биомассу, но общая энергия, которую они ассимилируют и передают, может быть значительно больше, чем у организмов с гораздо большей биомассой.
Примером экологической пирамиды биомассы может служить следующее описание:
- Предположим, что экосистема получает 1000 калорий световой энергии в данный день. Большая часть энергии не поглощается, а отражается в пространстве.
- Из поглощённой энергии только небольшая доля используется зелёными растениями, из которых они расходуют часть для дыхания, поэтому только 100 калорий хранятся в качестве энергозатратных материалов.
- Олень съедает растение, содержащее 100 калорий пищевой энергии. Он использует часть из них для своего метаболизма и сохраняет только 10 калорий в качестве пищевой энергии.
- Лев, который ест оленей, получает ещё меньше энергии. Таким образом, полезная энергия уменьшается от солнечного света до производителя, от травоядного животного до плотоядного.
Концепция энергетической пирамиды помогает объяснить феномен биологического увеличения — склонность токсических веществ к постепенному увеличению концентрации с более высокими уровнями.
Некоторые ограничения
Хотя все три вида очень специфичны для аспекта экосистемы, которую они хотят описать, все они всё ещё имеют тенденцию не замечать важные аспекты. Некоторые из этих ограничений следующие:
- Эти виды применимы только в простых пищевых цепях, которые не обязательно встречаются в природе. Они также не учитывают возможное присутствие одного и того же вида на разных трофических уровнях.
- Более того, ни одна из трёх экологических пирамид не даёт представления о разнице времён года и климата.
- Другим организмам, таким как микроорганизмы и грибы, не отводится особой роли в пирамидах, несмотря на их жизненно важную роль в экосистемах.
- Они не учитывают один и тот же вид, принадлежащий двум или более трофическим уровням.
Более того, сапрофитам (растениям, грибам или микроорганизмам, живущим на разлагающихся веществах) не отводится места в пирамидах, даже если они играют жизненно важную роль в экосистеме.
Природа удивительна и многообразна, и в ней все взаимосвязано и уравновешено. Число особей любых видов животных, насекомых, рыб постоянно регулируется.
Невозможно себе представить, чтобы численность какого-либо вида особей постоянно возрастала. Чтобы такого не происходило, существует естественный отбор и многие другие факторы окружающей среды, постоянно регулирующие эту численность. Все вы наверняка слышали такое выражение, как экологическая пирамида. Что это такое? Какие виды экологических пирамид существуют? На каких правилах она основана? Ответы на эти и другие вопросы вы получите ниже.
Экологическая пирамида – это. Определение
Итак, всем знакомо, что в биологии существуют пищевые цепи, когда одни животные, обычно хищники, питаются другими животными.
Экологическая пирамида – это примерно такая же система, но, в свою очередь, намного глобальнее. Что она собой представляет? Экологическая пирамида – это некая система, которая отражает в своем составе численность существ, массу особей и плюс энергию, заложенную в них на каждом уровне. Особенность еще состоит в том, что при повышении каждого уровня показатели значительно понижаются. Кстати говоря, именно с этим и связано правило экологической пирамиды. Прежде чем вести о нем речь, стоит понять, как выглядит эта схема.
Правило пирамиды
Если представить ее схематично на рисунке, то это будет нечто схожее с пирамидой Хеопса: четырехугольная пирамида с заостренной верхушкой, где сосредоточено наименьшее количество особей.
Правило экологической пирамиды определяет одну очень интересную закономерность. Она состоит в том, что основание экологической пирамиды, а именно растительность, составляющая основу питания, где-то в десять раз больше, нежели масса животных, питающихся растительной пищей.
При этом каждый следующий уровень тоже в десять раз меньше предыдущего. Так и получается, что крайний верхний уровень содержит наименьшую массу и энергию. Что дает нам эта закономерность?
Роль правила пирамиды
На основании правила экологической пирамиды можно решить множество задач. Например, сколько орлов может вырасти, когда есть определенное количество зерна, когда в цепи питания участвуют лягушки, змеи, кузнечики и орел.
Исходя из того, что на высший уровень переносится лишь 10 % энергии, можно с легкостью решать подобные задачи. Что такое экологические пирамиды, мы узнали, выявили их правило и закономерности. А вот о том, какие экологические пирамиды существуют в природе, мы сейчас и поговорим.
Виды экологических пирамид
Существует три вида пирамид. Исходя из начального определения, уже можно сделать вывод, что они связаны с числом особей, их биомассой и энергией, заключенной в них. В общем-то, обо всем по порядку.
Пирамида чисел
Название говорит само за себя. Данная пирамида отражает число особей, находящихся на всех уровнях по отдельности. Но стоит отметить, что в экологии она применяется довольно редко, так как на одном уровне находится очень большое количество особей, и дать полную структуру биоценоза достаточно тяжело.
Все это гораздо легче представить на одном конкретном примере. Допустим, в основании пирамиды лежит 1000 тонн зеленых растений. Эту растительность поедают кузнечики. Их количество, к примеру, составляет где-то около тридцати миллионов. Девяносто тысяч лягушек способны потребить в пищу всех этих кузнечиков. Сами же лягушки являются пищей 300 форелей. Такое количество рыбы один человек способен съесть за год. Что у нас получается? А получается то, что в основании пирамиды миллионы травинок, а на верхушке пирамиды лишь один человек.
Как раз здесь мы и можем наблюдать, как, при переходе с одного уровня на каждый последующий показатели понижаются. Уменьшается масса, количество особей, снижается энергия, заключенная в них. Нельзя не упомянуть и то, что встречаются исключения. Допустим, иногда бывают обращенные экопирамиды чисел. Допустим, в лесу на определенном дереве обитают насекомые. Ими питаются все насекомоядные птицы.
Пирамида биомассы
Вторая схема – это пирамида биомассы. Она тоже представляет собой соотношение. Но в данном случае это – соотношение масс. Как правило, масса в основании пирамиды всегда намного больше, нежели на высшем трофическом уровне, а масса второго уровня выше, нежели масса третьего уровня, и так далее. Если организмы на разных трофических уровнях не особо различаются по размерам, то на рисунке это как раз и выглядит как четырехугольная, сужающаяся кверху, пирамида. Один из американских ученых объяснял структуру данной пирамиды на следующем примере: вес растительности на лугу гораздо больше, чем масса особей, потребляющих эти растения, вес растительноядных выше веса плотоядных первого уровня, вес последних выше веса плотоядных второго уровня и так далее.
Например, один лев весит достаточно много, но эта особь встречается настолько редко, что по сравнению с массой других особей его собственная масса ничтожно мала. Исключения встречаются и в таких пирамидах, когда масса продуцентов меньше по сравнению с массой консументов. Рассмотрим это на примере водной системы. Масса фитопланктона, даже учитывая высокую продуктивность, меньше, чем масса потребителей, например китов. Такие пирамиды носят название перевернутых или обращенных.
Пирамида энергии
Ну и наконец, третий вид экологической пирамиды – энергетическая. Она отражает скорость, с которой масса пищи проходит через цепь, а также величину данной энергии. Данный закон был сформулирован Р. Линдеманом. Именно он доказал, что с изменением трофического уровня переходит лишь 10 % от энергии, которая находилась на предыдущем уровне.
Начальный процент энергии всегда составляет 100 %. Но если на следующий трофический уровень переходит лишь десятая часть, то куда девается большая часть энергии? Основная ее часть, а именно 90 %, тратится особями на обеспечение всех процессов жизнедеятельности. Таким образом, здесь тоже существует некая закономерность. Через верхние трофические уровни, где меньшая масса и число особей, энергии протекает также значительно меньшая часть, чем ее проходит через низшие уровни. Именно этим можно объяснить тот факт, что хищников не такое большое количество.
Недостатки и преимущества экологических пирамид
Несмотря на количество различных видов, практически каждый из них имеет ряд минусов. Это, например, пирамиды чисел и биомассы. В чем их недостаток? Дело в том, что построение первой вызывает некоторые трудности, если разброс численности различных уровней слишком велик. Но вся сложность заключается не только в этом.
Как мы уже говорили, встречаются перевернутые пирамиды. Когда, например, огромное количество паразитов поедает немногочисленных консументов. Пирамида массы показывает состояние системы в конкретный момент и не может отражать продуктивность в течение длительного промежутка времени. И опять же, это пирамиды, которые оказываются перевернутыми. Если такими признаками наделены обе схемы, то энергетическая, в свою очередь, лишена их. В этом ее огромное преимущество.
Пирамида энергии способна сравнивать продуктивность, так как учитывает важнейший временной фактор. Ну и, конечно, стоит сказать, что такая пирамида никогда не оказывается перевернутой. Благодаря этому, она является неким стандартом.
Роль экологической пирамиды
Экологическая пирамида – это то, что помогает нам понять структуру биоценоза, описать состояние системы. Также эти схемы помогают при определении допустимого количества вылова рыбы, числа отстрела животных.
Все это нужно для того, чтобы не нарушить общую целостность и устойчивость экологии. Пирамида, в свою очередь, помогает нам понять организацию функциональных сообществ, а также сравнивать различные экосистемы по их продуктивности.
Экологическая пирамида как соотношение признаков
Исходя из вышеперечисленных видов, можно сделать вывод, что экологическая пирамида – это некое соотношение показателей, связанных с численностью, массой и энергией. Уровни экологической пирамиды различны по всем признакам. Более высокие показатели имеют низшие уровни, и наоборот. Не стоит забывать и про перевернутые схемы. Здесь консументы превосходят продуцентов. Но в этом нет ничего удивительного. Природа имеет свои законы, исключения могут быть где угодно.
Энергетическая пирамида наиболее проста и надежна, так как учитывает важнейший временной фактор. Благодаря этому, именно ее принято считать неким стандартом. Роль экологических пирамид очень велика для поддержания баланса естественных экосистем и обеспечения их устойчивости.
Экологическая пирамида. Primary producer — продуценты (растения), Primary consumer — консументы первого порядка (травоядные), Secondary consumer — консументы второго порядка (хищники и падальщики), Terciary consumer — консументы третьего порядка („хищники хищников“).
Экологическая пирамида — графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников, видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме. Эффект пирамид в виде графических моделей разработан в 1927 году Ч. Элтоном [1] .
- в единицах массы (пирамидабиомасс),
- в числе особей (пирамида чисел Элтона)
- в заключенной в особях энергии (пирамида энергий).
Содержание
Правило экологической пирамиды
Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую. Это правило известно как правило Линдемана или правило 10%.
Цепь питания
Цепь взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества. Каждое предыдущее звено цепи питания является пищей для следующего звена.
Пример
Пусть одного человека в течение года можно прокормить 300 форелями. Для их питания требуется 90 тысяч головастиков лягушек. Чтобы прокормить этих головастиков, необходимы 27 000 000 насекомых, которые потребляют за год 1 000 тонн травы. Если человек будет питаться растительной пищей, то все промежуточные ступени пирамиды можно выкинуть и тогда 1 000 т биомассы растений сможет прокормить в 1 000 раз больше людей [2]
См. также
Примечания
- ↑Вронский В. А. Экология: Словарь-справочник. — 2-е изд. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. — 576 с. — 10 000 экз. — ISBN 5-222-02576-4
- ↑КГБ: Урикова Н. В. Факторы, влияющие на экологическое состояние системы
Литература
- Вронский В. А. Экология: Словарь-справочник. — 2-е изд. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. — 576 с. — 10 000 экз. — ISBN 5-222-02576-4
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Экологическая пирамида" в других словарях:
экологическая пирамида — ekologinė piramidė statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Grafinė piramidės pavidalo individų mitybos struktūros ir funkcijų išraiška. Yra 3 piramidžių tipai: skaičių, biomasės ir energijos. atitikmenys: angl. ecological food… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
ТРОФИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ — цепь питания, взаимоотношения между организмами при переносе энергии пищи от ее источника зеленого растения через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими из более высоких трофических уровней. Экологическая пирамида… … Экологический словарь
Пищевая цепь — У этого термина существуют и другие значения, см. Цепь (значения). Пищевая цепь Продуценты Консументы Редуценты Пищевая (трофическая) цепь ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями:… … Википедия
Бесхвостые — Бесхвостые … Википедия
Nahrungspyramide — ekologinė piramidė statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Grafinė piramidės pavidalo individų mitybos struktūros ir funkcijų išraiška. Yra 3 piramidžių tipai: skaičių, biomasės ir energijos. atitikmenys: angl. ecological food… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
ecological food pyramid — ekologinė piramidė statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Grafinė piramidės pavidalo individų mitybos struktūros ir funkcijų išraiška. Yra 3 piramidžių tipai: skaičių, biomasės ir energijos. atitikmenys: angl. ecological food… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
ekologinė piramidė — statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Grafinė piramidės pavidalo individų mitybos struktūros ir funkcijų išraiška. Yra 3 piramidžių tipai: skaičių, biomasės ir energijos. atitikmenys: angl. ecological food pyramid vok.… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
Майя (цивилизация) — У этого термина существуют и другие значения, см. Майя. Территория, которую занимала цивилизация майя. Красным выделена граница культуры майя, чёрным территория месоамериканской цивилизации Майя цивилизация … Википедия
Читайте также: