Пирамиды в экологии: чисел, биомассы, энергии. Правило экологической пирамиды

Совершенно очевидно, что так же, как расте­ния не способны уловить всю падающую на них солнечную энергию, так и животные не могут усвоить всю потенциальную энергию, которую они полу­чают, поедая растения и друг друга. Значительный процент этой энергии рассеивается в виде тепла. Кроме того, часть органических веществ, синтезированных клетками растений, остаётся непереваренной. Напри­мер, пищеварительная система большинства животных не в состоянии расщепить клетчатку (это самое массовое органическое веще­ство растительных клеток) на молекулы глюкозы — для этого у них нет специальных ферментов. Кроме того, большая часть энергии питательных веществ, усваиваемых животными, тратится на дыхание и другие процессы жизнедеятельности. Подсчитано, что только 10—15% используется для построения новых клеток и тканей. Поэтому при переходе от одного трофи­ческого уровня к другому происходят постоянные потери, а значит, потоки вещества и энергии становятся всё более скудными. В результате даже для четвёртого трофического уровня уже почти не остаётся ни вещества, ни энергии, которые были накоплены растениями на первом уровне. В соответствии с уменьшением вещества и энергии на каждом трофическом уровне падает и количество составляющих её особей.

Рис. 133. Экологическая пира­мида отображает соотношение численности организмов, массы и энергии в экосистемах на разных трофических уровнях

Таким образом, между трофическими уровнями существуют опреде­лённые количественные закономерности. Их впервые установил Чарльз Элтон (1900—1991). Он же сформулировал следующее положение: число особей, образующих последовательную цепь питания, неуклонно уменьша­ется. Поскольку эта закономерность обычно изображается графически в виде пирамиды, то это положение называют пирамидой Элтона. Проил­люстрировать схему экологической пирамиды (рис. 133) несложно. Пусть один дельфин за год съедает 1000 сельдей, которые, в свою очередь, поедают 15 тыс. килек, для пропитания которых нужно 2,5 т зоопланктона, для которого необходимо не менее 30 тыс. т фитопланктона. Это соотношение в продуктивности различных трофических уровней экосистемы получило название правило экологической пирамиды. Его можно сформулировать следующим образом:

Масса каждого дальнейшего звена цепи питания про­грессивно уменьшается, причём продукция организмов каждого следующего трофического уровня всегда меньше продук­ции и предыдущего в среднем в 10 раз. Материал с сайта http://worldof.school

Различают три типа экологических пира­мид: пирамида чисел отражает соотношения между числом особей на каждом трофическом уровне; пирамида биомассы — количество органического вещества, синтезированного на каждом из уровней; пирамида энергии — величину потока энергии. При этом каждый тип экологической пирамиды имеет свои достоинства и недостатки. Благодаря прави­лу экологической пирамиды, можно оценить количество вещества и энергии на каждом из трофических уровней и сравнить разные экосистемы между собой. Этот подход помо­гает оценивать максимальные размеры популяций видов, входящих в конкретную экосистему.

При передвижении вещества и энергии по цепям питания происходит их потеря. В результате каждый последующий уровень характеризуется приблизительно десятикратным сокращением вещества и энергии. В таком же отношении уменьшается количество организмов на каждом из уровней. Эту закономерность графически описывают в виде пирамиды. Поэтому она получила название правило экологической пирамиды.

На этой странице материал по темам:

• Найти энергию задачи правила экологической пирамиде

• Http://worldofschool.ru

• Пирамида чисел, энергии и массы задачи

Вопросы по этому материалу:

• Каковы причины того, что при переходе из од­ного трофического уровня на другой происходит уменьшение вещества и энергии?

• Как формулируется правило экологической пирамиды?

• Ка­ких видов животных больше: питающихся растительной пищей, всеядных или хищных? Попытайтесь объяснить эту закономерность.