Ekologisk pyramid. Pyramider av tal, pyramider av biomassa Vilken pyramid anger mängden levande materia

Det karakteriserar den totala massan av levande materia i torrvikt på varje trofisk nivå i ekosystemet.

Denna pyramid kan se olika ut för olika ekosystem. Biomassapyramiderna i terrestra ekosystem kännetecknas vanligtvis av samma form som energipyramiden. Det vill säga mängden biomassa på varje efterföljande nivå i ett sådant ekosystem är vanligtvis mindre än på föregående nivå. Men denna regel är inte längre absolut. Således kännetecknas marina ekosystem vanligtvis av en omvänd pyramid av biomassa, vars bas är mindre än de efterföljande stegen. Således kan den totala biomassan för alla växtplanktonkonsumenter vara betydligt högre än massan av växtplankton själv kan vara mindre än massan av små fiskar. Denna situation är i allmänhet typisk för ekosystem med mycket små producenter och stora konsumenter. Anledningen till detta är de kraftiga skillnaderna i livslängd och produktivitet hos organismer på olika nivåer. Till exempel uppskattas livslängden för växtplankton till flera dagar eller till och med timmar, medan stora djur kan ackumulera massa i årtionden. Samtidigt har växtplankton hög produktivitet, men all produktion förbrukas snabbt, så att skörden av växtplankton vid varje given tidpunkt är relativt liten. Samtidigt passerar ett mycket större energiflöde genom producenternas trofiska nivå än genom konsumenternas nivåer. De olägenheter som är förknippade med användningen av befolkningspyramider kan undvikas genom att konstruera biomassapyramider, som tar hänsyn till den totala massan av organismer (biomassa) för varje trofisk nivå. Att bestämma biomassa innebär inte bara att man räknar siffror utan också väger enskilda individer, så det är en mer arbetsintensiv process som kräver mer tid och specialutrustning. Helst skulle man jämföra torr massa, som antingen kan beräknas från den totala massan eller direkt bestämmas efter att vatten har avlägsnats.

Således reflekterar rektanglarna i biomassapyramiderna massan av organismer på varje trofisk nivå per ytenhet eller volym. Figur 5 visar en typisk biomassapyramid med en karakteristisk minskning av biomassa vid varje successiv trofisk nivå.

Figur 5 Biomassapyramider

En sådan pyramidbrunn karakteriserar ekosystemets trofiska struktur för att bedöma den stående grödan. Vid provtagning - med andra ord vid en given tidpunkt - bestäms alltid den så kallade stående biomassan, eller stående skörd. Typ A är den vanligaste. Typ B hänvisar till inverterade pyramider. Siffrorna betyder produktion uttryckt i gram torr massa per 1 m2.

Det är viktigt att komma ihåg att detta värde inte innehåller någon information om graden av biomassaproduktion (produktivitet) eller dess konsumtion; annars kan fel uppstå av två anledningar:

1. om graden av biomassaförbrukning (förlust på grund av konsumtion) ungefär motsvarar hastigheten för dess bildning, så indikerar den stående grödan inte nödvändigtvis produktivitet, dvs. mängden energi och materia som rör sig från en trofisk nivå till en annan över en given given nivå tidsperiod, till exempel per år. Till exempel kan en bördig, intensivt använd bete ha lägre stående gräsavkastning och högre produktivitet än en mindre bördig men lite använd bete.

2. Små producenter, såsom alger, kännetecknas av en hög tillväxt- och reproduktionshastighet, balanserad av deras intensiva konsumtion som föda av andra organismer och naturlig död. Även om stående biomassa kan vara liten jämfört med stora producenter (till exempel träd), kan produktiviteten alltså inte vara mindre, eftersom träd samlar biomassa under en lång tidsperiod. Med andra ord kommer växtplankton med samma produktivitet som ett träd att ha mycket mindre biomassa, även om det skulle kunna bära samma massa djur. Generellt sett har populationer av stora och långlivade växter en lägre förnyelsehastighet jämfört med små och kortlivade och ackumulerar materia och energi under en längre tid. En möjlig implikation av detta visas i figur 3, där en inverterad biomassapyramid beskriver Engelska kanalsamhället. Zooplankton har mer biomassa än det växtplankton som det livnär sig på. Detta är typiskt för planktonsamhällen av sjöar och hav under vissa tider på året; växtplanktonets biomassa överstiger djurplanktonets biomassa under vårens "blomning", men i andra perioder är det motsatta förhållandet möjligt. Sådana uppenbara anomalier kan undvikas genom att använda energipyramider.

En typ av relation mellan organismer i ekosystem är trofiska relationer. De visar hur energi rör sig genom näringskedjor i ekosystem. En modell som visar förändringar i mängden energi i länkarna i näringskedjorna är den ekologiska pyramiden.

Pyramidstruktur

En pyramid är en grafisk modell. Dess bild är uppdelad i horisontella nivåer. Antalet nivåer motsvarar antalet länkar i kraftkretsarna.

Alla näringskedjor börjar med producenter – autotrofa organismer som bildar organiska ämnen. Helheten av autotrofer i ett ekosystem är det som ligger vid basen av den ekologiska pyramiden.

Ris. 1. Ekologisk pyramid av siffror

Vanligtvis innehåller matpyramiden från 3 till 5 nivåer.

De sista länkarna i näringskedjorna är alltid stora rovdjur eller människor. Således är antalet individer och biomassa på den sista nivån i pyramiden lägst.

TOP 2 artiklarsom läser med detta

Kärnan i den ekologiska pyramiden är att skildra den progressiva minskningen av biomassa i näringskedjorna.

Modellkonvention

Det bör förstås att modellen visar verkligheten på ett generellt sätt. Allt i livet är mer komplicerat. Alla stora organismer, inklusive människor, kan ätas och dess energi kommer att användas på ett atypiskt sätt i den ekologiska pyramiden.

En del av biomassan i ett ekosystem kommer alltid från nedbrytare – organismer som bryter ner dött organiskt material. Nedbrytare äts av konsumenterna, vilket delvis återför energi till ekosystemet.

Allätande djur som brunbjörnen fungerar både som konsument av första ordningen (äter växter), och som nedbrytare (livar på kadaver) och som ett stort rovdjur.

Art

Beroende på vilken kvantitativ egenskap för nivåer som används, Det finns tre typer av ekologiska pyramider:

• tal;
• biomassa;
• energi.

10% regel

Enligt beräkningar av ekologer går 10% av biomassan eller energin från föregående nivå till varje efterföljande nivå av den ekologiska pyramiden. De återstående 90% spenderas på organismers vitala processer och försvinner i form av termisk strålning.

Detta mönster kallas regeln för den ekologiska pyramiden av energi och biomassa.

Låt oss titta på exempel. Ett ton gröna växter producerar cirka 100 kg växtätande djurs kroppsvikt. När små rovdjur äter växtätare ökar deras vikt med 10 kg. Om små rovdjur äts av stora, ökar kroppsvikten hos de senare med 1 kg.

Ris. 2. Ekologisk pyramid av biomassa

Näringskedja: växtplankton - djurplankton - liten fisk - stor fisk - människor. Det finns redan 5 nivåer och för att en persons massa ska öka med 1 kg är det nödvändigt att den första nivån innehåller 10 ton växtplankton.

Ris. 3. Ekologisk energipyramid

Fördelarna med toppmötet

Arter på toppen av den ekologiska pyramiden har mycket större chans att utvecklas. I gamla tider var det djuren som ockuperade den högsta nivån i trofiska relationer som utvecklades snabbare.

I mesozoiken ockuperade däggdjur mittnivåerna i den ekologiska pyramiden och utrotades aktivt av rovdjur. Endast tack vare dinosauriernas utrotning kunde de stiga till toppnivån och inta en dominerande ställning i alla ekosystem.

Vad har vi lärt oss?

Olika typer av ekologiska pyramider visar förhållandet mellan producenter och konsumenter i en given biocenos. Enligt lagen om energifördelning i den ekologiska pyramiden passerar 10% av massan av den föregående till varje efterföljande nivå.

Testa på ämnet

Utvärdering av rapporten

Genomsnittligt betyg: 4. Totalt antal mottagna betyg: 202.

Ekologisk pyramid - grafiska representationer av förhållandet mellan producenter och konsumenter på alla nivåer (växtätare, rovdjur, arter som livnär sig på andra rovdjur) i ekosystemet.

Den amerikanske zoologen Charles Elton föreslog schematiskt att avbilda dessa förhållanden 1927.

I en schematisk representation visas varje nivå som en rektangel, vars längd eller area motsvarar de numeriska värdena för en länk i näringskedjan (Eltons pyramid), deras massa eller energi. Rektanglar arrangerade i en viss sekvens skapar pyramider av olika former.

Basen av pyramiden är den första trofiska nivån - nivån på producenternas efterföljande våningar i pyramiden bildas av nästa nivåer i livsmedelskedjan - konsumenter av olika beställningar. Höjden på alla block i pyramiden är densamma, och längden är proportionell mot antalet, biomassa eller energi på motsvarande nivå.

Ekologiska pyramider särskiljs beroende på indikatorerna på grundval av vilka pyramiden är byggd. Samtidigt har grundregeln fastställts för alla pyramider, enligt vilken det i alla ekosystem finns fler växter än djur, växtätare än köttätare, insekter än fåglar.

Baserat på regeln för den ekologiska pyramiden är det möjligt att bestämma eller beräkna de kvantitativa förhållandena mellan olika arter av växter och djur i naturliga och artificiellt skapade ekologiska system. Till exempel kräver 1 kg massa av ett havsdjur (säl, delfin) 10 kg äten fisk, och dessa 10 kg behöver redan 100 kg av sin mat - vattenlevande ryggradslösa djur, som i sin tur behöver äta 1000 kg alger och bakterier för att bilda en sådan massa. I det här fallet kommer den ekologiska pyramiden att vara hållbar.

Men som ni vet finns det undantag från varje regel, som kommer att beaktas i varje typ av ekologisk pyramid.

Typer av ekologiska pyramider

Pyramider av siffror - på varje nivå ritas antalet individuella organismer

Siffrornas pyramiden visar ett tydligt mönster som upptäckts av Elton: antalet individer som utgör en serie länkar från producenter till konsumenter minskar stadigt (fig. 3).

Till exempel, för att mata en varg behöver han åtminstone flera harar för att han ska kunna jaga; För att mata dessa harar behöver du en ganska stor variation av växter. I det här fallet kommer pyramiden att se ut som en triangel med en bred bas som avsmalnar uppåt.

Denna form av en sifferpyramid är dock inte typisk för alla ekosystem. Ibland kan de vändas, eller upp och ner. Det gäller skogens näringskedjor, där träd fungerar som producenter och insekter som primärkonsument. I det här fallet är nivån på primärkonsumenter numeriskt rikare än producenternas nivå (ett stort antal insekter lever på ett träd), därför är siffrornas pyramid de minst informativa och minst vägledande, d.v.s. antalet organismer av samma trofisk nivå beror till stor del på deras storlek.

Biomassapyramider - karakteriserar den totala torra eller våta massan av organismer på en given trofisk nivå, till exempel i massenheter per ytenhet - g/m2, kg/ha, t/km2 eller per volym - g/m3 (Fig. 4)

Vanligtvis i marklevande biocenoser är den totala massan av producenter större än varje efterföljande länk. I sin tur är den totala massan av första ordningens konsumenter större än den för andra ordningens konsumenter osv.

I det här fallet (om organismerna inte skiljer sig för mycket i storlek) kommer pyramiden också att se ut som en triangel med en bred bas som avsmalnar uppåt. Det finns dock betydande undantag från denna regel. Till exempel i haven är biomassan av växtätande djurplankton betydligt (ibland 2-3 gånger) större än biomassan för växtplankton, representerad huvudsakligen av encelliga alger. Detta förklaras av det faktum att alger mycket snabbt äts av djurplankton, men de skyddas från att bli helt uppätna av den mycket höga delningshastigheten av deras celler.

I allmänhet kännetecknas landlevande biogeocenoser, där producenterna är stora och lever relativt länge, av relativt stabila pyramider med bred bas. I akvatiska ekosystem, där producenterna är små till storleken och har korta livscykler, kan pyramiden av biomassa vara inverterad eller inverterad (med spetsen nedåt). Sålunda, i sjöar och hav överstiger växtmassan konsumenternas massa endast under blomningsperioden (våren), och under resten av året kan den motsatta situationen inträffa.

Pyramider av antal och biomassa återspeglar systemets statik, det vill säga de karakteriserar antalet eller biomassan av organismer under en viss tidsperiod. De ger inte fullständig information om den trofiska strukturen i ett ekosystem, även om de tillåter att lösa ett antal praktiska problem, särskilt relaterade till att upprätthålla ekosystemens hållbarhet.

Siffrornas pyramiden tillåter till exempel att beräkna den tillåtna mängden fiskfångst eller avskjutning av djur under jaktsäsongen utan konsekvenser för deras normala reproduktion.

Energipyramider - visar mängden energiflöde eller produktivitet vid successiva nivåer (Fig. 5).

I motsats till pyramiderna av siffror och biomassa, som återspeglar statiken i systemet (antalet organismer vid ett givet ögonblick), pyramiden av energi, som återspeglar bilden av hastigheten för passage av matmassa (mängd energi) genom varje trofisk nivå i livsmedelskedjan ger den mest kompletta bilden av den funktionella organisationen av samhällen.

Formen på denna pyramid påverkas inte av förändringar i individers storlek och ämnesomsättning, och om alla energikällor beaktas kommer pyramiden alltid att ha ett typiskt utseende med en bred bas och en avsmalnande spets. När man konstruerar en energipyramid läggs ofta en rektangel till sin bas för att visa inflödet av solenergi.

År 1942 formulerade den amerikanske ekologen R. Lindeman lagen om energipyramiden (lagen om 10 procent), enligt vilken i genomsnitt cirka 10 % av den energi som tas emot på den tidigare nivån av den ekologiska pyramiden passerar från en trofisk nivå genom näringskedjor till en annan trofisk nivå. Resten av energin går förlorad i form av värmestrålning, rörelse osv. Som ett resultat av metaboliska processer förlorar organismer cirka 90% av all energi i varje länk i näringskedjan, som spenderas på att upprätthålla deras vitala funktioner.

Om en hare åt 10 kg växtmaterial, kan dess egen vikt öka med 1 kg. En räv eller varg, som äter 1 kg harekött, ökar sin massa med endast 100 g I vedartade växter är denna andel mycket lägre på grund av att trä absorberas dåligt av organismer. För gräs och sjögräs är detta värde mycket högre, eftersom de inte har svårsmälta vävnader. Det allmänna mönstret för energiöverföringsprocessen kvarstår dock: mycket mindre energi passerar genom de övre trofiska nivåerna än genom de lägre.

Låt oss överväga omvandlingen av energi i ett ekosystem med exemplet på en enkel betesmarks trofisk kedja, där det bara finns tre trofiska nivåer.

nivå - örtartade växter,

nivå - växtätande däggdjur, till exempel harar

nivå - rovdjur, till exempel rävar

Näringsämnen skapas under fotosyntesen av växter, som bildar organiska ämnen och syre, samt ATP, från oorganiska ämnen (vatten, koldioxid, mineralsalter, etc.) med hjälp av solljusets energi. En del av solstrålningens elektromagnetiska energi omvandlas till energin från kemiska bindningar av syntetiserade organiska ämnen.

Allt organiskt material som skapas under fotosyntesen kallas brutto primärproduktion (GPP). En del av energin från bruttoprimärproduktionen spenderas på andning, vilket resulterar i bildandet av nettoprimärproduktion (NPP), som är själva ämnet som går in på den andra trofiska nivån och används av harar.

Låt banan vara 200 konventionella energienheter, och kostnaderna för anläggningar för andning (R) - 50%, d.v.s. 100 konventionella energienheter. Då blir nettoprimärproduktion lika med: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100), d.v.s. På den andra trofiska nivån kommer hararna att få 100 konventionella energienheter.

Men av olika anledningar kan harar bara konsumera en viss del av kärnkraftverket (annars skulle resurserna för utveckling av levande materia försvinna), medan en betydande del av det är i form av döda organiska rester (underjordiska delar av växter). , hårt ved av stjälkar, grenar etc. .) är inte i stånd att ätas av harar. Det kommer in i detritala näringskedjor och/eller bryts ned av nedbrytare (F). Den andra delen går till konstruktion av nya celler (populationsstorlek, tillväxt av harar - P) och säkerställande av energiomsättning eller andning (R).

I det här fallet, enligt balansmetoden, kommer balansjämlikheten för energiförbrukning (C) att se ut så här: C = P + R + F, dvs. Energin som tas emot på den andra trofiska nivån kommer att användas, enligt Lindemanns lag, på befolkningstillväxt - P - 10%, de återstående 90% kommer att användas på andning och avlägsnande av osmält mat.

Således, i ekosystem, med en ökning av den trofiska nivån, sker en snabb minskning av energin som ackumuleras i levande organismers kroppar. Härifrån är det tydligt varför varje efterföljande nivå alltid kommer att vara mindre än den föregående och varför livsmedelskedjor vanligtvis inte kan ha fler än 3-5 (sällan 6) länkar, och ekologiska pyramider kan inte bestå av ett stort antal våningar: till den sista länken i näringskedjan är densamma som till översta våningen i den ekologiska pyramiden kommer att få så lite energi att det inte räcker om antalet organismer ökar.

En sådan sekvens och underordning av grupper av organismer kopplade i form av trofiska nivåer representerar flöden av materia och energi i biogeocenosen, grunden för dess funktionella organisation.

Charles Elton föreslog ett sätt att grafiskt uttrycka relationerna mellan trofiska nivåer, vilket nästan blev en symbol för ekologi som vetenskap. Det handlar om ekologiska pyramider. Vid konstruktion av ekologiska pyramider visas mått på överflöd av representanter för olika trofiska nivåer i form av rektanglar som ligger ovanpå varandra. Denna metod används vanligtvis för att beskriva betesmarks trofiska kedjor. Det finns pyramider av siffror, biomassa och produktivitet.

Vi kommer också att bygga flera ekologiska pyramider. Våra exempel kommer att vara ganska konventionella: vi kommer att anta att de trofiska kedjorna som vi kommer att beskriva inte har "förgreningar". Till exempel, när vi modellerar kedjeklövern - får - vargar, kommer vi att acceptera att får livnär sig endast på klöver och vargar endast på får, och vi kommer att vara intresserade av sambanden mellan dessa trofiska nivåer inom något ekosystem, där förhållandet mellan populationer av nivåerna i fråga har nått jämvikt. Naturligtvis kan ekologiska pyramider också användas för att beskriva naturliga ekosystem, och de förenklingar vi har antagit behövs bara för att våra resonemang ska bli tydligare.

Låt oss återvända till kedjan av klöver - får - vargar. Efter att ha uppskattat populationsstorlekarna i denna kedja kommer vi att se att det finns mycket fler individuella klöverväxter än får, och det finns fler får än vargar. En sådan pyramid (med en bas bredare än toppen) kallas rätta eller direkt. Befolkningspyramiderna kommer dock inte att vara korrekta för alla betesmarkskedjor. Ett exempel skulle vara kedjan av ekar - eksilkesmaskar. Ett litet antal stora träd kan stödja många larver. Pyramid av siffror kommer att vara för denna kedja upp och ner(Fig. 3.13.1).

Ris. 3.13.1. Pyramider av siffror. A. rak. B. Inverterad. Den omvända naturen hos den andra pyramiden är förknippad med skillnader i storlek mellan individer

Det är lätt att förstå att inversionen av den andra pyramiden är förknippad med skillnader i storleken på producent- och konsumentindivider. Baserat på data om hur mycket en genomsnittlig ek och en genomsnittlig silkesmask väger, samt pyramider av deras antal, kan vi bygga biomassa pyramid. Naturligtvis blir det rakt (fig. 3.13.2).

Ris. 3.13.2. Pyramider av biomassa. A. rak. B. Inverterad. Den omvända naturen hos den andra pyramiden är förknippad med skillnader mellan individer i "livets hastighet" - olika intensitet av energiflödet genom deras biomassa

Kan biomassapyramider inverteras? Ganska sällsynt, men de kan. Låt oss betrakta de betande trofiska kedjorna i havets vattenpelare. Överraskande nog är biomassan hos producenter (planktonalger) i sådana kedjor ofta mindre än konsumenternas biomassa. Betyder det att konsumenter i sådana kedjor inte existerar på producenternas bekostnad? Inga.

En enkel analogi hjälper dig att förstå vad som har sagts. En stor damm kan existera tack vare att en liten bäck rinner in i den, även om vattenmassan i dammen vid varje given tidpunkt är mycket större än i bäcken. Det är klart att detta blir möjligt eftersom vattnet i bäcken förändras mycket snabbare än i dammen. På liknande sätt, i vattenpelaresamhällen, flödar energi genom olika trofiska nivåer i olika hastigheter. Tidpunkten för förändring av växtplanktonbiomassan mäts i timmar, för djurplankton - i dagar, för fiskar och valar - i veckor och månader. För att ta hänsyn till denna skillnad måste vi reflektera i ekologiska pyramider intensiteten av energiflödet genom varje nivå. Baserat på data om biomassan av länkar i den trofiska kedjan och hastigheten för dess förändring, kan vi konstruera produktivitetspyramid(eller energiflöden; Fig. 3.13.3).

Ris. 3.13.3. Produktivitetspyramider är alltid raka

En sådan pyramid kommer alltid att vara rak. Termodynamikens första lag (lagen om energibevarande) "förbjuder" en sådan pyramid från att vändas upp och ned, och den andra lagen förbjuder att den har "golv" av samma bredd, eftersom med varje omvandling av energi måste en del av den avledas i form av värme. Förresten, det är därför riktiga näringskedjor inte är särskilt långa och ekologiska pyramider inte är höga. I alla verkliga ekosystem skulle så lite energi nå konsumenten på X-nivå (efter tio på varandra följande transformationer!) att det inte skulle vara möjligt att samla in den mängd energi som behövs för den från det territorium som är tillgängligt för en individ.

Nu, efter att ha blivit bekant med logiken med vilken ekologiska pyramider byggs, låt oss överväga två mer specifika exempel. Eugene Odum beräknade parametrarna för en konventionell näringskedja där en tolvårig pojke åt uteslutande kalvkött (observera: att bara äta kött är onaturligt!), och kalvar - bara alfalfa (detta är mer fysiologiskt, utan att räkna med det faktum att båda pojken och kalvarna behöver börja livet och äta på sina mödrars mjölk). Egenskaperna för en sådan pyramid ges i tabell. 3.13.1.

Tabell 3.13.1. Ett exempel på ekologiska pyramider för en villkorad näringskedja

	Antal	Biomassa	Produktivitet
Strålning används

Och nästa exempel (Fig. 3.13.4) gäller verkliga data om biomassan för flera däggdjursarter i en nordamerikansk lövskog. Som du kan se har växtätande däggdjur den högsta biomassan och köttätare den lägsta, vilket man kan förvänta sig utifrån de överväganden som presenteras här.

Ris. 3.13.4. Biomassa av flera däggdjursarter i en nordamerikansk lövskog

Som du förstår kan ekologiska pyramider inte vara särskilt höga, för när man flyttar från nivå till nivå går en del av energin förlorad. Men olika organismer förlorar olika mycket energi. I olika samhällen skiljer sig den genomsnittliga nivån av ekologisk effektivitet och är nära relaterad till antalet trofiska nivåer, som visas i tabell. 3.13.2.

Tabell 3.13.2. Genomsnittligt antal trofiska nivåer i olika biomer (R. Ricklefs, 1977)

Biome	Genomsnittlig ekologisk effektivitet (förhållandet mellan rovdjursproduktivitet och bytesproduktivitet)	Genomsnittligt antal trofiska nivåer
Öppet hav
Havskusten
Regnskog

Naturligtvis varierar den ekologiska effektiviteten på olika trofiska nivåer mycket, och den är särskilt låg vid basen av ekologiska pyramider. Att äta vegetabilisk mat är en mer komplex biokemisk och fysiologisk "uppgift" än att äta animalisk mat. I de flesta terrestra ekosystem registreras ett överskott av växtföda. Men antalet växtätare (nivå I-konsumenter) kontrolleras vanligtvis väl av köttätare. Överskottet av organismer på denna nivå kommer effektivt att "ätas upp" av organismer på nästa nivå.

Enligt den naturliga jämviktshypotesen är den huvudsakliga regulatorn av förhållandet mellan trofiska nivåer apex predator - konsumenten av den högsta nivån. Detta innebär att i ett system med ett jämnt antal trofiska nivåer kontrolleras udda nivåer (1:a, 3:e, 5:e...) mer effektivt av konsumenterna, och med ett udda antal nivåer kontrolleras jämna nivåer mer effektivt. Eftersom den första nivån, producentnivån, är den svåraste att kontrollera i terrestra ekosystem kan man förvänta sig att ett udda antal trofiska nivåer skulle vara vanligare i terrestra system. Observationer bekräftar detta antagande.

Att studera ekologiska pyramider orsakar ofta stora svårigheter för studenter. Faktum är att även de mest primitiva och enkla ekologiska pyramiderna börjar studeras av förskolebarn och skolbarn i grundskolan. Ekologi som vetenskap har börjat få mycket uppmärksamhet de senaste åren, eftersom denna vetenskap spelar en betydande roll i den moderna världen. Den ekologiska pyramiden är en del av ekologin som vetenskap. För att förstå vad detta är måste du läsa den här artikeln.

Vad är en ekologisk pyramid?

En ekologisk pyramid är en grafisk design som oftast avbildas i form av en triangel. Sådana modeller skildrar den trofiska strukturen av biocenosen. Det betyder att ekologiska pyramider visar antalet individer, deras biomassa eller mängden energi som finns i dem. Var och en av dem kan visa vilken indikator som helst. Följaktligen betyder detta att ekologiska pyramider kan vara av flera typer: en pyramid som visar antalet individer, en pyramid som återspeglar mängden biomassa hos de representerade individerna, och även den sista ekologiska pyramiden, som tydligt visar mängden energi som finns i hos dessa individer.

Vad är talpyramider?

Pyramiden av siffror (eller siffror) visar antalet organismer på varje trofisk nivå. En sådan ekologisk grafisk modell kan användas inom vetenskapen, men den är extremt sällsynt. Länkarna i den ekologiska sifferpyramiden kan avbildas nästan på obestämd tid, det vill säga strukturen av biocenosen i en pyramid är extremt svår att avbilda. Dessutom finns det på varje trofisk nivå många individer, på grund av vilket det ibland är nästan omöjligt att demonstrera hela strukturen av biocenosen i en full skala.

Ett exempel på att konstruera en pyramid av siffror

För att förstå sifferpyramiden och dess konstruktion är det nödvändigt att ta reda på vilka individer och vilka interaktioner mellan dem som ingår i denna ekologiska pyramid. Låt oss titta på exemplen i detalj nu.

Låt basen av figuren vara 1000 ton gräs. Detta gräs, säg, om ett år, kommer att kunna mata cirka 26 miljoner gräshoppor eller andra insekter under naturliga överlevnadsförhållanden. I det här fallet kommer gräshoppor att ligga ovanför vegetationen och utgöra den andra trofiska nivån. Den tredje trofiska nivån kommer att vara 90 tusen grodor, som kommer att konsumera insekterna som ligger nedanför om ett år. Cirka 300 öringar kommer att kunna konsumera dessa grodor på ett år, vilket innebär att de kommer att ligga på den fjärde trofiska nivån i pyramiden. En vuxen kommer redan att vara placerad på toppen av den ekologiska pyramiden han kommer att bli den femte och sista länken i denna kedja, det vill säga den sista trofiska nivån. Detta kommer att hända eftersom en person kommer att kunna äta cirka 300 öringar på ett år. I sin tur är en person den högsta nivån i världen, och därför kan ingen äta honom. Som visas i exemplet är saknade länkar i den ekologiska sifferpyramiden omöjliga.

Det kan ha en mängd olika strukturer beroende på ekosystemet. Till exempel kan denna pyramid för terrestra ekosystem se nästan identisk ut med energipyramiden. Detta innebär att biomassapyramiden kommer att byggas på ett sådant sätt att mängden biomassa minskar med varje efterföljande trofisk nivå.

I allmänhet studeras biomassapyramider huvudsakligen av studenter, eftersom att förstå dem kräver viss kunskap inom områdena biologi, ekologi och zoologi. Denna ekologiska pyramid är en grafisk ritning som representerar förhållandet mellan producenter (det vill säga producenter av organiska ämnen från oorganiska) och konsumenter (konsumenter av dessa organiska ämnen).

och prosudenty?

För att verkligen förstå principen om att bygga en pyramid av biomassa är det nödvändigt att förstå vilka konsumenterna och producenterna är.

Producenter är producenter av organiska ämnen från oorganiska. Det här är växter. Till exempel använder växtblad koldioxid (oorganiskt material) och producerar organiskt material genom fotosyntes.

Konsumenter är konsumenter av dessa organiska ämnen. I ett terrestra ekosystem är dessa djur och människor, och i akvatiska ekosystem är de olika marina djur och fiskar.

Omvända pyramider av biomassa

Den inverterade pyramiden av biomassa har konstruktionen av en inverterad nedåtriktad triangel, det vill säga dess bas är smalare än toppen. En sådan pyramid kallas inverterad eller inverterad. Den ekologiska pyramiden har denna struktur om biomassan hos producenter (producenter av organiska ämnen) är mindre än biomassan hos konsumenter (konsumenter av organiska ämnen).

Som vi vet är en ekologisk pyramid en grafisk modell av ett visst ekosystem. En av de viktiga ekologiska modellerna är den grafiska konstruktionen av energiflödet. En pyramid som återspeglar hastigheten och tiden för matens passage genom kallas en pyramid av energier. Den formulerades tack vare den berömda amerikanske vetenskapsmannen, som var ekolog och zoolog, Raymond Lindeman. Raymond formulerade en lag (regeln för den ekologiska pyramiden), som fastställde att under övergången från den lägsta trofiska nivån till nästa, passerar cirka 10% (mer eller mindre) av energin som kom in i den föregående nivån i den ekologiska pyramiden. näringskedjorna. Och den återstående delen av energin spenderas som regel på livets process, på förkroppsligandet av denna process. Och som ett resultat av själva utbytesprocessen i varje länk förlorar organismer cirka 90% av sin energi.

Energipyramidens mönster

Faktum är att mönstret är att mycket mindre energi (flera gånger) passerar genom de övre trofiska nivåerna än genom de lägre. Det är av denna anledning som det finns mycket färre stora rovdjur än till exempel grodor eller insekter.

Låt oss till exempel betrakta ett sådant rovdjur som en björn. Det kan vara på toppen, det vill säga på den allra sista trofiska nivån, eftersom det är svårt att hitta ett djur som skulle livnära sig på det. Om det fanns ett stort antal djur som konsumerade björnar som mat, skulle de redan ha dött ut, eftersom de inte skulle kunna försörja sig själva, eftersom björnarna är få till antalet. Detta är vad energipyramiden bevisar.

Pyramid av naturliga balanser

Skolbarn börjar studera det i 1:a eller 2:a klasserna, eftersom det är ganska lätt att förstå, men samtidigt väldigt viktigt som en del av vetenskapen om ekologi. Den naturliga balansens pyramiden verkar i olika ekosystem, både i mark- och undervattensnatur. Det används ofta för att introducera skolbarn till vikten av varje varelse på jorden. För att förstå pyramiden av naturliga balanser är det nödvändigt att överväga exempel.

Exempel på att bygga en pyramid av naturliga balanser

Pyramiden av naturliga balanser kan tydligt demonstreras av samspelet mellan en flod och en skog. Till exempel kan en grafisk ritning visa följande växelverkan mellan naturresurser: på stranden av en flod fanns en skog som gick långt ner i djupet. Floden var mycket djup och på dess stränder växte blommor, svampar och buskar. Det fanns mycket fisk i dess vatten. I det här exemplet finns en ekologisk balans. Floden ger sin fukt till träden, men träden skapar skugga och låter inte vattnet från floden avdunsta. Låt oss överväga det motsatta exemplet på naturlig balans. Om något händer med skogen, träden brinner eller huggas kan ån torka upp utan att få skydd. Detta är ett exempel på förstörelse

Samma sak kan hända med djur och växter. Tänk på ugglor och ekollon. Ekollon är grunden för naturlig balans i den ekologiska pyramiden, eftersom de inte livnär sig på någonting, men samtidigt matar de gnagare. Den andra komponenten i nästa trofiska nivå kommer att vara skogsmöss. De livnär sig på ekollon. Det kommer att finnas ugglor på toppen av pyramiden eftersom de äter möss. Om ekollonen som växer på trädet försvinner, kommer mössen inte att ha något att äta och de kommer med största sannolikhet att dö. Men då har ugglorna ingen att äta, och hela deras art kommer att dö. Detta är pyramiden för naturlig balans.

Tack vare dessa pyramider kan ekologer övervaka naturens och djurvärldens tillstånd och dra lämpliga slutsatser.