Трофичната структура на биоценозата обикновено се изобразява чрез графични модели под формата на екологични пирамиди. Такива модели са разработени през 1927 г. от английския зоолог К. Елтън.

Екологични пирамиди - това са графични модели (обикновено под формата на триъгълници), отразяващи броя на индивидите (пирамида от числа), количеството на тяхната биомаса (пирамида от биомаса) или енергията, съдържаща се в тях (пирамида от енергия) на всяко трофично ниво и което показва намаляване на всички показатели с повишаване на нивото на трофично ниво.

Има три вида екологични пирамиди.

Пирамида от числа

Пирамида от числа(изобилие) отразява броя на отделните организми на всяко ниво. В екологията популационната пирамида се използва рядко, тъй като поради големия брой индивиди на всяко трофично ниво е много трудно да се покаже структурата на биоценозата в един мащаб.

За да разберем какво е пирамида от числа, нека дадем пример. Да предположим, че в основата на пирамидата има 1000 тона трева, чиято маса е стотици милиони отделни стръкчета трева. Тази растителност ще може да изхрани 27 милиона скакалци, които от своя страна могат да бъдат изядени от около 90 хиляди жаби. Самите жаби могат да служат за храна на 300 пъстърви в езерото. И това е количеството риба, което човек може да изяде за една година! Така в основата на пирамидата има няколкостотин милиона стръкчета трева, а на върха й има един човек. Това е ясна загуба на материя и енергия по време на прехода от едно трофично ниво към друго.

Понякога има изключения от правилото на пирамидата и тогава трябва да се справяме с тях обърната пирамида от числа.Това може да се наблюдава в гората, където на едно дърво живеят насекоми, с които се хранят насекомоядни птици. Следователно броят на производителите е по-малък от този на потребителите.

Пирамида от биомаса

Пирамида от биомаса -съотношението между производители и консументи, изразено в тяхната маса (общо сухо тегло, енергийно съдържание или друга мярка за обща жива материя). Обикновено в сухоземните биоценози общото тегло на производителите е по-голямо от това на потребителите. От своя страна общото тегло на потребителите от първи ред е по-голямо от това на потребителите от втори ред и т.н. Ако организмите не се различават твърде много по размер, графиката обикновено образува стъпаловидна пирамида със заострен връх.

Американският еколог Р. Риклефс обяснява структурата на пирамидата на биомасата по следния начин: „В повечето земни общности пирамидата на биомасата е подобна на пирамидата на продуктивността. Ако съберете всички организми, живеещи на някаква поляна, тогава теглото на растенията ще бъде много по-голямо от теглото на всички правокрили и копитни животни, които се хранят с тези растения. Теглото на тези тревопасни животни от своя страна ще бъде по-голямо от теглото на птиците и котките, които съставляват нивото на първичните месоядни животни, а последните също ще надвишават по тегло хищниците, които се хранят с тях, ако има такива. Един лъв тежи доста, но лъвовете са толкова редки, че теглото им, изразено в грамове на 1 m2, ще бъде незначително.

Както в случая с пирамидите от числа, можете да получите т.нар обърната (обърната) пирамида от биомаса, когато биомасата на производителите се оказва по-малка от консуматорите, а понякога и разлагащите, а в основата на пирамидата не стоят растения, а животни. Това се отнася главно за водните екосистеми. Например, в океана, с доста висока продуктивност на фитопланктона, общата му маса в даден момент може да бъде по-малка от тази на зоопланктона и крайния потребител (китове, големи риби, миди).

Пирамида на енергията

Пирамида на енергиятаотразява количеството енергиен поток, скоростта на преминаване на хранителната маса хранителна верига. Структурата на биоценозата се влияе в по-голяма степен не от количеството фиксирана енергия, а от скоростта на производство на храна.

Всички екологични пирамиди са изградени според едно правило, а именно: в основата на всяка пирамида има зелени растения, а при изграждането на пирамиди естественото намаляване от основата до върха на броя на индивидите (пирамида на числата), тяхната биомаса (пирамида на биомасата) и се взема предвид енергията, преминаваща през цените на храните (енергийна пирамида).

През 1942 г. американският еколог Р. Линдеман формулира закон на енергийната пирамида, според който средно около 10% от енергията, получена на предишното ниво на екологичната пирамида, преминава от едно трофично ниво на друго чрез цените на храните. Останалата част от енергията се изразходва за поддържане на жизненоважни процеси. В резултат на метаболитните процеси организмите губят около 90% от цялата енергия във всяко звено на хранителната верига. Следователно, за да се получи например 1 kg костур, трябва да се консумират приблизително 10 kg млади риби, 100 kg зоопланктон и 1000 kg фитопланктон.

Общата схема на процеса на пренос на енергия е следната: през горните трофични нива преминава значително по-малко енергия, отколкото през долните. Ето защо големите хищни животни винаги са рядкост и няма хищници, които да се хранят например с вълци. В този случай те просто няма да могат да се изхранват, тъй като вълците са толкова малко на брой.

1. Какво е хранителна мрежа?

Отговор. Хранителна (трофична) верига - поредица от видове растения, животни, гъби и микроорганизми, които са свързани помежду си чрез връзката: храна - потребител. Хранителната мрежа е система от връзки между хранителни вериги.

2. Какви организми са продуценти?

Отговор. Производителите са организми, способни да синтезират органични вещества от неорганични, т.е. всички автотрофи. Това е основно зелени растения(синтезират органични вещества от неорганични по време на фотосинтеза), но някои видове хемотрофни бактерии са способни на чисти химичен синтезорганика без слънчева светлина.

3. По какво се различават потребителите от производителите?

Въпроси след § 85

1. Какво е екологична пирамида? Какви процеси в обществото отразява?

Отговор. Намаляването на количеството енергия при прехода от едно трофично ниво към друго (по-високо) определя броя на тези нива и съотношението на хищници и плячка. Изчислено е, че всяко дадено трофично ниво получава около 10% (или малко повече) от енергията на предишното ниво. Ето защо общ бройРядко има повече от четири до шест трофични нива.

Това явление, изобразено графично, се нарича екологична пирамида. Има пирамида от числа (индивиди), пирамида от биомаса и пирамида от енергия.

Основата на пирамидата се формира от производители (растения). Над тях са консументи от първи ред (тревопасни). Следващото ниво е представено от консументи от втори ред (хищници). И така до върха на пирамидата, който е зает от най-големите хищници. Височината на пирамидата обикновено съответства на дължината на хранителната верига.

Пирамидата на биомасата показва съотношението на биомасата на организми от различни трофични нива, изобразени графично по такъв начин, че дължината или площта на правоъгълника, съответстваща на определено трофично ниво, е пропорционална на неговата биомаса

2. Каква е разликата между пирамидите на числата и енергията?

Отговор. Екологичните пирамиди могат да бъдат класифицирани в три основни типа:

Пирамиди от числа, които отразяват броя на отделните организми; пирамиди от биомаса, характеризиращи общата маса на индивидите на всяко трофично ниво; производствени пирамиди, характеризиращи производството на всяко трофично ниво.

Популационните пирамиди, като правило, са най-малко информативни и показателни, тъй като броят на организмите на едно трофично ниво в екосистемата до голяма степен зависи от техния размер. Например, масата на една лисица е равна на масата на няколкостотин мишки.

Обикновено броят на хетеротрофните организми в една екосистема е по-висок от този на автотрофните. Едно дърво (първо трофично ниво) може да изхрани до няколко хиляди насекоми (второ трофично ниво). С увеличаване на трофичното ниво на хетеротрофните организми средният размер на индивидите, разположени върху него, обикновено се увеличава и техният брой намалява. Следователно пирамидите на населението в екосистемите често изглеждат като „коледно дърво“.

Пирамидите на биомасата много по-добре изразяват връзките между различните трофични нива на една екосистема. Като цяло биомасата на по-ниските нива надвишава тази на по-високите нива. Има обаче значителни изключения от това правило. Например в моретата биомасата на тревопасния зоопланктон е значително (понякога 2-3 пъти) по-голяма от биомасата на фитопланктона, представен главно от едноклетъчни водорасли. Това се обяснява с факта, че водораслите много бързо се изяждат от зоопланктона, но са защитени от пълно изяждане от много високата скорост на делене на клетките им.

Най-пълна картина на функционалната организация на екосистемите се предоставя от продуктовите пирамиди. В този случай е по-добре да представите производствените стойности на всяко трофично ниво в единични мерни единици, за предпочитане в енергийни единици. В този случай пирамидите от продукти ще бъдат пирамиди от енергии.

За разлика от пирамидите на числата и биомасата, които отразяват статиката на системата (т.е. характеризиращи броя на организмите в даден момент), пирамидите на производството характеризират скоростта на преминаване на хранителната енергия през трофичните вериги. Ако всички стойности на енергийния прием и разход в трофичната верига са правилно взети предвид, тогава, в съответствие с втория закон на термодинамиката, продуктовите пирамиди винаги ще имат правилната форма.

Броят и биомасата на организмите, които могат да се поддържат от всяко ниво при определени условия, не зависи от количеството фиксирана енергия, налична в момента на предишното ниво (т.е. от биомасата на последното), а от скоростта на производство на храна на то.

3. Защо пирамидата на населението може да бъде права или обърната?

Отговор. Ако степента на възпроизводство на популацията на плячката е висока, тогава дори и с ниска биомаса такава популация може да бъде достатъчен източник на храна за хищници, които имат по-висока биомаса, но ниска степен на възпроизводство. Поради тази причина пирамидите на изобилието или биомасата могат да бъдат обърнати, т.е. ниските трофични нива могат да имат по-ниска плътност и биомаса от по-високите нива.

Например много насекоми могат да живеят и да се хранят на едно дърво (обърната пирамида на населението). Обърнатата пирамида на биомасата е характерна за морските екосистеми, където първичните производители (фитопланктонни водорасли) се делят много бързо, а техните консуматори (зоопланктонни ракообразни) са много по-големи, но се възпроизвеждат много по-бавно. Морските гръбначни имат още по-голяма маса и дълъг репродуктивен цикъл.

Изчислете дела на енергията, получена на 5-то трофично ниво, при условие че нейното общо количество на 1-во ниво е 500 единици.

Отговор. Първото ниво е 500, второто е 50, третото е 5, четвъртото е 0,5, петото е 0,05 единици.

Екологични пирамиди.

Трофичните вериги теоретично могат да се състоят от голямо числовръзки, но практически не надвишават 5–6 връзки, тъй като в резултат на действието втори закон на термодинамикатаенергията бързо се разсейва.

Вторият закон на термодинамиката е известен още като закон за нарастване ентропия(Гръцки ентропиязавой, трансформация). Според този закон енергията не може да бъде създадена или унищожена - тя се прехвърля от една система в друга и се трансформира от една форма в друга.

В трофичните вериги количеството растителна материя, което служи като основа на хранителната верига, е приблизително 10 пъти по-голямо от масата на тревопасните животни и всяко следващо хранително ниво също има маса 10 пъти по-малка. Този модел се нарича правило за 10%: средно не повече от 1/10 от енергията, получена от предишното ниво, се прехвърля на следващото трофично ниво. Следователно, ако около един процент от слънчевата енергия се натрупва в растенията, тогава, например, на 4-то трофично ниво нейният дял ще бъде само 0,001%.

Трофични веригипредставляват много нестабилни системи , тъй като случайната загуба на която и да е връзка разрушава цялата верига. Устойчивост на естествените съобществата се осигуряват от наличието на сложни разклонени многовидови трофични мрежи . В такива мрежи, когато някоя връзка отпадне, енергията започва да се движи по заобиколни пътища. Колкото повече видове има в една биогеоценоза, толкова по-надеждна и стабилна е тя.

За визуализиране на величината на коефициента на енергиен трансфер от ниво на ниво в хранителните вериги на екосистемите се използват екологични пирамиди от няколко вида.

Екологична пирамида –това е графично (или диаграмно) представяне на връзката между томовете органична материяили енергия на съседни нива в хранителната верига.

Графичният модел на пирамидата е разработен през 1927 г. от американски зоолог Чарлз Елтън.

Основата на пирамидата е първото трофично ниво - нивото на производителите, а следващите „етажи“ на пирамидата се формират от следващите нива - консуматори от различни порядки. Височината на всички блокове е еднаква, а дължината е пропорционална на броя, биомасата или енергията на съответното ниво. Има три начина за изграждане на екологични пирамиди

Най-разпространените видове екологични пирамиди са:

Числовите пирамиди на Елтън;

Пирамиди от биомаса;

Пирамиди на енергията.

Принципът на Линдеман. През 1942 г., въз основа на обобщение на обширен емпиричен материал, американският еколог Линдеман формулира принципа на трансформация на биохимичната енергия в екосистемите, наречен в екологичната литература закон 10%.

Принципът на Линдеман - закон на пирамидата на енергиите (закон на 10 процента),според която средно около 10% от енергията, получена на предишното ниво на екологичната пирамида, преминава от едно трофично ниво през хранителните вериги на друго трофично ниво. Останалата част от енергията се губи под формата на топлинно излъчване, движение и др. В резултат на метаболитните процеси организмите губят около 90% от цялата енергия във всяка връзка от хранителната верига, която се изразходва за поддържане на жизнените им функции.

Числовите пирамиди на Елтънса представени във формата среден брой индивиди , необходими за храненето на организми, разположени на следващите трофични нива.

Пирамида от числа(изобилие) отразява броя на отделните организми на всяко ниво (фиг. 35).

Например, за да нахраните един вълк, е необходимо поне, няколко заека, които може да ловува; За да нахраните тези зайци, имате нужда от доста голямо разнообразие от растения.

Например,за представяне на хранителната верига:

ДЪБОВ ЛИСТ – ГЪСЕНИЦА – СИНИКЕР

Пирамидата от числа за един синигер (трето ниво) изобразява броя на гъсениците (второ ниво), които той изяжда за определено време, например за един светъл ден. На първото ниво на пирамидата са изобразени толкова дъбови листа, колкото са необходими за изхранването на броя на гъсениците, които са показани на второто ниво на пирамидата.

Пирамиди от биомаса и енергияизразяват съотношенията на количеството биомаса или енергия на всяко трофично ниво.

Пирамидата на биомасата се основава на показване на резултатите от претеглянето на сухата маса на органичната материя на всяко ниво, а енергийната пирамида се основава на изчисления на биохимичната енергия, прехвърлена от подлежащото към горното ниво. Тези нива на графиката на пирамидата на биомасата (или енергията) са изобразени като правоъгълници с еднаква височина, чиято ширина е пропорционална на количеството биомаса, прехвърлено към всяко следващо (покриващо) ниво на изследваната трофична верига.

ТРЕВА (809) – ТРЕВОПАСНИ (37) – МЕСОЯДНИ-1 (11) – МЕСОЯДНИ-2 (1,5),

където в скоби са посочени стойностите на сухата биомаса (g/кв.м).

2. Пирамида от биомаса – съотношението на масите на организмите от различни трофични нива. Обикновено в сухоземните биоценози общата маса на производителите е по-голяма от всяка следваща връзка. От своя страна общата маса на потребителите от първи ред е по-голяма от тази на потребителите от втори ред и т.н. Ако организмите не се различават твърде много по размер, графиката обикновено води до стъпаловидна пирамида със заострен връх. И така, за производството на 1 кг говеждо месо се нуждаете от 70-90 кг прясна трева.

Във водните екосистеми можете също да получите обърната или обърната пирамида на биомаса, когато биомасата на производителите е по-малка от тази на потребителите, а понякога и на разлагащите. Например, в океана, с доста висока продуктивност на фитопланктона, общата му маса в даден момент може да бъде по-малка от тази на консуматорите (китове, големи риби, миди)

Пирамидите от числа и биомаса отразяват статиченсистеми, т.е. характеризират броя или биомасата на организмите за определен период от време. Те не дават пълна информация за трофичната структура на екосистемата, но позволяват решаването на редица практически проблеми, особено свързани с поддържането на устойчивостта на екосистемите.

Пирамидата от числа позволява например да се изчисли допустимото количество улов на риба или отстрел на животни през ловния сезон без последствия за нормалното им размножаване.

3. Пирамида на енергиятаотразява количеството енергиен поток, скоростта на преминаване на хранителната маса през хранителната верига. Структурата на биоценозата се влияе в по-голяма степен не от количеството фиксирана енергия, а от темп на производство на храна (фиг. 37).

Установено е, че максималното количество енергия, прехвърлено към следващото трофично ниво, в някои случаи може да бъде 30% от предишното и това е в най-добрия случай. В много биоценози и хранителни вериги количеството пренесена енергия може да бъде само 1%.

Ориз. 37. Енергийна пирамида: енергиен поток през хранителната верига на пашата (всички цифри са в килоджаули на метър на квадрат пъти в годината)

Имайте предвид, че екологичните пирамиди са ясна илюстрация на принципа на Линдеман и с тяхна помощ отразяват съществена характеристикаенергийни процеси в екосистемите, а именно: поради сравнително малкия дял от енергията (средно приблизително една десета), прехвърлена на следващото ниво, много малко енергия остава в екосистемата, а останалата част се връща в геосферата. По този начин, с трофична верига на 4 нива, само десет хилядна от биохимичната енергия остава в екосистемата. Незначителната част от енергията, оставаща в екосистемата, всъщност обяснява защо естествени екосистемитрофичните вериги имат не повече от 5-6 нива.

Природата е удивителна и разнообразна и всичко в нея е взаимосвързано и балансирано. Броят на индивидите от всякакъв вид животни, насекоми, риби постоянно се регулира.

Невъзможно е да си представим, че броят на всеки вид индивиди непрекъснато нараства. За да не се случи това има естествен подбор и много други фактори. заобикаляща среда, като постоянно регулира този брой. Вероятно всички сте чували израза „екологична пирамида“. Какво е? Какви видове екологични пирамиди съществуват? На какви правила се базира? Ще получите отговори на тези и други въпроси по-долу.

Екологичната пирамида е... Определение

И така, всеки знае, че в биологията има хранителни вериги, когато някои животни, обикновено хищници, се хранят с други животни.

Екологичната пирамида е приблизително същата система, но от своя страна много по-глобална. Какво е тя? Екологичната пирамида е определена система, която отразява в своя състав броя на съществата, масата на индивидите и плюс енергията, вложена в тях на всяко ниво. Друга особеност е, че с всяко повишаване на нивото показателите намаляват значително. Между другото, именно с това е свързано правилото на екологичната пирамида. Преди да говорим за това, си струва да разберем как изглежда тази схема.

Правило на пирамидата

Ако си го представите схематично на фигурата, ще бъде нещо подобно на Хеопсовата пирамида: четириъгълна пирамидасъс заострен връх, където е концентриран най-малък брой индивиди.

Правилото на екологичната пирамида дефинира един много интересен модел. Той се крие във факта, че основата на екологичната пирамида, а именно растителността, която формира основата на храненето, е около десет пъти по-голяма от масата на животните, които се хранят с растителна храна.

Освен това всяко следващо ниво също е десет пъти по-малко от предишното. Така се оказва, че най-горното ниво съдържа най-малко маса и енергия. Какво ни дава този модел?

Ролята на правилото на пирамидата

Въз основа на правилото на екологичната пирамида могат да бъдат решени много проблеми. Например, колко орли могат да растат, когато има определено количество зърно, когато хранителната верига включва жаби, змии, скакалци и орел.

Въз основа на факта, че най-високо нивоСамо 10% от енергията се прехвърля, такива проблеми могат лесно да бъдат решени. Научихме какво представляват екологичните пирамиди и идентифицирахме техните правила и модели. Но сега ще говорим за това какви екологични пирамиди съществуват в природата.

Видове екологични пирамиди

Има три вида пирамиди. Въз основа на първоначалното определение вече можем да заключим, че те са свързани с броя на индивидите, тяхната биомаса и енергията, съдържаща се в тях. Общо взето всичко първо.

Пирамида от числа

Името говори само за себе си. Тази пирамида отразява броя на индивидите, разположени на всички нива поотделно. Но си струва да се отбележи, че в екологията се използва доста рядко, тъй като има много голям брой индивиди на едно ниво и е доста трудно да се даде пълната структура на биоценозата.

Всичко това е много по-лесно да си представим с един конкретен пример. Да кажем, че в основата на пирамидата има 1000 тона зелени растения. Тази растителност се яде от скакалци. Техният брой например е някъде около тридесет милиона. Деветдесет хиляди жаби могат да изядат всички тези скакалци. Самите жаби са храната на 300 пъстърви. Един човек може да изяде това количество риба за една година. Какво правим? Това, което се случва е, че в основата на пирамидата има милиони стръкчета трева, но на върха на пирамидата има само един човек.

Именно тук можем да наблюдаваме как при преминаване от едно ниво към всяко следващо ниво показателите намаляват. Масата и броят на индивидите намалява, а съдържащата се в тях енергия намалява. Трябва също да се отбележи, че има изключения. Да кажем, че понякога има обърнати екопирамиди от числа. Да кажем, че насекомите живеят на определено дърво в гората. С тях се хранят всички насекомоядни птици.

Пирамида от биомаса

Втората схема е пирамидата на биомасата. Той също така представлява съотношение. Но в този случай това е масовото съотношение. По правило масата в основата на пирамидата винаги е много по-голяма, отколкото на най-високото трофично ниво, а масата на второто ниво е по-висока от масата на третото ниво и т.н. Ако организмите на различни трофични нива не се различават много по размер, тогава на фигурата просто изглежда като четириъгълна пирамида, стесняваща се нагоре. Един от американските учени обясни структурата на тази пирамида, използвайки следния пример: теглото на растителността на една поляна е много по-голямо от масата на индивидите, които консумират тези растения, теглото на тревопасните животни е по-високо от теглото на месоядните от първо ниво , теглото на последното е по-високо от теглото на месоядните от второ ниво и т.н.

Например, един лъв тежи доста, но този индивид е толкова рядък, че в сравнение с масата на други индивиди собствената му маса е незначителна. В такива пирамиди има и изключения, когато масата на производителите е по-малка в сравнение с масата на потребителите. Нека разгледаме това на примера на водна система. Масата на фитопланктона, дори като се вземе предвид високата продуктивност, е по-малка от масата на потребителите, като китовете. Такива пирамиди се наричат ​​обърнати или обърнати.

Пирамида на енергията

И накрая, третият тип екологична пирамида е енергийната пирамида. Той отразява скоростта, с която масата на храната преминава през веригата, както и количеството отдадена енергия. Този закон е формулиран от Р. Линдеман. Именно той доказа, че с промяна на трофичното ниво се прехвърлят само 10% от енергията, която е била на предишното ниво.

Първоначалният енергиен процент винаги е 100%. Но ако само една десета от него се премести на следващото трофично ниво, тогава къде отива по-голямата част от енергията? Основната част от него, а именно 90%, се изразходва от хората за осигуряване на всички жизнени процеси. Следователно и тук има определен модел. През горните трофични нива, където има по-малка маса и брой индивиди, също протича значително по-малка част от енергията, отколкото преминава по-ниски нива. Това е, което може да обясни факта, че няма толкова голям брой хищници.

Недостатъци и предимства на екологичните пирамиди

Въпреки броя различни видове, почти всеки от тях има редица недостатъци. Това са например пирамиди от числа и биомаса. Какъв им е недостатъкът? Факт е, че конструирането на първия създава известни трудности, ако дисперсията на числата на различните нива е твърде голяма. Но цялата трудност не е само в това.

Енергийната пирамида е в състояние да сравни производителността, защото взема предвид най-важния фактор време. И, разбира се, си струва да се каже, че такава пирамида никога не се оказва обърната. Благодарение на това той е един вид стандарт.

Ролята на екологичната пирамида

Екологичната пирамида е това, което ни помага да разберем структурата на биоценозата и да опишем състоянието на системата. Тези схеми помагат и при определяне на допустимото количество уловена риба и броя на животните за отстрел.

Всичко това е необходимо, за да не се наруши цялостната цялост и устойчивост на околната среда. Пирамидата от своя страна ни помага да разберем организацията на функционалните общности, както и да сравним различни екосистеми въз основа на тяхната продуктивност.

Екологична пирамида като съотношение на характеристиките

Въз основа на горните типове можем да заключим, че екологичната пирамида е определено съотношение на показатели, свързани с числа, маса и енергия. Нивата на екологичната пирамида са различни във всички отношения. По-високите нива имат по-ниски нива и обратно. Не забравяйте за обърнатите диаграми. Тук потребителите са повече от производителите. Но това не е изненадващо. Природата има свои закони, изключения може да има навсякъде.

Енергийната пирамида е най-простата и надеждна, тъй като отчита най-важния фактор време. Поради това се счита за един вид стандарт. Ролята на екологичните пирамиди е много важна за поддържането на баланса естествени екосистемии осигуряване на тяхната устойчивост.

Всяка екосистема се състои от няколко трофични (хранителни) нива, образувайки определена структура. Трофична структураобикновено се изобразява като екологични пирамиди.

През 1927 г. американският еколог и зоолог Чарлз Елтън предлага графичен моделекологична пирамида. Основата на пирамидата е първото трофично ниво, състоящо се от производители. По-горе са нивата на потребителите от различни поръчки. С други думи, разглеждайки екологичната пирамида, разбираме как всички нейни членове се отнасят към няколко фактора в дадена екосистема.

Показват се ниваекологична пирамида под формата на няколко правоъгълни или трапецовидни нива, чийто размер е свързан или с броя на участниците на всяко ниво на хранителната верига, или с тяхната маса, или с енергията.

Три вида екологични пирамиди

1. Пирамида от числа (или числа) ни казва броя на живите организми на всяко ниво. Например, за да се нахрани една сова, са необходими 12 мишки, а те от своя страна се нуждаят от 300 класа ръж. Често се случва такапирамидата на числата е обърната (такава пирамида се нарича още обърната). Може да опише, да речем, горска хранителна верига, в която дърветата са производителите, а насекомите са основните потребители. Едно дърво осигурява храна за хиляди насекоми.

2. Пирамида от биомаса описва съотношение на масите на организмите на няколкотрофични нива. По правило в биоценозите на сушата масата на производителите е много по-голяма, отколкото във всяка следваща връзка от хранителната верига, а масата на потребителите от първо ниво надвишава масата на потребителите от второто ниво и т.н.

Водните екосистеми също могат да се характеризират с обърнати пирамиди от биомаса, в които масата на потребителите е по-голяма от масата на производителите. Океанският зоопланктон, който се храни с фитопланктон, значително го надвишава по обща маса. Изглежда, че с такава скорост на усвояване фитопланктонът трябва да изчезне, но той се спасява от висок темп на растеж.

3. Пирамида на енергията изследва количеството енергия, преминаващо през хранителната верига от основното ниво до най-високото ниво. Структурата на биоценозата в висока степензависи от скоростта на производство на храна на всички трофични нива. Американският учен Реймънд Линдеман установи, че на всяко ниво се губи до 90% от получената енергия (т.нар. „Закон за 10%“).

Защо са необходими екологични пирамиди?

Пирамидите от числа и биомаса описват екосистемата в нейната статика, тъй като изчисляват броя или масата на участниците в екосистемата за определен период от време. Те не са предназначени да предоставят информация за трофичната структура на екосистемата в динамика, но позволяват решаването на проблеми, свързани с поддържането на стабилността на екосистемата и предвиждането на възможни опасности.

Класически пример за нарушаване на устойчивостта е въвеждането на зайци на австралийския континент. Поради високата скорост на размножаване броят им стана толкова огромен, че причиниха вреда селско стопанство, лишавайки овцете и говедата от храна - по този начин само един видКонсуматорите (зайци) са монополизирани от производителя (трева) в тази екосистема.

Пирамида на енергията, за разлика от гореспоменатите пирамиди, е динамичен, той предава скоростта на преминаване на количеството енергия през всички трофични нива. Неговата задача е да даде представа за функционалната организацияекосистеми.