Ni u jednom trofičkom lancu ne koristi se sva hrana za rast jedinke, tj. za akumulaciju svoje biomase. Dio se troši za podmirenje energetskih troškova tijela (disanje, kretanje, reprodukcija, održavanje tjelesne temperature).

Istodobno, biomasa jedne karike ne može se u potpunosti obraditi od strane sljedeće, au svakoj sljedećoj karici trofičkog lanca dolazi do smanjenja biomase.

U prosjeku se vjeruje da samo oko 10% biomase i s njom povezane energije prelazi sa svake trofičke razine na sljedeću, tj. proizvodnja organizama svake sljedeće trofičke razine uvijek je u prosjeku 10 puta manja od proizvodnje prethodne razine.

Tako se, primjerice, u prosjeku iz 1000 kg biljaka formira 100 kg biomase biljojeda (konzumenata I. reda). Mesojedi (konzumenti drugog reda), koji se hrane biljojedima, mogu od te količine sintetizirati 10 kg svoje biomase, a predatori (konzumenti) treći red) koji se hrane mesojedima sintetiziraju samo 1 kg svoje biomase.

Na ovaj način , ukupna biomasa, energija sadržana u njoj, kao i broj jedinki progresivno se smanjuju kako se čovjek uspinje na trofičke razine.

Ovaj uzorak je imenovan pravila ekološke piramide.

Ovu je pojavu prvi proučavao C. Elton (1927.) i dao joj je ime piramida brojeva ili Eltonova piramida.

ekološka piramida - ovo je grafička slika omjeri između proizvođača i potrošača različitih redova, izraženi u jedinicama biomase (piramida biomase), broj pojedinaca (piramida stanovništva) ili energija sadržana u masi žive tvari (piramida energije) ( sl.6).

sl.6. Dijagram ekološke piramide.

Ekološka piramida izražava trofičku strukturu ekosustava u geometrijskom obliku.

Postoje tri glavne vrste ekoloških piramida: piramida brojeva (brojeva), piramida biomase i piramida energije.

1) piramide brojeva, na temelju broja organizama svake trofičke razine; 2) piramide biomase, koji koriste ukupnu masu (obično suhu) organizama na svakoj trofičkoj razini; 3) energetske piramide, uzimajući u obzir energetski intenzitet organizama svake trofičke razine.

energetske piramide smatraju se najvažnijima, jer se izravno odnose na osnovu prehrambenih odnosa - protok energije potrebne za život bilo kojeg organizma.

Piramida brojeva (brojeva)

Piramida brojeva (brojeva) ili Eltonova piramida odražava broj pojedinačnih organizama na svakoj trofičkoj razini.

Piramida stanovništva najjednostavnija je aproksimacija proučavanja trofičke strukture ekosustava.

U tom slučaju prvo se izračunava broj organizama na određenom području, grupira se po trofičkim razinama i prikazuje kao pravokutnik, čija je duljina (ili površina) proporcionalna broju organizama koji žive na određenom području (ili u zadani volumen ako se radi o vodenom ekosustavu).

Piramida stanovništva može imati pravilan oblik, tj. sužava se prema gore (ispravno ili ravno), a može biti i obrnuti vrh prema dolje (obrnut ili obrnut) sl.7.

desno (ravno) obrnuto (obrnuto)

(bara, jezero, livada, stepa, pašnjak itd.) (šuma umjereni pojas ljeto, itd.)

sl.7. Piramida brojeva (1 - točno; 2 - obrnuto)

Piramida stanovništva ima pravilan oblik, tj. sužava se pri prelasku s razine proizvođača na više trofičke razine, za vodene ekosustave (bara, jezero itd.) i kopnene ekosustave (livada, stepa, pašnjak itd.).

Na primjer:

1000 fitoplanktona u malom ribnjaku može nahraniti 100 malih rakova - konzumenata prvog reda, koji će nahraniti 10 riba - konzumenata drugog reda, što će biti dovoljno za ishranu 1 grgeča - konzumenata trećeg reda.

Piramida obilja za neke ekosustave, kao što su umjerene šume, je obrnuta.

Na primjer:

u šumi umjerenog pojasa ljeti mali broj velikih stabala - proizvođača opskrbljuje hranom veliki broj fitofagnih insekata i ptica male veličine - potrošača prvog reda.

Međutim, u ekologiji se populacijska piramida rijetko koristi, jer je zbog velikog broja jedinki na svakoj trofičkoj razini vrlo teško prikazati strukturu biocenoze u istom mjerilu.

piramida biomase

Piramida biomase potpunije odražava prehrambene odnose u ekosustavu, budući da uzima u obzir ukupnu masu organizama (biomasu) svake trofičke razine.

Pravokutnici u piramidama biomase prikazati masu organizama svake trofičke razine, po jedinici površine ili volumena.

Piramide biomase, kao i piramide obilja, mogu biti ne samo ispravan oblik, ali i obrnuto (obrnuto) sl.8.

Potrošači 3. reda

Potrošači 2. reda

Potrošači 1. reda

Proizvođači

desno (ravno) obrnuto (obrnuto)

(zemaljski ekosustavi: (vodeni ekosustavi: jezero,

livada, polje itd.) ribnjak i osobito morski

ekosustavi)

sl.7. Piramida biomase (1 - točno; 2 - obrnuto)

Za većinu kopnenih ekosustava (livada, polja itd.) ukupna biomasa svake sljedeće trofičke razine hranidbenog lanca opada.

Time se stvara piramida biomase u kojoj značajno prevladavaju proizvođači, a iznad njih se nalaze postupno opadajuće trofičke razine konzumenata, tj. piramida biomase ima pravilan oblik.

Na primjer:

prosječno se od 1000 kg biljaka formira 100 kg tijela biljojeda – potrošača I. reda (fitofaga). Životinje mesožderi - konzumenti drugog reda, koji se hrane biljojedima, iz te količine mogu sintetizirati 10 kg svoje biomase. A predatori - potrošači trećeg reda, koji jedu mesoždere, sintetiziraju samo 1 kg svoje biomase.

U vodenim ekosustavima (jezero, ribnjak itd.) piramida biomase može biti obrnuta, gdje biomasa konzumenata prevladava nad biomasom proizvođača.

To se objašnjava činjenicom da je u vodenim ekosustavima proizvođač mikroskopski fitoplankton, koji brzo raste i razmnožava se) koji kontinuirano u dovoljnim količinama opskrbljuje živom hranom potrošače koji rastu i razmnožavaju se puno sporije. Zooplankton (ili druge životinje koje se hrane fitoplanktonom) akumulira biomasu godinama i desetljećima, dok fitoplankton ima izrazito kratak životni vijek (nekoliko dana ili sati).

Pravilo ekološke piramide

Količina biljne tvari koja služi kao osnova hranidbenog lanca je oko 10 puta veća od mase biljojeda, a svaka sljedeća razina hrane također ima 10 puta manju masu.

Piramida brojeva (brojeva) odražava broj pojedinačnih organizama na svakoj razini. Na primjer, da biste prehranili jednog vuka, potrebno vam je barem nekoliko zečeva koje bi mogao loviti; da biste nahranili ove zečeve, potreban vam je prilično velik broj raznih biljaka. Ponekad piramide brojeva mogu biti obrnute, ili obrnute. To se tiče hranidbeni lancišume, kada su proizvođači drveće, a primarni potrošači kukci. U ovom slučaju razina primarnih potrošača brojčano je bogatija od razine proizvođača (na jednom stablu hrani se veliki broj kukaca).

Piramida biomase- omjer masa organizama različitih trofičkih razina. Obično je u kopnenim biocenozama ukupna masa proizvođača veća od svake sljedeće veze. Zauzvrat, ukupna masa potrošača prvog reda je veća od potrošača drugog reda, i tako dalje. Ako se organizmi ne razlikuju previše u veličini, tada grafikon obično prikazuje stepenastu piramidu sa suženim vrhom. Dakle, za formiranje 1 kg govedine potrebno je 70-90 kg svježe trave.

U vodenim ekosustavima također je moguće dobiti obrnutu ili obrnutu piramidu biomase, kada je biomasa proizvođača manja od konzumenata, a ponekad i razlagača. Na primjer, u oceanu, s prilično visokom produktivnošću fitoplanktona, njegova ukupna masa u određenom trenutku može biti manja od mase konzumenata (kitova, velika riba, školjka).

Piramide brojeva i biomase odražavaju statičnost sustava, odnosno karakteriziraju brojnost ili biomasu organizama u određenom vremenskom razdoblju. Ne daju potpuna informacija o trofičkoj strukturi ekosustava, iako omogućuju rješavanje niza praktičnih problema, posebice onih koji se odnose na održavanje stabilnosti ekosustava. Piramida brojeva omogućuje, na primjer, izračunavanje dopuštene vrijednosti ulova ribe ili odstrela životinja u razdoblju lova bez posljedica za njihovu normalnu reprodukciju.

energetska piramida odražava veličinu protoka energije, brzinu prolaska mase hrane kroz hranidbeni lanac. O strukturi biocenoze u više Ne utječe količina fiksne energije, već brzina proizvodnje hrane.

Utvrđeno je da maksimalna količina energije prenesena na sljedeću trofičku razinu može u nekim slučajevima biti 30% prethodne, a to je u najbolji slučaj. U mnogim biocenozama, hranidbenim lancima, vrijednost prenesene energije može biti samo 1%.

Godine 1942. američki ekolog R. Lindeman formulirao je zakon energetske piramide(zakon od 10 posto), prema kojem u prosjeku oko 10% energije koju prima prethodna razina ekološke piramide prelazi s jedne trofičke razine kroz prehrambene lance na drugu trofičku razinu. Ostatak energije gubi se kao toplinsko zračenje, o kretanju itd. Organizmi, kao rezultat metaboličkih procesa, gube oko 90% ukupne energije u svakoj karici hranidbenog lanca, koja se troši na održavanje njihovih vitalnih funkcija.

Glavni proces koji se događa u svim ekosustavima je prijenos i kruženje tvari ili energije. Međutim, gubici su neizbježni. Veličinu tih gubitaka od razine do razine odražavaju pravila ekoloških piramida.

Neki akademski pojmovi

Razmjena tvari i energije je usmjereni tok u lancu proizvođači – potrošači. Jednostavno rečeno, jedenje nekih organizama od strane drugih. Pritom se gradi lanac ili slijed organizama koji su kao karike u lancu povezani odnosom „hrana – potrošač“. Ovaj niz se naziva trofički niz, ili hranidbeni lanac. A poveznice u njemu su trofičke razine. Prva razina lanca su proizvođači (biljke), jer samo oni mogu tvoriti organske tvari iz anorganskih. Sljedeće poveznice su potrošači (životinje) raznih redova. Biljojedi su konzumenti 1. reda, a predatori koji se hrane biljojedima bit će konzumenti 2. reda. Sljedeća karika u lancu bit će razlagači – organizmi čija su hrana ostaci života ili leševi živih organizama.

Grafičke piramide

Britanski ekolog Charles Elton (1900.-1991.) 1927. godine na temelju analize kvantitativne promjene u trofičkim lancima, uveo je koncept ekoloških piramida u biologiju kao grafičku ilustraciju omjera u ekosustavu proizvođača i potrošača. Eltonova piramida je prikazana kao trokut podijeljen brojem karika u lancu. Ili u obliku pravokutnika koji stoje jedan na drugom.

Obrasci piramide

C. Elton je analizirao broj organizama u lancima i otkrio da je uvijek više biljaka nego životinja. Štoviše, omjer razina u kvantitativnom smislu uvijek je isti - smanjenje se događa na svakoj sljedećoj razini, a to je objektivan zaključak, koji se odražava u pravilima ekoloških piramida.

Eltonovo pravilo

Ovo pravilo kaže da se broj jedinki u nizu smanjuje od razine do razine. Pravila ekološke piramide su kvantitativni omjer proizvoda svih razina pojedinog prehrambenog lanca. Kaže da će indikator razine lanca biti približno 10 puta manji od onog na prethodnoj razini.

Naveden je jednostavan primjer koji će staviti točku na "i". Razmotrite trofički lanac alge - beskralježnjaci rakovi - haringa - dupin. Dupin od 40 kg treba pojesti 400 kg haringe da bi preživio. A da bi tih 400 kilograma ribe moglo postojati, potrebno je oko 4 tone njihove hrane – beskralješnjaka rakova. Za formiranje 4 tone rakova već je potrebno 40 tona algi. To je ono što odražavaju pravila ekološke piramide. I samo u ovom omjeru ovo ekološka strukturaće biti održiva.

Vrste ekopiramida

Na temelju kriterija koji će se uzeti u obzir pri ocjenjivanju piramida, postoje:

• Numerički.
• Procjene biomase.
• Troškovi energije.

U svim slučajevima, pravilo ekološke piramide odražava smanjenje glavnog kriterija procjene za 10 puta.

Broj jedinki i trofički koraci

U piramidi brojeva uzima se u obzir broj organizama, što se ogleda u pravilu ekološke piramide. I primjer s dupinom u potpunosti odgovara karakterizaciji ove vrste piramide. Ali postoje iznimke - šumski ekosustav s lancem biljaka - insekata. Piramida će postati obrnuta ( veliki iznos insekti koji se hrane istim stablom). Zato se piramida brojeva ne smatra najinformativnijom i najindikativnijom.

I što je ostalo?

Piramida biomase koristi suhu (rjeđe mokru) masu jedinki iste razine kao kriterij procjene. Mjerne jedinice - gram / kvadratni metar, kilogram / hektar ili gram / kubni metar. Ali i ovdje postoje iznimke. Pravila ekoloških piramida, koja odražavaju smanjenje biomase konzumenata u odnosu na biomasu proizvođača, provode se za biocenoze, gdje su obje velike i imaju dug životni ciklus. Ali za vodovodne sustave, piramida se opet može preokrenuti. Na primjer, u morima je biomasa zooplanktona koji se hrani algama ponekad 3 puta veća od biomase samog biljnog planktona. štedi visoku stopu reprodukcije fitoplanktona.

Protok energije je najtočniji pokazatelj

Piramide energije prikazuju brzinu prolaska hrane (njene mase) kroz trofičke razine. Zakon piramide energije formulirao je izvanredni američki ekolog Raymond Lindeman (1915.-1942.), nakon njegove smrti 1942. ušao je u biologiju kao pravilo od deset posto. Prema njemu, 10% energije iz prethodne odlazi na svaku sljedeću razinu, preostalih 90% su gubici koji idu na potporu vitalnih funkcija tijela (disanje, regulacija topline).

Značenje piramida

Analizirali smo što odražavaju pravila ekoloških piramida. Ali zašto nam je potrebno ovo znanje? Piramide brojeva i biomase omogućuju rješavanje nekih praktičnih problema budući da opisuju statično i stabilno stanje sustava. Na primjer, koriste se pri izračunavanju dopuštenog ulova ribe ili brojanju životinja za odstrel, kako se ne bi narušila stabilnost ekosustava i odredila maksimalna veličina određene populacije jedinki za određeni ekosustav u cijelosti. . A piramida energija daje jasnu ideju o organizaciji funkcionalnih zajednica, omogućuje vam usporedbu različitih ekosustava u smislu njihove produktivnosti.

Sada čitatelj neće biti na gubitku, dobivši zadatak poput "opišite što odražavaju pravila ekoloških piramida", i hrabro odgovorite da su to gubici materije i energije u određenom trofičkom lancu.

ekološka piramida- grafički prikazi odnosa između proizvođača i konzumenata svih razina (biljojedi, predatori; vrste koje se hrane drugim predatorima) u ekosustavu.

Američki zoolog Charles Elton predložio je 1927. shematski prikazati te odnose.

U shematskom prikazu, svaka je razina prikazana kao pravokutnik, čija duljina ili površina odgovara brojčanim vrijednostima karike lanca ishrane (Eltonova piramida), njihovoj masi ili energiji. Pravokutnici poredani u određenom nizu stvaraju piramide različitih oblika.

Baza piramide je prva trofička razina - razina proizvođača, formiraju se sljedeći katovi piramide sljedeće razine hranidbeni lanac - potrošači raznih redova. Visina svih blokova u piramidi je ista, a duljina proporcionalna broju, biomasi ili energiji na odgovarajućoj razini.

Ekološke piramide razlikuju se ovisno o pokazateljima na temelju kojih se piramida gradi. Istodobno, za sve piramide utvrđeno je glavno pravilo prema kojemu u bilo kojem ekosustavu više biljaka nego životinje, biljojedi nego mesojedi, kukci nego ptice.

Na temelju pravila ekološke piramide moguće je odrediti ili izračunati kvantitativne omjere različiti tipovi biljke i životinje u prirodnom i umjetno stvorenom ekološki sustavi. Na primjer, za 1 kg mase morske životinje (tuljan, dupin) treba 10 kg pojedene ribe, a za tih 10 kg već treba 100 kg njihove hrane - vodenih beskralješnjaka, koji pak trebaju pojesti 1000 kg alge i bakterije da tvore takvu masu. NA ovaj slučaj ekološka piramida bit će održiva.

Međutim, kao što znate, postoje iznimke od svakog pravila, koje ćemo razmotriti u svakoj vrsti ekoloških piramida.

Vrste ekoloških piramida

Piramide brojeva - na svakoj razini odgađa se broj pojedinačnih organizama

Piramida brojeva odražava jasan obrazac koji je otkrio Elton: broj pojedinaca koji čine sekvencijalni niz veza od proizvođača do potrošača stalno se smanjuje (slika 3).

Na primjer, da biste prehranili jednog vuka, potrebno vam je barem nekoliko zečeva koje bi mogao loviti; da biste nahranili ove zečeve, potreban vam je prilično velik broj raznih biljaka. U ovom slučaju, piramida će izgledati kao trokut sa širokom bazom koja se sužava prema gore.

Međutim, ovaj oblik piramide brojeva nije tipičan za sve ekosustave. Ponekad se mogu obrnuti ili obrnuti. Ovo se odnosi na prehrambene lance šuma, kada drveće služi kao proizvođači, a insekti kao primarni potrošači. U ovom slučaju razina primarnih potrošača brojčano je bogatija od razine proizvođača (na jednom stablu hrani se veliki broj insekata), pa su piramide brojeva najmanje informativne i najmanje indikativne, tj. broj organizama iste trofičke razine uvelike ovisi o njihovoj veličini.

Piramide biomase - karakteriziraju ukupnu suhu ili vlažnu masu organizama na određenoj trofičkoj razini, na primjer, u jedinicama mase po jedinici površine - g / m2, kg / ha, t / km2 ili po volumenu - g / m3 (Sl. 4)

Obično je u kopnenim biocenozama ukupna masa proizvođača veća od svake sljedeće veze. Zauzvrat, ukupna masa potrošača prvog reda je veća od potrošača drugog reda, i tako dalje.

U ovom slučaju (ako se organizmi ne razlikuju previše u veličini), piramida će također izgledati kao trokut sa širokom bazom koja se sužava prema gore. Međutim, postoje značajne iznimke od ovog pravila. Na primjer, u morima je biomasa zooplanktona biljojeda znatno (ponekad 2-3 puta) veća od biomase fitoplanktona, koji je zastupljen uglavnom jednostaničnim algama. To se objašnjava činjenicom da alge vrlo brzo pojede zooplankton, ali vrlo visoka stopa diobe njihovih stanica štiti ih od potpunog izjedanja.

Općenito, kopnene biogeocenoze, gdje su proizvođači veliki i žive relativno dugo, karakteriziraju relativno stabilne piramide sa širokom bazom. U vodenim ekosustavima, gdje su proizvođači male veličine i imaju kratke životni ciklusi, piramida biomase može biti obrnuta ili obrnuta (usmjerena prema dolje). Dakle, u jezerima i morima masa biljaka premašuje masu konzumenata samo u razdoblju cvatnje (proljeće), au ostatku godine situacija može biti obrnuta.

Piramide brojeva i biomase odražavaju statičnost sustava, odnosno karakteriziraju brojnost ili biomasu organizama u određenom vremenskom razdoblju. Oni ne daju potpunu informaciju o trofičkoj strukturi ekosustava, ali omogućuju rješavanje niza praktičnih problema, posebice onih koji se odnose na održavanje stabilnosti ekosustava.

Piramida brojeva omogućuje, na primjer, izračunavanje dopuštene vrijednosti ulova ribe ili odstrela životinja u razdoblju lova bez posljedica za njihovu normalnu reprodukciju.

Piramide energije - prikazuju količinu protoka energije ili produktivnost na uzastopnim razinama (slika 5).

Za razliku od piramida brojeva i biomase, koje odražavaju statičnost sustava (broj organizama u određenom trenutku), piramida energije, koja odražava sliku brzine prolaska mase hrane (količina energije ) kroz svaku trofičku razinu hranidbenog lanca daje najviše puni prikaz o funkcionalnoj organizaciji zajednica.

Na oblik ove piramide ne utječu promjene u veličini i intenzitetu metabolizma pojedinaca, a ako se uzmu u obzir svi izvori energije, piramida će uvijek imati tipičan izgled sa širokom bazom i suženim vrhom. Kada se gradi piramida energije, njenoj osnovi često se dodaje pravokutnik koji prikazuje dotok sunčeve energije.

Godine 1942. američki ekolog R. Lindeman formulirao je zakon piramide energija (zakon od 10 posto), prema kojem u prosjeku oko 10% energije koju prima prethodna razina ekološke piramide prolazi iz jednog trofičke razine kroz prehrambene lance do druge trofičke razine. Ostatak energije gubi se u obliku toplinskog zračenja, kretanja itd. Organizmi, kao rezultat metaboličkih procesa, gube oko 90% sve energije koja se troši za održavanje njihove vitalne aktivnosti u svakoj karici hranidbenog lanca.

Ako je zec pojeo 10 kg biljna masa, tada se vlastita masa može povećati za 1 kg. Lisica ili vuk, jedući 1 kg zeca, povećavaju njegovu masu za samo 100 g. Kod drvenastih biljaka taj je udio znatno manji zbog činjenice da se drvo slabo apsorbira u organizmima. Za trave i alge ova vrijednost je mnogo veća, budući da nemaju teško probavljivo tkivo. Međutim opći obrazac ostaje proces prijenosa energije: kroz gornje trofičke razine prolazi mnogo manje energije nego kroz donje.

Razmotrimo transformaciju energije u ekosustavu na primjeru jednostavnog trofičkog lanca pašnjaka, u kojem postoje samo tri trofičke razine.

razina - zeljaste biljke,

razina - sisavci biljojedi, na primjer, zečevi

razina - grabežljivi sisavci, na primjer, lisice

Hranjive tvari stvaraju biljke tijekom fotosinteze, što anorganske tvari(voda, ugljični dioksid, mineralne soli itd.) koristeći energiju sunčeva svjetlost tvore organsku tvar i kisik, kao i ATP. Dio elektromagnetske energije solarno zračenje dok se pretvara u energiju kemijske veze sintetizirane organske tvari.

Svi organska tvar, nastala u procesu fotosinteze naziva se bruto primarna proizvodnja (GPP). Dio energije bruto primarne proizvodnje troši se na disanje, pri čemu nastaje neto primarna proizvodnja (NPP), a to je upravo tvar koja ulazi u drugu trofičku razinu i koju koriste zečevi.

Neka pista bude 200 konvencionalnih jedinica energije, a troškovi postrojenja za disanje (R) 50%, tj. 100 konvencionalnih jedinica energije. Tada će neto primarna proizvodnja biti jednaka: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100), tj. na drugoj trofičkoj razini, zečevi će dobiti 100 konvencionalnih jedinica energije.

Međutim, zbog različiti razlozi zečevi mogu konzumirati samo određeni dio NPP (inače bi nestali resursi za razvoj žive tvari), ali značajan dio, u obliku mrtvih organskih ostataka (podzemni dijelovi biljaka, tvrdo drvo stabljika, grane itd.) ne mogu jesti zečevi . Ulazi u hranidbene lance detritusa i (ili) ga razgrađuju dekompozitori (F). Drugi dio ide na izgradnju novih stanica (veličina populacije, rast zečeva - P) i opskrbu energetski metabolizam ili dah (R).

U tom slučaju, prema bilančnom pristupu, jednadžba bilance potrošnje energije (C) izgledat će ovako: C = P + R + F, tj. Energija primljena na drugoj trofičkoj razini potrošit će se, prema Lindemannovom zakonu, za rast populacije - P - 10%, preostalih 90% potrošit će se na disanje i uklanjanje neprobavljene hrane.

Dakle, u ekosustavima s povećanjem trofičke razine dolazi do brzog smanjenja energije akumulirane u tijelima živih organizama. Iz ovoga je jasno zašto će svaka sljedeća razina uvijek biti manja od prethodne i zašto prehrambeni lanci obično ne mogu imati više od 3-5 (rijetko 6) karika, a ekološke piramide se ne mogu sastojati od veliki broj katovi: završna karika hranidbenog lanca, kao i gornji kat ekološke piramide, dobit će tako malo energije da neće biti dovoljno ako se broj organizama poveća.

Takav slijed i subordinacija skupina organizama povezanih u obliku trofičkih razina je tok tvari i energije u biogeocenozi, temelj njezine funkcionalne organizacije.

Ekološke piramide su grafički modeli koji odražavaju broj jedinki (piramida brojeva), količinu njihove biomase (piramida biomase) ili energije sadržane u njima (piramida energije) na svakoj trofičkoj razini i pokazuju smanjenje svih pokazatelja s povećanje trofičke razine.

Postoje tri vrste ekoloških piramida: energija, biomasa i obilje. O piramidi energije govorili smo u prethodnom dijelu “Prijenos energije u ekosustavima”. Omjer žive tvari prema različite razine općenito poštuje isto pravilo kao i omjer ulazne energije: što je viša razina, manja je ukupna biomasa i broj organizama koji je čine.

piramida biomase

Piramide biomase, kao i brojevi, mogu biti ne samo ravne, već i obrnute, karakteristične za vodene ekosustave.

Ekološka (trofička) piramida je grafički prikaz kvantitativnih odnosa između trofičkih razina biocenoze - proizvođača, potrošača (posebno za svaku razinu) i razlagača, izražen njihovim brojem (piramida brojeva), biomasom (piramida biomase) ili stopa porasta biomase (piramida energija).

Piramida biomase - omjer između proizvođača, potrošača i razlagača u ekosustavu, izražen u njihovoj masi i prikazan kao trofički model.

Piramide biomase, kao i brojevi, mogu biti ne samo ravne, već i obrnute (Sl. 12.38). Za vodene ekosustave karakteristične su obrnute piramide biomase u kojima se primarni proizvođači, primjerice fitoplanktonske alge, vrlo brzo dijele, a njihovi konzumenti, zooplanktonski rakovi, mnogo su veći, ali imaju dug ciklus razmnožavanja. To se posebno odnosi na slatkovodni okoliš, gdje primarnu produktivnost osiguravaju mikroskopski organizmi, čija je stopa metabolizma povećana, tj. biomasa je niska, produktivnost visoka.

Piramide biomase su od fundamentalnijeg interesa, budući da eliminiraju "fizički" faktor i jasno prikazuju kvantitativne omjere biomase. Ako se organizmi ne razlikuju previše u veličini, tada, označavajući na trofičke razine ukupne mase pojedinaca, možete dobiti stepenastu piramidu. Ali ako organizmi niže razine u prosjeku manji od organizama viših razina, tada postoji obrnuta piramida biomase. Na primjer, u ekosustavima s vrlo malim proizvođačima i velikim potrošačima, ukupna masa potonjih može u bilo kojem trenutku biti veća Totalna tezina proizvođači. Za piramide biomase može se napraviti nekoliko generalizacija.

Piramida biomase pokazuje promjenu biomase na svakoj sljedećoj trofičkoj razini: za kopnene ekosustave, piramida biomase se sužava prema gore, za ekosustav oceana ima obrnuti karakter (sužava se prema dolje), što je povezano s brzom potrošnjom fitoplanktona od strane potrošača.

Piramida brojeva

Populacijska piramida je ekološka piramida koja odražava broj jedinki na svakoj razini hrane. Piramida brojeva ne daje uvijek jasnu ideju o strukturi prehrambenih lanaca, jer ne uzima u obzir veličinu i težinu pojedinaca, očekivani životni vijek, brzinu metabolizma, ali glavni trend - smanjenje broja pojedinaca od veze do veze - u većini slučajeva se može pratiti.

Da, unutra stepski ekosustav utvrđen je sljedeći broj jedinki: proizvođači - 150 000, konzumenti biljojedi - 20 000, konzumenti mesožderi - 9000 jedinki/ar (Odum, 1075), što će u hektarima biti 100 puta više. Biocenozu livade karakterizira sljedeći broj jedinki na površini od 4 tisuće m2: proizvođači - 5 842 424, konzumenti biljojedi 1. reda - 708 024, konzumenti mesožderi 2. reda - 35 490, konzumenti mesožderi III reda — 3.

obrnute piramide

Ako je stopa reprodukcije populacije plijena visoka, onda i uz nisku biomasu takva populacija može biti dovoljan izvor hrane za predatore s većom biomasom, ali niskom stopom reprodukcije. Zbog toga se piramide stanovništva mogu obrnuti, tj. gustoća organizama u određenoj vremenskoj točki na niskoj trofičkoj razini može biti niža od gustoće organizama na visoka razina. Na primjer, mnogi kukci mogu živjeti i hraniti se na jednom stablu (obrnuta piramida brojeva).

Za morske ekosustave karakteristična je obrnuta piramida biomase, gdje se primarni proizvođači (fitoplanktonske alge) vrlo brzo dijele (imaju veliki reproduktivni potencijal i brzu izmjenu generacija). U oceanu se godišnje može promijeniti do 50 generacija fitoplanktona. Konzumenti fitoplanktona su mnogo veći, ali se mnogo sporije razmnožavaju. Tijekom vremena dok grabežljive ribe (osobito morževi i kitovi) akumuliraju svoju biomasu, izmijenit će se mnoge generacije fitoplanktona, čija je ukupna biomasa mnogo veća.

Piramide biomase ne uzimaju u obzir trajanje postojanja generacija jedinki na različitim trofičkim razinama te brzinu stvaranja i potrošnje biomase. Zato univerzalni način izrazi trofičke strukture ekosustava su piramide brzina nastanka žive tvari, tj. produktivnost. Obično se nazivaju energetskim piramidama, misleći na energetski izraz proizvodnje.