Экологические пирамиды. Трофическую структуру любой экологической системы можно изобразить графически, в виде экологических пирамид

Трофическую структуру любой экологической системы можно изобразить графически, в виде экологических пирамид. В экологических пирамидах каждый прямоугольник отображает определенный трофический уровень. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а остальные трофические уровни образуют этажи и вершину пирамиды. Строят три типа экологических пирамид:

1) пирамиды чисел или численности (пирамиды Элтона);

2) пирамиды биомасс;

3) пирамиды энергии.

Каждый прямоугольник в пирамиде чисел отражает число организмов на данном трофическом уровне экосистемы. Пирамида чисел отражает закономерность, обнаруженную Элтоном: в экологической системе – растений больше, чем растительноядных животных, растительноядных животных больше, чем хищников. Для более полного понимания пищевых взаимоотношений в экосистеме рассмотрим упрощенную экосистему, в которой продуцентами являются растения люцерны, консументами 1-го порядка – телята, консументом 2-го порядка – человек (по Ю. Одуму, 1959). На поле площадью 4 га имеется посев люцерны, всего 20 млн. особей. Этого количества достаточно, чтобы прокормить в течение года 4,5 телят, в свою очередь, их будет достаточно, чтобы обеспечить годовые пищевые потребности двенадцатилетнего мальчика. Если результаты расчетов представить в графическом виде, то получим пирамиду чисел.

Однако не во всех экологических системах обнаруживается эта закономерность, например, в лесу небольшое количество больших деревьев, таких, как секвойя вечнозеленая, снабжает пищей огромное количество небольших по размеру насекомых-фитофагов и птиц-консументов 1-го порядка. Поэтому более предпочтительными в использовании являются пирамиды биомасс и энергии.

Каждый прямоугольник в пирамиде биомасс отражает общую массу организмов каждого трофического уровня. Пользуясь моделью упрощенной экологической системы, рассмотренной выше, можно построить пирамиду биомасс.

В наземных экологических системах биомасса растений всегда существенно больше биомассы животных, а биомасса фитофагов – всегда больше биомассы зоофагов. В водных экологических системах биомасса животных обычно намного больше биомассы растений. Эта «неправильность» обусловлена тем, что пирамидами биомасс не учитывается продолжительность существования поколений особей на разных трофических уровнях и скорость образования и выедания биомассы. Главным продуцентом морских экологических систем является фитопланктон, имеющий большой репродуктивный потенциал и быструю смену поколений. В океане за год может смениться до 50 поколений фитопланктона. За то время, пока хищные рыбы (а тем более моржи и киты) накопят свою биомассу, сменится множество поколений фитопланктона, суммарная биомасса которых намного больше. Вот почему универсальным способом выражения трофической структуры экологических систем являются пирамиды скоростей образования живого вещества, т.е. продуктивности. Их обычно называют пирамидами энергии.

Каждый прямоугольник в пирамиде энергии отражает количество энергии, прошедшей через определенный трофический уровень за определенный период. В пирамиде энергии четко отражено следующее правило: на каждом следующем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой в единицу времени, меньше, чем на предыдущем уровне. Пирамида энергии является универсальной и широко используется для изучения трофической энергии экологической системы.

Знание энергетики экосистемы и количественные ее показатели позволяют точно учесть возможность изъятия из природной экологической системы того или иного количества растительной и животной биомассы без подрыва ее продуктивности.

Человек получает достаточно много продукции от природных систем, тем не менее основным источником пищи для него является продукция сельского хозяйства. Создав агроэкосистемы, человек стремится получить как можно больше чистой продукции растительности, но ему необходимо тратить половину растительной массы на выкармливание травоядных животных, птиц т.д., при этом значительная часть растительной продукции теряется (теряется до 90% и лишь только 10% используется человеком).

Дата добавления: 2014-01-07