ти звернену, або перевернуту, піраміду біомас, коли біомаса продуцентів виявляється меншою, ніж консументів, а іноді і редуцентів. Наприклад, в океані при досить високій продуктивності фітопланктону загальна маса в даний момент його може бути менше, ніж у споживачів-консументів (кити, великі риби, молюски). Піраміда біомас відображає статику системи, тобто характеризує біомасу організмів в певний проміжок часу. Вона не дає повної інформації про трофічної структурі екосистеми, хоча дозволяє вирішувати ряд практичних завдань, особливо пов'язаних з збереженням стійкості екосистем.
В
Малюнок 3.2. Зліва зображена пряма піраміда біомас, праворуч - перевернута.
В
Малюнок 3.3. Приклад сезонного зміни в піраміді біомаси
В
3.3 Піраміда енергії
Піраміда енергії відображає величину потоку енергії, швидкість проходження маси їжі через харчовий ланцюг. На структуру біоценозу більшою мірою впливає не кількість фіксованою енергії, а швидкість продукування їжі.
Встановлено, що максимальна величина енергії, що передається на наступний трофічний рівень, може в деяких випадках становити 30% від попереднього, і це в кращому випадку. У багатьох біоценозах, харчових ланцюгах величина переданої енергії може становити всього лише 1%.
У 1942 американський еколог Р. Ліндеман сформулював закон піраміди енергій (Закон 10 відсотків), згідно з яким з одного трофічного рівня через харчові ланцюги на інший трофічний рівень переходить в середньому близько 10% надійшла на попередній рівень екологічної піраміди енергії. Решта частина енергії втрачається у вигляді теплового випромінювання, на рух і т.д. Організми в результаті процесів обміну втрачають у кожній ланці харчового ланцюга близько 90% всієї енергії, яка витрачається на підтримку їх життєдіяльності.
Якщо заєць з'їв 10 кг рослинної маси, то його власна маса може збільшитися на 1 кг. Лисиця або вовк, поїдаючи 1 кг заячини, збільшують свою масу вже тільки на 100 м. У деревних рослин ця частка багато нижче через те, що деревина погано засвоюється організмами. Для трав і морських водоростей ця величина значно більше, оскільки у них відсутні трудноусвояемие тканини. Однак загальна закономірність процесу передачі енергії залишається: через верхні трофічні рівні її проходить значно менше, ніж через нижні.
Ось чому ланцюга живлення зазвичай не можуть мати більше 3-5 (рідко 6) ланок, а екологічні піраміди не можуть складатися з великої кількості поверхів. До кінцевій ланці харчового ланцюга так само, як і до верхнього поверху екологічної піраміди, буде чинити так мало енергії, що її не вистачить у випадку збільшення числа організмів.
Цьому твердженням можна знайти пояснення, простеживши, куди витрачається енергія спожитої їжі (С). Частина її йде на побудову нових клітин, тобто на приріст (Р). Частина енергії їжі витрачається на забезпечення енергетичного обміну (R) або на дихання (i). Оскільки засвоюваність їжі не може бути повною, тобто 100%, то частина незасвоєний їжі у вигляді екскрементів видаляється з організму (F). Балансове рівність буде виглядати наступним чином:
З = Р + R + F. br/>
Враховуючи, що енергія, витрачена на дихання, не передається на наступний трофічний рівень і йде з екосистеми, стає зрозумілим, чому кожний наступний рівень завжди буде менше попереднього.
Саме тому великі хижі тварини завжди рідкісні. Тому також немає хижаків, які харчувалися б вовками. У такому випадку вони просто не прогодує б, оскільки вовки нечисленні.
Екологічні піраміди чисел, біомаси та енергії, зображені у вигляді графічних моделей, висловлюють кількісні співвідношення різних за способом живлення організмів: продуцентів, консументів і редуцентів.
4. Харчові зв'язку прісного водойми
Ланцюги харчування прісного водойми складаються з декількох послідовних ланок. Наприклад, рослинними залишками і ними бактеріями харчуються найпростіші, яких поїдають дрібні рачки. Рачки, у свою чергу, служать їжею рибам, а останніх можуть поїдати хижі риби. Майже всі види харчуються не одним типом їжі, а використовують різні харчові об'єкти. Харчові ланцюги складно переплетені. Звідси випливає важливий загальний висновок: якщо який-небудь член біогеоценозу випадає, то система не порушується, оскільки використовуються інші джерела їжі. Чим більше видове різноманіття, тим система стійкіше. p> Первинним джерелом енергії у водному біогеоценозі, як і в більшості екологічних систем, служить сонячне світло, завдяки якому рослини синтезують органічну речовину. Очевидно, біомаса всіх існуючих у водоймі тварин повністю залежить від біологічної продуктивності рослин.
Часто причиною низької продуктивності природних водойм буває недолік мінеральних речовин (особливо азоту і фосфору), необхідних для росту автотрофних рослин, чи несприятлива кислотність води. Внесення мінеральних добрив, а в разі кислого середовища ...
