Екологични пирамиди
Във всяка екосистема хранителните мрежи имат добре дефинирана структура, която се характеризира с естеството и броя на организмите, присъстващи на всяко ниво от различните хранителни вериги. За да изучават връзките между организмите в дадена екосистема и да ги изобразяват графично, те обикновено използват не диаграми на хранителни мрежи, а екологични пирамиди. Екологичните пирамиди изразяват трофичната структура на дадена екосистема в геометрична форма. Те са изградени под формата на правоъгълници със същата ширина, но дължината на правоъгълниците трябва да бъде пропорционална на стойността на измерения обект. Оттук можете да получите пирамиди с числа, биомаса и енергия.
Екологичните пирамиди отразяват основните характеристики на всяка биоценоза, когато показват нейната трофична структура:
- височината им е пропорционална на дължината на разглежданата хранителна верига, т.е. на броя на съдържащите се в нея трофични нива;
- формата им горе-долу отразява ефективността на енергийните трансформации по време на прехода от едно ниво на друго.
Пирамидите на числата. Те представляват най-простият подход за изучаване на трофичната структура на дадена екосистема. В същото време първо се брои броят на организмите в дадена територия, като се групират по трофични нива и се представят под формата на правоъгълник, чиято дължина (или площ) е пропорционална на броя на организмите, обитаващи дадена територия площ (или в даден обем, ако е водна екосистема). Установено е основно правило, което гласи, че във всяка среда има повече растения, отколкото животни, повече тревопасни, отколкото месоядни, повече насекоми, отколкото птици и т.н. (фиг. 1 2.24).
Популационните пирамиди отразяват плътността на организмите на всяко трофично ниво. Съществува голямо разнообразие в изграждането на различни пирамиди с числа. Често те са с главата надолу (фиг. 12.25).
Например в гората има значително по-малко дървета (първични производители), отколкото насекоми (тревопасни).
Подобна картина се наблюдава в хранителните вериги на сапрофитите и паразитите.
Пирамида от биомаса. Той отразява по-пълно взаимоотношенията с храните в екосистемата, тъй като отчита общата маса на организмите (биомаса) на всяко трофично ниво. Правоъгълниците в пирамидите на биомасата представляват масата на организмите от всяко трофично ниво на единица площ или обем. Формата на пирамидата с биомаса често е подобна на формата на пирамидата на населението. Характерно е намаляване на биомасата при всяко следващо трофично ниво (фиг. 12.26 и 12.27).
Пирамидите от биомаса, както и броят, могат да бъдат не само прави, но и обърнати. Пирамидите с обърната биомаса са характерни за водните екосистеми, в които първичните производители, като фитопланктонните водорасли, се разделят много бързо, а техните консуматори, ракообразните от зоопланктон, са много по-големи, но имат дълъг цикъл на възпроизводство. По-специално, това се отнася за сладководната среда, където първичната продуктивност се осигурява от микроскопични организми, чиято скорост на метаболизма се увеличава, т.е. биомасата е малка, производителността е висока.
Енергийна пирамида. Най-фундаменталният начин за показване на връзките между организмите на различни трофични нива са енергийните пирамиди. Те представляват ефективността на преобразуването на енергията и производителността на хранителните вериги и са конструирани чрез изчисляване на количеството енергия (kcal), натрупано на единица повърхност за единица време и използвано от организмите на всяко трофично ниво. По този начин е относително лесно да се определи количеството енергия, съхранявана в биомасата, и е по-трудно да се изчисли общото количество енергия, погълната на всяко трофично ниво. След изграждането на графика (фиг. 12.28) можем да заявим, че деструкторите, чието значение изглежда малко в пирамидата на биомасата, а в пирамидата на населението, напротив, получават значителна част от енергията, преминаваща през екосистемите ). В същото време само част от цялата тази енергия остава в организмите на всяко трофично ниво на екосистемата и се съхранява в биомаса, останалата част се използва за задоволяване на метаболитните нужди на живите същества: поддържане на съществуването, растежа, размножаването. Животните също изразходват значително количество енергия за мускулна работа.