Екологічні піраміди - екологія природних ресурсів
екологічні піраміди
Трофічну структуру можна зобразити графічно, у вигляді так званих екологічних пірамід. Підставою піраміди служить рівень продуцентів, а наступні рівні харчування утворюють поверхи і вершину піраміди. Відомі три основних типи екологічних пірамід:
- Піраміда чисел, що відображає чисельність організмів на кожному рівні;
- Піраміда біомаси, що характеризує масу живої речовини - загальний суха вага, калорійність і т.д .;
- Піраміда продукції (енергії), що має універсальний характер, що показує зміну первинної продукції (або енергії) на послідовних трофічних рівнях.
Звичайні піраміди чисел для пасовищних ланцюгів мають дуже широку основу і різке звуження до кінцевих консументам. При цьому числа «ступенів» розрізняються не менш ніж на 1-3 порядки. Але це справедливо тільки для трав'яних угруповань - лугових або степових біоценозів.
Картина різко змінюється, якщо розглядати лісове співтовариство (на одному дереві можуть годуватися тисячі фітофагів) або якщо на одному трофічні рівні виявляються такі різні фітофаги, як тля і слон. Це спотворення можна подолати за допомогою піраміди біомас.
У наземних екосистемах біомаса рослин завжди істотно більше біомаси тварин, а біомаса фітофагів завжди більше біомаси зоофаги.
Інакше виглядають піраміди біомас для водних, особливо морських екосистем: біомаса тварин зазвичай набагато більше біомаси рослин. Ця «неправильність» обумовлена тим, що пірамідами біомас не враховується тривалість існування поколінь особин на різних трофічних рівнях, швидкість освіти і поїдання біомаси. Головним продуцентом морських екосистем є фітопланктон, який має великий репродукційний потенціал і швидку зміну поколінь. За той час, поки хижі риби (а тим більше моржі і кити) накопичать свою біомасу, зміниться безліч поколінь фітопланктону, сумарна біомаса яких набагато більше. Ось чому універсальним способом вираження трофічної структури екосистем є піраміди швидкостей утворення живої речовини, інакше кажучи, - піраміди енергій.
Більш досконалим відображенням впливу трофічних відносин на екосистему є правило піраміди продукції (енергії). на кожному попередньому трофічному рівні кількість біомаси, що створюється за одиницю часи (або енергії), більше, ніж на наступному. Піраміда продукції відображає закони витрачання енергії на трофічних ланцюгах.
В кінцевому підсумку всі три правила пірамід відображають енергетичні відносини в екосистемі, а піраміда продукції (енергії) має універсальний характер.
У природі, в стабільних системах біомаса змінюється незначно, тобто природа прагне використовувати повністю валову продукцію. Знання енергетики екосистеми і кількісні її показники дозволяють точно врахувати можливість вилучення з природної екосистеми тієї чи іншої кількості рослинної і тваринної біомаси без підриву її продуктивності.
Людина отримує досить багато продукції від природних систем, проте основним джерелом їжі для нього є сільське господарство. Створивши агроекосистеми, людина прагне отримати якомога більше чистої продукції рослинності, але йому необхідно витрачати половину рослинної маси на вирощування травоїдних тварин, птахів і т.д. значна частина продукції йде в промисловість і втрачається в смітті, тобто і тут втрачається близько 90% чистої продукції і тільки близько 10% безпосередньо використовується на споживання людиною. У природних екосистемах енергетичні потоки також змінюються за своєю інтенсивністю і характером, і цей процес регулюється дією екологічних факторів, що проявляється в динаміці екосистеми в цілому.