Экологические пирамиды

Основы экологических пирамид

Пищевые цепи не отделены одна от другой, они очень переплетены. Их переплетение можно называть пищевой сетью. В природном сообществе некоторые организмы, которые получают пищу от растительности через равное число этапов, относят к одному трофическому уровню. Справедливо отметить, что данная трофическая классификация распределяет по группам не сами виды, а типы их жизнедеятельности; популяция данного вида будет занимать один и более трофических уровней, это зависит от того, какие источники энергии она использует.

Количество энергии, поступающей в ту или иную пищевую цепь, определяет так называемую трофическую структуру сообщества, а именно: число трофических уровней (длину пищевой цепи), относительную влажность пастбищного и детритного пути переноса энергии, стационарные величины биомассы и детрита, а также скорость круговорота минеральных соединений в экосистеме. Однако это зависит не только оттого, сколько энергии поступает в пищевую цепь (на входе в нее), но и оттого, насколько эффективно она используется при прохождении ее по трофическим уровням. Пищевые сети лежат в основе построения экологических пирамид.

Экологические пирамиды

Трофическую структуру сообщества можно наглядно представить в виде так называемых экологических пирамид, отражающих ее отдельные компоненты (биомассу трофических уровней, их продуктивность, численность организмов на каждом уровне).

Если представить каждый трофический уровень какого-либо сообщества в виде прямоугольника определенной высоты, а ширина его будет соответствовать, скажем, биомассе каждого трофического уровня, а затем поставить эти прямоугольники друг на друга, начиная с продуцентов, то получится характерная пирамида (в данном случае пирамида биомассы).

Структура пирамид (число прямоугольников, их ширина, взаимное расположение) будет варьироваться от сообщества к сообществу, в зависимости от экологических эффективностей составляющих ее трофических уровней. В сообществах, где организмы низших трофических уровней в среднем значительно мельче организмов высших уровней, общая масса последних может быть в любой конкретный момент больше массы продуцентов, и пирамиды биомасс в этих случаях получаются «перевернутым», т. е. основание пирамиды уже, чем ее вершина. Перевернутые пирамиды биомасс характерны для сообществ морей и океанов. Это объясняется тем, что биомасса фитопланктона удерживается фитофагами (вследствие быстрою выедания) на низком уровне. Но интенсивный обмен и быстрый оборот фитопланктона (среднее время оборота около 10 суток) обеспечивает в итоге большую продукцию.

Наиболее полное представление о функциональной организации сообществ дают пирамиды энергии. На форму этой пирамиды не влияют изменения размеров и интенсивность метаболизма организмов, и если учтены все источники энергии, то данная пирамида всегда будет иметь правильную форму, как это и диктуется вторым законом термодинамики.

Пирамиды численности (пирамиды Элтона) еще менее устойчивы, чем пирамиды биомассы, поскольку численность организмов на трофическом уровне еще больше зависит от размеров организмов, их метаболизма. Поэтому пирамиды численности не имеют существенного значения в смысле познания трофической структуры сообщества. Формы пирамид численности сильно различаются для разных сообществ в зависимости от того, малы или велики в них организмы на трофических уровнях.