1.2.3. Пирамида энергий

Наиболее фундаментальными и в определенном смысле идеальным способом отображения связей между организмами на разных трофических уровнях являются пирамиды энергий, в которых размер прямоугольников пропорционален энергетическому эквиваленту в единицу времени, т.е. количеству энергии (на единицу площади или объема), прошедшей через определенный трофический уровень за принятый период ( рис. ). К основанию пирамиды энергии можно обоснованно добавить снизу еще один прямоугольник, отражающий поступление энергии Солнца.

Рис. Пирамида энергии: Цифры – количество энергии, кДж·м^-2·г^-1

Пирамиды энергии наиболее удобны:

• Отражают скорость образования биомассы в отличие от пирамид численности и биомассы, описывающих только текущее состояние организмов в отдельный момент времени. Каждая ступень пирамиды отражает количество энергии (на единицу площади или объема), прошедшей через определенный трофический уровень за определенный период.

• При одинаковой биомассе два вида необязательно содержат одинаковое количество энергии.

• Позволяют сравнивать не только различные экосистемы, но и относительную значимость популяции внутри системы. Например, почвенные бактерии (при ничтожной массе поток энергии сравнителен с моллюсками и больше, чем у оленей и мышей).

Пирамиды энергии являются наиболее полезными из трех типов экологических пирамид, однако получить данные для их построения труднее всего.

Рис. Экологические пирамиды (по Ю.Одуму)

без соблюдения масштаба

Одним из наиболее удачных и наглядных примеров классических экологических пирамид служат пирамиды, изображенные на рис. . Они иллюстрируют условный биоценоз, предложенный американским экологом Ю. Одумом. «Биоценоз» состоит из мальчика, питающегося только телятиной, и телят, которые едят люцерну.

Т.о. пирамида наглядно демонстрирует потерю вещества и энергии при переходе с одного трофического уровня на другой. Только одна миллионная доля приходящей солнечной энергии превращается в биомассу плотоядного. Приведенный пример очень наглядно иллюстрирует низкую экологическую эффективность экосистем и КПД при превращении в пищевых цепях.

1.3. Закономерности трофического оборота в биоценозе

Живые организмы для своего существования должны постоянно пополнять и расходовать энергию. В пищевой (трофической) цепи, сети и экологических пирамидах каждый последующий уровень, условно говоря, поедает предыдущее звено, используя его для построения своего тела.

Главный источник энергии для всего живого на Земле – Солнце. Из всего спектра солнечного излучения, достигающего земной поверхности, только около 40% составляет фотосинтетическая активная радиация (ФАР). Растения в процессе фотосинтеза усваивают (химически связывают) лишь небольшую часть ФАР.

Первичными поставщиками энергии для всех других организмов в цепях питания являются растения. При дальнейших переходах энергии и вещества с одного трофического уровня на другой существуют определенные закономерности.