3.2.3. Экологические пирамиды

Экологические пирамиды выражают трофическую структуру экосистемы в геометрической форме. Это явление было изучено Ч. Элтоном и названо экологической пирамидой чисел или пирамидой Элтона.

Различают пирамиду численности, пирамиду биомассы и пирамиду энергии: 1. Пирамида чисел, отражающая численность организмов на каждом уровне; 2. Пирамида биомассы характеризующая массу живого вещества – общий сухой вес, калорийность; 3. Пирамида продукции (энергии), имеющая универсальный характер, показывающий изменения первичной продукции или энергии на последовательных трофических уровнях.

Рис. 23. Схема трофических уровней

Экологические пирамиды отражают фундаментальные характеристики любого биоценоза, показывают его трофическую структуру. Закономерность обнаруженная Ч. Элтоном в пирамиде чисел отображает количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается.

В наземных экосистемах действует правило пирамиды биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса превышает всю биомассу хищников.

Рис. 24. Виды экологических пирамид: а – пирамида чисел, б – пирамида биомассы, в – пирамида энергии.

Из трёх типов экологических пирамид пирамида энергии дает наиболее полное представление о функциональной организованности сообществ, потому что количество и масса организмов зависят не от количества фиксированной энергии в данный момент на предыдущем уровне, а от скорости продуцирования пищи. Пирамида энергии отражает скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь.

Рис. 25. Схематическое изображение пирамиды биомассы в пелагиале океана

Пирамида биомассы четко указывает на количество всего живого вещества на данном трофическом уровне. Для океана правило пирамиды биомассы не действительно – пирамида имеет перевернутый (обращенный) вид. Для экосистемы океана характерно накапливание биомассы на высоких уровнях, у хищников.

3.2.4. Продуктивность экосистемы

Биологическая продуктивность - это воспроизведение биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в состав экосистемы. Биомасса и продукция – показатели, лежащие в основе жизнеобеспечения сообщества и человечества как части биосферы. Биомасса (урожай на корню) - масса органического вещества, заключенного в телах живых организмов на единице площади. Биомасса может быть как живой, так и мертвой (например древесина, кора деревьев). Продукция - прирост биомассы за единицу времени.

Таблица 18

Биомасса и первичная продуктивность основных типов экосистем

(по Т. А. Акимовой, В. В. Хаскину, 1994)

Экосистемы	Биомасса, т/га	Продукция, т/га в год
Пустыни	0,1 - 05	0,1 - 0,5
Центральные зоны океана	0,2 - 1,5	0,5 - 2,5
Полярные моря	1 - 7	3 – 6
Тундра	1 - 8	1 – 4
Степи	5 - 12	3 – 8
Агроценозы	-	3 – 10
Саванна	8 - 20	4 – 15
Тайга	70 - 150	5 – 10
Лиственный лес	100 - 250	10 – 30
Влажный тропический лес	500 - 1500	25 – 60
Коралловый риф	15 - 50	50 - 120

Первичная продукция - органическое вещество, которое образуют продуценты в процессе фотосинтеза. Соответственно скорость, с которой растение ассимилируют энергию солнечного света, называют первичной продуктивностью.

Географическое распределение экосистем на уровне крупных экологических единиц – макроэкосистем, рассматриваются в континентальном масштабе. Экосистемы не разбросаны в беспорядке, а сгруппированы в достаточно регулярных зонах, как по горизонтали так и по вертикале. Это подтверждается периодическим законом географической зональности (закон А.Григорьева, М. Будыко).

Таблица 19