Пирамида энергии

Пирамида энергии дает наиболее полное представление о функциональной организации сообщества, так как она отражает величину потока энергии, скорость прохождения биомассы через пищевую цепь.

В противоположность пирамидам чисел и биомассы, отражающим статистику экосистемы, т.е. характеризующим количество организмов или их биомассу в данный момент времени, пирамида энергии отражает на каждом уровне удельное количество энергии (на единицу площади или объема), прошедшей через предыдущий трофический уровень за данный отрезок времени, т.е. динамику экосистем.

Р.Линдеман (1942 г.) сформулировал правило пирамиды энергии (правило 10%),согласнокоторому с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий, в среднем не более 10% энергии.

Остальная часть энергии теряется в виде теплового излучения в соответствии со вторым законом термодинамики.

Поэтому организмы в результате процессов обмена теряют в каждом звене пищевой цепи около 90% всей энергии, которая расходуется на поддержание их жизнедеятельности.

По этой причине пирамида энергии всегда суживается кверху, т.е. имеет правильную форму рис.9.

10 Консументы 3 порядка 9

100 Консументы 2 порядка 90

1000 Консументы 1 порядка 900

10000 Продуценты 9000

Полезная энергия, доступная на Энергия, теряемая в виде тепла

каждом трофическом уровне на каждом трофическом уровне

(в ккал) (в ккал)

Рис.9. Пирамиды энергетических потоков и расходов энергии

Пирамиды энергетических потоков и расхода энергии свидетельствуют о том, что чем длиннее пищевая цепь, тем больше теряется полезной энергии.

Поэтому цепи питания не могут быть очень длинными, обычно они состоят из 3-5 звеньев (трофических уровней).

Пирамида энергетических потоков объясняет, почему можно прокормить большее число людей, если сократить пищевую цепь до прямого потребления зерновых («рис-человек»), чем если в качестве пищи использовать животных, потребляющих зерно («зерно-говядина-человек»).

Чтобы избежать белкового (протеинового) голодания, вегетарианское питание должно состоять из разнообразных растений, имеющих в своем составе молекулы 10 азотсодержащих аминокислот, используемых для создания протеина, который наш организм не в состоянии сам синтезировать.

Бедная часть населения нашей планеты, довольствующая растительной диетой, часто не имеет средств для выращивания или покупки всех овощей и фруктов, необходимых для избегания протеинового голодания.

Правило экологической пирамиды универсально и объективно отражает круговорот веществ и поток энергии в биосфере. В масштабе всей биосферы это правило никогда не нарушается.