Экологические пирамиды

Для наглядности представления взаимоотношений между организмами различных видов в экосистеме принято использовать экологические пирамиды: численности, биомасс и энергии. Если представить каждый трофический уровень в виде блока, величина которого соответствует продуктивности данного уровня, а затем поставить эти блоки друг на друга, начиная с первичных продуцентов, то получится пирамида, графически отображающая трофическую структуру изучаемой экосистемы.

Соотношение численности организмов, занимающих разное положение в пищевой цепи, называют пирамидой численности. Согласно правилу пирамиды численности общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном уменьшается. Для построения пирамиды численности подсчитывают число организмов на некоторой территории, группируя их по трофическим уровням. Пирамида численностей крайне неустойчива.

Экологическую пирамиду биомасс показывает количество живого вещества (биомассу – суммарную массу организмов) на каждом трофическом уровне. В этом случае размер прямоугольников пропорционален массе живого вещества соответствующего уровня, отнесенной к единице площади или объема. Согласно правилу пирамиды биомасс биомасса растений больше, чем биомасса всех растительноядных животных, биомасса растительноядных животных превышает биомассу всех хищников.

При отборе образцов определяют биомассу на корню или урожай на корню (т. е. в данный момент времени), которая не содержит информации о скорости образования или потребления биомассы. Одним из следствий данной методики расчета являются «перевернутые пирамиды». К примеру, зоопланктон чаще всего обладает большей биомассой, чем фитопланктон, однако скорость размножения зеленых водорослей настолько велика, что в течение суток они восстанавливают всю съеденную зоопланктоном биомассу.

Наиболее объективным способом отражения связей между организмами разных трофических уровней и функциональной организации биоценозов является пирамида энергий, в которой 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.

Р. Линдеман (1942) сформулировал закон пирамиды энергий, или правило 10%: с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий ее уровень, в среднем около 10% энергии, поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды.