Экологические пирамиды

Биологическая продуктивность экосистем

Продуктивность экосистем тесно связана с потоком энергии.

Биологическая продуктивность – это воспроизведение биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в состав биогеоценоза.

Органическое вещество, создаваемое продуцентами в процессе фотосинтеза называется первичной продукцией экосистемы. Первичной продукцией определяется общий поток энергии через биотический компонент экосистемы и биомасса живых организмов, которые могут существовать в экосистеме. Делится на: валовую (общее количество созданного органического вещества) и чистую (оставшаяся после расходов на дыхание и корневые выделения).

Первичная продуктивность – скорость, с которой автотрофные организмы (продуценты) в процессе фотосинтеза связывают энергию и запасают ее в форме органического вещества.

Консументы образуют свою биомассу. Биомасса и скорость ее образования консументами - вторичная продукция, т.е. продукция гетеротрофных организмов.

Вторичная продуктивность - скорость образования продукции гетеротрофами.

Кроме первичной и вторичной продукции биоценозов, различают промежуточную (после потребления другими членами биогеоценоза возвращается в круговорот веществ этой же системы) и конечную (исключается из данного биогеоценоза, т.е. выводится за его пределы) продукцию.

Количественные соотношения первичной и вторичной продукции в экосистемах подчиняются правилу пирамиды.

Для изучения взаимоотношений между организмами в экосистеме и для их графического изображения используют экологические пирамиды.

Они выражают трофическую структуру экосистемы в геометрической форме. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды.

Экологические пирамиды отражают характеристики любого биоценоза: их высота пропорциональна длине рассматриваемой пищевой цепи, т.е. числу содержащихся в ней трофических уровней; их форма отражает эффективность превращения энергии при переходе с одного уровня на другой.

Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды.

Известны три основных типа экологических пирамид:

1. пирамида чисел (пирамида Элтона – 1927 г.) – отражает численность организмов на каждом трофическом уровне;

2. пирамида биомассы – отражает пищевые взаимоотношения в экосистеме, в ней учитывается суммарная масса организмов (биомасса) каждого трофического уровня;

3. пирамида энергии – отображает связи между организмами на разных трофических уровнях.

В 1942 г. Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергии (закон 10 %) – с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень не более 10 % энергии.

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

Пирамиды чисел и пирамиды биомасс не всегда имеют классический вид, только пирамиды накопленной энергии – всегда.