Pirâmide ecológica. Regra da pirâmide ecológica

Pirâmide ecológica – representações gráficas da relação entre produtores e consumidores de todos os níveis (herbívoros, predadores, espécies que se alimentam de outros predadores) do ecossistema.

O zoólogo americano Charles Elton sugeriu descrever esquematicamente essas relações em 1927.

Quando mostrado esquematicamente, cada nível é mostrado como um retângulo, cujo comprimento ou área corresponde valores numéricos elos da cadeia alimentar (pirâmide de Elton), sua massa ou energia. Retângulos dispostos em uma determinada sequência criam pirâmides de vários formatos.

A base da pirâmide é o primeiro nível trófico - o nível dos produtores, os andares subsequentes da pirâmide são formados pelos próximos níveis da cadeia alimentar - consumidores de diversas ordens; A altura de todos os blocos da pirâmide é a mesma e o comprimento é proporcional ao número, biomassa ou energia no nível correspondente.

Pirâmides ecológicas são diferenciados dependendo dos indicadores com base nos quais a pirâmide é construída. Ao mesmo tempo, foi estabelecida uma regra básica para todas as pirâmides, segundo a qual em qualquer ecossistema mais plantas, do que animais, herbívoros do que carnívoros, insetos do que pássaros.

Com base na regra da pirâmide ecológica, as relações quantitativas podem ser determinadas ou calculadas tipos diferentes plantas e animais em sistemas ecológicos naturais e criados artificialmente. Por exemplo, para 1 kg de massa de um animal marinho (foca, golfinho) são necessários 10 kg de peixes comidos, e esses 10 kg já precisam de 100 kg de seu alimento - invertebrados aquáticos, que, por sua vez, precisam comer 1.000 kg de algas. e bactérias para formar tal massa. EM nesse caso a pirâmide ecológica será sustentável.

Porém, como você sabe, existem exceções a todas as regras, que serão consideradas em cada tipo de pirâmide ecológica.

Tipos de pirâmides ecológicas

Pirâmides de números - em cada nível o número de organismos individuais é traçado

A pirâmide de números apresenta um padrão claro descoberto por Elton: o número de indivíduos que compõem uma série sequencial de ligações entre produtores e consumidores está diminuindo constantemente (Fig. 3).

Por exemplo, para alimentar um lobo, você precisa pelo menos várias lebres que ele poderia caçar; para alimentar essas lebres, você precisa de bastante grande número variedade de plantas. Nesse caso, a pirâmide se parecerá com um triângulo com uma base larga estreitando-se para cima.

No entanto, esta forma de pirâmide de números não é típica de todos os ecossistemas. Às vezes, eles podem ser invertidos ou de cabeça para baixo. Isto aplica-se às cadeias alimentares florestais, onde as árvores servem como produtoras e os insectos como consumidores primários. Neste caso, o nível dos consumidores primários é numericamente mais rico que o nível dos produtores (um grande número de insetos se alimenta de uma árvore), portanto as pirâmides de números são as menos informativas e menos indicativas, ou seja, o número de organismos do mesmo nível trófico depende em grande parte do seu tamanho.

Pirâmides de biomassa - caracteriza a massa total seca ou úmida dos organismos em um determinado nível trófico, por exemplo, em unidades de massa por unidade de área - g/m2, kg/ha, t/km2 ou por volume - g/m3 (Fig. 4)

Normalmente nas biocenoses terrestres a massa total de produtores é maior que cada elo subsequente. Por sua vez, a massa total de consumidores de primeira ordem é maior que a dos consumidores de segunda ordem, etc.

Neste caso (se os organismos não diferirem muito em tamanho), a pirâmide também terá a aparência de um triângulo com uma base larga afinando para cima. No entanto, existem exceções significativas a esta regra. Por exemplo, nos mares, a biomassa do zooplâncton herbívoro é significativamente (às vezes 2-3 vezes) maior do que a biomassa do fitoplâncton, representada principalmente por algas unicelulares. Isso se explica pelo fato de que as algas são consumidas muito rapidamente pelo zooplâncton, mas são protegidas do consumo total pela altíssima taxa de divisão celular.

Em geral, as biogeocenoses terrestres, onde os produtores são grandes e vivem relativamente tempo, são caracterizadas por pirâmides relativamente estáveis com uma base ampla. Em ecossistemas aquáticos, onde os produtores são pequenos e têm curto ciclos de vida, a pirâmide da biomassa pode ser invertida ou invertida (com a ponta voltada para baixo). Assim, em lagos e mares, a massa de plantas supera a massa de consumidores apenas no período de floração (primavera), podendo ocorrer durante o resto do ano a situação inversa.

As pirâmides de números e biomassa refletem a estática do sistema, ou seja, caracterizam o número ou biomassa dos organismos em um determinado período de tempo. Não fornecem informações completas sobre a estrutura trófica de um ecossistema, embora permitam resolver uma série de problemas práticos, especialmente relacionados com a manutenção da sustentabilidade dos ecossistemas.

A pirâmide de números permite, por exemplo, calcular a quantidade permitida de captura de peixes ou abate de animais durante a época de caça sem consequências para a sua reprodução normal.

Pirâmides energéticas - mostra a quantidade de fluxo de energia ou produtividade em níveis sucessivos (Fig. 5).

Em contraste com as pirâmides de números e biomassa, que refletem a estática do sistema (o número de organismos em no momento), a pirâmide energética, refletindo a imagem da velocidade de passagem da massa alimentar (quantidade de energia) através de cada nível trófico da cadeia alimentar, dá a imagem mais completa de organização funcional comunidades.

A forma desta pirâmide não é afetada por mudanças no tamanho e na taxa metabólica dos indivíduos, e se todas as fontes de energia forem levadas em consideração, a pirâmide sempre terá uma aparência típica com base larga e ápice afilado. Ao construir uma pirâmide de energia, muitas vezes é adicionado um retângulo à sua base, mostrando o influxo energia solar.

Em 1942, o ecologista americano R. Lindeman formulou a lei da pirâmide energética (a lei dos 10 por cento), segundo a qual, em média, cerca de 10% da energia recebida no nível anterior da pirâmide ecológica passa de um trófico nível através das cadeias alimentares para outro nível trófico. O resto da energia é perdido na forma de radiação térmica, movimento, etc. Como resultado dos processos metabólicos, os organismos perdem cerca de 90% de toda a energia em cada elo da cadeia alimentar, que é gasta na manutenção de suas funções vitais.

Se uma lebre comeu 10 kg de matéria vegetal, seu próprio peso pode aumentar em 1 kg. Uma raposa ou lobo, ao comer 1 kg de carne de lebre, aumenta sua massa em apenas 100 g. Nas plantas lenhosas, essa proporção é bem menor devido ao fato da madeira ser pouco absorvida pelos organismos. Para gramíneas e algas marinhas esse valor é bem maior, pois não possuem tecidos de difícil digestão. No entanto, o padrão geral do processo de transferência de energia permanece: muito menos energia passa pelos níveis tróficos superiores do que pelos inferiores.

Consideremos a transformação de energia em um ecossistema usando o exemplo de uma cadeia trófica de pastagem simples na qual existem apenas três níveis tróficos.

nível - plantas herbáceas,

nível - mamíferos herbívoros, por exemplo, lebres

nível - mamíferos carnívoros, por exemplo, raposas

Os nutrientes são criados durante a fotossíntese pelas plantas, que são feitas de substâncias inorgânicas (água, dióxido de carbono, sais minerais, etc.) usando energia luz solar formam matéria orgânica e oxigênio, bem como ATP. Parte da energia eletromagnética da radiação solar é convertida na energia das ligações químicas das substâncias orgânicas sintetizadas.

Toda matéria orgânica criada durante a fotossíntese é chamada de produção primária bruta (GPP). Parte da energia da produção primária bruta é gasta na respiração, resultando na formação da produção primária líquida (NPP), que é a própria substância que entra no segundo nível trófico e é utilizada pelas lebres.

Deixe a pista ter 200 unidades convencionais de energia e os custos das plantas para respiração (R) - 50%, ou seja, 100 unidades convencionais de energia. Então a produção primária líquida será igual a: NPP = WPP - R (100 = 200 - 100), ou seja, No segundo nível trófico, as lebres receberão 100 unidades convencionais de energia.

No entanto, por várias razões, as lebres são capazes de consumir apenas uma certa parte da NPP (caso contrário, os recursos para o desenvolvimento da matéria viva desapareceriam), enquanto uma parte significativa dela, na forma de restos orgânicos mortos (partes subterrâneas de plantas , madeira dura caules, galhos, etc.) não pode ser comido por lebres. Entra nas cadeias alimentares detríticas e/ou é decomposto por decompositores (F). A outra parte vai para a construção de novas células (tamanho da população, crescimento das lebres - P) e garantia do metabolismo energético ou respiração (R).

Neste caso, de acordo com a abordagem de equilíbrio, a igualdade de equilíbrio do consumo de energia (C) ficará assim: C = P + R + F, ou seja, A energia recebida no segundo nível trófico será gasta, segundo a lei de Lindemann, no crescimento populacional - P - 10%, os 90% restantes serão gastos na respiração e remoção de alimentos não digeridos.

Assim, nos ecossistemas, com o aumento do nível trófico, ocorre uma rápida diminuição da energia acumulada nos corpos dos organismos vivos. A partir daqui fica claro por que cada nível subsequente será sempre menor que o anterior e por que as cadeias alimentares geralmente não podem ter mais do que 3-5 (raramente 6) elos, e as pirâmides ecológicas não podem consistir em um grande número de andares: até o final elo da cadeia alimentar é o mesmo que o último andar da pirâmide ecológica receberá tão pouca energia que não será suficiente se o número de organismos aumentar.

Essa sequência e subordinação de grupos de organismos conectados em forma de níveis tróficos representa os fluxos de matéria e energia na biogeocenose, base de sua organização funcional.

Pirâmide ecológica- imagens gráficas da relação entre produtores e consumidores de todos os níveis (herbívoros, predadores, espécies que se alimentam de outros predadores) no ecossistema.

O zoólogo americano Charles Elton sugeriu descrever esquematicamente essas relações em 1927.

Numa representação esquemática, cada nível é mostrado como um retângulo, cujo comprimento ou área corresponde aos valores numéricos de um elo da cadeia alimentar (pirâmide de Elton), sua massa ou energia. Retângulos dispostos em uma determinada sequência criam pirâmides de vários formatos.

A base da pirâmide é o primeiro nível trófico - o nível de produtores subsequentes da pirâmide são formados pelos próximos níveis da cadeia alimentar - consumidores de diversas ordens; A altura de todos os blocos da pirâmide é a mesma e o comprimento é proporcional ao número, biomassa ou energia no nível correspondente.

As pirâmides ecológicas são diferenciadas dependendo dos indicadores com base nos quais a pirâmide é construída. Ao mesmo tempo, foi estabelecida para todas as pirâmides a regra básica, segundo a qual em qualquer ecossistema há mais plantas do que animais, herbívoros do que carnívoros, insetos do que pássaros.

Com base na regra da pirâmide ecológica, é possível determinar ou calcular as proporções quantitativas de diferentes espécies de plantas e animais em sistemas ecológicos naturais e criados artificialmente. Por exemplo, para 1 kg de massa de um animal marinho (foca, golfinho) são necessários 10 kg de peixes comidos, e esses 10 kg já precisam de 100 kg de seu alimento - invertebrados aquáticos, que, por sua vez, precisam comer 1.000 kg de algas. e bactérias para formar tal massa. Neste caso, a pirâmide ecológica será sustentável.

Porém, como você sabe, existem exceções a todas as regras, que serão consideradas em cada tipo de pirâmide ecológica.

Tipos de pirâmides ecológicas

pirâmides de números- em cada nível, o número de organismos individuais é traçado

Por exemplo, para alimentar um lobo, ele precisa de pelo menos várias lebres para caçar; Para alimentar essas lebres, você precisa de uma variedade bastante grande de plantas. Nesse caso, a pirâmide se parecerá com um triângulo com uma base larga estreitando-se para cima.

pirâmides de biomassa- caracteriza a massa seca ou úmida total dos organismos em um determinado nível trófico, por exemplo, em unidades de massa por unidade de área - g/m2, kg/ha, t/km2 ou por volume - g/m3 (Fig. 4)

Em geral, as biogeocenoses terrestres, onde os produtores são grandes e vivem relativamente tempo, são caracterizadas por pirâmides relativamente estáveis com uma base ampla. Nos ecossistemas aquáticos, onde os produtores são pequenos e têm ciclos de vida curtos, a pirâmide da biomassa pode ser invertida ou invertida (com a ponta voltada para baixo). Assim, em lagos e mares, a massa de plantas supera a massa de consumidores apenas no período de floração (primavera), podendo ocorrer durante o resto do ano a situação inversa.

A pirâmide de números permite, por exemplo, calcular a quantidade permitida de captura de peixes ou abate de animais durante a época de caça sem consequências para a sua reprodução normal.

pirâmides de energia- mostra a quantidade de fluxo de energia ou produtividade em níveis sucessivos (Fig. 5).

Em contraste com as pirâmides de números e biomassa, que refletem a estática do sistema (o número de organismos em um determinado momento), a pirâmide de energia, refletindo a imagem da velocidade de passagem da massa alimentar (quantidade de energia) através cada nível trófico da cadeia alimentar dá o quadro mais completo da organização funcional das comunidades.

Consideremos a transformação de energia em um ecossistema usando o exemplo de uma cadeia trófica de pastagem simples na qual existem apenas três níveis tróficos.

nível - plantas herbáceas,
nível - mamíferos herbívoros, por exemplo, lebres
nível - mamíferos predadores, por exemplo, raposas

Os nutrientes são criados durante o processo de fotossíntese pelas plantas, que formam substâncias orgânicas e oxigênio, além de ATP, a partir de substâncias inorgânicas (água, dióxido de carbono, sais minerais, etc.) utilizando a energia da luz solar. Parte da energia eletromagnética da radiação solar é convertida na energia das ligações químicas das substâncias orgânicas sintetizadas.

No entanto, por várias razões, as lebres são capazes de consumir apenas uma certa parte da NPP (caso contrário, os recursos para o desenvolvimento da matéria viva desapareceriam), enquanto uma parte significativa dela está na forma de restos orgânicos mortos (partes subterrâneas de plantas , madeira dura de caules, galhos, etc.) não pode ser comida por lebres. Entra nas cadeias alimentares detríticas e/ou é decomposto por decompositores (F). A outra parte vai para a construção de novas células (tamanho da população, crescimento das lebres - P) e garantia do metabolismo energético ou respiração (R).

Tal sequência e subordinação de grupos de organismos conectados na forma de níveis tróficos representa os fluxos de matéria e energia na biogeocenose, base de sua organização funcional.

As teias alimentares dentro de cada biogeocenose têm uma estrutura bem definida.

Caracteriza-se pelo número, tamanho e massa total dos organismos – biomassa – em cada nível da cadeia alimentar. As cadeias alimentares das pastagens são caracterizadas pelo aumento da densidade populacional, da taxa de reprodução e da produtividade da sua biomassa.

A diminuição da biomassa durante a transição de um nível nutricional para outro se deve ao fato de nem todos os alimentos serem assimilados pelos consumidores.

Por exemplo, em uma lagarta comedora de folhas, apenas metade do material vegetal é absorvido no intestino, o restante é excretado na forma de excrementos.

Além disso, a maioria nutrientes, absorvido pelos intestinos, é gasto na respiração e apenas 10-15% é usado para construir novas células e tecidos da lagarta. Por esta razão, a produção de organismos em cada nível trófico subsequente é sempre menor (em média 10 vezes) que a produção do anterior, ou seja, a massa de cada elo subsequente da cadeia alimentar diminui progressivamente. Esse padrão é chamado de regra da pirâmide ecológica.

Existem três maneiras de criar pirâmides ecológicas:

1. A pirâmide populacional reflete a proporção numérica de indivíduos de diferentes níveis tróficos do ecossistema. Se os organismos dentro do mesmo ou de diferentes níveis tróficos diferem muito em tamanho, então a pirâmide populacional dá uma ideia distorcida das verdadeiras relações entre os níveis tróficos. Por exemplo, numa comunidade planctónica o número de produtores é dezenas e centenas de vezes maior que o número de consumidores, e numa floresta centenas de milhares de consumidores podem alimentar-se dos órgãos de uma árvore - o produtor;
2. A pirâmide de biomassa mostra a quantidade de matéria viva, ou biomassa, em cada nível trófico. Na maioria dos ecossistemas terrestres, a biomassa dos produtores, ou seja, a massa total das plantas, é a maior, e a biomassa dos organismos em cada nível trófico subsequente é menor que a anterior. Contudo, em algumas comunidades a biomassa dos consumidores de primeira ordem é maior que a biomassa dos produtores. Por exemplo, nos oceanos, onde os principais produtores são algas unicelulares Com alta velocidade reprodução, a sua produção anual pode ser dezenas e até centenas de vezes superior à reserva de biomassa. Ao mesmo tempo, todos os produtos formados pelas algas são tão rapidamente envolvidos na cadeia alimentar que o acúmulo de biomassa de algas é pequeno, mas devido às altas taxas de reprodução, um pequeno suprimento de algas é suficiente para manter a taxa de reconstrução de matéria orgânica. Nesse sentido, no oceano a pirâmide da biomassa tem uma relação inversa, ou seja, “invertida”. Nos níveis tróficos superiores predomina a tendência ao acúmulo de biomassa, uma vez que a vida dos predadores é longa, a taxa de renovação de suas gerações, ao contrário, é baixa e uma parte significativa da substância que entra na cadeia alimentar é retida em seus corpo;
3. A pirâmide energética reflete a quantidade de fluxo de energia no circuito de potência. A forma desta pirâmide não é afetada pelo tamanho dos indivíduos, e será sempre de formato triangular com base larga na parte inferior, conforme ditado pela segunda lei da termodinâmica. Portanto, a pirâmide energética dá a imagem mais completa e precisa da organização funcional da comunidade, de todos os processos metabólicos do ecossistema. Se as pirâmides de números e biomassa refletem a estática do ecossistema (o número e a biomassa dos organismos em um determinado momento), então a pirâmide de energia reflete a dinâmica da passagem da massa alimentar através das cadeias alimentares. Assim, a base nas pirâmides de números e biomassa pode ser maior ou menor que os níveis tróficos subsequentes (dependendo da proporção de produtores e consumidores em diferentes ecossistemas). A pirâmide de energia sempre se estreita em direção ao topo. Isso se deve ao fato de que a energia gasta na respiração não é transferida para o próximo nível trófico e sai do ecossistema. Portanto, cada nível subsequente será sempre menor que o anterior. Nos ecossistemas terrestres, uma diminuição na quantidade de energia disponível é geralmente acompanhada por uma diminuição na abundância e na biomassa dos indivíduos em cada nível trófico. Devido a essas grandes perdas de energia para a construção de novos tecidos e a respiração dos organismos, as cadeias alimentares não podem ser longas; geralmente consistem em 3-5 elos (níveis tróficos).

Pirâmides ecológicas.

As cadeias tróficas poderiam teoricamente consistir em grande número links, mas praticamente não ultrapassam 5–6 links, pois como resultado da ação segunda lei da termodinâmica a energia se dissipa rapidamente.

A segunda lei da termodinâmica também é conhecida como lei do aumento entropia(Grego entropia volta, transformação). De acordo com esta lei, a energia não pode ser criada ou destruída - ela é transferida de um sistema para outro e transformada de uma forma para outra.

Nas cadeias tróficas, a quantidade de matéria vegetal que serve de base à cadeia alimentar é aproximadamente 10 vezes maior que a massa dos animais herbívoros, e cada nível alimentar subsequente também tem uma massa 10 vezes menor. Esse padrão é chamado de regra dos 10%: em média, não mais que 1/10 da energia recebida do nível anterior é transferida para o próximo nível trófico. Portanto, se cerca de um por cento da energia solar se acumular nas plantas, então, por exemplo, no 4º nível trófico a sua participação será de apenas 0,001%.

Correntes tróficas representa muito sistemas instáveis , já que a perda acidental de qualquer elo destrói toda a cadeia. Sustentabilidade do natural comunidades são garantidas pela presença de complexos multiespécies ramificados redes tróficas . Nessas redes, quando qualquer link falha, a energia começa a se mover ao longo de caminhos de desvio. Como mais tipos na biogeocenose, mais confiável e estável ela é.

Para visualizar a magnitude do coeficiente de transferência de energia de nível a nível nas cadeias alimentares dos ecossistemas, são utilizadas pirâmides ecológicas de vários tipos.

Pirâmide ecológica –é uma representação gráfica (ou diagramática) da relação entre volumes de matéria orgânica ou energia em níveis adjacentes em uma cadeia alimentar..

O modelo gráfico da pirâmide foi desenvolvido em 1927 por um zoólogo americano Carlos Elton.

A base da pirâmide é o primeiro nível trófico - o nível dos produtores, e os próximos “andares” da pirâmide são formados pelos níveis subsequentes - consumidores de diversas ordens. A altura de todos os blocos é a mesma e o comprimento é proporcional ao número, biomassa ou energia no nível correspondente. Existem três maneiras de construir pirâmides ecológicas

Os tipos mais difundidos de pirâmides ecológicas são:

Pirâmides Numéricas de Elton;

Pirâmides de biomassa;

Pirâmides de energia.

Princípio de Lindemann. Em 1942, com base na generalização de extenso material empírico, o ecologista americano Lindeman formulou o princípio da transformação da energia bioquímica nos ecossistemas, que foi denominado na literatura ambiental lei 10%.

Princípio de Lindemann - lei da pirâmide das energias (lei dos 10 por cento), segundo o qual, em média, cerca de 10% da energia recebida no nível anterior da pirâmide ecológica passa de um nível trófico através das cadeias alimentares para outro nível trófico. O resto da energia é perdido na forma de radiação térmica, movimento, etc. Como resultado dos processos metabólicos, os organismos perdem cerca de 90% de toda a energia em cada elo da cadeia alimentar, que é gasta na manutenção de suas funções vitais.

Pirâmides numéricas de Elton são apresentados na forma número médio de indivíduos , necessário para a nutrição de organismos localizados em níveis tróficos subsequentes.

Pirâmide de números(abundância) reflete o número de organismos individuais em cada nível (Fig. 35).

Por exemplo, para alimentar um lobo, ele precisa de pelo menos várias lebres para caçar; Para alimentar essas lebres, você precisa de uma variedade bastante grande de plantas.

Por exemplo, para representar a cadeia alimentar:

FOLHA DE CARVALHO – LAGARTA – TIT

A pirâmide de números de um chapim (terceiro nível) representa o número de lagartas (segundo nível) que ele come em um determinado horário, por exemplo, em um dia de luz. No primeiro nível da pirâmide, são representadas tantas folhas de carvalho quantas forem necessárias para alimentar o número de lagartas mostradas no segundo nível da pirâmide.

Pirâmides de biomassa e energia expressar as proporções da quantidade de biomassa ou energia em cada nível trófico.

A pirâmide de biomassa baseia-se na exibição dos resultados da pesagem da massa seca da matéria orgânica em cada nível, e a pirâmide de energia baseia-se em cálculos de energia bioquímica transferida do nível subjacente para o superior. Esses níveis no gráfico da pirâmide de biomassa (ou energia) são representados como retângulos de igual altura, cuja largura é proporcional à quantidade de biomassa transferida para cada nível subsequente (sobrejacente) da cadeia trófica em estudo.

GRAMA (809) – HERBÍVOROS (37) – CARNÍVOROS-1 (11) – CARNÍVOROS-2 (1,5),

onde os valores de biomassa seca (g/m²) são indicados entre parênteses.

2. Pirâmide de biomassa – a proporção das massas de organismos de diferentes níveis tróficos. Normalmente nas biocenoses terrestres a massa total de produtores é maior que cada elo subsequente. Por sua vez, a massa total de consumidores de primeira ordem é maior que a dos consumidores de segunda ordem, etc. Se os organismos não variarem muito em tamanho, o gráfico geralmente resulta em uma pirâmide escalonada com ponta afilada. Portanto, para produzir 1 kg de carne bovina são necessários 70–90 kg de capim fresco.

Nos ecossistemas aquáticos, você também pode obter uma pirâmide de biomassa invertida, ou invertida, quando a biomassa dos produtores é menor que a dos consumidores e, às vezes, dos decompositores. Por exemplo, no oceano, com uma produtividade bastante elevada de fitoplâncton, a sua massa total num determinado momento pode ser inferior à dos consumidores consumidores (baleias, peixes grandes, mariscos)

Pirâmides de números e biomassa refletem estático sistemas, ou seja, caracterizam o número ou biomassa de organismos em um determinado período de tempo. Não fornecem informações completas sobre a estrutura trófica de um ecossistema, embora permitam resolver uma série de problemas práticos, especialmente relacionados com a manutenção da sustentabilidade dos ecossistemas.

A pirâmide de números permite, por exemplo, calcular a quantidade permitida de captura de peixes ou abate de animais durante a época de caça sem consequências para a sua reprodução normal.

3. Pirâmide de Energia reflete a quantidade de fluxo de energia, a velocidade de passagem da massa alimentar através cadeia alimentar. A estrutura da biocenose é influenciada em maior medida não pela quantidade de energia fixa, mas taxa de produção de alimentos (Fig. 37).

Foi estabelecido que valor máximo A energia transferida para o próximo nível trófico pode, em alguns casos, ser 30% da anterior, e este é o melhor dos casos. Em muitas biocenoses e cadeias alimentares, a quantidade de energia transferida pode ser de apenas 1%.

Arroz. 37. Pirâmide Energética: fluxo de energia através da cadeia alimentar do pastoreio (todos os valores estão em quilojoules por metro quadrado vezes o ano)

Observe que as pirâmides ecológicas são ilustração clara O princípio de Lindemann e com a sua ajuda reflete uma característica essencial dos processos energéticos nos ecossistemas, a saber: devido à parcela relativamente pequena de energia (em média, aproximadamente um décimo) transferida para o nível seguinte, muito pouca energia permanece no ecossistema, e o resto retorna à geosfera. Assim, com uma cadeia trófica de 4 níveis, apenas dez milésimos da energia bioquímica permanecem no ecossistema. A fracção insignificante de energia que permanece no ecossistema explica porque é que nos ecossistemas naturais reais cadeias tróficas não têm mais do que 5–6 níveis.

Pode ser representado graficamente na forma das chamadas pirâmides ecológicas. A base da pirâmide é o nível do produtor e os níveis subsequentes de nutrição formam os pisos e o topo da pirâmide. Existem três tipos principais de pirâmides ecológicas:

Uma pirâmide de números que reflete o número de organismos em cada nível;
Pirâmide de biomassa, caracterizando a massa de matéria viva - peso seco total, teor calórico, etc.;
Pirâmide de produção (energia) de natureza universal, mostrando a mudança na produção primária (ou energia) em níveis tróficos sucessivos.

Regular pirâmides de números para as cadeias de pastagens elas têm uma base muito ampla e um estreitamento acentuado em direção aos consumidores finais. Neste caso, o número de “etapas” difere em pelo menos 1-3 ordens de grandeza. Mas isso é verdade apenas para comunidades herbáceas - biocenoses de prados ou estepes.

O quadro muda drasticamente se considerarmos uma comunidade florestal (milhares de fitófagos podem alimentar-se numa árvore) ou se fitófagos tão diferentes como os pulgões e os elefantes aparecerem no mesmo nível trófico. Esta distorção pode ser superada pirâmides de biomassa.

Nos ecossistemas terrestres, a biomassa das plantas é sempre significativamente maior que a biomassa dos animais, e a biomassa dos fitófagos é sempre maior que a biomassa dos zoófagos.

As pirâmides de biomassa para ecossistemas aquáticos, especialmente marinhos, parecem diferentes: a biomassa dos animais é geralmente muito maior do que a biomassa das plantas. Esta “incorrecção” deve-se ao facto de as pirâmides de biomassa não terem em conta a duração da existência de gerações de indivíduos em diferentes níveis tróficos, a taxa de formação e consumo de biomassa. O principal produtor dos ecossistemas marinhos é o fitoplâncton, que possui grande potencial reprodutivo e rápida mudança de gerações. Durante o tempo até peixe predador(e ainda mais morsas e baleias) acumularão sua biomassa, muitas gerações de fitoplâncton serão substituídas, cuja biomassa total é muito maior. É por isso de uma forma universal As expressões da estrutura trófica dos ecossistemas são pirâmides de taxas de formação de matéria viva, ou seja, pirâmides de energias.

Um reflexo mais perfeito da influência das relações tróficas em um ecossistema é a regra pirâmides de produtos (energia): Em cada nível trófico anterior, a quantidade de biomassa criada por unidade de tempo (ou energia) é maior do que no nível seguinte. A pirâmide produtiva reflete as leis do gasto energético nas cadeias tróficas.

Em última análise, todas as três regras da pirâmide refletem as relações energéticas no ecossistema, e a pirâmide do produto (energia) é de natureza universal.

Na natureza, em sistemas estáveis, a biomassa muda ligeiramente, ou seja, a natureza se esforça para usar toda a sua produção bruta. O conhecimento da energia do ecossistema e dos seus indicadores quantitativos permite ter em conta com precisão a possibilidade de retirada de ecossistema natural esta ou aquela quantidade de biomassa vegetal e animal sem prejudicar a sua produtividade.

Uma pessoa recebe muitos produtos de sistemas naturais, no entanto, a principal fonte de alimento para ele é agricultura. Tendo criado agroecossistemas, uma pessoa se esforça para obter o máximo possível de produtos vegetais puros, mas precisa gastar metade da massa vegetal na alimentação de herbívoros, pássaros, etc., uma parte significativa dos produtos vai para a indústria e se perde no lixo , ou seja e aqui cerca de 90% da produção líquida é perdida e apenas cerca de 10% é directamente utilizada para consumo humano.