Le piramidi ecologiche sono modelli grafici che riflettono il numero di individui (piramide dei numeri), la quantità della loro biomassa (piramide della biomassa) o l'energia in essi contenuta (piramide dell'energia) ad ogni livello trofico e che indicano una diminuzione di tutti gli indicatori con aumento del livello trofico.

Esistono tre tipi di piramidi ecologiche: energia, biomassa e numeri. Abbiamo parlato della piramide energetica nella sezione precedente, “Trasferimento di energia negli ecosistemi”. Il rapporto tra materia vivente a diversi livelli obbedisce generalmente alla stessa regola del rapporto tra energia in entrata: maggiore è il livello, minore è la biomassa totale e il numero dei suoi organismi costituenti.

Piramide della biomassa

Le piramidi di biomassa, così come i numeri, possono essere non solo diritte, ma anche invertite, caratteristiche degli ecosistemi acquatici.

Una piramide ecologica (trofica) è una rappresentazione grafica delle relazioni quantitative tra i livelli trofici di una biocenosi - produttori, consumatori (ogni livello separatamente) e decompositori, espressi nei loro numeri (piramide di numeri), biomassa (piramide di biomassa) o il tasso di crescita della biomassa (piramide delle energie).

La piramide della biomassa è la relazione tra produttori, consumatori e decompositori in un ecosistema, espressa nella loro massa e rappresentata sotto forma di modello trofico.

Le piramidi di biomassa, così come i numeri, possono essere non solo diritte, ma anche invertite (Fig. 12.38). Le piramidi invertite di biomassa sono caratteristiche degli ecosistemi acquatici, in cui i produttori primari, ad esempio le alghe fitoplanctoniche, si dividono molto rapidamente e i loro consumatori - i crostacei zooplanctonici - sono molto più grandi, ma hanno un lungo ciclo di riproduzione. Ciò vale in particolare per gli ambienti di acqua dolce, dove la produttività primaria è fornita da organismi microscopici i cui tassi metabolici sono aumentati, cioè la biomassa è bassa, la produttività è alta.

Le piramidi di biomassa sono di interesse più fondamentale, poiché eliminano il fattore “fisico” e mostrano chiaramente le relazioni quantitative della biomassa. Se gli organismi non variano troppo in termini di dimensioni, designando la massa totale degli individui a livello trofico, possiamo ottenere una piramide a gradini. Ma se gli organismi dei livelli più bassi sono in media più piccoli degli organismi dei livelli più alti, allora si forma una piramide invertita di biomassa. Ad esempio, negli ecosistemi con produttori molto piccoli e grandi consumatori, la massa totale di questi ultimi può in ogni momento essere superiore alla massa totale dei produttori. Si possono fare diverse generalizzazioni per le piramidi di biomassa.

La piramide della biomassa mostra il cambiamento della biomassa ad ogni successivo livello trofico: per gli ecosistemi terrestri, la piramide della biomassa si restringe verso l'alto, per l'ecosistema oceanico è invertita (si restringe verso il basso), il che è associato al rapido consumo di fitoplancton da parte dei consumatori.

Piramide dei numeri

La piramide della popolazione è una piramide ecologica che riflette il numero di individui ad ogni livello nutrizionale. La piramide numerica non sempre dà un'idea chiara della struttura delle catene alimentari, poiché non tiene conto delle dimensioni e della massa degli individui, dell'aspettativa di vita e del tasso metabolico, ma della tendenza principale: una diminuzione del numero di individui da un collegamento all'altro - si osserva nella maggior parte dei casi.

Pertanto, nell'ecosistema della steppa è stato stabilito il seguente numero di individui: produttori - 150.000, consumatori erbivori - 20.000, consumatori carnivori - 9.000 individui/ar (Odum, 1075), che in termini di ettaro ammonta a cifre 100 volte più grandi. La biocenosi del prato è caratterizzata dal seguente numero di individui su una superficie di 4mila m2: produttori - 5.842.424, consumatori erbivori di primo ordine - 708.024, consumatori carnivori di secondo ordine - 35.490, consumatori carnivori di terzo ordine - 3.

Piramidi invertite

Se il tasso di riproduzione della popolazione delle prede è elevato, anche con una biomassa bassa tale popolazione può essere una fonte di cibo sufficiente per i predatori che hanno una biomassa più elevata ma un tasso di riproduzione basso. Per questo motivo, le piramidi della popolazione possono essere invertite, vale a dire La densità degli organismi in un dato momento a un livello trofico basso può essere inferiore alla densità degli organismi ad alto livello. Ad esempio, molti insetti possono vivere e nutrirsi su un albero (una piramide della popolazione invertita).

La piramide rovesciata della biomassa è caratteristica degli ecosistemi marini, dove i produttori primari (alghe fitoplanctoniche) si dividono molto rapidamente (hanno un elevato potenziale riproduttivo e un rapido cambio di generazioni). Nell’oceano possono cambiare fino a 50 generazioni di fitoplancton in un anno. I consumatori di fitoplancton sono molto più grandi, ma si riproducono molto più lentamente. Durante il periodo in cui i pesci predatori (e ancor più i trichechi e le balene) accumulano la loro biomassa, cambieranno molte generazioni di fitoplancton, la cui biomassa totale è molto maggiore.

Le piramidi di biomassa non tengono conto della durata dell'esistenza di generazioni di individui a diversi livelli trofici e del tasso di formazione e consumo della biomassa. Ecco perché un modo universale per esprimere la struttura trofica degli ecosistemi è la piramide dei tassi di formazione della materia vivente, vale a dire produttività. Solitamente vengono chiamate piramidi di energie, in riferimento all'espressione energetica dei prodotti.

1. Cos'è una rete alimentare?

Risposta. Catena alimentare (trofica) - una serie di specie di piante, animali, funghi e microrganismi collegati tra loro dalla relazione: cibo - consumatore. Una rete alimentare è un sistema di relazioni tra catene alimentari.

2. Quali organismi sono produttori?

Risposta. I produttori sono organismi in grado di sintetizzare sostanze organiche da quelle inorganiche, cioè tutti gli autotrofi. Questo è fondamentalmente piante verdi(sintetizzano sostanze organiche da sostanze inorganiche durante il processo di fotosintesi), tuttavia, alcuni tipi di batteri chemiotrofi sono capaci di sintesi puramente chimica di materia organica senza luce solare.

3. In cosa differiscono i consumatori dai produttori?

Domande dopo il § 85

1. Cos'è una piramide ecologica? Quali processi nella comunità riflette?

Risposta. La diminuzione della quantità di energia durante la transizione da un livello trofico a un altro (superiore) determina il numero di questi livelli e il rapporto tra predatori e prede. Si stima che ogni dato livello trofico riceva circa il 10% (o poco più) dell'energia del livello precedente. Pertanto, il numero totale di livelli trofici è raramente superiore a quattro-sei.

Questo fenomeno, rappresentato graficamente, è chiamato piramide ecologica. Esistono una piramide di numeri (individui), una piramide di biomassa e una piramide di energia.

La base della piramide è formata dai produttori (piante). Sopra di loro ci sono i consumatori del primo ordine (erbivori). Il livello successivo è rappresentato dai consumatori di secondo ordine (predatori). E così via fino alla sommità della piramide, occupata dai predatori più grandi. L'altezza della piramide corrisponde solitamente alla lunghezza della catena alimentare.

La piramide della biomassa mostra il rapporto tra la biomassa di organismi di diversi livelli trofici, rappresentata graficamente in modo tale che la lunghezza o l'area del rettangolo corrispondente ad un certo livello trofico sia proporzionale alla sua biomassa

2. Qual è la differenza tra piramidi di numeri ed energia?

Risposta. Le piramidi ecologiche possono essere classificate in tre tipologie principali:

Piramidi di numeri, che riflettono il numero dei singoli organismi; piramidi di biomassa che caratterizzano la massa totale degli individui ad ogni livello trofico; piramidi produttive che caratterizzano la produzione di ciascun livello trofico.

Le piramidi della popolazione, di regola, sono le meno informative e indicative, poiché il numero di organismi di un livello trofico in un ecosistema dipende in gran parte dalle loro dimensioni. Ad esempio, la massa di una volpe è uguale alla massa di diverse centinaia di topi.

Tipicamente, il numero di organismi eterotrofi in un ecosistema è maggiore di quelli autotrofi. Un albero (primo livello trofico) può nutrire fino a diverse migliaia di insetti (secondo livello trofico). Con un aumento del livello trofico degli organismi eterotrofi, la dimensione media degli individui che vi si trovano di solito aumenta e il loro numero diminuisce. Pertanto, le piramidi della popolazione negli ecosistemi spesso assomigliano ad un “albero di Natale”.

Le piramidi di biomassa esprimono molto meglio le relazioni tra i diversi livelli trofici di un ecosistema. In generale, la biomassa dei livelli più bassi supera quella dei livelli più alti. Tuttavia, ci sono eccezioni significative a questa regola. Ad esempio, nei mari, la biomassa dello zooplancton erbivoro è significativamente (a volte 2-3 volte) maggiore della biomassa del fitoplancton, rappresentato principalmente da alghe unicellulari. Ciò si spiega con il fatto che le alghe vengono mangiate molto rapidamente dallo zooplancton, ma sono protette dall'essere completamente divorate da molto ad alta velocità le loro divisioni cellulari.

Il quadro più completo dell'organizzazione funzionale degli ecosistemi è fornito dalle piramidi di prodotto. In questo caso è meglio rappresentare i valori di produzione di ciascun livello trofico in singole unità di misura, preferibilmente in unità energetiche. In questo caso le piramidi di prodotti saranno piramidi di energie.

In contrasto con le piramidi dei numeri e della biomassa, che riflettono la statica del sistema (cioè caratterizzano il numero di organismi in un dato momento), le piramidi della produzione caratterizzano la velocità di passaggio dell’energia alimentare attraverso le catene trofiche. Se tutti i valori dell'apporto e del dispendio energetico nella catena trofica vengono presi in considerazione correttamente, allora, secondo la seconda legge della termodinamica, le piramidi dei prodotti avranno sempre la forma corretta.

Il numero e la biomassa degli organismi che possono essere mantenuti a qualsiasi livello in determinate condizioni non dipende dalla quantità di energia fissa attualmente disponibile al livello precedente (cioè dalla biomassa di quest'ultimo), ma dal tasso di produzione alimentare a Esso.

3. Perché la piramide della popolazione può essere diritta o invertita?

Risposta. Se il tasso di riproduzione della popolazione delle prede è elevato, anche con una biomassa bassa tale popolazione può essere una fonte di cibo sufficiente per i predatori che hanno una biomassa più elevata ma un tasso di riproduzione basso. Per questo motivo, le piramidi dell’abbondanza o della biomassa possono essere invertite, ovvero i livelli trofici bassi possono avere densità e biomassa inferiori rispetto ai livelli più alti.

Ad esempio, molti insetti possono vivere e nutrirsi su un albero (una piramide della popolazione invertita). La piramide rovesciata della biomassa è caratteristica degli ecosistemi marini, dove i produttori primari (alghe fitoplanctoniche) si dividono molto rapidamente e i loro consumatori (crostacei zooplanctonici) sono molto più grandi, ma si riproducono molto più lentamente. Anche i vertebrati marini ce l'hanno grande massa e un lungo ciclo riproduttivo.

Calcola la quota di energia ricevuta al 5° livello trofico, a condizione che la sua quantità totale al 1° livello sia di 500 unità.

Risposta. Il primo livello è 500, il secondo è 50, il terzo è 5, il quarto è 0,5, il quinto è 0,05 unità.

Il processo principale che avviene in tutti gli ecosistemi è il trasferimento e la circolazione di materia o energia. Allo stesso tempo, le perdite sono inevitabili. L’entità di queste perdite da un livello all’altro è ciò che riflettono le regole delle piramidi ecologiche.

Alcuni termini accademici

Il metabolismo della materia e dell'energia è un flusso diretto nella catena dei produttori-consumatori. In poche parole, il consumo di alcuni organismi da parte di altri. In questo caso si costruisce una catena o una sequenza di organismi che, come gli anelli di una catena, sono collegati dalla relazione “cibo - consumatore”. Questa sequenza è chiamata catena trofica o alimentare. E i collegamenti in esso contenuti sono livelli trofici. Il primo livello della catena sono i produttori (piante), perché solo loro possono formare sostanze organiche da quelle inorganiche. I collegamenti successivi sono consumatori (animali) di vari ordini. Gli erbivori sono consumatori del 1° ordine, mentre i predatori che si nutrono di erbivori saranno consumatori del 2° ordine. Il prossimo anello della catena saranno i decompositori: organismi il cui cibo sono i resti di attività vitali o i cadaveri di organismi viventi.

Piramidi grafiche

L'ecologo britannico Charles Elton (1900-1991) nel 1927, sulla base di un'analisi dei cambiamenti quantitativi nelle catene trofiche, introdusse in biologia il concetto di piramidi ecologiche come illustrazione grafica delle relazioni nell'ecosistema tra produttori e consumatori. La piramide di Elton è raffigurata come un triangolo diviso per il numero di anelli della catena. O sotto forma di rettangoli uno sopra l'altro.

Modelli piramidali

C. Elton analizzò il numero di organismi in catene e scoprì che ci sono sempre più piante che animali. Inoltre, il rapporto tra i livelli in termini quantitativi è sempre lo stesso: ad ogni livello successivo si verifica una diminuzione, e questa è una conclusione oggettiva, che si riflette nelle regole delle piramidi ecologiche.

La regola di Elton

Questa regola afferma che il numero di individui in una sequenza diminuisce da un livello all'altro. Le regole della piramide ecologica sono il rapporto quantitativo dei prodotti di tutti i livelli di una particolare catena alimentare. Si dice che l'indicatore del livello della catena sarà circa 10 volte inferiore a quello del livello precedente.

Quello che segue è un semplice esempio che punterà le i. Consideriamo la catena trofica alghe – crostacei invertebrati – aringhe – delfini. Un delfino di quaranta chilogrammi ha bisogno di mangiare 400 chilogrammi di aringhe per sopravvivere. E affinché questi 400 chilogrammi di pesci possano esistere, sono necessarie circa 4 tonnellate del loro cibo: crostacei invertebrati. Per produrre 4 tonnellate di crostacei sono necessarie 40 tonnellate di alghe. Questo è ciò che riflettono le regole della piramide ecologica. E solo in questo rapporto questa struttura ecologica sarà sostenibile.

Tipi di ecopiramidi

In base al criterio che verrà preso in considerazione nella valutazione delle piramidi, si distinguono:

• Numerico.
• Stime della biomassa.
• Consumo di energia.

In tutti i casi, la regola della piramide ecologica riflette una diminuzione di 10 volte del criterio di valutazione principale.

Numero di individui e stadi trofici

La piramide dei numeri tiene conto del numero di organismi, che si riflette nella regola della piramide ecologica. E l'esempio con il delfino si adatta perfettamente alle caratteristiche di questo tipo di piramide. Ma qui ci sono delle eccezioni: un ecosistema forestale con una catena di piante - insetti. La piramide verrà capovolta (un numero enorme di insetti che si nutrono di un albero). Ecco perché la piramide dei numeri non è considerata la più informativa e indicativa.

Cos'è rimasto?

La piramide della biomassa utilizza come criterio di valutazione la massa secca (meno spesso bagnata) degli individui dello stesso livello. Le unità di misura sono grammo/metro quadrato, chilogrammo/ettaro o grammo/metro cubo. Ma anche qui ci sono delle eccezioni. Le regole delle piramidi ecologiche, che riflettono una diminuzione della biomassa dei consumatori rispetto alla biomassa dei produttori, sono soddisfatte per le biocenosi dove entrambe sono grandi e hanno una lunga durata. ciclo vitale. Ma per i sistemi idrici la piramide potrebbe essere nuovamente invertita. Ad esempio, nei mari, la biomassa dello zooplancton che si nutre di alghe è talvolta 3 volte maggiore della biomassa del plancton vegetale stesso. salva l'alto tasso di riproduzione del fitoplancton.

Il flusso di energia è l’indicatore più accurato

Le piramidi energetiche mostrano la velocità di passaggio del cibo (la sua massa) attraverso i livelli trofici. La legge della piramide energetica fu formulata dall'eccezionale ecologo americano Raymond Lindeman (1915-1942), dopo la sua morte nel 1942 entrò nella biologia come regola del dieci per cento; Secondo esso, il 10% dell'energia del precedente passa ad ogni livello successivo, il restante 90% sono perdite che vanno a sostenere le funzioni vitali del corpo (respirazione, termoregolazione).

Il significato delle piramidi

Abbiamo analizzato cosa riflettono le regole delle piramidi ecologiche. Ma perché abbiamo bisogno di questa conoscenza? Le piramidi di numeri e di biomassa permettono di risolvere alcuni problemi pratici, poiché descrivono lo stato statico e stabile del sistema. Ad esempio, vengono utilizzati per calcolare i valori consentiti di cattura dei pesci o per contare il numero di animali da abbattere, in modo da non disturbare la stabilità dell'ecosistema e determinare taglia massima una particolare popolazione di individui per un dato ecosistema nel suo insieme. E la piramide delle energie dà un’idea chiara dell’organizzazione delle comunità funzionali e permette di confrontare diversi ecosistemi in base alla loro produttività.

Ora il lettore non sarà confuso quando gli verrà assegnato un compito come "descrivere cosa riflettono le regole delle piramidi ecologiche" e risponderà coraggiosamente che si tratta di perdite di materia ed energia in una specifica catena trofica.

Come risultato di complesse relazioni nutrizionali tra diversi organismi, connessioni trofiche (alimentari) o catene alimentari. La catena alimentare è solitamente composta da diversi anelli:

produttori – consumatori – decompositori.

Piramide ecologica – la quantità di materia vegetale che funge da base per la nutrizione è molte volte maggiore della massa totale degli animali erbivori, e la massa di ciascuno degli anelli successivi della catena alimentare è inferiore a quella precedente (Fig. 54).

Piramide ecologica: rappresentazioni grafiche della relazione tra produttori, consumatori e decompositori in un ecosistema.

Riso. 54. Schema semplificato della piramide ecologica

o piramidi di numeri (secondo Korobkin, 2006)

Il modello grafico della piramide fu sviluppato nel 1927 da uno zoologo americano Charles Elton. La base della piramide è il primo livello trofico - il livello dei produttori, e i piani successivi della piramide sono formati da livelli successivi - consumatori di vari ordini. L'altezza di tutti i blocchi è la stessa e la lunghezza è proporzionale al numero, alla biomassa o all'energia al livello corrispondente. Esistono tre modi per costruire piramidi ecologiche.

1. Piramide di numeri (abbondanza) riflette il numero di singoli organismi a ciascun livello (vedi Fig. 55). Ad esempio, per nutrire un lupo, ha bisogno di almeno diverse lepri da cacciare; per nutrire queste lepri, hai bisogno di abbastanza un gran numero di varietà di piante. A volte le piramidi di numeri possono essere invertite o capovolte. Questo vale per le catene alimentari forestali, dove gli alberi fungono da produttori e gli insetti da consumatori primari. In questo caso, il livello dei consumatori primari è numericamente più ricco del livello dei produttori (un gran numero di insetti si nutre di un albero).

2. Piramide di biomassa – il rapporto tra le masse di organismi di diversi livelli trofici. Di solito nelle biocenosi terrestri la massa totale dei produttori è maggiore di ogni collegamento successivo. A sua volta, la massa totale dei consumatori di primo ordine è maggiore di quella dei consumatori di secondo ordine, ecc. Se gli organismi non differiscono troppo in termini di dimensioni, il grafico di solito risulta in una piramide a gradini con la punta affusolata. Pertanto, per produrre 1 kg di carne di manzo sono necessari 70–90 kg di erba fresca.

IN ecosistemi acquatici si può anche ottenere una piramide di biomassa invertita, o rovesciata, quando la biomassa dei produttori risulta essere inferiore a quella dei consumatori, e talvolta dei decompositori. Ad esempio, nell'oceano, con una produttività sufficientemente elevata di fitoplancton, la sua massa totale in un dato momento può essere inferiore a quella dei consumatori (balene, pesci di grandi dimensioni, crostacei) (Fig. 55).

Riso. 55. Piramidi di biomassa di alcune biocenosi (secondo Korobkin, 2004):

P – produttori; RK – consumatori erbivori; PC – consumatori carnivori;

F – fitoplancton; 3 – zooplancton (la piramide di biomassa più a destra ha un aspetto invertito)

Piramidi di numeri e biomassa riflettono statico sistemi, cioè caratterizzano il numero o la biomassa degli organismi in un certo periodo di tempo. Non forniscono informazioni complete sulla struttura trofica di un ecosistema, sebbene consentano di risolvere una serie di problemi pratici, soprattutto legati al mantenimento della sostenibilità degli ecosistemi. La piramide dei numeri consente, ad esempio, di calcolare la quantità consentita di cattura di pesci o di abbattimento di animali durante la stagione di caccia senza conseguenze sulla loro normale riproduzione.

3. Piramide dell'energia riflette la quantità di flusso di energia, la velocità di passaggio della massa alimentare attraverso la catena alimentare. La struttura della biocenosi è influenzata in misura maggiore non dalla quantità di energia fissa, ma dal tasso di produzione alimentare (Fig. 56).

È stato stabilito che la quantità massima di energia trasferita al livello trofico successivo può, in alcuni casi, essere pari al 30% del precedente, e questo è nel migliore dei casi. In molte biocenosi e catene alimentari, la quantità di energia trasferita può essere solo dell'1%.

Riso. 56. Piramide di energia (legge del 10% o 10:1),

(secondo Tsvetkova, 1999)

Nel 1942, l'ecologo americano R. Lindeman formulò legge della piramide delle energie (legge del 10%), secondo cui, in media, circa il 10% dell'energia ricevuta al livello precedente della piramide ecologica passa da un livello trofico attraverso le catene alimentari ad un altro livello trofico. Il resto dell'energia viene perso sotto forma di radiazione termica, movimento, ecc. Gli organismi, a seguito dei processi metabolici, perdono in ciascun anello della catena alimentare circa il 90% di tutta l'energia spesa per mantenere le loro funzioni vitali .

Se una lepre mangiasse 10 kg di materiale vegetale, il suo peso potrebbe aumentare di 1 kg. Una volpe o un lupo, mangiando 1 kg di carne di lepre, aumenta la sua massa di soli 100 g. piante legnose questa quota è molto più bassa a causa del fatto che il legno è scarsamente assorbito dagli organismi. Per erbe e alga marina questo valore è molto maggiore, poiché non hanno tessuti difficilmente digeribili. Tuttavia, lo schema generale del processo di trasferimento di energia rimane: molta meno energia passa attraverso i livelli trofici superiori che attraverso i livelli inferiori.

Questo è il motivo per cui le catene alimentari di solito non possono avere più di 3-5 (raramente 6) anelli e le piramidi ecologiche non possono essere costituite da un gran numero di piani. L'ultimo anello della catena alimentare, proprio come l'ultimo piano della piramide ecologica, riceverà così poca energia che non sarà sufficiente se il numero degli organismi aumentasse.

La natura è sorprendente e diversificata e tutto in essa è interconnesso ed equilibrato. Il numero di individui di qualsiasi specie di animali, insetti, pesci è costantemente regolato.

È impossibile immaginare che il numero di qualsiasi specie di individui sia in costante aumento. Per evitare che ciò accada, c’è la selezione naturale e molti altri fattori. ambiente, regolando costantemente questo numero. Probabilmente tutti avete sentito l'espressione “piramide ecologica”. Cos'è? Quali tipi di piramidi ecologiche esistono? Su quali regole si basa? Riceverai le risposte a queste e ad altre domande di seguito.

Una piramide ecologica è... Definizione

Quindi, tutti sanno che in biologia esistono catene alimentari, quando alcuni animali, solitamente predatori, si nutrono di altri animali.

La piramide ecologica è più o meno lo stesso sistema, ma, a sua volta, molto più globale. Com'è lei? Una piramide ecologica è un certo sistema che riflette nella sua composizione il numero di creature, la massa degli individui e inoltre l'energia in essi incorporata ad ogni livello. Un'altra particolarità è che all'aumentare di ogni livello gli indicatori diminuiscono sensibilmente. A proposito, questo è esattamente ciò a cui è collegata la regola della piramide ecologica. Prima di parlarne, vale la pena capire come si presenta questo schema.

Regola della piramide

Se la immaginate schematicamente nella figura, sarà qualcosa di simile alla piramide di Cheope: una piramide quadrangolare con la sommità appuntita, dove si concentra il minor numero di individui.

La regola della piramide ecologica definisce un modello molto interessante. Sta nel fatto che la base della piramide ecologica, cioè la vegetazione che costituisce la base della nutrizione, è circa dieci volte maggiore della massa degli animali che mangiano cibi vegetali.

Inoltre, ogni livello successivo è dieci volte più piccolo del precedente. Quindi risulta che il livello più alto contiene la massa e l'energia minori. Cosa ci offre questo modello?

Il ruolo della regola piramidale

Sulla base della regola della piramide ecologica si possono risolvere molti problemi. Ad esempio, quante aquile possono crescere quando c'è una certa quantità di grano, quando la catena alimentare comprende rane, serpenti, cavallette e l'aquila.

In base al fatto che il livello più alto Viene trasferito solo il 10% dell'energia, tali problemi possono essere facilmente risolti. Abbiamo imparato cosa sono le piramidi ecologiche e identificato le loro regole e modelli. Ma ora parleremo di quali piramidi ecologiche esistono in natura.

Tipi di piramidi ecologiche

Esistono tre tipi di piramidi. Sulla base della definizione iniziale possiamo già concludere che sono legati al numero di individui, alla loro biomassa e all'energia in essi contenuta. In generale, prima le cose più importanti.

Piramide di numeri

Il nome parla da solo. Questa piramide riflette separatamente il numero di individui situati a tutti i livelli. Ma vale la pena notare che in ecologia viene utilizzato abbastanza raramente, poiché ad un livello c'è un numero molto elevato di individui ed è abbastanza difficile fornire la struttura completa della biocenosi.

Tutto questo è molto più facile da immaginare su uno esempio specifico. Diciamo che alla base della piramide ci sono 1000 tonnellate di piante verdi. Questa vegetazione viene mangiata dalle cavallette. Il loro numero, ad esempio, si aggira sui trenta milioni. Novantamila rane possono mangiare tutte queste cavallette. Le rane stesse sono il cibo di 300 trote. Una persona può mangiare questa quantità di pesce in un anno. Che cosa stiamo facendo? Quello che succede è che alla base della piramide ci sono milioni di fili d'erba, ma al vertice della piramide c'è una sola persona.

È qui che possiamo osservare come, passando da un livello a ciascun livello successivo, gli indicatori diminuiscono. La massa e il numero degli individui diminuiscono e l'energia in essi contenuta diminuisce. Va anche notato che ci sono delle eccezioni. Diciamo che a volte ci sono ecopiramidi di numeri invertite. Diciamo che gli insetti vivono su un certo albero nella foresta. Tutti gli uccelli insettivori si nutrono di loro.

Piramide della biomassa

Il secondo schema è la piramide della biomassa. Rappresenta anche un rapporto. Ma in in questo caso questo è il rapporto di massa. Di norma, la massa alla base della piramide è sempre molto maggiore rispetto al livello trofico più alto, e la massa del secondo livello è maggiore della massa del terzo livello, e così via. Se gli organismi a diversi livelli trofici non differiscono molto in termini di dimensioni, nella figura sembra semplicemente una piramide quadrangolare, che si assottiglia verso l'alto. Uno degli scienziati americani ha spiegato la struttura di questa piramide utilizzando il seguente esempio: il peso della vegetazione in un prato è molto maggiore della massa degli individui che consumano queste piante, il peso degli erbivori è superiore al peso dei carnivori di primo livello , il peso di questi ultimi è superiore al peso dei carnivori del secondo livello, e così via.

Ad esempio, un leone pesa parecchio, ma questo individuo è così raro che, rispetto alla massa di altri individui, la sua massa è trascurabile. Eccezioni si verificano anche in tali piramidi, quando la massa dei produttori è inferiore rispetto alla massa dei consumatori. Consideriamolo utilizzando l'esempio di un sistema idrico. La massa del fitoplancton, anche tenendo conto della sua elevata produttività, è inferiore alla massa dei consumatori, come le balene. Tali piramidi sono chiamate invertite o invertite.

Piramide dell'energia

E infine, il terzo tipo di piramide ecologica è la piramide energetica. Riflette la velocità con cui la massa del cibo passa attraverso la catena, nonché la quantità di energia fornita. Questa legge è stata formulata da R. Lindeman. È stato lui a dimostrare che con un cambiamento nel livello trofico, viene trasferito solo il 10% dell'energia che era al livello precedente.

La percentuale di energia iniziale è sempre pari al 100%. Ma se solo un decimo di essa si sposta al livello trofico successivo, allora dove va a finire la maggior parte dell’energia? La maggior parte, ovvero il 90%, viene spesa dagli individui per garantire tutti i processi vitali. Quindi anche qui c’è un certo schema. Attraverso i livelli trofici superiori, dove c’è meno massa e numero di individui, scorre anche una porzione di energia significativamente più piccola di quella attraverso cui passa. livelli più bassi. Questo è ciò che può spiegare il fatto che non esiste un numero così elevato di predatori.

Svantaggi e vantaggi delle piramidi ecologiche

Nonostante il numero vari tipi, quasi ognuno di essi presenta una serie di svantaggi. Queste sono, ad esempio, piramidi di numeri e biomassa. Qual è il loro svantaggio? Il fatto è che costruire il primo crea qualche difficoltà se la dispersione dei numeri dei diversi livelli è troppo grande. Ma tutta la difficoltà non sta solo in questo.

La piramide energetica è in grado di confrontare la produttività perché tiene conto del fattore tempo più importante. E, naturalmente, vale la pena dire che una tale piramide non risulta mai invertita. Grazie a questo, è una sorta di standard.

Il ruolo della piramide ecologica

La piramide ecologica è ciò che ci aiuta a comprendere la struttura della biocenosi e a descrivere lo stato del sistema. Questi programmi aiutano anche a determinare la quantità consentita di pesce catturato e il numero di animali da abbattere.

Tutto ciò è necessario per non violare l’integrità complessiva e la sostenibilità dell’ambiente. La piramide, a sua volta, ci aiuta a comprendere l’organizzazione delle comunità funzionali, nonché a confrontare diversi ecosistemi in base alla loro produttività.

Piramide ecologica come rapporto di caratteristiche

Sulla base dei tipi di cui sopra, possiamo concludere che la piramide ecologica è un certo rapporto di indicatori relativi a numeri, massa ed energia. I livelli della piramide ecologica sono diversi sotto tutti gli aspetti. I livelli più alti hanno livelli più bassi e viceversa. Non dimenticare i diagrammi invertiti. Qui i consumatori superano i produttori. Ma questo non è sorprendente. La natura ha le sue leggi, le eccezioni possono essere ovunque.

La piramide energetica è la più semplice e affidabile, poiché tiene conto del fattore tempo più importante. Per questo motivo è considerato un certo standard. Il ruolo delle piramidi ecologiche è molto importante nel mantenere l'equilibrio degli ecosistemi naturali e nel garantirne la sostenibilità.