Gyviems organizmams egzistuoti reikia energijos ir maistinių medžiagų. Autotrofai fotosintezės procese transformuoti saulės spinduliuojamą energiją, sintetinant organines medžiagas iš anglies dioksido ir vandens.

Heterotrofai naudoti šias organines medžiagas mitybos procese, galiausiai jas vėl suskaidydami į anglies dioksidą ir vandenį, o jose sukaupta energija išleidžiama įvairūs procesai gyvybinė organizmų veikla. Taigi Saulės šviesos energija virsta chemine organinių medžiagų energija, o vėliau – mechanine ir šilumine energija.

Visus gyvus organizmus ekologinėje sistemoje pagal mitybos tipą galima suskirstyti į tris funkcines grupes- gamintojai, vartotojai, skaidytojai.

1. Gamintojai- tai žalieji autotrofiniai augalai, kurie iš neorganinių gamina organines medžiagas ir geba kaupti saulės energiją.

2. Vartotojai– Tai heterotrofiniai gyvūnai, vartojantys jau paruoštas organines medžiagas. Pirmos eilės vartotojai gali naudoti organines medžiagas iš augalų (žolėdžių). Heterotrofai, naudojantys gyvulinį maistą, skirstomi į II, III ir tt eilės vartotojus (mėsėdžius). Visi jie naudoja energiją cheminiai ryšiai, gamintojų saugomas organinėse medžiagose.

3. Skaidytojai– Tai heterotrofiniai mikroorganizmai, grybai, naikinantys ir mineralizuojantys organines liekanas. Taigi skaidytojai tarsi užbaigia medžiagų ciklą, sudarydami neorganines medžiagas, kurios patenka į naują ciklą.

Saulė suteikia nuolatinį energijos tiekimą, o gyvi organizmai ilgainiui ją išsklaido kaip šilumą. Organizmų gyvybinės veiklos metu vyksta nuolatinis energijos ir medžiagų ciklas, ir kiekviena rūšis sunaudoja tik dalį energijos, esančios organinėse medžiagose. Dėl to yra maitinimo grandinė - trofinės grandinės, maisto grandinės, vaizduojančių seką rūšių, kurios iš pirminės maistinės medžiagos išskiria organines medžiagas ir energiją, o kiekviena ankstesnė grandis tampa maistu kitai (98 pav.).

Ryžiai. 98. Bendra schema maisto grandinė

Kiekvienoje nuorodoje dauguma energija sunaudojama šilumos pavidalu ir prarandama, o tai riboja grandinės grandžių skaičių. Tačiau dauguma grandinių prasideda augalu ir baigiasi plėšrūnu, o didžiausias. Skaidytojai skaido organines medžiagas visais lygmenimis ir yra paskutinė maisto grandinės grandis.

Dėl energijos mažėjimo kiekviename lygyje mažėja biomasė. Trofinė grandinė paprastai turi ne daugiau kaip penkis lygius ir yra ekologiška piramidė, kurios apačioje platus pagrindas, o viršuje smailėjantis (99 pav.).

Ryžiai. 99. Supaprastinta ekologinės biomasės piramidės (1) ir skaičių piramidės (2) diagrama

Ekologinės piramidės taisyklė atspindi modelį, pagal kurį bet kurioje ekosistemoje kiekvienos sekančios grandies biomasė yra 10 kartų mažesnė nei ankstesnės.

Yra trys ekologinių piramidžių tipai:

Piramidė, atspindinti individų skaičių kiekviename maisto grandinės lygyje skaičių piramidė;

Biomasės piramidė organinės medžiagos, susintetintas kiekviename lygyje, - masės piramidė(biomasė);

- energijos piramidė, rodantis energijos srauto kiekį. Paprastai maitinimo grandinė susideda iš 3-4 grandžių:

augalas → kiškis → vilkas;

augalas → pelėnas → lapė → erelis;

augalas → vikšras → zylė → vanagas;

augalas → goferis → angis → erelis.

Tačiau į realiomis sąlygomis Ekosistemose skirtingos mitybos grandinės susikerta viena su kita, sudarydamos šakotus tinklus. Beveik visi gyvūnai, išskyrus retus specializuoti tipai, naudokite įvairius maisto šaltinius. Todėl, jei viena grandinės grandis iškrenta, sistemoje nėra jokių sutrikimų. Kuo daugiau rūšių įvairovė ir kuo turtingesni maisto tinklai, tuo stabilesnė biocenozė.

Biocenozėse išskiriami du trofinių tinklų tipai: ganyklos ir detritas.

1. IN pievų tipo maisto tinklas srautas energija eina nuo augalų iki žolėdžių gyvūnų, o vėliau ir vartotojams aukšta tvarka. Tai slegiantis tinklas. Nepriklausomai nuo biocenozės ir buveinės dydžio, žolėdžiai gyvūnai (sausumos, vandens, dirvožemio) ganosi, suėda žalius augalus ir perduoda energiją į kitus lygius (100 pav.).

Ryžiai. 100. Ganyklų maisto tinklas sausumos biocenozėje

2. Jei energijos srautas prasideda nuo negyvų augalų ir gyvūnų liekanų, ekskrementų ir patenka į pirminį detritivoriai - skaidytojai, dalinai suyrančios organinės medžiagos, tada toks trofinis tinklas vadinamas detritas, arba skilimo tinklas(101 pav.). Pirminiams detritivoriams priskiriami mikroorganizmai (bakterijos, grybai), smulkūs gyvūnai (kirminai, vabzdžių lervos).

Ryžiai. 101. Detrito maisto grandinė

Sausumos biogeocenozėse yra abiejų tipų trofinės grandinės. Vandens bendrijose vyrauja ganyklų grandinė. Abiem atvejais energija visiškai išnaudojama.

Trofinės grandinės sudaro santykių gyvojoje gamtoje pagrindą, tačiau maisto ryšiai nėra vienintelis organizmų santykių tipas. Kai kurios rūšys gali dalyvauti kitų rūšių paplitimo, dauginimosi, apsigyvenimo procese, sudaryti tinkamas sąlygas joms egzistuoti. Visi įvairūs gyvų organizmų ir aplinkos ryšiai užtikrina rūšių egzistavimą stabilioje, save reguliuojančioje ekosistemoje.

| |
§ 71. Ekologinės sistemos§ 73. Biocenozių savybės ir struktūra

Įvadas

Ryškus galios grandinės pavyzdys:

Gyvų organizmų klasifikacija pagal jų vaidmenį medžiagų cikle

Bet kuri maisto grandinė apima 3 gyvų organizmų grupes:

Ryšiai tarp organizmų maisto grandinėje

Maisto grandinė, kad ir kokia ji būtų, kuria glaudūs ryšiai tarp skirtingų skirtingi objektai tiek gyvoji, tiek negyvoji gamta. Ir absoliučiai bet kokios grandies plyšimas gali sukelti pražūtingų rezultatų ir gamtos disbalanso. Svarbiausias ir neatskiriamas bet kurios galios grandinės komponentas yra saulės energija. Be jo nebus gyvenimo. Judant maisto grandine, ši energija yra apdorojama, ir kiekvienas organizmas ją padaro savo, perduodamas tik 10% kitai grandinei.

Mirdamas kūnas patenka į kitas panašias mitybos grandines, todėl medžiagų ciklas tęsiasi. Visi organizmai gali lengvai palikti vieną maisto grandinę ir pereiti į kitą.

Gamtinių teritorijų vaidmuo medžiagų cikle

Natūralu, kad organizmai gyvena tame pačiame gamtos zona, tarpusavyje sukuria savo specialias mitybos grandines, kurių negalima kartoti jokioje kitoje zonoje. Taigi, pavyzdžiui, stepių zonos maisto grandinė susideda iš įvairiausių žolių ir gyvūnų. Mitybos grandinė stepėje praktiškai neapima medžių, nes jų arba labai mažai, arba jie sustingę. Kalbant apie gyvūnų pasaulį, čia vyrauja artiodaktilai, graužikai, sakalai (vanagai ir kiti panašūs paukščiai) ir įvairių rūšių vabzdžiai.

Maitinimo grandinių klasifikacija

Ekologinių piramidžių principas

Jei nagrinėsime konkrečiai grandines, prasidedančias nuo augalų, tai visas jose esančių medžiagų ciklas kyla iš fotosintezės, kurios metu sugeriama saulės energija. Augalai didžiąją dalį šios energijos išleidžia savo gyvybinėms funkcijoms, ir tik 10% patenka į kitą grandį. Dėl to kiekvienas paskesnis gyvas organizmas reikalauja vis daugiau daugiau būtybių(objektai) ankstesnės nuorodos. Tai gerai parodyta ekologinės piramidės, kurie dažniausiai naudojami šiems tikslams. Tai masės, kiekio ir energijos piramidės.

Medžiagų ciklas gamtoje ir mitybos grandinėse

Visi gyvi organizmai yra aktyvūs planetos medžiagų ciklo dalyviai. Naudojant deguonį anglies dvideginio, vanduo, mineralinės druskos ir kitos medžiagos, gyvi organizmai valgo, kvėpuoja, išskiria veiklos produktus ir dauginasi. Po mirties jų kūnai suyra į paprastas medžiagas ir grįžta į išorinę aplinką.

Perdavimas cheminiai elementai iš gyvų organizmų į aplinką ir atgal nesustoja nė sekundės. Taigi augalai (autotrofiniai organizmai) paimti iš išorinę aplinką anglies dioksidas, vanduo ir mineralinės druskos. Tai darydami jie sukuria organines medžiagas ir išskiria deguonį. Gyvūnai (heterotrofiniai organizmai), atvirkščiai, įkvepia augalų išskiriamą deguonį, o valgydami augalus pasisavina organines medžiagas ir išskiria anglies dvideginį bei maisto likučius. Grybai ir bakterijos valgo gyvų organizmų liekanas ir organines medžiagas paverčia mineralais, kurie kaupiasi dirvožemyje ir vandenyje. A mineralai vėl įsisavinami augalų. Taip gamta palaiko nuolatinį ir nesibaigiantį medžiagų ciklą bei palaiko gyvybės tęstinumą.

Medžiagų ciklas ir visi su juo susiję virsmai reikalauja nuolatinio energijos srauto. Tokios energijos šaltinis yra Saulė.

Žemėje augalai fotosintezės būdu sugeria anglį iš atmosferos. Gyvūnai valgo augalus, leisdami anglį į viršų maisto grandine, apie kurią kalbėsime vėliau. Kai augalai ir gyvūnai miršta, jie perneša anglį atgal į žemę.

Vandenyno paviršiuje anglies dioksidas iš atmosferos ištirpsta vandenyje. Fitoplanktonas jį sugeria fotosintezei. Gyvūnai, valgantys planktoną, iškvepia anglį į atmosferą ir taip perduoda ją toliau maisto grandine. Po fitoplanktono mirties jis gali būti perdirbtas į paviršiniai vandenys arba įsikurti vandenyno dugne. Per milijonus metų šis procesas vandenyno dugną pavertė turtingu planetos anglies rezervuaru. Šaltos srovės perneša anglį į paviršių. Kaitinamas vanduo, jis išsiskiria kaip dujos ir patenka į atmosferą, tęsdamas ciklą.

Vanduo nuolat cirkuliuoja tarp jūrų, atmosferos ir sausumos. Po saulės spinduliais jis išgaruoja ir pakyla į orą. Ten vandens lašeliai susirenka į debesis ir debesis. Jie krenta ant žemės kaip lietus, sniegas ar kruša, kuri vėl virsta vandeniu. Vanduo susigeria į žemę ir grįžta į jūras, upes ir ežerus. Ir viskas prasideda iš naujo. Taip gamtoje vyksta vandens ciklas.

Didžiąją dalį vandens išgarina vandenynai. Vanduo jame yra sūrus, o vanduo, kuris išgaruoja nuo jo paviršiaus, yra šviežias. Taigi vandenynas yra pasaulio „gamykla“ gėlo vandens, be kurio gyvybė Žemėje neįmanoma.

TRYS MEDŽIAGOS BŪSENOS. Yra trys medžiagos būsenos: kieta, skysta ir dujinė. Jie priklauso nuo temperatūros ir slėgio. IN kasdienybė galime stebėti vandenį visose trijose šiose būsenose. Drėgmė išgaruoja ir iš skystos būsenos pereina į dujinę, tai yra, vandens garus. Jis kondensuojasi ir virsta skysčiu. Esant minusinei temperatūrai vanduo užšąla ir virsta kietos būsenos- ledas.

Gyre sudėtingos medžiagos gyvojoje gamtoje apima mitybos grandines. Tai linijinė uždara seka, kurioje kiekvienas gyva būtybė minta kuo nors ar kažkuo ir pati tarnauja kaip maistas kitam organizmui. Pievų mitybos grandinėje organines medžiagas sukuria autotrofiniai organizmai, tokie kaip augalai. Augalus minta gyvūnai, kuriuos savo ruožtu minta kiti gyvūnai. Skilimo grybai skaido organines liekanas ir yra detritalinės trofinės grandinės pradžia.

Kiekviena maisto grandinės grandis vadinama trofiniu lygiu (iš graikų kalbos žodžio „trophos“ – „mityba“).
1. Gamintojai arba gamintojai organines medžiagas gamina iš neorganinių. Gamintojai yra augalai ir kai kurios bakterijos.
2. Vartotojai, arba vartotojai, vartoja paruoštas organines medžiagas. Pirmos eilės vartotojai minta gamintojais. 2 eilės vartotojai maitinasi 1 eilės vartotojais. 3 eilės vartotojai maitinasi 2 eilės vartotojais ir kt.
3. Reduktoriai, arba naikintojai, naikina, tai yra mineralizuoja organines medžiagas į neorganines. Skaidytojai yra bakterijos ir grybai.

DETRITINĖS MAISTO GRANDINĖS. Yra du pagrindiniai mitybos grandinių tipai – ganymo (ganymo grandinės) ir detritalinės (skilimo grandinės). Ganyklų maisto grandinės pagrindas yra autotrofiniai organizmai, kuriuos minta gyvūnai. O detritalinėse trofinėse grandinėse daugumos augalų nesuvalgo žolėdžiai gyvūnai, o jie miršta, o paskui suyra saprotrofinių organizmų (pavyzdžiui, sliekų) ir mineralizuojasi. Taigi, detrito trofinės grandinės prasideda nuo detrito, o vėliau patenka į detritivores ir jų vartotojus - plėšrūnus. Žemėje vyrauja tokios grandinės.

KAS YRA EKOLOGINĖ PIRAMIDĖ? Ekologinė piramidė yra grafinis vaizdas ryšiai tarp skirtingų maisto grandinės trofinių lygių. Maisto grandinėje negali būti daugiau nei 5-6 grandys, nes pereinant prie kiekvienos kitos grandies prarandama 90% energijos. Pagrindinė ekologinės piramidės taisyklė pagrįsta 10 proc. Taigi, pavyzdžiui, kad susidarytų 1 kg masės, delfinas turi suvalgyti apie 10 kg žuvies, o jiems, savo ruožtu, reikia 100 kg maisto – vandens stuburiniams, kuriems, kad susidarytų, reikia suvalgyti 1000 kg dumblių ir bakterijų. tokia masė. Jei šie dydžiai yra pavaizduoti atitinkamu masteliu jų priklausomybės tvarka, tada iš tikrųjų susidaro savotiška piramidė.

MAISTO TINKLAI. Dažnai gyvų organizmų sąveika gamtoje yra sudėtingesnė ir vizualiai primena tinklą. Organizmai, ypač mėsėdžiai, gali maitintis įvairiausiais gyviais iš skirtingų mitybos grandinių. Taigi, maisto grandinės susipina ir sudaro maisto tinklus.

Gamtoje bet kuri rūšis, populiacija ir net individas negyvena atskirai vienas nuo kito ir savo buveinės, o, priešingai, patiria daugybę abipusės įtakos. Biotinės bendruomenės arba biocenozės - sąveikaujančių gyvų organizmų bendruomenės, atstovaujančios stabiliai sistemai, sujungtai daugybe vidines jungtis, su santykinai nuolatinė struktūra ir tarpusavyje priklausomas rūšių rinkinys.

Biocenozei būdingi tam tikri struktūros: rūšis, erdvinė ir trofinė.

Organiniai biocenozės komponentai yra neatsiejamai susiję su neorganiniais - dirvožemiu, drėgme, atmosfera, kartu su jais sudarydami stabilią ekosistemą - biogeocenozė .

Biogenocenozė- savireguliuojanti ekologinė sistema, kurią sudaro žmonės, gyvenantys kartu ir bendraujantys tarpusavyje bei su negyvoji gamta, populiacijos skirtingų tipų santykinai homogeniškomis aplinkos sąlygomis.

Ekologinės sistemos

Funkcinės sistemos, įskaitant skirtingų rūšių gyvų organizmų bendrijas ir jų buveines. Ryšiai tarp ekosistemų komponentų pirmiausia atsiranda dėl mitybos santykių ir energijos gavimo būdų.

Ekosistema

Augalų, gyvūnų, grybų, mikroorganizmų rūšių rinkinys, kurie sąveikauja tarpusavyje ir su aplinka taip, kad tokia bendruomenė gali išlikti ir funkcionuoti neribotą laiką ilgą laiką. Biotinė bendruomenė (biocenozė) susideda iš augalų bendrijos ( fitocenozė), gyvūnai ( zoocenozė), mikroorganizmai ( mikrobiocenozė).

Visi Žemės organizmai ir jų buveinės taip pat yra aukščiausio lygio ekosistema - biosfera , pasižymintys stabilumu ir kitomis ekosistemos savybėmis.

Ekosistemos egzistavimas įmanomas dėl nuolatinio energijos srauto iš išorės – toks energijos šaltinis dažniausiai yra saulė, nors tai galioja ne visoms ekosistemoms. Ekosistemos tvarumą užtikrina tiesioginis ir atsiliepimai tarp jo komponentų, medžiagų vidinės cirkuliacijos ir dalyvavimo pasauliniuose cikluose.

Biogeocenozių doktrina sukūrė V.N. Sukačiovas. Terminas " ekosistema„1935 m. anglų geobotaniko A. Tansley pradėtas vartoti terminas“ biogeocenozė“ – akademikas V.N. Sukačiovas 1942 m biogeocenozė Būtina, kad pagrindinė grandis būtų augalų bendrija (fitocenozė), užtikrinanti galimą biogeocenozės nemirtingumą dėl augalų generuojamos energijos. Ekosistemos negali būti fitocenozės.

Fitocenozė

Augalų bendrija istoriškai susiformavo dėl sąveikaujančių augalų derinio vienalytėje teritorijos srityje.

Jis charakterizuojamas:

- tam tikra rūšinė sudėtis,

- gyvybės formos,

- pakopų išdėstymas (antžeminis ir požeminis),

- gausa (rūšių atsiradimo dažnis),

- apgyvendinimas,

- aspektas (išvaizda),

- gyvybingumas,

- sezoniniai pokyčiai,

- plėtra (bendruomenių kaita).

Pakopų nustatymas (aukštų skaičius)

Vienas iš būdingi bruožai augalų bendrija, kurią tarsi sudaro jos aukštas po aukšto ir antžeminėje, ir požeminėje erdvėje.

Viršžeminės pakopos leidžia geriau panaudoti šviesą, o po žeme – vandenį ir mineralus. Paprastai miške galima išskirti iki penkių pakopų: viršutinė (pirma) – aukšti medžiai, antra – žemi medžiai, trečia – krūmai, ketvirta – žolės, penkta – samanos.

Požeminis pakopų klojimas - veidrodinis vaizdas antžeminis: medžių šaknys eina giliausiai, požeminės samanų dalys yra šalia dirvos paviršiaus.

Pagal gavimo ir naudojimo būdą maistinių medžiagų visi organizmai skirstomi į autotrofai ir heterotrofai. Gamtoje vyksta nenutrūkstamas gyvybei reikalingų maistinių medžiagų ciklas. Chemikalai yra išgaunami autotrofais iš aplinką ir per heterotrofus vėl į jį grįžta. Šis procesas užima daug sudėtingos formos. Kiekviena rūšis naudoja tik dalį energijos, esančios organinėje medžiagoje, todėl jos skilimas iki tam tikro etapo. Taigi evoliucijos procese in ekologinės sistemos išsivystė grandines Ir maitinimo tinklas .

Dauguma biogeocenozių yra panašios trofinė struktūra. Jie yra pagrįsti žaliais augalais - gamintojų. Būtinai yra žolėdžių ir mėsėdžių: organinių medžiagų vartotojai - vartotojų ir organinių likučių naikintojai - skaidytojai.

Asmenų skaičius maisto grandinėje nuosekliai mažėja, aukų skaičius daugiau skaičių jų vartotojai, nes kiekvienoje maisto grandinės grandyje su kiekvienu energijos perdavimu prarandama 80–90% jos, išsisklaidant šilumos pavidalu. Todėl grandinės grandžių skaičius yra ribotas (3-5).

Biocenozės rūšių įvairovė atstovaujamos visos organizmų grupės – gamintojai, vartotojai ir skaidytojai.

Bet kurios nuorodos pažeidimas maisto grandinėje sukelia visos biocenozės sutrikimą. Pavyzdžiui, miškų naikinimas lemia pokyčius rūšių sudėtis vabzdžiai, paukščiai ir, atitinkamai, gyvūnai. Teritorijoje be medžių vystysis kitos mitybos grandinės ir susiformuos kitokia biocenozė, kuri užtruks kelis dešimtmečius.

Maisto grandinė (trofinė arba maistas )

Tarpusavyje susijusios rūšys, kurios nuosekliai išskiria organines medžiagas ir energiją iš pirminės maistinės medžiagos; Be to, kiekviena ankstesnė grandinės grandis yra maistas kitai.

Maisto grandinės kiekvienoje natūralioje vietovėje su daugiau ar mažiau homogeniškomis egzistavimo sąlygomis susideda iš tarpusavyje susijusių rūšių kompleksų, kurie maitinasi viena kita ir sudaro savarankišką sistemą, kurioje vyksta medžiagų ir energijos cirkuliacija.

Ekosistemos komponentai:

– Prodiuseriai - autotrofiniai organizmai (daugiausia žalieji augalai) yra vieninteliai organinių medžiagų gamintojai Žemėje. Energijos turinčios organinės medžiagos fotosintezės metu sintetinamos iš energijos neturtingų organinių medžiagų neorganinių medžiagų(H 2 0 ir C0 2).

- Vartotojai - žolėdžiai ir mėsėdžiai, organinių medžiagų vartotojai. Vartotojai gali būti žolėdžiai, kai jie tiesiogiai naudojasi gamintojais, arba mėsėdžiai, kai minta kitais gyvūnais. Maisto grandinėje jie dažniausiai gali turėti serijos numeris nuo I iki IV.

- Skaidytojai - heterotrofiniai mikroorganizmai (bakterijos) ir grybai - organinių liekanų naikintojai, naikintojai. Jie taip pat vadinami Žemės tvarkdariais.

Trofinis (maisto) lygis - organizmų rinkinys, kurį vienija tam tikra mitybos rūšis. Trofinio lygio samprata leidžia suprasti energijos srauto dinamiką ekosistemoje.

1. pirmąjį trofinį lygį visada užima gamintojai (augalai),
2. antrasis - pirmos eilės vartotojai (žolėdžiai gyvūnai),
3. trečia - antrosios eilės vartotojai - plėšrūnai, mintantys žolėdžiais gyvūnais),
4. ketvirta – vartotojai III tvarka(antriniai plėšrūnai).

Išskiriami šie tipai: maisto grandinės:

IN ganyklų grandinė (valgymo grandinės) pagrindinis maisto šaltinis yra žalieji augalai. Pavyzdžiui: žolė -> vabzdžiai -> varliagyviai -> gyvatės -> plėšrūs paukščiai.

- detritas grandinės (skilimo grandinės) prasideda nuo detrito – negyvos biomasės. Pavyzdžiui: lapų kraikas -> sliekų-> bakterijos. Dar viena detritalinių grandinių ypatybė – jose esantys augaliniai produktai žolėdžių gyvūnų dažnai nevartojami tiesiogiai, o žūva ir mineralizuojami saprofitų. Detrito grandinės būdingos ir giliavandenėms ekosistemoms, kurių gyventojai minta negyvais organizmais, nuskendusiais viršutiniai sluoksniai vandens.

Evoliucijos procese susiformavę rūšių santykiai ekologinėse sistemose, kuriose daugelis komponentų minta skirtingais objektais ir patys tarnauja kaip maistas įvairiems ekosistemos nariams. Paprastais žodžiais tariant, maisto tinklas gali būti pavaizduotas kaip persipynusi maisto grandinės sistema.

Įvairių maisto grandinių organizmai, per kuriuos maistą gauna vienodas skaičius yra šių grandinių jungtys tas pats trofinis lygis. Tuo pačiu metu gali būti skirtingos tos pačios rūšies populiacijos, įtrauktos į skirtingas mitybos grandines skirtingi trofiniai lygiai. Ryšys tarp skirtingų trofinių lygių ekosistemoje gali būti grafiškai pavaizduotas kaip ekologinė piramidė.

Ekologinė piramidė

Metodas, leidžiantis grafiškai parodyti ryšį tarp skirtingų trofinių lygių ekosistemoje – yra trijų tipų:

Populiacijos piramidė atspindi organizmų skaičių kiekviename trofiniame lygmenyje;

Biomasės piramidė atspindi kiekvieno biomasę trofinis lygis;

Energijos piramidė rodo energijos kiekį, praeinantį per kiekvieną trofinį lygį per tam tikrą laikotarpį.

Ekologinės piramidės taisyklė

Modelis, atspindintis laipsnišką kiekvienos paskesnės maisto grandinės grandies masės (energijos, individų skaičiaus) mažėjimą.

Skaičių piramidė

Ekologinė piramidė, rodanti individų skaičių kiekviename mitybos lygyje. Skaičių piramidėje neatsižvelgiama į individų dydį ir masę, gyvenimo trukmę, medžiagų apykaitos greitį, tačiau ją visada galima atsekti pagrindinė tendencija- asmenų skaičiaus sumažinimas nuo nuorodos iki nuorodos. Pavyzdžiui, stepių ekosistemoje individų skaičius pasiskirsto taip: gamintojai - 150 000, žolėdžiai vartotojai - 20 000, mėsėdžiai vartotojai - 9 000 individų / plotas. Pievų biocenozei būdingas toks individų skaičius 4000 m2 plote: gamintojai - 5 842 424, pirmosios eilės žolėdžiai vartotojai - 708 624, antros eilės mėsėdžiai - 35 490, trečios eilės mėsėdžiai - 3 .

Biomasės piramidė

Modelis, pagal kurį augalinės medžiagos, kuri yra maisto grandinės pagrindas (gamintojai), yra maždaug 10 kartų didesnis nei žolėdžių gyvūnų (pirmosios eilės vartotojų), o žolėdžių gyvūnų masė yra 10 kartų didesnė. didesnis nei mėsėdžių (antros eilės vartotojų), t.y mitybos lygis turi 10 kartų mažesnę masę nei ankstesnė. Vidutiniškai 1000 kg augalų išaugina 100 kg žolėdžių kūno. Plėšrūnai, mintantys žolėdžiais gyvūnais, gali susikaupti 10 kg savo biomasės, antriniai plėšrūnai – 1 kg.

Energijos piramidė

išreiškia modelį, pagal kurį energijos srautas palaipsniui mažėja ir nuvertėja pereinant nuo maisto grandinės grandies. Taigi, ežero biocenozėje žalieji augalai – gamintojai – sukuria biomasę, kurioje yra 295,3 kJ/cm 2, pirmos eilės vartotojai, vartojantys augalų biomasę, sukuria savo biomasę, kurioje yra 29,4 kJ/cm 2; Antros eilės vartotojai, naudodami pirmos eilės vartotojus maistui, patys sukuria 5,46 kJ/cm2 biomasę. Energijos praradimas pereinant nuo pirmos eilės vartotojų prie antrosios eilės vartotojų, jei tai šiltakraujai gyvūnai, didėja. Tai paaiškinama tuo, kad šie gyvūnai daug energijos išleidžia ne tik savo biomasei kurti, bet ir pastoviai kūno temperatūrai palaikyti. Jei lygintume veršelio ir ešerio auginimą, tai iš to paties sunaudotos maisto energijos bus 7 kg jautienos ir tik 1 kg žuvies, nes veršelis minta žole, o plėšrus ešeris – žuvį.

Taigi, pirmieji du piramidžių tipai turi nemažai reikšmingų trūkumų:

Biomasės piramidė atspindi ekosistemos būklę mėginių ėmimo metu ir todėl parodo biomasės santykį šiuo metu ir neatspindi kiekvieno trofinio lygio produktyvumo (t. y. jo gebėjimo gaminti biomasę per tam tikrą laikotarpį). Todėl tuo atveju, kai gamintojų skaičius apima greitai augančias rūšis, biomasės piramidė gali pasirodyti apversta.

Energijos piramidė leidžia palyginti skirtingų trofinių lygių produktyvumą, nes atsižvelgiama į laiko faktorių. Be to, atsižvelgiama į įvairių medžiagų energetinės vertės skirtumą (pavyzdžiui, 1 g riebalų suteikia beveik dvigubai daugiau energijos nei 1 g gliukozės). Todėl energijos piramidė visada siaurėja į viršų ir niekada neapverčiama.

Ekologinis plastiškumas

Organizmų ar jų bendrijų (biocenozių) tolerancijos aplinkos veiksnių įtakai laipsnis. Ekologiškai plastikinės rūšys turi platų asortimentą reakcijos norma t.y. plačiai pritaikytas skirtingos aplinkos buveinė (žuvų lazdelės ir unguriai, kai kurie pirmuonys gyvena ir gėluose, ir sūriuose vandenyse). Labai specializuotos rūšys gali egzistuoti tik tam tikroje aplinkoje: jūros gyvūnai ir dumbliai – sūriame vandenyje, upių žuvys ir lotoso augalai, vandens lelijos, ančiukai gyvena tik gėlame vandenyje.

Apskritai ekosistema (biogeocenozė) pasižymi šiais rodikliais:

Rūšių įvairovė

Rūšių populiacijų tankis,

Biomasė.

Biomasė

Bendras visų biocenozės ar rūšies individų organinių medžiagų kiekis su joje esančia energija. Biomasė paprastai išreiškiama masės vienetais sausos medžiagos ploto arba tūrio vienete. Biomasė gali būti apibrėžta atskirai gyvūnams, augalams arba atskiros rūšys. Taigi grybų biomasė dirvožemyje yra 0,05-0,35 t/ha, dumblių - 0,06-0,5, aukštesniųjų augalų šaknų - 3,0-5,0, sliekų - 0,2-0,5 , stuburinių gyvūnų - 0,001-0,015 t/ha.

Biogeocenozėse yra pirminis ir antrinis biologinis produktyvumas :

ü Pirminis biologinis produktyvumas biocenozės- bendras fotosintezės produktyvumas, kuris yra autotrofų, pavyzdžiui, žaliųjų augalų, veiklos rezultatas, pušynas 20-30 metų amžiaus per metus pagamina 37,8 t/ha biomasės.

ü Antrinis biologinis biocenozių produktyvumas- bendras heterotrofinių organizmų (vartotojų) produktyvumas, kuris susidaro naudojant gamintojų sukauptas medžiagas ir energiją.

Populiacijos. Skaičių sandara ir dinamika.

Kiekviena rūšis Žemėje užima tam tikrą diapazonas, nes jis gali egzistuoti tik tam tikromis aplinkos sąlygomis. Tačiau gyvenimo sąlygos vienos rūšies arealo ribose gali labai skirtis, todėl rūšis suskaidoma į elementarias individų grupes – populiacijas.

Gyventojų skaičius

Tos pačios rūšies individų visuma, užimanti atskirą teritoriją rūšies arealo ribose (su santykinai homogeniškomis gyvenimo sąlygomis), laisvai tarpusavyje kryžminantis (turintis bendrą genofondą) ir izoliuotas nuo kitų šios rūšies populiacijų, turintis visas būtinas sąlygas ilgą laiką išlaikyti stabilumą besikeičiančiomis aplinkos sąlygomis. Svarbiausia charakteristikos populiacijos yra jos struktūra (amžius, lytis) ir populiacijos dinamika.

Pagal demografinę struktūrą gyventojų supranta jo lytį ir amžių.

Erdvinė struktūra Populiacijos – tai individų pasiskirstymo populiacijoje erdvėje ypatybės.

Amžiaus struktūra populiacija siejama su įvairaus amžiaus individų santykiu populiacijoje. To paties amžiaus asmenys grupuojami į kohortas – amžiaus grupes.

IN augalų populiacijų amžiaus struktūra paskirstyti sekančius laikotarpius:

Latentinis – sėklos būsena;

Pregeneracinė (apima sodinukų, jauniklių, nesubrendusių ir jaunatviškų augalų būsenas);

Generatyvūs (dažniausiai skirstomi į tris poperiodžius – jauni, subrendę ir seni generatyviniai individai);

Postgeneracinis (apima subsenilinių, senatvinių augalų būsenas ir mirštančią fazę).

Priklausymą tam tikram amžiaus statusui lemia biologinis amžius- tam tikrų morfologinių (pavyzdžiui, sudėtingo lapo išskyrimo laipsnis) ir fiziologinių (pavyzdžiui, gebėjimas susilaukti palikuonių) savybių išraiškos laipsnis.

Gyvūnų populiacijose taip pat galima atskirti skirtingus amžiaus tarpsniai. Pavyzdžiui, vabzdžiai, besivystantys su visiška metamorfoze, pereina šiuos etapus:

Lervos,

lėlės,

Imago (suaugęs vabzdys).

Gyventojų amžiaus struktūros pobūdispriklauso nuo tam tikrai populiacijai būdingos išgyvenimo kreivės tipo.

Išgyvenimo kreivėatspindi mirtingumą įvairiose amžiaus grupėse ir yra mažėjanti linija:

1. Jei mirtingumas nepriklauso nuo individų amžiaus, individų mirtis įvyksta m šio tipo vienodai mirtingumas išlieka pastovus visą gyvenimą ( I tipas ). Tokia išlikimo kreivė būdinga rūšims, kurių vystymasis vyksta be metamorfozės esant pakankamam gimusių palikuonių stabilumui. Šis tipas paprastai vadinamas hidra tipas- jam būdinga išlikimo kreivė, artėjanti prie tiesios linijos.
2. Rūšių, kurių išorinių veiksnių vaidmuo mirtingumui yra mažas, išgyvenamumo kreivė pasižymi nedideliu mažėjimu iki tam tikro amžiaus, po kurio pastebimas staigus kritimas dėl natūralaus (fiziologinio) mirtingumo ( II tipo ). Šiam tipui artima išgyvenimo kreivė būdinga žmonėms (nors žmogaus išgyvenimo kreivė yra šiek tiek plokštesnė ir yra tarp I ir II tipų). Šis tipas vadinamas Drosophila tipas: štai ką demonstruoja vaisinės muselės laboratorines sąlygas(nevalgo plėšrūnai).
3. Būdinga daugeliui rūšių didelis mirtingumas ankstyvosiose ontogenezės stadijose. Tokių rūšių išlikimo kreivė pasižymi dideliu regiono kritimu jaunesnio amžiaus. Asmenys, išgyvenę „kritinį“ amžių, pasižymi mažu mirtingumu ir gyvena iki vyresnio amžiaus. Tipas vadinamas austrių rūšis (III tipas ).

Seksualinė struktūra gyventojų

Lyties santykis turi tiesioginis ryšys gyventojų reprodukcijai ir jos tvarumui.

Yra pirminės, antrinės ir tretinės lyties santykis tarp gyventojų:

- Pirminis lyties santykis pasiryžusi genetiniai mechanizmai- lytinių chromosomų divergencijos vienodumas. Pavyzdžiui, žmonėms XY chromosomos lemia vyriškos lyties vystymąsi, o XX chromosomos – moteriškos lyties vystymąsi. Šiuo atveju pirminis lyčių santykis yra 1:1, t.y. vienodai tikėtinas.

- Antrinis lyties santykis yra lyčių santykis gimimo metu (tarp naujagimių). Jis gali labai skirtis nuo pirminio dėl kelių priežasčių: kiaušinėlių selektyvumo X arba Y chromosomą turintiems spermatozoidams, nevienodo tokių spermatozoidų gebėjimo apvaisinti, skirtingo išoriniai veiksniai. Pavyzdžiui, zoologai aprašė temperatūros poveikį antriniam roplių lyčių santykiui. Panašus modelis būdingas kai kuriems vabzdžiams. Taigi skruzdėlėse tręšimas užtikrinamas aukštesnėje nei 20 ° C temperatūroje ir aukštesnėje temperatūroje žemos temperatūros dedama neapvaisintų kiaušinėlių. Iš pastarųjų išsirita patinai, o iš apvaisintų – daugiausia patelės.

- Tretinis lyties santykis - suaugusių gyvūnų lyties santykis.

Erdvinė struktūra gyventojų atspindi individų pasiskirstymo erdvėje pobūdį.

Paryškinti trys pagrindiniai individų pasiskirstymo tipai erdvėje:

- uniforma arba uniforma(asmenys erdvėje pasiskirstę tolygiai, vienodais atstumais vienas nuo kito); gamtoje yra retas ir dažniausiai sukeliamas dėl ūmios tarprūšinės konkurencijos (pavyzdžiui, plėšriose žuvyse);

- kongregacinis arba mozaika(„dėmėtieji“, individai išsidėstę izoliuotose klasteriuose); pasitaiko daug dažniau. Jis siejamas su gyvūnų mikroaplinkos ypatybėmis arba elgesiu;

- atsitiktinis arba difuzinis(asmenys yra atsitiktinai pasiskirstę erdvėje) – galima stebėti tik vienalytė aplinka ir tik toms rūšims, kurios neturi tendencijos burtis į grupes (pavyzdžiui, miltvabalis).

Populiacijos dydis žymimas raide N. N padidėjimo santykis su laiko vienetu dN / dt išreiškiamomentinis greitispopuliacijos dydžio pokyčiai, t.y. skaičiaus pokytis momentu t.Gyventojų skaičiaus augimaspriklauso nuo dviejų veiksnių – gimstamumo ir mirtingumo nesant emigracijos ir imigracijos (tokia populiacija vadinama izoliuota). Skirtumas tarp gimstamumo b ir mirtingumo d yraizoliuotas gyventojų skaičiaus augimo tempas:

Gyventojų stabilumas

Tai jos gebėjimas būti dinaminės (t.y. judrios, kintančios) pusiausvyros su aplinka būsenoje: kinta aplinkos sąlygos, keičiasi ir populiacija. Vienas iš svarbiausios sąlygos tvarumas yra vidinė įvairovė. Kalbant apie populiaciją, tai yra tam tikro gyventojų tankio palaikymo mechanizmai.

Paryškinti trijų tipų populiacijos dydžio priklausomybė nuo jos tankio .

Pirmasis tipas (I) - labiausiai paplitęs, pasižymintis gyventojų skaičiaus augimo mažėjimu didėjant jo tankiui, kurį užtikrina įvairūs mechanizmai. Pavyzdžiui, daugeliui paukščių rūšių būdingas vaisingumo (vaisingumo) mažėjimas didėjant populiacijos tankiui; padidėjęs mirtingumas, sumažėjęs organizmų atsparumas padidėjusiam gyventojų tankiui; amžiaus pokytis brendimo metu, priklausomai nuo gyventojų tankio.

Trečias tipas ( III ) būdingas populiacijoms, kuriose pastebimas „grupinis efektas“, t.y. tam tikras optimalus populiacijos tankis prisideda prie geresnio visų individų išgyvenimo, vystymosi ir gyvybinės veiklos, kuri būdinga daugumai grupinių ir socialinių gyvūnų. Pavyzdžiui, norint atnaujinti heteroseksualių gyvūnų populiacijas, reikalingas bent jau toks tankis, kuris užtikrintų pakankamą tikimybę susitikti su patinu ir patele.

Teminės užduotys

A1. Susiformavo biogeocenozė

1) augalai ir gyvūnai

2) gyvūnai ir bakterijos

3) augalai, gyvūnai, bakterijos

4) teritorija ir organizmai

A2. Miško biogeocenozės organinių medžiagų vartotojai yra

1) eglė ir beržas

2) grybai ir kirminai

3) kiškiai ir voverės

4) bakterijos ir virusai

A3. Gamintojai ežere yra

2) buožgalviai

A4. Biogeocenozės savireguliacijos procesas turi įtakos

1) lyčių santykis skirtingų rūšių populiacijose

2) populiacijose vykstančių mutacijų skaičius

3) plėšrūno ir grobio santykis

4) tarprūšinė konkurencija

A5. Viena iš ekosistemos tvarumo sąlygų gali būti

1) jos gebėjimas keistis

2) rūšių įvairovė

3) rūšių skaičiaus svyravimai

4) genofondo stabilumas populiacijose

A6. Skaidytojai apima

2) kerpės

4) paparčiai

A7. Jeigu bendros masės gautas 2-os eilės vartotojo yra lygus 10 kg, tai kokia buvo bendra gamintojų masė, kuri tapo šio vartotojo maisto šaltiniu?

A8. Nurodykite detritinę maisto grandinę

1) musė – voras – žvirblis – bakterijos

2) dobilas – vanagas – kamanė – pelė

3) rugiai – zylė – katė – bakterijos

4) uodas – žvirblis – vanagas – kirmėlės

A9. Pradinis biocenozės energijos šaltinis yra energija

1) organiniai junginiai

2) neorganiniai junginiai

4) chemosintezė

1) kiškiai

2) bitės

3) lauko strazdai

4) vilkai

A11. Vienoje ekosistemoje galite rasti ąžuolo ir

1) goferis

3) lervas

4) mėlyna rugiagėlė

A12. Maitinimo tinklai yra:

1) tėvų ir atžalų ryšiai

2) šeimos (genetiniai) ryšiai

3) metabolizmas kūno ląstelėse

4) medžiagų ir energijos perdavimo ekosistemoje būdai

A13. Ekologinė skaičių piramidė atspindi:

1) biomasės santykis kiekviename trofiniame lygyje

2) atskiro organizmo masių santykis skirtinguose trofiniuose lygiuose

3) maisto grandinės struktūra

4) skirtingų trofinių lygių rūšių įvairovė

28 klausimas. Maisto grandinė. Maisto grandinių tipai.

MAISTO GRANDINĖ(trofinė grandinė, maisto grandinė), organizmų tarpusavio ryšys per maisto ir vartotojų ryšius (vieni tarnauja kaip maistas kitiems). Šiuo atveju materijos ir energijos transformacija įvyksta iš gamintojų(pirminiai gamintojai) per vartotojų(vartotojai) į skaidytojai(negyvas organines medžiagas paverčia neorganinėmis, gamintojų pasisavintomis medžiagomis). Yra 2 mitybos grandinių tipai – ganyklos ir detritas. Ganyklos grandinė prasideda nuo žalieji augalai, atitenka ganytiems žolėdžiams gyvūnams (1-os eilės vartotojams), o vėliau – šiuos gyvūnus medžiojantiems plėšrūnams (priklausomai nuo vietos grandinėje – 2-os ir vėlesnių eilės vartotojų). Detrito grandinė prasideda nuo detrito (organinių medžiagų skilimo produktas), patenka į mikroorganizmus, kurie juo minta, o vėliau į detritivores (gyvūnus ir mikroorganizmus, dalyvaujančius mirštančios organinės medžiagos irimo procese).

Ganyklų grandinės pavyzdys yra jos kelių kanalų modelis Afrikos savanoje. Pirminiai gamintojai yra žolė ir medžiai, 1 eilės vartotojai – žolėdžiai vabzdžiai ir žolėdžiai gyvūnai (kanopiniai gyvūnai, drambliai, raganosiai ir kt.), II eilės – plėšrieji vabzdžiai, 3 – mėsėdžiai ropliai (gyvatės ir kt.), 4 – plėšrūs žinduoliai ir paukščiai. grobio. Savo ruožtu detritivoriai (skarabiniai vabalai, hienos, šakalai, grifai ir kt.) kiekviename ganymo grandinės etape naikina negyvų gyvūnų gaišenas ir plėšrūnų maisto likučius. Asmenų, įtrauktų į maisto grandinę kiekvienoje jos grandyje, skaičius nuolat mažėja (ekologinės piramidės taisyklė), t.y. aukų skaičius kiekvieną kartą gerokai viršija jų vartotojų skaičių. Maisto grandinės nėra izoliuotos viena nuo kitos, bet yra susipynusios viena su kita, sudarydamos maisto tinklus.

29 klausimas. Kam naudojamos ekologinės piramidės.

Ekologinė piramidė- grafiniai visų lygių gamintojų ir vartotojų (žolėdžių, plėšrūnų, kitais plėšrūnais mintančių rūšių) santykių vaizdai ekosistemoje.

Amerikiečių zoologas Charlesas Eltonas pasiūlė schematiškai pavaizduoti šiuos santykius 1927 m.

Schemoje kiekvienas lygis rodomas kaip stačiakampis, kurio ilgis arba plotas atitinka skaitines maisto grandinės grandies (Eltono piramidės) reikšmes, jų masę arba energiją. Tam tikra seka išdėstyti stačiakampiai sukuria įvairių formų piramides.

Piramidės pagrindas yra pirmasis trofinis lygmuo – vėlesnius piramidės aukštus formuoja kiti maisto grandinės lygiai – įvairių užsakymų vartotojai. Visų piramidės blokų aukštis yra vienodas, o ilgis proporcingas skaičiui, biomasei ar energijai atitinkamame lygyje.

Ekologinės piramidės išskiriamos priklausomai nuo rodiklių, kurių pagrindu piramidė statoma. Tuo pačiu metu visoms piramidėms buvo nustatyta pagrindinė taisyklė, pagal kurią bet kurioje ekosistemoje yra daugiau augalų nei gyvūnų, žolėdžių nei mėsėdžių, vabzdžių nei paukščių.

Remiantis ekologinės piramidės taisykle, galima nustatyti arba apskaičiuoti skirtingų rūšių augalų ir gyvūnų kiekybinius santykius natūraliose ir dirbtinai sukurtose ekologinėse sistemose. Pavyzdžiui, 1 kg jūros gyvūno (ruonio, delfino) masės reikia 10 kg suėstos žuvies, o šiems 10 kg jau reikia 100 kg jų maisto – vandens bestuburių, kuriems, savo ruožtu, reikia suėsti 1000 kg dumblių. ir bakterijų, kad susidarytų tokia masė. IN šiuo atveju ekologinė piramidė bus tvari.

Tačiau, kaip žinote, kiekvienai taisyklei yra išimčių, į kurias bus atsižvelgta kiekvieno tipo ekologinėje piramidėje.

Pirmosios ekologinės schemos piramidžių pavidalu buvo pastatytos XX amžiaus XX amžiuje. Charlesas Eltonas. Jie buvo pagrįsti daugelio skirtingų dydžio klasių gyvūnų lauko stebėjimais. Eltonas neįtraukė pirminių gamintojų ir nedarė jokio skirtumo tarp detritivorių ir skaidytojų. Tačiau jis pastebėjo, kad plėšrūnai dažniausiai būna didesni už grobį, ir suprato, kad šis santykis itin būdingas tik tam tikroms dydžio klasėms gyvūnams. Ketvirtajame dešimtmetyje Amerikos ekologas Raymondas Lindemanas pritaikė Eltono idėją trofiniams lygiams, abstrahuodamas nuo konkrečių juos sudarančių organizmų. Tačiau, nors gyvūnus lengva suskirstyti į dydžio klases, daug sunkiau nustatyti, kuriam trofiniam lygiui jie priklauso. Bet kokiu atveju tai galima padaryti tik labai supaprastintai ir apibendrintai. Mitybos santykiai ir energijos perdavimo efektyvumas biotiniame ekosistemos komponente tradiciškai vaizduojami laiptuotų piramidžių pavidalu. Tai suteikia aiškų palyginimo pagrindą: 1) skirtingos ekosistemos; 2) tos pačios ekosistemos sezoninės būsenos; 3) skirtingos ekosistemos kitimo fazės. Yra trys piramidžių tipai: 1) skaičių piramidės, pagrįstos organizmų skaičiavimu kiekviename trofiniame lygmenyje; 2) biomasės piramidės, kuriose naudojama bendra kiekvieno trofinio lygio organizmų masė (dažniausiai sausoji); 3) energijos piramidės, atsižvelgiant į organizmų energijos intensyvumą kiekviename trofiniame lygmenyje.

Ekologinių piramidžių rūšys

skaičių piramidės- kiekviename lygyje pavaizduotas atskirų organizmų skaičius

Skaičių piramidėje matyti aiškus Eltono atrastas modelis: asmenų, sudarančių nuoseklią gamintojų ir vartotojų sąsajų seką, skaičius nuolat mažėja (3 pav.).

Pavyzdžiui, norint išmaitinti vieną vilką, jam reikia bent kelių kiškių, kuriuos jis galėtų sumedžioti; Norėdami šerti šiuos kiškius, jums reikia gana daug įvairių augalų. Tokiu atveju piramidė atrodys kaip trikampis su plačiu pagrindu, siaurėjančiu į viršų.

Tačiau tokia skaičių piramidės forma būdinga ne visoms ekosistemoms. Kartais jie gali būti apversti arba apversti. Tai taikoma miško maisto grandinėms, kur medžiai yra gamintojai, o vabzdžiai – pagrindiniai vartotojai. Šiuo atveju pirminių vartotojų lygis yra skaitiškai turtingesnis nei gamintojų lygis (vienu medžiu minta daug vabzdžių), todėl skaičių piramidės yra mažiausiai informatyvios ir mažiausiai orientacinės, t.y. to paties trofinio lygio organizmų skaičius labai priklauso nuo jų dydžio.

biomasės piramidės- apibūdina bendrą sausą arba šlapią organizmų masę tam tikrame trofiniame lygyje, pavyzdžiui, masės vienetais ploto vienetui - g/m2, kg/ha, t/km2 arba tūriui - g/m3 (4 pav.)

Paprastai antžeminėse biocenozėse bendra gamintojų masė yra didesnė už kiekvieną paskesnę grandį. Savo ruožtu bendra pirmos eilės vartotojų masė yra didesnė nei antros eilės vartotojų ir kt.

Tokiu atveju (jei organizmai nesiskiria per daug dydžiu), piramidė taip pat atrodys kaip trikampis su plačiu pagrindu, siaurėjančiu į viršų. Tačiau yra reikšmingų šios taisyklės išimčių. Pavyzdžiui, jūrose žolėdžių zooplanktono biomasė yra žymiai (kartais 2–3 kartus) didesnė nei fitoplanktono, kurį daugiausia sudaro vienaląsčiai dumbliai, biomasė. Tai paaiškinama tuo, kad zooplanktonas labai greitai suėda dumblius, tačiau nuo visiško suėsimo juos apsaugo labai didelis jų ląstelių dalijimosi greitis.

Apskritai sausumos biogeocenozėms, kuriose gamintojai yra dideli ir gyvena gana ilgai, būdingos gana stabilios piramidės su plačiu pagrindu. Vandens ekosistemose, kur gamintojai yra mažo dydžio ir jų gyvavimo ciklas trumpas, biomasės piramidė gali būti apversta arba apversta (su galu nukreipta žemyn). Taigi ežeruose ir jūrose augalų masė vartotojų masę viršija tik žydėjimo laikotarpiu (pavasarį), o likusiu metų laiku gali susidaryti priešinga situacija.

Skaičių ir biomasės piramidės atspindi sistemos statiką, tai yra, apibūdina organizmų skaičių arba biomasę tam tikru laikotarpiu. Jie nesuteikia visos informacijos apie trofinę ekosistemos struktūrą, nors leidžia išspręsti daugybę praktinių problemų, ypač susijusių su ekosistemų tvarumo palaikymu.

Skaičių piramidė leidžia, pavyzdžiui, apskaičiuoti leistiną žuvų sugavimo ar gyvūnų iššaudymą medžioklės sezono metu be pasekmių normaliam jų dauginimuisi.

energijos piramidės- rodo energijos srauto arba našumo kiekį nuosekliais lygiais (5 pav.).

Priešingai nei skaičių ir biomasės piramidės, atspindinčios sistemos statiką (organizmų skaičių tam tikru momentu), energijos piramidė, atspindinti maisto masės (energijos kiekio) judėjimo greitį. kiekvienas trofinis maisto grandinės lygis suteikia išsamiausią bendruomenių funkcinės organizacijos vaizdą.

Šios piramidės formai įtakos neturi individų dydžio ir medžiagų apykaitos greičio pokyčiai, o jei bus atsižvelgta į visus energijos šaltinius, piramidė visada turės tipišką išvaizdą su plačiu pagrindu ir smailėjančia viršūne. Statant energijos piramidę prie jos pagrindo dažnai pridedamas stačiakampis, rodantis saulės energijos antplūdį.

1942 metais amerikiečių ekologas R. Lindemanas suformulavo energijos piramidės dėsnį (10 procentų dėsnį), pagal kurį vidutiniškai apie 10% energijos, gautos ankstesniame ekologinės piramidės lygyje, praeina iš vienos trofinės dalies. lygį per maisto grandines į kitą trofinį lygį. Likusi energijos dalis prarandama šiluminės spinduliuotės, judėjimo ir kt. Dėl medžiagų apykaitos procesų organizmai kiekvienoje maisto grandinės grandyje praranda apie 90% visos energijos, kuri išleidžiama gyvybinėms funkcijoms palaikyti.

Jei kiškis suvalgė 10 kg augalinės medžiagos, tai negyvas svoris gali padidėti 1 kg. Lapė ar vilkas, suėdęs 1 kg kiškio mėsos, savo masę padidina tik 100 g Sumedėjusiuose augaluose ši dalis yra daug mažesnė dėl to, kad organizmai blogai pasisavina medieną. Žolėms ir jūros dumbliams ši vertė yra daug didesnė, nes jie neturi sunkiai virškinamų audinių. Tačiau bendras modelis išlieka energijos perdavimo procesas: daug mažiau jos praeina per viršutinius trofinius lygius nei per žemesniuosius.