Экологические пирамиды

18 Ноя. 2008 - 01:37 | Автор: Victor

В результате трофических взаимодействий различных особей в экосистеме создается определенная трофическая структура. Ее можно выразить в виде экологических пирамид, основанием которых является первый трофический уровень (уровень продуцентов), а последующие этажи и вершину образуют последующие уровни. Экологические пирамиды можно отнести к трем основным типам:

Пирамиды численности, которые отражают численность отдельных организмов;
Пирамиды биомасс, характеризующихобщуюмассуособей каждоготрофического уровня;
Пирамиды продукции, характеризующие продукцию каждого трофического уровня.

Пирамиды численности, как правило, наименее информативны и показательны, поскольку численность организмов одного трофического уровня в экосистеме в значительной степени зависит от их размеров. Например, масса одной лисицы равна массе нескольких сотен мышей.
Обычно численность гетеротрофных организмов в экосистеме выше, чем автотрофных. На одном дереве (первый трофический уровень) может кормиться до нескольких тысяч насекомых (второй трофический уровень). С повышением трофического уровня гетеротрофных организмов средние размеры особей находящихся на нем обычно повышаются, а их численность снижается. Поэтому пирамиды численности в экосистемах часто имеют вид «новогодней елки».

Пирамиды биомасс гораздо лучше выражают соотношения между разными трофическими уровнями экосистемы. В целом, биомасса более низких уровней превышает биомассу более высоких. Однако из этого правила имеются существенные исключения. Например, в морях биомасса растительноядного зоопланктона существенно (иногда в 2 – 3 раза) больше биомассы фитопланктона, представленного преимущественно одноклеточными водорослями. Это объясняется тем, что водоросли очень быстро выедаются зоопланктоном, но от полного выедания их предохраняет очень высокая скорость деления их клеток.

Наиболее полное представление о функциональной организации экосистем дают пирамиды продукций. При этом величины продукций каждого трофического уровня лучше представлять в единых единицах измерения, лучше всего в энергетических. В таком случае пирамиды продукций будут являться пирамидами энергий.
В противоположность пирамидам численности и биомассы, отражающим статику системы (т.е. характеризующим количество организмов в данный момент времени), пирамиды продукции характеризуют скорости прохождения энергии пищи по трофическим цепям. Если правильно учтены все величины поступления и расхода энергии в трофической цепи, то в соответствии со вторым законом термодинамики пирамиды продукции всегда будут иметь правильную форму.

Численность и биомасса организмов, которые может поддерживать какой-либо уровень в тех или иных условиях зависит не от количества фиксированной энергии, имеющейся в данный момент на предыдущем уровне (т.е. от биомассы последнего), а от скорости продуцирования пищи на нем.

Одним из важнейших показателей, характеризующих продукционные возможности организмов, является Р/B-коэффициент, или отношение продукции (Р) какого-либо вида или даже всего трофического уровня к биомассе (В) этого вида или трофического уровня.
Р/B-коэффициенты рассчитываются для определенного периода времени, обычно за сутки, месяц, сезон вегетации, год и т.д., поэтому они имеют размерность соответственно сутки-1, месяц-1, год-1 и т.д. При их расчетах необходимо, чтобы значения продукции и биомассы были выражены в одинаковых единицах измерения. В качестве биомассы берут ее минимальное, максимальное, но чаще среднее значение за период времени, для которого производится расчет.
Одним из важнейших показателей продукционных возможностей организмов является среднесуточный Р/B-коэффициент, или удельная продукция.

С увеличением массы организмов их Р/B-коэффициенты быстро снижаются.
С повышением трофического уровня происходит быстрое снижение продукции организмов и их Р/B-коэффициентов. Это в основном обусловлено тем, что средние размеры гетеротрофных организмов на последующем трофических уровнях выше, чем на предыдущем.