Харчові ланцюги та екологічні піраміди

Всі названі групи організмів в будь-якій екосистемі тісно взаємодіють між собою,узгоджуючи потоки речовин і енергії.Прослідковуючи харчові взаємовідносини між членами біоценозу, можна побудувати харчові ланцюги і харчові сітки харчування різних організмів. Завдяки певній послідовності харчових відносин розрізняють окремі трофічні рівні переносу речовин і енергії в екосистемі, пов’язані з харчуванням певної групи організмів. Так І трофічний рівень утворюють  продуценти (рослини, зелені водорості), ІІ – первинні консументи – фітофаги (більшість комах, птахи, молюски, ракоподібні, паразити рослин), ІІІ – вторинні консументи – зоофаги (хижаки або паразити.) До редуцентів належать сапрофіти (бактерії та гриби) і детритофаги.

Кількісні оцінки трофічних рівнів екосистеми вказують на наявність певної закономірності у відповідності нижчого трофічного рівня відносно іншого. Ч. Елтон встановив: кількість особин, що утворюють послідовний ланцюг, невпинно зменшується. Сьогодні даний висновок більше відомий як «піраміда Елтона», оскільки схематичне зображення даної закономірності має форму піраміди.

Харчові сітки служать основою для побудови екологічних пірамід чисельності, біомас та енергії. Найпростішими з них є піраміди чисельності, які відображають кількість організмів на кожному трофічному рівні. Для зручності аналізу ці кількості відображаються прямокутниками, довжина яких пропорційна кількості організмів, які мешкають в досліджуваній екосистемі, або логарифму цієї кількості. Часто піраміди чисельності будують в розрахунку на одиницю площі або об’єму.

В пірамідах чисельності дерево і колосок враховуються однаково, не дивлячись на їхню масу. Тому більш зручно використовувати піраміди біомаси, які розраховуються не по кількості особин на кожному трофічному рівні, а по їх сумарній масі. Побудова пірамід біомаси – більш складний і тривалий процес.

Піраміди біомаси не відображають енергетичної значності організмів і не враховують швидкість вживання біомаси. Це може приводити до аномалій у вигляді перевернутих пірамід. для цього будують піраміди енергії. Вони показують кількість енергії, яка пройшла через кожний трофічний рівень екосистеми за певний проміжок часу. В основу піраміди енергії часто додають прямокутник, який показує надходження сонячної енергії.

На підставі аналізу пірамід трьох типів Ю. Одум сформулював екологічне правило: дані піраміди чисел приводять до перебільшення ролі малих організмів, а дані піраміди мас – великих. У малих організмі більш інтенсивний метаболізм, а тому лише потік енергії є найбільш придатним показником для порівняння будь-якого компонента з іншим і всіх компонентів між собою.

Правило 10% (правило піраміди енергії Ліндемана): з одного трофічного рівня екологічної піраміди переходить на інший, більш високий її рівень, в середньому близько 10% надходженої на попередній рівень енергії.