Пирамиды биомассы и энергетические пирамиды - это два типа экологической «инфографики», используемые учеными для представления взаимосвязей между элементами пищевой цепи. Ученые могут использовать эти виды биологических пирамид для определения здоровья популяций растений и животных, используя изображения для представления конкретных измерений частей экосистемы.
Трофические уровни и пирамиды
«Трофические уровни» - это единицы, которые биологи визуализируют в экологических пирамидах. Трофический уровень - это место, которое организм (растение или животное) занимает в пищевой цепи, другими словами, что он ест и что ест. Самый нижний уровень занимают растения, которые получают энергию напрямую от солнца - например, трава. Следующий уровень занят травоядными животными, например кроликами, которые едят траву. Верхние уровни заняты плотоядными животными, которые питаются животными нижних трофических уровней. Поскольку каждый уровень получает энергию от уровня ниже, вы можете сказать, что он «отдыхает» на уровне ниже. Вот что делает пирамиду таким ценным инструментом для изображения сложных экосистем в простых и понятных изображениях.
Пирамиды из биомассы
«Биомасса» - это расчетная совокупная сухая масса всех растений или животных в популяции. Например, вы можете рассчитать приблизительную площадь земли, покрытую травой, в экосистеме, которую вы изучаете, оцените массу всей травы в одном квадратном метре и экстраполируйте, чтобы вычислить массу всей травы в этом экосистема. Вы бы сделали то же самое с массой популяции кроликов, которые поедают траву, и с каждым более высоким трофическим уровнем, поедающим кроликов.
Чтобы представить эту экосистему в виде пирамиды биомассы, вы должны показать полосу или блок, представляющий массу травы (в граммах, килограммах или другом приемлемом измерении массы); пропорционально меньший блок, представляющий массу кроликов, покоящихся на первом блоке; и пропорционально меньшие блоки, представляющие хищников более высокого уровня, располагаются над ними. Результатом будет «пирамида», показывающая биомассу каждого трофического уровня, чтобы вы могли напрямую сравнивать каждый трофический уровень друг с другом.
Энергетические пирамиды
Энергетические пирамиды используют такое же графическое представление, но вместо измерения биомассы они показывают поток энергии в экосистеме или сообществе. Каждый уровень пирамиды показывает полосу или блок, который представляет количество энергии, которое трофический уровень получает, поедая членов уровня ниже него. Энергия теряется на каждом уровне, поэтому (как и в случае с пирамидами биомассы) верхние уровни меньше нижних, что приводит к классической форме «пирамиды».
Передача энергии в экосистемах
Согласно веб-сайту Annenberg Learner, до 90 процентов энергии, поступающей на одну ступень пищевой цепи, теряется до того, как оставшиеся 10 процентов переходят на следующий трофический уровень. Энергия, потребляемая любым организмом, приводит в действие жизненные процессы (а некоторая часть теряется для мира в виде тепла), поэтому он производит ощущение, что животное передает только небольшое количество энергии, которое оно съело, животному, которое его ест.
Чем больше шагов между производителями растений внизу и хищниками более высокого порядка наверху, тем больше энергии теряется при подъеме по пирамиде. Эта потеря энергии также объясняет, почему пирамиды биомассы обычно сохраняют классическую форму пирамиды - потеря энергии означает, что более низкие трофические уровни могут поддерживают только небольшое количество хищников наверху, поэтому общая биомасса на более высоких уровнях меньше, чем среди производителей на пирамиде база.