Ekologisen pyramidin määritelmä
Ekologinen pyramidi on graafinen esitys ekosysteemissä olevien eri organismien välisistä suhteista. Jokainen pyramidin muodostavista tankoista edustaa erilaista trofista tasoa, ja niiden järjestys, joka perustuu siihen, kuka syö mitä, edustaa energian virtausta. Energia liikkuu pyramidia ylöspäin alkaen alkutuottajista eli autotrofeista, kuten kasveista ja levistä aivan pohjassa, ja sen jälkeen seuraavat ensisijaiset kuluttajat, jotka ruokkivat näitä kasveja, sitten toissijaiset kuluttajat, jotka ruokkivat alkukuluttajia, ja niin edelleen päällä. Kaikkien pylväiden korkeuden tulisi olla sama, mutta kunkin palkin leveys perustuu mitattavan kuvamäärän määrään.
Ekologisten pyramidien tyypit
Numeropyramidi
Tämä osoittaa organismien lukumäärän kullakin trofisella tasolla ilman, että otetaan huomioon niiden koko. Tämän tyyppinen pyramidi voi olla kätevä, koska laskenta on usein yksinkertainen tehtävä, ja se voidaan tehdä vuosien varrella tietyn ekosysteemin muutosten havainnoimiseksi. Joitakin organismeja on kuitenkin vaikea laskea, varsinkin kun on kyse joistakin nuorten muodoista. Yksikkö: organismien lukumäärä.
Biomassan pyramidi
Tämä osoittaa organismien kokonaismassan kullakin trofisella tasolla . Yleensä tämän tyyppinen pyramidi on alhaalta suurin ja pienenee ylöspäin, mutta poikkeuksia on kuitenkin olemassa. Yhden trofisen tason biomassa lasketaan kertomalla trofisen tason yksilöiden määrä yhden yksilön keskimääräisellä massalla tietyllä alueella. Tämäntyyppinen ekologinen pyramidi ratkaisee joitain numeropyramidin ongelmia, koska se osoittaa tarkemman kuvauksen kunkin trofisen tason sisältämästä energiamäärästä, mutta sillä on omat rajoituksensa. Esimerkiksi ajankohta, jolloin tiedot kerätään, on erittäin tärkeä, koska eri lajeilla on erilaiset pesimisajat. Koska jokaisen organismin massaa on yleensä mahdotonta mitata, otetaan vain näyte, mikä saattaa johtaa epätarkkuuksiin. Yksikkö: g m-2 tai Kg m-2.
Tuottavuuden pyramidi
Tuottavuuden pyramidi tarkastelee kullakin trofisella tasolla läsnä olevan energian kokonaismäärää sekä energian menetys trofisten tasojen välillä. Koska tämän tyyppisessä esityksessä otetaan huomioon se tosiasia, että suurin osa yhdellä trofisella tasolla olevasta energiasta ei ole käytettävissä seuraavaa varten, se on tarkempi kuin kaksi muuta pyramidia. Tämä ajatus perustuu Lindemanin kymmenen prosentin lakiin, jonka mukaan vain noin 10% trofisen tason energiasta menee kohti biomassan luomista. Toisin sanoen vain noin 10% energiasta menee kudoksen, kuten varsien, lehtien, lihasten jne., Valmistamiseen seuraavalla trofisella tasolla. Loppuosa käytetään hengitykseen, metsästykseen ja muuhun toimintaan, tai se häviää ympäristölle lämpönä. Mielenkiintoista on kuitenkin se, että toksiinit kulkeutuvat pyramidiin erittäin tehokkaasti, mikä tarkoittaa, että kun nousemme ekologiseen pyramidiin, haitallisten kemikaalien määrä keskittyy yhä enemmän organismien elimistöön. Tätä kutsutaan biomagnifikaatioksi.
Tuottavuuspyramidi on yleisimmin käytetty ekologisen pyramidin tyyppi, ja toisin kuin kaksi muuta tyyppiä, se ei voi koskaan olla korkein kärjessä ja pienin alareunassa. Se on tärkeä tyyppi ekologista pyramidia, koska se tutkii energian virtausta ekosysteemissä ajan myötä. Yksikkö: J m-2 yr-1, jossa Joule on energian yksikkö, joka voidaan vaihtaa muihin energiayksiköihin, kuten Kilojoule, Kilokalori ja kalori.
Vaikka tuottavuuspyramidi on aina pystysuoran pyramidin muotoinen, numeropyramidit ovat joskus päinvastaisia tai eivät ole lainkaan todellisen pyramidin muotoja. Otetaan esimerkkinä tammipuu, joka voi ruokkia miljoonia tammimatoja. Jos pidämme tätä ekosysteemiä painopisteenämme, tuottajien taso (yksi puu) on paljon pienempi kuin ensisijaisten kuluttajien taso (miljoonat hyönteiset). Tätä tapahtuu vähemmän todennäköisesti biomassapyramideissa, mutta se ei ole mahdotonta. Alla olevat pyramidit esittävät erityyppisiä pyramideja ja niiden muotoja eri ekosysteemeissä.
Esimerkkejä ekologisista pyramideista
Alla oleva kaavio on esimerkki tuottavuuspyramidista, jota kutsutaan myös energiapyramidiksi. Aurinko on sisällytetty tähän kaavioon, koska se on kaiken energian päälähde, kuten myös hajottajat, kuten bakteerit ja sienet, jotka voivat hankkia ravinteita ja energiaa kaikilta trofisilta tasoilta hajottamalla kuolleita tai hajoavia organismeja. Kuten on esitetty, ravinteet palaavat sitten takaisin maaperään ja kasvit vievät ne talteen.
Energian menetys Ympäristö näkyy myös tässä kaaviossa, ja kokonaisenergiansiirto on laskettu.Aloitetaan alkutuottajien energian kokonaismäärästä, joka ilmaistaan 100%. Kun nousemme yhtä tasoa ylöspäin, 90% energiasta käytetään muilla tavoin kuin lihan luomiseen. Ensisijaisten kuluttajien lopputulos on vain 10% lähtöenergiasta, ja 10% siitä 10% menetetään siirtyessä seuraavalle tasolle. Se on 1% ja niin edelleen. Sitten kärjessä olevat saalistajat saavat vain 0,01% lähtöenergiasta! Tämä järjestelmän tehottomuus on syy, miksi tuottavuuspyramidit ovat aina pystyssä.
Ekologisen pyramidin toiminta
Ekologinen pyramidi ei ainoastaan näytä meille eri ekosysteemien organismien ruokintamalleja, vaan voi myös antaa meille käsityksen siitä, kuinka tehokas energiansiirto on, ja näyttää, kuinka lukumuutoksella yhdellä trofisella tasolla voi olla vaikutusta sen ylä- ja alapuolella oleviin trofisiin tasoihin. Kun tietoja kerätään vuosien varrella, ympäristössä tapahtuvien muutosten vaikutuksia organismeihin voidaan tutkia vertaamalla tietoja. Jos ekosysteemin olosuhteiden havaitaan pahenevan vuosien varrella ihmisten aiheuttaman pilaantumisen tai metsästyksen vuoksi, voidaan ryhtyä toimiin uusien vahinkojen estämiseksi ja mahdollisesti nykyisten vahinkojen korjaamiseksi.
- Trofinen taso – Asema, jonka organismi on elintarvikeketjussa tai ekologisessa pyramidissa, kuten tuottaja tai ensisijainen kuluttaja. Monet eläimet ruokkivat useilla eri trofisilla tasoilla.
- Laji – Ryhmä organismeja, joilla on yhteisiä ominaisuuksia ja jotka voivat lisääntyä keskenään tuottamaan hedelmällisiä jälkeläisiä.
- Ekosysteemi – keskinäisen riippuvaisen elämän yhteisö organismeja yhdessä niitä ympäröivien elottomien elementtien kanssa. Elävien organismien ja fyysisen ympäristön vuorovaikutus tapahtuu ravinteiden ja energian vaihdon avulla.
- Ruokaverkko – ravintoketjujen järjestelmä, joka on lukittu toisiinsa. Toisin kuin ruokaketjuissa, ruokaverkon organismi voi olla useilla eri trofisilla tasoilla.
Tietokilpailu
1. Miksi on epätavallista, että suuri määrä organismeja on läsnä ekologisen pyramidin huipulla?
A. Pyramidin huipulla olevat eläimet ovat suurimpia.
B. Yläosassa olevien eläinten elämä on lyhyempi.
C. Pyramidin huipun saavuttamiseen mennessä käytettävissä oleva energiamäärä ei riitä ylläpitämään monia ihmisiä.
D. Ihmisiä kiinnostaa eniten metsästys eläimillä, jotka ovat ekologisen pyramidin ylimmällä tasolla.
2. Ekosysteemin biomassa on:
A. Ekosysteemin elävien ja elämättömien komponenttien kokonaisenergia.
B. Elävien organismien kokonaisenergia ekosysteemissä.
C. Ekosysteemin elävien ja elämättömien osien kokonaismassa.
D. Elävien organismien kokonaismäärä ekosysteemissä.
3. Jos ekologisen pyramidin tuottajilla on yhteensä 80000 Kcal energiaa, mikä seuraavista olisi totta?
A. Toissijaisilla kuluttajilla olisi yhteensä 80 Kcal energiaa.
B. Tertiäärisillä kuluttajilla olisi yhteensä 8 Kcal energiaa.
C. Toissijaisilla kuluttajilla olisi yhteensä 80000 Kcal energiaa.
D. Tertiäärisillä kuluttajilla olisi yhteensä 80 Kcal energiaa.