Definition der ökologischen Pyramide
Eine ökologische Pyramide ist eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen verschiedenen Organismen in einem Ökosystem. Jeder der Balken, aus denen die Pyramide besteht, repräsentiert eine andere trophische Ebene, und ihre Reihenfolge, die darauf basiert, wer wen isst, repräsentiert den Energiefluss. Energie steigt die Pyramide hinauf, beginnend mit den Primärproduzenten oder Autotrophen wie Pflanzen und Algen ganz unten, gefolgt von den Primärverbrauchern, die sich von diesen Pflanzen ernähren, und den Sekundärverbrauchern, die sich von den Primärverbrauchern ernähren, und so weiter auf. Die Höhe der Balken sollte alle gleich sein, aber die Breite jedes Balkens basiert auf der Menge des gemessenen Aspekts.
Arten ökologischer Pyramiden
Pyramide der Zahlen
Dies zeigt die Anzahl der Organismen in jeder trophischen Ebene ohne Berücksichtigung ihrer Größe. Diese Art von Pyramide kann praktisch sein, da das Zählen oft eine einfache Aufgabe ist und über die Jahre durchgeführt werden kann, um die Veränderungen in einem bestimmten Ökosystem zu beobachten. Einige Arten von Organismen sind jedoch schwer zu zählen, insbesondere wenn es um einige jugendliche Formen geht. Einheit: Anzahl der Organismen.
Pyramide der Biomasse
Dies gibt die Gesamtmasse der Organismen auf jeder trophischen Ebene an . Normalerweise ist diese Art von Pyramide unten am größten und wird nach oben hin kleiner, es gibt jedoch Ausnahmen. Die Biomasse einer trophischen Ebene wird berechnet, indem die Anzahl der Individuen in der trophischen Ebene mit der durchschnittlichen Masse eines Individuums in einem bestimmten Gebiet multipliziert wird. Diese Art von ökologischer Pyramide löst einige Probleme der Zahlenpyramide, da sie eine genauere Darstellung der Energiemenge zeigt, die in jeder trophischen Ebene enthalten ist, aber ihre eigenen Grenzen hat. Zum Beispiel ist die Jahreszeit, zu der die Daten gesammelt werden, sehr wichtig, da verschiedene Arten unterschiedliche Brutzeiten haben. Da es normalerweise unmöglich ist, die Masse jedes einzelnen Organismus zu messen, wird nur eine Probe entnommen, was möglicherweise zu Ungenauigkeiten führt. Einheit: g m-2 oder Kg m-2.
Produktivitätspyramide
Die Produktivitätspyramide betrachtet die auf jeder trophischen Ebene vorhandene Gesamtenergiemenge sowie die Energieverlust zwischen trophischen Ebenen. Da diese Art der Darstellung die Tatsache berücksichtigt, dass der Großteil der auf einer trophischen Ebene vorhandenen Energie für die nächste nicht verfügbar ist, ist sie genauer als die beiden anderen Pyramiden. Diese Idee basiert auf Lindemans Zehn-Prozent-Gesetz, das besagt, dass nur etwa 10% der Energie auf trophischer Ebene für die Erzeugung von Biomasse verwendet werden. Mit anderen Worten, nur etwa 10% der Energie werden für die Herstellung von Gewebe wie Stielen, Blättern, Muskeln usw. in der nächsten trophischen Ebene verwendet. Der Rest wird für Atmung, Jagd und andere Aktivitäten verwendet oder geht als Wärme an die Umgebung verloren. Interessant ist jedoch, dass Toxine sehr effizient durch die Pyramide geleitet werden, was bedeutet, dass die Menge an schädlichen Chemikalien im Laufe des Aufstiegs der ökologischen Pyramide immer mehr im Körper der Organismen konzentriert wird. Dies nennen wir Biomagnifikation.
Die Produktivitätspyramide ist der am häufigsten verwendete Typ einer ökologischen Pyramide und kann im Gegensatz zu den beiden anderen Typen am Scheitelpunkt niemals am größten und am Boden am kleinsten sein. Es ist eine wichtige Art von ökologischer Pyramide, da sie den Energiefluss in einem Ökosystem im Laufe der Zeit untersucht. Einheit: J m-2 yr-1, wobei Joule die Energieeinheit ist, die durch andere Energieeinheiten wie Kilojoule, Kilocalorie und Kalorien ausgetauscht werden kann.
Während eine Produktivitätspyramide immer eine aufrechte Pyramidenform annimmt, werden Zahlenpyramiden manchmal invertiert oder nehmen überhaupt nicht die Form einer tatsächlichen Pyramide an. Nehmen wir zur Demonstration eine Eiche, die Millionen von Eichenwürmern füttern kann. Wenn wir dieses Ökosystem als unseren Fokus betrachten, wird das Niveau der Produzenten (ein Baum) viel kleiner sein als das Niveau der Primärkonsumenten (Millionen von Insekten). Dies ist bei Biomassepyramiden weniger wahrscheinlich, aber nicht unmöglich. Die folgenden Pyramiden zeigen die verschiedenen Arten von Pyramiden und die Formen, die sie in verschiedenen Ökosystemen haben können.
Beispiele für ökologische Pyramiden
Das folgende Diagramm ist ein Beispiel für eine Produktivitätspyramide, die auch als Energiepyramide bezeichnet wird. Die Sonne wurde in dieses Diagramm aufgenommen, da sie die Hauptenergiequelle ist, ebenso wie die Zersetzer wie Bakterien und Pilze, die Nährstoffe und Energie aus allen trophischen Ebenen aufnehmen können, indem sie tote oder verrottende Organismen abbauen. Wie gezeigt, gehen die Nährstoffe dann zurück in den Boden und werden von Pflanzen aufgenommen.
Der Energieverlust an die Die Umgebung ist ebenfalls in diesem Diagramm dargestellt, und die Gesamtenergieübertragung wurde berechnet.Wir beginnen mit der Gesamtenergiemenge, die die Primärproduzenten enthalten, was durch 100% angegeben wird. Wenn wir eine Ebene höher gehen, werden 90% dieser Energie auf andere Weise als zur Erzeugung von Fleisch verwendet. Am Ende haben die Hauptverbraucher nur 10% der Anfangsenergie, und 10% dieser 10% gehen bei der Übertragung auf die nächste Stufe verloren. Das sind 1% und so weiter. Die Raubtiere an der Spitze erhalten also nur 0,01% der Startenergie! Diese Ineffizienz im System ist der Grund, warum Produktivitätspyramiden immer aufrecht stehen.
Funktion der ökologischen Pyramide
Eine ökologische Pyramide zeigt uns nicht nur die Fütterungsmuster von Organismen in verschiedenen Ökosystemen, sondern auch kann uns auch einen Einblick geben, wie ineffizient die Energieübertragung ist, und den Einfluss zeigen, den eine Änderung der Anzahl auf einer trophischen Ebene auf die darüber und darunter liegenden trophischen Ebenen haben kann. Wenn Daten über die Jahre gesammelt werden, können die Auswirkungen der Veränderungen in der Umwelt auf die Organismen durch Vergleich der Daten untersucht werden. Wenn sich die Bedingungen eines Ökosystems im Laufe der Jahre aufgrund von Verschmutzung oder Überjagung durch Menschen verschlechtern, können Maßnahmen ergriffen werden, um weitere Schäden zu verhindern und möglicherweise einen Teil der gegenwärtigen Schäden umzukehren.
- Trophäenstufe – Die Position, die ein Organismus innerhalb einer Nahrungskette oder einer ökologischen Pyramide einnimmt, beispielsweise als Produzent oder Primärverbraucher. Viele Tiere ernähren sich auf verschiedenen trophischen Ebenen.
- Spezies – Eine Gruppe von Organismen, die gemeinsame Merkmale aufweisen und sich untereinander vermehren können, um fruchtbare Nachkommen hervorzubringen.
- Ökosystem – Eine Gemeinschaft von voneinander abhängigen Lebewesen Organismen in Verbindung mit den sie umgebenden nicht lebenden Elementen. Die Interaktion der lebenden Organismen und der physischen Umgebung erfolgt durch den Austausch von Nährstoffen und Energie.
- Nahrungsnetz – Ein System von Nahrungsketten, die miteinander verzahnt sind. Anders als in Nahrungsketten kann ein Organismus in einem Nahrungsnetz mehrere verschiedene trophische Ebenen einnehmen.
Quiz
1. Warum ist es ungewöhnlich, dass eine große Anzahl von Organismen an der Spitze einer ökologischen Pyramide vorhanden ist?
A. Die Tiere an der Spitze der Pyramide sind die größten.
B. Tiere an der Spitze haben ein kürzeres Leben.
C. Die Menge an Energie, die verfügbar ist, wenn die Spitze der Pyramide erreicht ist, reicht nicht aus, um viele Menschen zu ernähren.
D. Menschen sind am meisten daran interessiert, Tiere zu jagen, die sich auf der obersten Ebene der ökologischen Pyramide befinden.
2. Die Biomasse eines Ökosystems ist:
A. Die Gesamtenergie lebender und nicht lebender Komponenten des Ökosystems.
B. Die Gesamtenergie lebender Organismen in einem Ökosystem.
C. Die Gesamtmasse der lebenden und nicht lebenden Bestandteile des Ökosystems.
D. Die Gesamtmasse lebender Organismen in einem Ökosystem.
3. Wenn die Produzenten in der ökologischen Pyramide insgesamt 80000 Kcal Energie haben, welche der folgenden Aussagen wäre wahr?
A. Die sekundären Verbraucher hätten insgesamt 80 kcal Energie.
B. Die tertiären Verbraucher hätten insgesamt 8 kcal Energie.
C. Die sekundären Verbraucher hätten insgesamt 80000 kcal Energie.
D. Die tertiären Verbraucher hätten insgesamt 80 kcal Energie.