Definicja piramidy ekologicznej
Piramida ekologiczna to graficzna reprezentacja relacji między różnymi organizmami w ekosystemie. Każdy ze słupków składających się na piramidę reprezentuje inny poziom troficzny, a ich kolejność, zależna od tego, kto kogo zjada, reprezentuje przepływ energii. Energia porusza się w górę piramidy, zaczynając od producentów pierwotnych lub autotrofów, takich jak rośliny i glony na samym dole, a następnie konsumentów pierwotnych, którzy żywią się tymi roślinami, następnie konsumentów wtórnych, którzy żywią się konsumentami pierwotnymi, i tak na. Wysokość słupków powinna być taka sama, ale szerokość każdego słupka zależy od wielkości mierzonego aspektu.
Typy piramid ekologicznych
Piramida liczb
Pokazuje liczbę organizmów na każdym poziomie troficznym bez uwzględnienia ich wielkości. Ten typ piramidy może być wygodny, ponieważ liczenie jest często prostym zadaniem i można je wykonywać przez lata, aby obserwować zmiany w określonym ekosystemie. Jednak niektóre typy organizmów są trudne do policzenia, zwłaszcza jeśli chodzi o niektóre formy młodociane. Jednostka: liczba organizmów.
Piramida biomasy
Wskazuje całkowitą masę organizmów na każdym poziomie troficznym . Zwykle piramida tego typu jest największa na dole i maleje w górę, ale istnieją wyjątki. Biomasę jednego poziomu troficznego oblicza się mnożąc liczbę osobników na poziomie troficznym przez średnią masę jednego osobnika na danym obszarze. Ten rodzaj piramidy ekologicznej rozwiązuje niektóre problemy piramidy liczb, ponieważ pokazuje dokładniejsze przedstawienie ilości energii zawartej na każdym poziomie troficznym, ale ma swoje własne ograniczenia. Na przykład pora roku, w której gromadzone są dane, jest bardzo ważna, ponieważ różne gatunki mają różne okresy lęgowe. Ponadto, ponieważ zwykle niemożliwe jest zmierzenie masy każdego organizmu, pobierana jest tylko próbka, co może prowadzić do niedokładności. Jednostka: g · m-2 lub Kg · m-2.
Piramida produktywności
Piramida produktywności przedstawia całkowitą ilość energii obecną na każdym poziomie troficznym, a także utrata energii między poziomami troficznymi. Ponieważ ten typ reprezentacji bierze pod uwagę fakt, że większość energii obecnej na jednym poziomie troficznym nie będzie dostępna dla następnego, jest dokładniejszy niż pozostałe dwie piramidy. Pomysł ten opiera się na prawie dziesięciu procent Lindemana, które stanowi, że tylko około 10% energii na poziomie troficznym zostanie przeznaczone na tworzenie biomasy. Innymi słowy, tylko około 10% energii zostanie przeznaczone na wytworzenie tkanki, takiej jak łodygi, liście, mięśnie itp. Na następnym poziomie troficznym. Reszta jest wykorzystywana do oddychania, polowania i innych czynności lub jest tracona do otoczenia w postaci ciepła. Ciekawe jest jednak to, że toksyny są bardzo wydajnie przepuszczane przez piramidę, co oznacza, że gdy wspinamy się w górę piramidy ekologicznej, ilość szkodliwych chemikaliów jest coraz bardziej skoncentrowana w ciałach organizmów. To właśnie nazywamy biomagnifikacją.
Piramida produktywności jest najpowszechniej stosowanym typem piramidy ekologicznej i, w przeciwieństwie do dwóch innych typów, nigdy nie może być największa na wierzchołku, a najmniejsza na dole. To ważny rodzaj piramidy ekologicznej, ponieważ bada przepływ energii w ekosystemie w czasie. Jednostka: J m-2 rok-1, gdzie dżul to jednostka energii, którą można zamieniać na inne jednostki energii, takie jak kilodżul, kilokaloria i kaloria.
Podczas gdy piramida produktywności zawsze przybiera kształt pionowej piramidy, piramidy liczb są czasami odwrócone lub w ogóle nie przybierają kształtu rzeczywistej piramidy. Aby to zademonstrować, weźmy dąb, który może wykarmić miliony dębników. Jeśli uznamy, że skupiamy się na tym ekosystemie, poziom producentów (jedno drzewo) będzie znacznie niższy niż poziom konsumentów pierwotnych (miliony owadów). Jest to mniej prawdopodobne w piramidach biomasy, ale nie jest niemożliwe. Poniższe piramidy pokazują różne typy piramid i kształty, jakie mogą mieć w różnych ekosystemach.
Przykłady piramid ekologicznych
Poniższy diagram jest przykładem piramidy produktywności, zwanej inaczej piramidą energetyczną. Na tym diagramie zostało uwzględnione słońce, ponieważ jest głównym źródłem wszelkiej energii, podobnie jak czynniki rozkładające, takie jak bakterie i grzyby, które mogą pozyskiwać składniki odżywcze i energię ze wszystkich poziomów troficznych, rozkładając martwe lub rozkładające się organizmy. Jak pokazano, składniki odżywcze następnie wracają do gleby i są pobierane przez rośliny.
Utrata energii otoczenie jest również pokazane na tym diagramie i obliczono całkowity transfer energii.Rozpoczynamy od całkowitej ilości energii, jaką zawierają pierwotni wytwórcy, która jest wskazywana w 100%. Kiedy przechodzimy o jeden poziom wyżej, 90% tej energii jest wykorzystywane w inny sposób niż do tworzenia ciała. To, co otrzymują pierwotni odbiorcy, to tylko 10% energii początkowej, a 10% z tych 10% jest tracone podczas transferu na następny poziom. To jest 1% i tak dalej. Drapieżniki na wierzchołku otrzymają wtedy tylko 0,01% energii początkowej! Ta nieefektywność systemu jest powodem, dla którego piramidy produktywności są zawsze ustawione pionowo.
Funkcja piramidy ekologicznej
Piramida ekologiczna nie tylko pokazuje nam wzorce żywieniowe organizmów w różnych ekosystemach, ale może również dać nam wgląd w nieefektywny transfer energii i pokazać wpływ, jaki zmiana liczby na jednym poziomie troficznym może mieć na poziomy troficzne powyżej i poniżej niego. Ponadto, gdy dane są gromadzone na przestrzeni lat, wpływ zmian zachodzących w środowisku na organizmy można zbadać poprzez porównanie danych. Jeśli okaże się, że warunki ekosystemu pogarszają się z biegiem lat z powodu zanieczyszczenia lub nadmiernego polowania przez ludzi, można podjąć działania, aby zapobiec dalszym szkodom i ewentualnie odwrócić niektóre z obecnych szkód.
- Poziom troficzny – Pozycja, jaką zajmuje organizm w łańcuchu pokarmowym lub piramidzie ekologicznej, np. Producent lub konsument pierwotny. Wiele zwierząt żeruje na kilku różnych poziomach troficznych.
- Gatunek – grupa organizmów, które wykazują wspólne cechy i mogą rozmnażać się między sobą w celu wytworzenia płodnego potomstwa.
- Ekosystem – społeczność współzależnego życia organizmy w połączeniu z otaczającymi je nieożywionymi elementami. Sposób, w jaki żywe organizmy i środowisko fizyczne oddziałują na siebie, polega na wymianie składników odżywczych i energii.
- Sieć pokarmowa – system łańcuchów pokarmowych, które są ze sobą powiązane. W przeciwieństwie do łańcuchów pokarmowych organizm w sieci pokarmowej może zajmować kilka różnych poziomów troficznych.
Quiz
1. Dlaczego tak niezwykłe jest występowanie dużej liczby organizmów na szczycie piramidy ekologicznej?
A. Zwierzęta na szczycie piramidy są największe.
B. Zwierzęta na szczycie mają krótsze życie.
C. Ilość energii dostępna w momencie osiągnięcia szczytu piramidy nie wystarcza, aby utrzymać wiele osób.
D. Ludzie są najbardziej zainteresowani polowaniem na zwierzęta znajdujące się na najwyższym poziomie piramidy ekologicznej.
2. Biomasa ekosystemu to:
A. Całkowita energia żywych i nieożywionych składników ekosystemu.
B. Całkowita energia organizmów żywych w ekosystemie.
C. Całkowita masa żywych i nieożywionych elementów ekosystemu.
D. Całkowita masa organizmów żywych w ekosystemie.
3. Jeśli producenci w piramidzie ekologicznej mają łącznie 80000 Kcal energii, które z poniższych stwierdzeń byłoby prawdziwe?
A. Odbiorcy wtórni mieliby łącznie 80 Kcal energii.
B. Trzeci odbiorcy mieliby łącznie 8 Kcal energii.
C. Odbiorcy wtórni mieliby łącznie 80000 kcal energii.
D. Trzeci odbiorcy mieliby łącznie 80 kcal energii.