Екологія - Потіш Л.А. - 5.5. Екологічна піраміда. Піраміди мас, чисел та енергії

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. В подальшому дане твердження Елтона неодноразово перевірялось і підтверджувалось. Сьогодні даний висновок більше відомий як "піраміда Елтона", оскільки схематичне зображення даної закономірності має форму піраміди (рис. 5.5).

Подальший аналіз енергетичних зв'язків в екосистемі показав, що встановлена "пірамідальна" закономірність має своє відображення і при оцінці параметрів біомаси та енергії (табл. 5.2).

Таблиця 5.2 Порівняння трофічних рівнів за чисельністю, біомасою та продуктивністю (Уіттекер, 1971)

Отже, існує три типи пірамід:піраміда чисел, піраміда мас та піраміда енергії (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Піраміди чисел, мас та енергії

Концепція потоку енергії дає можливість не тільки порівнювати екосистеми між собою, але й пропонує спосіб оцінювання відносної ролі популяцій в них. Піраміда енергії дала найповніше уявлення про функціональну організацію угруповань, оскільки кількість і маса організмів, які може підтримувати певний рівень за тих чи інших умов, залежать не від наявної в даний момент, на попередньому рівні фіксованої енергії, а від швидкості продукування поживи. На противагу пірамідам чисел і маси, що відображають статику системи, тобто кількість маси в даний момент, піраміда енергії подає картину швидкостей проходження поживи через ланцюг живлення. К). Одум (1986) на підставі аналізу пірамід усіх трьох типів сформулював екологічне правило: дані піраміди чисел приводять до перебільшення ролі малих організмів, а дані піраміди мас — великих. У малих організмів більш інтенсивний метаболізм, а тому лише потік енергії є найбільш придатним показником для порівняння будь-якого компонента з іншим і всіх компонентів між собою. Трофічні рівні консументів досліджені мало. Ефективність ланцюга живлення незначно змінюється при переході від одного рівня до іншого, значення його близьке 10%. На кожному ступені піраміди втрачається велика кількість енергії. Рослини вловлюють дуже невелику частину радіації, і дуже мала часточка нової тканини, виробленої на певному ступені, є джерелом живлення наступного рівня організмів. Внаслідок колосальної втрати енергії на кожному рівні, піраміда чисел рідко складається більш як з п'яти трофічних рівнів. Найефективніший кінцевий ступінь піраміди — найбільші тварини. Вартість цієї ефективності — дуже значна втрата енергії.

Будова ланцюгів живлення визначається існуванням серед консументів тварин різних груп, що різняться за кількістю і складом кормів, які вони споживають. Це — стенофаги і поліфаги. Стенофаги живляться обмеженою кількістю видів кормів. Так, гусениці капустянки живляться лише рослинами з родини хрестоцвітих. Крайнім виразом стенофагії є монофагія (людська аскарида, малярійний плазмодій, низка рослиноїдних безхребетних, які живляться одним видом рослин).

Поліфаги мають різноманітну поживу (рослинну і тваринну). Це олені, гризуни, кішки, леви, тигри, комахоїдні птахи. Крайній вираз поліфагів — еврифагія (всеїдність). Це — бурий ведмідь, хом'як, борсук, дикий кабан та ін. Серед поліфагів є певна спеціалізація. Це є характерною особливістю тварин — мешканців певного біоценозу. Вона ослаблює конкуренцію і дає можливість уживатися великій групі тварин.

У процесі спеціалізації ряд тварин сильно відхилилися від близьких форм. Виникли групи тварин, які живляться екскрементами — капрофаги, трупами тварин — некрофаги і т.д. Із спеціалізацією живлення пов'язані і способи добування та сприймання їжі. Серед рослиноїдних форм є сисні, гризуни, лизуни та інші. Твариноїдні розрізняються за способами полювання: одні тварини вистежують свою жертву, інші — доганяють, переслідують, треті — викопують з нір. Птахи беруть здобич на льоту, на землі, дістають з-під кори, щілин тощо.