46. Экологические пирамиды. Правило Линдемана

Ключевые вопросы

1. Сформулируйте правило Линдемана. В чем суть правила экологической пирамиды? Какие бывают типы экологических пирамид? В чем их особенности?

Правило Линдемана утверждает, что в пастбищных цепях питания переход энергии и вещества от одного трофического уровня к другому составляет в среднем 10 %. Суть правила экологической пирамиды заключается в том, что на каждом трофическом уровне пищевой цепи число особей, их биомасса или количество заключенной в ней энергии уменьшается по мере продвижения к концу цепи питания. Существуют три типа экологических пирамид: пирамиды чисел, биомассы и энергии. Особенности этих пирамид заключаются в том, что пирамида чисел отражает численность особей на каждом трофическом уровне, пирамида биомассы – количество накопленного органического вещества, а пирамида энергии – количество энергии, содержащейся в органическом веществе на каждом уровне.

2. Объясните, почему в экосистеме нельзя применять правило Линдемана для этапов пастбищных цепей, включающих паразитов.

Правило Линдемана неприменимо для этапов пастбищных цепей, включающих паразитов, поскольку паразиты используют готовые питательные вещества хозяина и усваивают их с высокой эффективностью, не затрачивая энергию на процессы переваривания. Это приводит к тому, что в таких цепях не будет соблюдаться правило 10 % перехода энергии и вещества от одного трофического уровня к другому.

Сложные вопросы

1. В пастбищной цепи леса биомасса продуцентов содержит 6,2 ∙ 10⁴ кДж энергии, биомасса консументов второго порядка — 2,2 ∙ 10² кДж энергии. Постройте экологическую пирамиду и рассчитайте, на отстрел какого количества косуль (консументов I порядка) можно выдать лицензию, чтобы соблюдалось правило Линдемана, если в биомассе одной косули сохраняется 200 кДж энергии.

100% / 6/2 ∙ 10⁴ = 10% / x

x = 6/2 ∙ 10³ (фактическая энергия от продуцентов к консументам 1-го порядка)

необходимая энергия (10 %) равна 6.2 ∙ 10²

2.2 ∙ 10² – 6.2 ∙ 10² = -4 ∙ 10² кДж (избыточная энергия)

4 ∙ 10² / 200 = 2 ∙ 10 = 20

Ответ: лицензию можно выдать на отстрел 20 косуль.

2. Объясните, почему в водных экосистемах экологическая пирамида биомассы имеет неправильную форму в конкретный момент, но правильную форму при оценке биомассы за сезон или за год.

В водных экосистемах экологическая пирамида биомассы имеет неправильную форму в конкретный момент из-за того, что биомасса консументов I порядка может быть больше биомассы продуцентов из-за высокой скорости их роста. Однако фитопланктон, являющийся продуцентом, обладает высокой скорость образования продукции, что в итоге за сезон или за год делает их суммарную биомассу больше, чем у консументов I порядка. Таким образом, при оценке биомассы за более длительный период, правило экологической пирамиды соблюдается, и пирамида приобретает правильную форму.