Пирамиды биомассы и энергетические пирамиды - это два типа экологической «инфографики», используемой учеными для представления взаимосвязей между элементами в пищевой цепи. Ученые могут использовать эти виды биологических пирамид для определения здоровья популяций растений и животных, используя изображения для представления конкретных измерений частей экосистемы.

Трофические уровни и пирамиды

«Трофические уровни» - это единицы, которые биологи визуализируют в экологических пирамидах. Трофический уровень - это место, которое организм (растение или животное) занимает в пищевой цепи - другими словами, что он ест и что ест. Самый низкий уровень занимают растения, которые получают энергию непосредственно от солнца - например, трава. Следующий уровень занят травоядными, такими как кролики, которые едят траву. Верхние уровни заняты плотоядными животными, которые питаются животными на более низких трофических уровнях. Поскольку каждый уровень получает энергию от уровня ниже его, вы можете сказать, что он «опирается» на уровень ниже. Это то, что делает пирамиду таким ценным инструментом для изображения сложных экосистем в простых, понятных изображениях.

Пирамиды биомассы

«Биомасса» - это расчетная совокупная сухая масса всех растений или животных в популяции. Например, вы можете рассчитать приблизительную площадь земли, покрытой травой в экосистеме, которую вы изучаете, оценить массу всей травы в одном квадратном метре и экстраполировать, чтобы вычислить массу всей травы в этой экосистеме. Вы сделали бы то же самое для массы популяции кроликов, которые питаются травой, и для каждого более высокого трофического уровня, который питается кроликами.

Чтобы представить эту экосистему в виде пирамиды биомассы, вы должны показать столбец или блок, представляющий массу травы (в граммах, килограммах или другом приемлемом измерении для массы); пропорционально меньший блок, представляющий массу кроликов, опирающихся на первый блок; и пропорционально меньшие блоки, представляющие хищников более высокого уровня, сложенных выше тех. Результатом будет «пирамида», показывающая биомассу каждого трофического уровня, так что вы можете напрямую сравнить каждый трофический уровень с любым другим.

Энергетические пирамиды

Энергетические пирамиды используют тот же тип графического представления, но вместо измерения биомассы они показывают поток энергии в экосистеме или сообществе. Каждый уровень пирамиды показывает полосу или блок, который представляет количество энергии, которую трофический уровень получает, съедая членов уровня ниже него. Энергия теряется на каждом уровне, поэтому (как и в случае с пирамидами биомассы) верхние уровни меньше, чем нижние, что приводит к классической форме «пирамиды».

Перенос энергии в экосистемах

Согласно веб-сайту Annenberg Learner, до 90 процентов энергии, поступающей на один шаг пищевой цепи, теряется до того, как оставшиеся 10 процентов переходят на следующий трофический уровень. Энергия, которую потребляет любой организм, приводит в действие жизненные процессы (а некоторые теряются для мира в виде тепла), поэтому имеет смысл, что животное передает лишь небольшое количество энергии, которую оно съело, животному, которое его ест.

Чем больше шагов между производителями растений внизу и хищниками высшего порядка наверху, тем больше энергии теряется при подъеме вверх по пирамиде. Эта потеря энергии также объясняет, почему пирамиды биомассы обычно сохраняют классическую форму пирамиды - потеря энергии означает, что более низкие трофические уровни могут поддерживать только небольшое количество хищников наверху, поэтому общая биомасса на более высоких уровнях меньше, чем среди производителей в пирамиде база.