Екологічна піраміда — річ, яка лякає багатьох учнів, поки хтось не пояснить її нормальними словами. Насправді це не якийсь хитрий графік, а просто спосіб показати, як енергія та кількість організмів змінюється від рослин до хижаків. Усі живі істоти в природі — як поверхи будинку. І що вище підіймаємося, то менше мешканців там живе. Що це таке та яке правило екологічної піраміди? Розглянемо в статті.
Що означає поняття екологічна піраміда?
Уяви собі піраміду з кубиків. Внизу — величезна основа, а нагорі — маленький верхівковий кубик. Так само і в природі:
- На першому рівні стоять рослини. Їх багато, вони роблять енергію з сонця.
- На другому рівні — травоїдні. Корови, зайці, гусінь — хто там що їсть. Їх завжди менше, бо щоб виріс один заєць, він має з’їсти купу трави.
- На третьому рівні — хижаки середнього рівня: лисиці, жаби, птахи.
- На самому вершечку — великі хижаки. Їх дуже мало, бо вся система повинна “прогодувати” їхню енергію.
Просте правило екологічної піраміди це: кожен наступний рівень екологічної піраміди має приблизно в 10 разів менше енергії, ніж попередній. Чому так? Бо при кожному переході організм витрачає енергію на: рух, тепло, дихання, просто виживання. І тільки частина переходить далі.
Правило екологічної піраміди: приклади
Уявімо звичайну луку.
1000 кг рослин дають їжу комахам.
Комах багато, але вони малі, тому на наступний рівень переходить десь 100 кг комах.
Цими комахами живляться жаби — і їх буде всього близько 10 кг популяції.
А жаби потрібні для білухи чи лелеки — і таких хижаків вже 1 кг.
Піраміда виходить: 1000 – 100 – 10 – 1.
І виглядає це дуже логічно, якщо просто уявити, скільки треба трави, щоб нагодувати корову, і скільки корів треба, щоб наїлася одна хижа тварина.
Пропонуємо розглянути ще один приклад. У лісі теж цікаво: рослини (кущі, мохи, дерева) → багато; олені та комахи — значно менше; вовки або рисі — одиниці. Вовк ніколи не буде численнішим за оленів, інакше в нього просто не буде кого їсти.
Правило екологічної піраміди: задачі
Щоб краще зрозуміти, що стверджує правило екологічної піраміди, краще звернутися до практичних задач.
Задача 1
На першому рівні екосистеми є 5000 кДж енергії. Скільки приблизно потрапить до другого рівня?
Розв’язання:
Беремо 10% (правило десяти).
5000 × 0,1 = 500 кДж.
Задача 2
Є 100 кг рослинної біомаси. Скільки біомаси може мати популяція первинних хижаків (третій рівень)?
Розв’язання:
1 рівень – 100 кг
2 рівень – 10 кг
3 рівень – 1 кг
Відповідь: 1 кг.
Задача 3
У популяції лисиць — 5 особин. Щоб підтримувати таку кількість, потрібно 50 особин кролів. Скільки умовної “біомаси” трави повинна виробити екосистема, якщо правило переходу енергії — 10%?
Розуміємо:
- лисиці — 3-й рівень;
- кролі — 2-й;
- трава — 1-й.
Кролі мають отримувати 10% енергії від трави.
Отже, щоб “прогодувати” 50 кролів, трава повинна дати в 10 разів більше: 500 одиниць біомаси.
Задачі на правило екологічної піраміди в 9 класі можуть бути пов’язані з різними екосистемами.
Задача про річкову екосистему
У річковій екосистемі:
біомаса водоростей — 600 кг
біомаса дрібних рачків — 70 кг
Чи відповідає це правилу екологічної піраміди?
Якщо працює правило 10%, рачки мали б отримати:
600 × 0.1 = 60 кг
Фактично — 70 кг, тобто трохи більше.
Це можливо, бо в реальних екосистемах частка енергії не завжди рівно 10%.
Відповідь: приблизно відповідає, відхилення допустиме.
Які є типи екологічних пірамід?
Існує три основні типи екологічних пірамід. Вони відрізняються тим, що саме показують: кількість організмів, їхню масу або енергію.
Піраміда чисел – показує, скільки організмів є на кожному рівні харчового ланцюга.
Рослин — дуже багато.
Травоїдних — менше.
Хижаків — зовсім мало.
Іноді ця піраміда може бути неправильною (перевернутою). Наприклад, один дуб може “годувати” сотні гусениць.
Тобто 1 рослина – 300 комах.
Піраміда біомаси – показує загальну масу живої речовини на кожному рівні (в кг, г, тощо). Біомаса зазвичай найбільша в рослин і зменшується до вершини. Наприклад:
1000 кг рослин – 100 кг травоїдних – 10 кг хижаків – 1 кг великих хижаків. У водних екосистемах піраміда може бути перевернута: водоростей мало по масі, але вони швидко відновлюються, тому підтримують великий другий рівень.
Піраміда енергії – показує, скільки енергії передається з рівня на рівень (у кДж або іншій одиниці). Це єдина піраміда, яка завжди правильна (не перевертається). Бо енергія кожного разу зменшується приблизно у 10 разів.
Тобто 10000 кДж – 1000 кДж – 100 кДж – 10 кДж.
Коротко про важливість екологічної піраміди
Піраміда показує, наскільки крихка екосистема. Якщо зникає нижній рівень — наприклад, рослини — все просто валиться. Не буде трави – не буде травоїдних – не буде хижаків.
Так само, якщо з’являється занадто багато хижаків — вони швидко “з’їдають” доступні ресурси.
Тому природа балансує сама, але цей баланс легко зламати: вирубкою лісів, забрудненням, зміною клімату.
Екологічна піраміда — це схема, де видно: чим нижче рівень, тим більше організмів; чим вище — тим менше; енергія падає в 10 разів на кожному переході.
І коли це зрозуміти, вся тема перестає бути “страшною біологією” і стає абсолютно логічною.
