Экологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме.
Схематически изображать эти соотношения предложил американский зоолог Чарльз Элтон в 1927 году.
При схематическом изображении каждый уровень показывают в виде прямоугольника, длина или площадь которого соответствует численным значениям звена пищевой цепи (пирамида Элтона), их массе или энергии. Расположенные в определенной последовательности прямоугольники создают различные по форме пирамиды.
Основанием пирамиды служит первый трофический уровень - уровень продуцентов, последующие этажи пирамиды образованы следующими уровнями пищевой цепи - консументами различных порядков. Высота всех блоков в пирамиде одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне.
Экологические пирамиды различают в зависимости от показателей, на основании которых строится пирамида. При этом для всех пирамид установлено основное правило, согласно которому в любой экосистеме больше растений, чем животных, травоядных, чем плотоядных, насекомых, чем птиц.
На основе правила экологической пирамиды можно определить или рассчитать количественные соотношения разных видов растений и животных в естественных и искусственно создаваемых экологических системах. Например, 1 кг массы морского зверя (тюленя, дельфина) нужно 10 кг съеденной рыбы, а этим 10 кг нужно уже 100 кг их корма - водных беспозвоночных, которым в свою очередь для образования такой массы необходимо съедать 1000 кг водорослей и бактерий. В данном случае экологическая пирамида будет устойчива.
Однако, как известно, из каждого правила бывают исключения, которые будут рассмотрены в каждом типе экологических пирамид.
Типы экологических пирамид
- пирамиды чисел - на каждом уровне откладывается численность отдельных организмов
Пирамида чисел отображает отчетливую закономерность, обнаруженную Элтоном: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается (рис.3).
Например, чтобы прокормить одного волка, необходимо по крайней мере несколько зайцев, на которых он мог бы охотиться; чтобы прокормить этих зайцев, нужно довольно большое количество разнообразных растений. В данном случае пирамида будет иметь вид треугольника с широким основанием суживающимся кверху.
Однако подобная форма пирамиды чисел характерна не для всех экосистем. Иногда они могут быть обращенными, или перевернутыми. Это касается пищевых цепей леса, когда продуцентами служат деревья, а первичными консументами - насекомые. В этом случае уровень первичных консументов численно богаче уровня продуцентов (на одном дереве кормится большое количество насекомых), поэтому пирамиды чисел наименее информативны и наименее показательны, т.е. численность организмов одного трофического уровня в значительной степени зависит от их размеров.
- пирамиды биомасс - характеризует общую сухую или сырую массу организмов на данном трофическом уровне, например, в единицах массы на единицу площади - г/м 2 , кг/га, т/км 2 или на объем - г/м 3 (рис.4)
Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена. В свою очередь, общая масса консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка и т.д.
В данном случае (если организмы не слишком различаются по размерам) пирамида также будет иметь вид треугольника с широким основанием суживающимся кверху. Однако и из этого правила имеются существенные исключения. Например, в морях биомасса растительноядного зоопланктона существенно (иногда в 2-3 раза) больше биомассы фитопланктона, представленного преимущественно одноклеточными водорослями. Это объясняется тем, что водоросли очень быстро выедаются зоопланктоном, но от полного выедания их предохраняет очень высокая скорость деления их клеток.
В целом для наземных биогеоценозов, где продуценты крупные и живут сравнительно долго, характерны относительно устойчивые пирамиды с широким основанием. В водных же экосистемах, где продуценты невелики по размеру и имеют короткие жизненные циклы, пирамида биомасс может быть обращенной, или перевернутой (острием направлена вниз). Так, в озерах и морях масса растений превышает массу потребителей только в период цветения (весной), а в остальное время года может создаться обратное положение.
Пирамиды чисел и биомасс отражают статику системы, т. е. характеризуют количество или биомассу организмов в определенный промежуток времени. Они не дают полной информации о трофической структуре экосистемы, хотя позволяют решать ряд практических задач, особенно связанных с сохранением устойчивости экосистем.
Пирамида чисел позволяет, например, рассчитывать допустимую величину улова рыбы или отстрела животных в охотничий период без последствий для нормального их воспроизведения.
- пирамиды энергии - показывает величину потока энергии или продуктивности на последовательных уровнях (рис.5).
В противоположность пирамидам чисел и биомассы, отражающим статику системы (количество организмов в данный момент), пирамида энергии отражая картину скоростей прохождения массы пищи (количества энергии) через каждый трофический уровень пищевой цепи, дает наиболее полное представление о функциональной организации сообществ.
На форму этой пирамиды не влияют изменения размеров и интенсивности метаболизма особей, и если учтены все источники энергии, то пирамида всегда будет иметь типичный вид с широким основанием и суживающейся верхушкой. При построении пирамиды энергии в ее основание часто добавляют прямоугольник, показывающий приток солнечной энергии.
В 1942 г. американский эколог Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергий (закон 10 процентов), согласно которому с одного трофического уровня через пищевые цепи на другой трофический уровень переходит в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды энергии. Остальная часть энергии теряется в виде теплового излучения, на движение и т.д. Организмы в результате процессов обмена теряют в каждом звене пищевой цепи около 90% всей энергии, которая расходуется на поддержание их жизнедеятельности.
Если заяц съел 10 кг растительной массы, то его собственная масса может увеличиться на 1 кг. Лисица или волк, поедая 1 кг зайчатины, увеличивают свою массу уже только на 100 г. У древесных растений эта доля много ниже из-за того, что древесина плохо усваивается организмами. Для трав и морских водорослей эта величина значительно больше, поскольку у них отсутствуют трудноусвояемые ткани. Однако общая закономерность процесса передачи энергии остается: через верхние трофические уровни ее проходит значительно меньше, чем через нижние.
Рассмотрим превращение энергии в экосистеме на примере простой пастбищной трофической цепи, в которой имеется всего три трофических уровня.
- уровень - травянистые растения,
- уровень - травоядные млекопитающие, например, зайцы
- уровень - хищные млекопитающие, например, лисы
Питательные вещества создаются в процессе фотосинтеза растениями, которые из неорганических веществ (вода, углекислый газ, минеральные соли и т.д.) с использованием энергии солнечного света образуют органические вещества и кислород, а также АТФ. Часть электромагнитной энергии солнечного излучения при этом переходит в энергию химических связей синтезируемых органических веществ.
Все органическое вещество, создаваемое в процессе фотосинтеза называется валовой первичной продукцией (ВПП). Часть энергии валовой первичной продукции расходуется на дыхание, в результате чего образуется чистая первичная продукция (ЧПП), которая и является тем самым веществом, которое поступает на второй трофический уровень и используется зайцами.
Пусть ВПП составляет 200 условных единиц энергии, а затраты растений на дыхание (R) - 50%, т.е. 100 условных единиц энергии. Тогда чистая первичная продукция будет равна: ЧПП = ВПП - R (100 = 200 - 100), т.е. на второй трофический уровень к зайцам поступит 100 условных единиц энергии.
Однако, в силу разных причин зайцы способны потребить лишь некоторую долю ЧПП (в противном случае исчезли бы ресурсы для развития живой материи), существенная же ее часть, в виде отмерших органических остатков (подземные части растений, твердая древесина стеблей, ветвей и т.д.) не способна поедаться зайцами. Она поступает в детритные пищевые цепи и (или) подвергается разложению редуцентами (F). Другая часть идет на построение новых клеток (численность популяции, прирост зайцев - Р) и обеспечение энергетического обмена или дыхания (R).
В этом случае, согласно балансовому подходу, балансовое равенство расхода энергии (С) будет выглядеть следующим образом: С = Р + R + F, т.е. поступившая на второй трофический уровень энергия будет израсходована, согласно закону Линдемана, на прирост популяции - Р - 10%, остальные 90% будут израсходованы на дыхание и удаление неусвоенной пищи.
Таким образом, в экосистемах с повышением трофического уровня происходит быстрое уменьшение энергии, накапливаемой в телах живых организмов. Отсюда ясно почему каждый последующий уровень всегда будет меньше предыдущего и почему цепи питания обычно не могут иметь более 3-5 (редко 6) звеньев, а экологические пирамиды не могут состоять из большого количества этажей: к конечному звену пищевой цепи так же, как и к верхнему этажу экологической пирамиды, будет поступать так мало энергии, что ее не хватит в случае увеличения числа организмов.
Такая последовательность и соподчиненность связанных в форме трофических уровней групп организмов представляет собой потоки вещества и энергии в биогеоценозе, основу его функциональной организации.
Энергетическая пирамида — это сооружение пирамидальной формы, благодаря которой оно может накапливать или преобразовывать энергию . Под энергией в данном случае понимается биологическая энергия , которая известна людям уже на протяжении тысячелетий — в китайской традиции — ци, в индийской — кундалини и т.д.
С другой стороны, большинство эзотерических традиций используют в своих практиках особые свойства форм . Это могут быть не только пирамиды, но и близкие к ним конструкции. В древности люди обладали знанием о влиянии форм либо пользовались им интуитивно. Далеко не случайна форма куполов православных храмов , не говоря уже о египетских пирамидах в Гизе и ацтекских сооружениях на территории современной Мексике. Даже если посмотреть на форму головных уборов , например в России времён Ивана Грозного, можно увидеть в них черты пирамиды.
Как видно, энергетически пирамиды могут быть различного размера и отличаться по форме. Сейчас наиболее распространены конструкции, которые повторяют пропорции египетских пирамид. Материал также может быть различён — стекло, металл, камень и т.д. Пирамиды бывают полыми и монолитными.
В чём же причина такой популярности пирамид ? Проведённые исследования показали, что пирамиды обладают рядом примечательных свойств , которые оказывают влияние не только на живые организмы, но и на механизмы. Например, помещённые внутрь пирамиды продукты дольше сохраняются свежими, лезвия в пирамиде становятся более острыми, вода не замерзает при отрицательных температурах и т.д. Важно отметить, что влияние оказывается не только на предметы внутри, но и вовне пирамиды . Например, проведённый эксперимент показал, что если поместить пирамиду под двигателем автомобиля , то происходит снижение расхода топлива.
Существует несколько основных возможностей использования энергетических пирамид. Можно поставить небольшую пирамидку к себе на стол. Если есть возможность посещать архитектурные сооружения пирамидальной формы, то там можно лежать, выполнять различные двигательные практики и медитировать . Замечено, что эзотерические практики в пирамиде протекают гораздо эффективнее .
К сожалению, в настоящее время отсутствует чёткая теория , объясняющая, каким образом пирамиды оказывают своё воздействие. Есть ряд гипотез , но пока ни одна из них не может быть выбрана как главенствующая. Проводилось множество научных экспериментов для фиксации феномена пирамиды. При этом использовались как традиционные инструменты для биолокации , так и современная научная аппаратура для замера электромагнитных полей и других факторов. В частности было установлено, что внутри пирамиды уровень вредных электромагнитных излучений (от мобильных телефонов, компьютеров, электрических сетей и т.д.) гораздо ниже , чем в окружающей среде. Есть сведения об обнаружении некоторых потоков над пирамидами, фиксируемых посредством эффекта Кирлиана или специальными радиолокационными измерительными устройствами . Внутри пирамид энергетическое поле не является однородным . Оно имеет разные свойства в зависимости от высоты (выделяются три уровня — этажа) и месторасположения (центр, углы).
Для достижения лечебного эффекта пирамиду лучше подбирать индивидуально . В этом случае результат будет оптимальным . В частности, энергетические пирамиды хорошо зарекомендовали себя при лечении воспалительных процессов , особенно опорно-двигательного аппарата , при некоторых головных болях, нарушениях сна и др.
Важно иметь ввиду, что пирамиды могут оказывать не только положительные, но и отрицательные воздействия на человека. Это зависит от соответствия формы пирамиды знаку и направлению энергетических потоков окружающей среды. Поэтому рекомендуется консультироваться со специалистами, например, прежде чем принять решение о строительстве крыши дома пирамидальной формы. Также надо отметить, что нахождение в пирамиде провоцирует вхождение в различные изменённые состояния сознания , к чему нужно быть готовым.
Пирамиды действуют не только на внутреннее пространство, но и на внешнюю среду . Есть подтверждённые факты, когда энергетические пирамиды исправляли структуру окружающего пространства , нарушенную техногенными воздействиями. Особенно это проявляется в биоценозе — в окрестностях пирамиды начинают расти редкие цветы, появляются дикие птицы и животные.
К сожалению, современная городская среда оказывает на человека негативное влияние, противоположное благотворному воздействию пирамид. Речь не только о различных вредоносных излучениях, но и о самой форме — коробочные прямоугольные здания негативны для психического и физического состояния человека.
Уникальные свойства пирамид использовались раньше не только для эзотерических практик, но и в бытовых целях . Крестьяне восточной Европы хранили продукты в сооружениях пирамидальной формы, что уберегало их от порчи. Нелишне будет использование пирамид в современной медицине и промышленности — среди перспективных направлений применения называются:
- увеличение надёжности захоронения вредных отходов;
- оздоровление окружающей среды: озера, леса, поля и т.д.;
- повышение урожайности в сельском хозяйстве;
- повышение полезности пищевых продуктов;
- противодействие организма вредным воздействиям окружающей среды
- и др.
Феномен пирамиды ещё ждёт своего объяснения, но уже сейчас каждый человек и сообщества людей могут использовать их полезные свойства: для лечения, повышения качества жизни, духовного развития.
Ранее разместил в своём журнале статью о необыкновенных, чудесных свойствах пирамид.
Сам я всегда относился с определённой долей скептицизма к подобного рода статьям в околонаучной литературе. Как энергетика, меня больше всего заинтересовала та часть статьи, которая рассказывала о совсем уж неправдоподобных свойствах пирамид генерировать электроэнергию. Меня “заело”. Решил проверить сомнительную информацию о свойствах пирамид и доказать, что всё это досужие сказки.
Построил пирамиду на даче размерами 3 на 3метра в основании и 1,875 метра высотой
Внутри пирамиды смонтировал генератор, изготовленный из пластин алюминиевой фольги толщиной 0,12 мм, наклеенной на изоляцию из листа стеклотекстолита толщиной 0,5 мм. Конструкцию сделал многослойной, в виде сэндвича и расположил в приамиде в соответствии с рекомендациями на расстоянии 1/3 от основания. Генератор подключил к гелевому аккумулятору для электропогрузчика. Играет роль накопителя энергии и демпфера. Единственное, в отличие от авторов статьи, с целью получения на выходе переменного тока (генератор пирамиды выдаёт постоянный ток), добавил ещё преобразователь частоты (производства АВВ) с регулировкой и стабилизацией напряжения на выходе.
Преобразователь рассчитан на преобразование постоянного тока напряжением 8…60 Вольт в переменный, напряжением 220/380 Вольт + 5%. В качестве нагрузки задействовал 16 самодельных торшерных светильников с энергосберегающими лампами, мощностью 7 ватт каждая, используемые для подсветки территории дачи, и плюс один светильник в пирамиде. Итого общая мощность нагрузки составила 119 ватт. В выходные провёл первые ходовые испытания. Включаю «рубильник». Ужас! Всё работает!!! Пирамида качает энергию из космоса. Более того, чувствуется ещё значительный запас по мощности. Чудеса! Планирую подключить к «дармовому» источнику энергии также дом со всеми энергопотребителями. Если не будет хватать мощности, можно добавить ещё генерирующих мощностей, благо, что они просты в изготовлении до примитивности. А в перспективе – постройка ещё целого ряда пирамид по территории общества (соседи уже согласие дали) и перевод всего садового общества на «космическое энергоснабжение».
Ниже привожу фотографии моей пирамиды. Фото сделал днём и ночью с одинаковых ракурсов. На ночных снимках все торшерные светильники запитаны от пирамиды.
Трофическую структуру биоценоза и обычно отображают графическими моделями в виде экологических пирамид. Такие модели разработал в 1927 г. английский зоолог Ч. Элтон.
Экологические пирамиды — это графические модели (как правило, в виде треугольников), отражающие число особей (пирамида чисел), количество их биомассы (пирамида биомасс) или заключенной в них энергии (пирамида энергии) на каждом трофическом уровне и указывающие на понижение всех показателей с повышением трофического уровня.
Различают три типа экологических пирамид.
Пирамида чисел
Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом уровне. В экологии пирамида численностей используется редко, так как из-за большого количества особей на каждом трофическом уровне очень трудно отобразить структуру биоценоза в одном масштабе.
Чтобы уяснить, что такое пирамида чисел, приведем пример. Предположим, что в основании пирамиды 1000 т травы, массу которой составляют сотни миллионов отдельных травинок. Этой растительностью смогут прокормиться 27 млн кузнечиков, которых, в свою очередь, могут употребить в пищу около 90 тыс. лягушек. Сами лягушки могут служить едой 300 форелям в пруду. А это количество рыбы может съесть за год один человек! Таким образом, в основании пирамиды несколько сотен миллионов травинок, а на ее вершине — один человек. Такова наглядная потеря вещества и энергии при переходе с одного трофического уровня на другой.
Иногда случаются исключения из правила пирамид, и тогда мы имеем дело с перевернутой пирамидой чисел. Это можно наблюдать в лесу, где на одном дереве живут насекомые, которыми питаются насекомоядные птицы. Таким образом, численность продуцентов меньше, нежели консументов.
Пирамида биомасс
Пирамида биомасс - соотношение между продуцентами и консументами, выраженное в их массе (общем сухом весе, энергосодержании или другой мере общего живого вещества). Обычно в наземных биоценозах общий вес продуцентов больше, чем консументов. В свою очередь, общий вес консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка, и т.д. Если организмы не слишком различаются по размерам, то на графике, как правило, получается ступенчатая пирамида с сужающейся верхушкой.
Американский эколог Р. Риклефс объяснял структуру пирамиды биомасс так: «В большинстве наземных сообществ пирамида биомасс сходна с пирамидой продуктивности. Если собрать все организмы, обитающие на каком-нибудь лугу, то вес растений окажется гораздо больше веса всех прямокрылых и копытных, питающихся этими растениями. Вес этих растительноядных животных в свою очередь будет больше веса птиц и кошачьих, составляющих уровень первичных плотоядных, а эти последние также будут превышать по весу питающихся ими хищников, если таковые имеются. Один лев весит довольно много, но львы встречаются столь редко, что вес их, выраженный в граммах на 1 м 2 , окажется ничтожным».
Как и в случае с пирамидами чисел, можно получить так называемую обращенную (перевернутую) пирамиду биомасс , когда биомасса продуцентов оказывается меньше, чем консументов, а иногда и редуцентов, и в основании пирамиды находятся не растения, а животные. Это касается в основном водных экосистем. Например, в океане при довольно высокой продуктивности фитопланктона общая масса его в данный момент может быть меньше, чем у зоопланктона и конечного потребителя-консумента (киты, крупные рыбы, моллюски).
Пирамида энергии
Пирамида энергии отражает величину потока энергии, скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь. На структуру биоценоза в большей степени оказывает влияние не количество фиксированной энергии, а скорость продуцирования пищи.
Все экологические пирамиды строятся по одному правилу, а именно: в основании любой пирамиды находятся зеленые растения, а при построении пирамид учитывается закономерное уменьшение от ее основания к вершине численности особей (пирамида чисел), их биомассы (пирамида биомасс) и проходящей через пищевые цени энергии (пирамида энергии).
В 1942 г. американский эколог Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергии , согласно которому с одного трофического уровня на другой через пищевые цени переходит в среднем около 10 % энергии, поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды. Остальная часть энергии тратится на обеспечение процессов жизнедеятельности. В результате процессов обмена организмы теряют в каждом звене пищевой цепи около 90 % всей энергии. Следовательно, для получения, например, 1 кг окуней должно быть израсходовано приблизительно 10 кг рыбьей молоди, 100 кг зоопланктона и 1000 кг фитопланктона.
Общая закономерность процесса передачи энергии такова: через верхние трофические уровни энергии проходит значительно меньше, чем через нижние. Вот почему большие хищные животные всегда редки, и нет хищников, которые питались бы, к примеру, волками. В таком случае они просто не прокормились бы, настолько волки немногочисленны.
ПИРАМИДА ЭНЕРГИИ
ПИРАМИДА ЭНЕРГИИ
графическая модель величины потока энергии и (или) продуктивности через последовательные трофические уровни. Пирамида энергии всегда сужается кверху при условии, что будут учтены все источники пищевой энергии в системе, т. е. она всегда имеет “канонический” вид, согласно второму закону термодинамики. В противоположность пирамидам чисел
и пирамидам биомасс,
отражающим статику системы, т. е. характеризующим количество организмов в данный момент, пирамида энергии показывает скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь. См. Закон Линдемана
.
Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .
Смотреть что такое "ПИРАМИДА ЭНЕРГИИ" в других словарях:
Пирамида: В Викисловаре есть статья «пирамида» Пирамида тип многогранников. Пирамида … Википедия
Экологическая пирамида. Primary producer продуценты (растения), Primary consumer консументы первого порядка (травоядные), Secondary consumer консументы второго порядка (хищники и падальщики), Terciary consumer … Википедия
Совокупность организмов, объединяемых типом питания. Представление о Т. у. позволяет понять динамику потока энергии и определяющую его трофич. структуру. Автотрофные организмы (преим. зелёные растения) занимают первый Т. у. (продуценты),… … Биологический энциклопедический словарь
Вытекающие из закона одностороннего потока энергии трофические структуры наземных экосистем в виде уменьшающихся по трофическим уровням количества энергий (пирамида энергии), биомассы (пирамида биомассы) и чисел особей (пирамида чисел). Например … Экологический словарь
I Египет (Древний древнее государство в нижнем течении р. Нил, в северо восточной Африке. Исторический очерк. Заселение территории Е. восходит к эпохе палеолита. В 10 6 м тыс. до н. э., когда климат был более влажным,… … Большая советская энциклопедия
Финансовый пузырь - (The financial bubble) Финансовый пузырь это отклонение рыночной стоимости актива Финансовый пузырь это резкое преувеличение рыночной стоимости актива над фундаментальной Содержание >>>>>>>>>>> Финансовый пузы … Энциклопедия инвестора
- «Дедал» и «Аполлон» используют новые орудия Содержание 1 Тау’ри … Википедия
Основная статья: Обан: звёздные гонки Список серий № серии Название серии Трансляция в Японии 01 «Первый старт» 5 июнь 2006 (2006 06 05) 15 ый день рождения Евы Вей ничем не отличается от других дней её жизни. Она сирота, живущая в… … Википедия
Сейсмостойкое строительство раздел гражданского строительства, специализирующийся в области изучения поведения зданий и сооружений под сейсмическим воздействием в виде сотрясений земной поверхности, потери грунтом своей несущей… … Википедия
Валентных орбиталей (ОЭПВО) один из подходов в химии, необходимый для объяснения и предсказания геометрии молекул. Согласно этой теории молекула всегда будет принимать форму, при которой отталкивание внешних электронных пар минимально… … Википедия