піраміди енергії
Найбільш фундаментальним і в певному сенсі ідеальним способом відображення зв'язків між організмами на різних трофічних рівнях служить піраміда енергії, що володіє рядом переваг. Піраміда енергії наочно ілюструє «правило десяти відсотків». Вона відображає швидкість утворення біомаси на відміну від пірамід чисельності і біомаси, що описують тільки поточний стан організмів в окремий момент часу. Кожна сходинка піраміди енергії відображає кількість енергії (на одиницю площі або об'єму), що пройшла через певний трофічний рівень за певний період. На малюнку 5 представлена піраміда енергії водної екосистеми. Зверніть увагу, що цифри тут характеризують потік енергії.
Вона будується з прямокутників, поставлених один на одного. Довжина підстави кожного прямокутника в певному масштабі відповідає величині потоку енергії на різних рівнях трофічної системи, точніше, тієї частини енергетичного потоку, яка йде на формування біомаси даного рівня, тобто на продукцію. Тому піраміда енергії, побудована в одиницях виміру продуктивності, називається пірамідою продуктивності. Підставою піраміди служить прямокутник, який відповідає рівню продуцентів.
Важливість піраміди енергії визначається тим фактом, що число і маса організмів на даному трофічному рівні залежить не від кількості біомаси (накопиченої енергії) на попередньому рівні, а від швидкості продукування цієї біомаси, що є їжею для даного рівня. Піраміда енергії (продуктивності) якраз і відображає картину швидкостей проходження маси їжі через харчовий ланцюг.
Як вже говорилося, з усієї енергії, яка споживається організмами даного трофічного рівня, в середньому тільки 10% накопичується в біомасі, тобто йде на створення продукції даного рівня і стає доступною для консументів наступного трофічного рівня. З цієї енергії знову ж тільки близько 10% витрачається на вторинну продукцію. Тому продуктивність кожного наступного рівня десь в 10 разів менше продуктивності попереднього рівня. Це безпосередньо випливає з другого закону термодинаміки і принципу Онзагера: підвищити якість певної порції енергії можна тільки шляхом відповідного перетворення набагато більшої кількості менш якісної енергії.
Тому піраміда енергії (продуктивності) будь-якої екосистеми завжди має правильну форму, тобто підпорядковується правилу: на кожному наступному рівні харчового ланцюга продуктивність менше, ніж на попередньому. Більш того, сумарна кількість вторинної продукції, що утворюється на різних трофічних рівнях, менше первинної продукції даної екосистеми.
Рис.4 піраміда енергії в системі Сілвер-Спрінгс.
Цифрами позначено кількість енергії на кожному строфічними рівні в кДж. м. рік.
При однаковій біомасі два види зовсім не обов'язково містять однакову кількість енергії. Тому порівняння, засноване на біомасі, може ввести в оману.
Піраміди енергії дозволяють порівнювати не тільки різні екосистеми, але і відносну значимість популяцій всередині однієї екосистеми, не отримуючи при цьому перевернутих пірамід. Це ілюструє таблиця 1, в якій порівнюється потік енергії, що проходить через первинних консументів різного біомаси. На величезну важливість грунтових бактерій з точки зору потоку енергії, незважаючи на їх незначну біомасу.
Приблизна щільність популяцій, число особин на 1 м.
До основи піраміди енергії можна додати ще один прямокутник, що відображає надходження сонячної енергії.
