БИОЛОГИЯ · 10 КЛАСС
Проект «Педагагічная скарбонка»
Организмы, среда и биосфера

§ 46. Экологические пирамиды. Правило Линдемана

Экологические пирамиды сравнивают трофические уровни по численности, биомассе или потоку энергии. Эти показатели имеют разные единицы и отвечают на разные вопросы.

Интерактивное исследование6 выводов2 интересных факта
46
Главный вопрос

Почему пирамиды биомассы иногда перевёрнуты, а пирамиды энергии — нет?

Биологическая лаборатория

Постройте энергетическую пирамиду

Меняйте условия и наблюдайте результат. Под моделью объясняется механизм: сначала исследуйте его, затем читайте конспект.

Исследуйте схему и объясняйте связи. Схемы и числовые модели упрощены.

Разбираемся в теме

Четыре смысловых раздела
01

Три показателя — три разные схемы

Не смешивать три разных измерения
ПоказательЕдиницаПеревёрнутая форма
ЧисленностьОсоби на площадиВозможна
БиомассаМасса на площади в моментВозможна
ЭнергияЭнергия на площади за времяНе возникает при корректном учёте

Экологические пирамиды сравнивают трофические уровни по численности, биомассе или потоку энергии. Эти показатели имеют разные единицы и отвечают на разные вопросы.

Численность описывает количество особей, биомасса — запас живого вещества в момент измерения, энергия — передачу за выбранное время. Сравнивать уровни нужно на одинаковой площади и при согласованных условиях учёта.

Пирамида чисел
Сравнение количества особей на трофических уровнях
Пирамида биомассы
Сравнение запаса живого вещества на трофических уровнях
Пирамида энергии
Сравнение потока энергии через уровни за одинаковое время и на одинаковой площади
От схемы — к объяснению
02

Что означает приближение десяти процентов

На следующий трофический уровень переходит лишь часть энергии, поступившей на предыдущий. Правило Линдемана использует около десяти процентов как учебное приближение эффективности передачи.

Реальная доля зависит от организмов, качества пищи и условий среды. При условной исходной продукции 10 000 единиц и эффективности 10 % следующий уровень получит 1000, затем 100 и 10 единиц.

Проследим направление связи

01

10 000

Продукция первого уровня.

02

1000

Следующий уровень при 10 %.

03

100

Ещё один переход при 10 %.

04

10

Третий последовательный переход.

Трофическая эффективность
Доля энергии продукции предыдущего уровня, перешедшая в продукцию следующего
Правило Линдемана
Приближённое правило передачи около десятой части энергии между уровнями
Энергетические потери
Расход энергии на жизнедеятельность и её рассеивание при превращениях
Проследим направление связи

Пшеница

kallerna · CC BY-SA 4.0
Wikimedia Commons · источник

Благородный олень

Lviatour · CC BY-SA 3.0
Wikimedia Commons · источник

Волк

User:Mas3cf · CC BY-SA 4.0
Wikimedia Commons · источник

03

Причины перевёрнутой формы

Малый запас способен поддерживать большой поток
Наблюдение

Текущая биомасса фитопланктона может быть меньше биомассы потребителей.

Объяснение

Запас быстро обновляется благодаря образованию новой продукции.

Вывод

Перевёрнутая пирамида биомассы не доказывает перевёрнутую пирамиду энергии.

Одна крупная особь растения может обеспечивать пищей множество мелких потребителей. Поэтому пирамида чисел не обязана сужаться от основания.

В воде быстро размножающийся фитопланктон иногда имеет меньший текущий запас биомассы, чем питающиеся им организмы. Это не нарушение энергетического баланса: небольшой запас продуцентов многократно обновляется за период наблюдения.

Оборот биомассы
Обновление запаса живого вещества за счёт образования и расходования
Фитопланктон
Фотосинтезирующие организмы, переносимые в толще воды
Моментный запас
Количество вещества, существующее в определённый момент
От схемы — к объяснению
04

Как не ошибиться в расчёте

Пирамида энергии остаётся прямой при корректном учёте одинаковых площади, времени и границ системы. Каждый переход сопровождается расходами, поэтому верхний уровень не создаёт энергию из ничего. Нельзя автоматически применять 10 % к числу животных или к любому разовому измерению массы. В задаче сначала уточняют показатель, единицы и принятое значение эффективности, а затем выполняют вычисления.

Выделяем главное

Энергетический баланс
Сопоставление поступления, преобразования и расходования энергии
Продукция уровня
Новое органическое вещество, созданное участниками уровня за период
Единица учёта
Выбранные площадь и время, к которым относится измеряемый показатель
Выделяем главное
Думаем как биологи

Разберите ситуацию

При эффективности 20 % сколько энергии из 1000 единиц перейдёт через два перехода?

Сверить рассуждение

После первого перехода останется 200 единиц, после второго — 40. Эффективность применяют последовательно к каждому предыдущему значению.

Собираем главное

Шесть опорных выводов

01

Экологические пирамиды сравнивают трофические уровни по численности, биомассе или потоку энергии. Эти показатели имеют разные единицы и отвечают на разные вопросы.

02

На следующий трофический уровень переходит лишь часть энергии, поступившей на предыдущий. Правило Линдемана использует около десяти процентов как учебное приближение эффективности передачи.

03

Одна крупная особь растения может обеспечивать пищей множество мелких потребителей. Поэтому пирамида чисел не обязана сужаться от основания.

04

Пирамида энергии остаётся прямой при корректном учёте одинаковых площади, времени и границ системы. Каждый переход сопровождается расходами, поэтому верхний уровень не создаёт энергию из ничего.

05

Форма пирамиды зависит от измеряемого показателя. Перевёрнутая пирамида запаса не означает обратного потока энергии.

06

Правило десяти процентов помогает приблизительно оценивать передачу энергии. Для реальной системы эффективность необходимо измерять или обоснованно задавать.

Проверьте себя10 вопросов · проверяем понимание темы
1. Какое понятие соответствует описанию? «Сравнение количества особей на трофических уровнях»
2. Какое понятие соответствует описанию? «Сравнение запаса живого вещества на трофических уровнях»
3. Какое понятие соответствует описанию? «Доля энергии продукции предыдущего уровня, перешедшая в продукцию следующего»
4. Какое понятие соответствует описанию? «Приближённое правило передачи около десятой части энергии между уровнями»
5. Какое понятие соответствует описанию? «Обновление запаса живого вещества за счёт образования и расходования»
6. Какое понятие соответствует описанию? «Фотосинтезирующие организмы, переносимые в толще воды»
7. Какое понятие соответствует описанию? «Сопоставление поступления, преобразования и расходования энергии»
8. Какое понятие соответствует описанию? «Новое органическое вещество, созданное участниками уровня за период»
9. Какое понятие соответствует описанию? «Сравнение потока энергии через уровни за одинаковое время и на одинаковой площади»
10. Какое понятие соответствует описанию? «Количество вещества, существующее в определённый момент»

Источники и иллюстрации

Основа: предоставленный параграф учебника «Биология. 10 класс», § 46 «Экологические пирамиды. Правило Линдемана», издательство «Народная асвета». Материал переработан в учебный конспект по структуре и терминологии курса. Подписи, авторы и лицензии изображений приведены рядом с ними.

Конспект, схемы и задания работают без подключения к сети. Для внешних изображений требуется интернет.

↑

Загрузка прогресса…