Organizarea ierarhica a biocenozei. Piramidele numarului, biomasei si energiei. Piramida eltoniana si piramida inversa de biotop.

Organizarea ierarhica a biocenozei. Piramidele numarului, biomasei si energiei. Piramida eltoniana si piramida inversa de biotop

Datele prezentate ilustreaza convingator faptul ca se poate realiza o delimitarea a grupelor functionale (ecologice) chiar daca variatiile regimului alimentar al consumatorilor sunt mari. Structura trofica a biocenozei este astfel caracterizata, pe de o parte, de ponderea diferitelor nivele trofice, iar pe de alta parte, de relatiile dintre ele.

Piramida numarului

Numarul indivizilor sau speciilor, implicati la diferite nivele trofice au o anumita semnificatie cantitativa. Astfel, pe traseul P-----C1----C2-----C3 se constata o descrestere a numarului de indivizi. Intr-o padure numarul copacilor este uria, iar masa biotica verde este masiva. Insectele fitofage sunt in numar mai mic, in numar si mai mic sunt pasarile insectivore si foarte putine pasari rapitoare. Astfel, doar un singur rapitor va putea controla intreaga structura trofica a padurii. Fenomenul este caracteristic si intr-o livada (numar mare de producatori, 4-5 specii mai importante de insecte fitofage, cateva specii de pasari insectivore si doar un singur uliu - Accipiter nisus) sau intr-o balta (milioane de alge unicelulare si protozoare -P, sute de mii de crustecei - C1, doar mii de larve de insecte - C2, si doar sute de pesti - C3).

Aspectele cantitative ilustrate mai sus au fost generalizate si incluse intr-o structura geometrica in forma de piramida cu baza jos, denumita piramida numarului sau piramida eltoniana (Elton, 1927) (Fig. 6-31, a) care ilustreaza tocmai descresterea numarului indivizilor pe filiera P----C3. Acest model reprezinta o proprietate generala a biocenozelor terestre si acvatice. In studiile ecologice care se fac in conditii naturale aceasta piramida poate fi reprezentata cantitativ (Fig. 6-31, b).

Piramida biomasei

Sub forma piramidei eltoniene se poate reprezenta si biomasa in locul numarului de indivizi. In acest caz este vorba despre piramida biomasei (Fig. 6-32). Biomasa este reprezentata    in greutate uscata/m².

Piramida energiei

Daca reprezentarea este ca energie (cal/ha/kg sau Kcal/m²/an), piramida nu prezinta numai cantitatea de energie care circula la nivelul fiecarui nivel dar mult mai important este rolul pe care il joaca diferite organisme in transferul de energie. Unele organisme pot avea o biomasa redusa dar energia pe care ele o acumuleaza si apoi o transfera este semnificativ mai mare decat in cazul organismelor cu biomasa mai mare. In acest caz, reprezentarea sub forma de piramida energiei (Fig. 6-33) este mult mai importanta.

Referitor la circulatia energiei pe nivelele trofice ale unei piramide eltoniene, aceasta se diminueaza progresiv de la baza spre varf (de la producatori la consumatorii tertiari) (vezi Principiul II al termodinamicii in ecologie)

Piramide eltoniene imperfecte

In anumite biocenoze pot exista situatii unde viteza de consum la nivelul consumatorilor este mare si astfel, consumatorii primari pot fi mai numerosi decat producatorii (vezi Fig. 6-32, d). Este cazul ecosistemelor acvatice unde fitofagii (protozoare, crustacee etc) consuma rapid producatorii (alge unicelulare) si astfel se multiplica rapid. Intr-un exemplu citat de Odum (1957) pentru fitoplancton biomasa a fost de 4g/m² in timp ce zooplanctonul si alte specii din aceasta grupa ecologica au inregistrat o biomasa de 21 g/m² (date din Smith 1974).

Piramida inversa de biotop

Am vazut ca pe de o parte speciile sunt incadrate in grupe ecologice, pe nivele trofice. In ceea ce priveste aspectul trofic speciile de consumatori sunt grupate si in componente spatiale care pot depasi limita spatiala a unei singure biocenoze. Cu alte cuvinte, unele specii sunt active in mai multe biocenoze si se vor deplasa in mai multe habitate in cautarea de hrana.

Daca se ia un consumator primar oarecare (o insecta fitofaga) dintr-o padure de foioase, aceasta in principiu este strict atasata de biotopul sau (doar in cazul unui comportament de dispersie se poate deplasa pe o distanta redusa (pe un spatiu de cm sau cel mult cativa metri) in cautarea hranei. O pasare insectivora (C2) pentru a se hrani poate strabate intreaga padurea. O pasare rapitoare (C3) va acoperi un spatiu cu mult mai mare ce se intinde si la padurea vecina sau alte habitate invecinate (livezi, paduri, campii, lunci). Aceste modele comportamentale ilustreaza un lucru evident: hrana este foarte accesibila fitofagelor (pentru a o procura este necesar sa acopere un spatiu foarte redus), dar extrem de greu accesibila carnivorelor de varf care, pentru procurarea ei, trebuie sa acopere un spatiu foarte mare (Fig. 6-35).

Fenomenul a fost generalizat si a fost imaginat tot sub forma unei piramide, dar aceasta este inversul piramidei eltoniene si este denumita piramida inversa de biotop (Elton (1966). Se explica astfel: producatorii ocupa un spatiu foarte mic si cu cit se avanseaza pe linia C1---C2----C3 spatiul pe care trebuie sa-l parcurga pentru procurarea hranei creste progresiv.

Piramida inversa de biotop se aplica bine cand este vorba de piramide eltoniene care au la baza activitatea fitofagilor dar nu este o certitudine ca este valabila pentru toate biocenozele (de ex. structuri bazate pe activitatea pasarilor sau mamiferelor fitofage). Specii ca Lepus europaeus (iepurele de camp), Cervus elaphus (cerbul), Capreolus capreolus (caprioara), Columba palumbus (porumbelul salbatic), Streptopelia decaocto (gugustiucul), sunt consumatori primari, dar parcurg distante foarte mari, uneori chiar mai mari decat carnivorele de varf.

Fig. 6-35. Piramida inversa de biotop (dupa Stugren 1994).