Otavan Opiston logoOtavan OpistoNettilukioNettiperuskouluMuikku

Energian virtaus ekosysteemissä

Ekosysteemissä energia virtaa ekosysteemin läpi. Energia tulee useimpiin ekosysteemeihin auringon valona (säteilyenergiaa), jonka yhteyttävät kasvit (autotrofit) muuttavat kemialliseksi energiaksi. Tämä energia siirtyy ravintoketjussa eteenpäin orgaanisina yhdisteinä, kun kasvinsyöjät syövät kasveja ja pedot muita eläimiä. Osa energiasta muuttuu aina myös lämpöenergiaksi, mikä hukkaantuu ympäröivään tilaan. Ekosysteemi tarvitsee siten jatkuvasti uutta energiaa toimiakseen. Tämä energia tulee systeemin ulkopuolelta, auringosta.

Ekologiset pyramidit ja ekologinen tehokkuus

Ekologisella pyramidilla kuvataan graafisesti kunkin trofiatason määrällistä osuutta ravintoketjussa. Pyramidin perustaso muodostuu tuottajista ja ylin taso on viimeinen lihansyöjätaso. Pyramideja voidaan laatia eri tekijöiden perusteella. Eliöyhteisön trofiatasojen osuutta voidaan kuvata:

  • energian (energiapyramidi)
  • biomassan (biomassapyramidi)
  • yksilömäärän (yksilömääräpyramidi) avulla

Perustuotanto käsittää tuottajien tuottaman energiamäärän. Sen sijaan toisenvaraiset eliöt eivät pysty itse tuottamaan orgaanisia yhdisteitä, vaan niiden täytyy saada ne tuottajien valmistamista yhdisteistä = kuluttajat syövät tuottajia! Kuluttajat siirtävät ravinnossansa olevan energian oman biomassansa lisäämiseen. Tätä kutsutaan sekundäärituotannoksi. Sekundäärituotannon 1. trofiatasolla käytetään kasviravintoa ja seuraavilla tasoilla kuluttajat syövät muita kuluttajia (eläinravintoa).

Energiapyramidi ja ekologinen tehokkuus

Perustuotannon ja sekundäärisen tuotannon välillä on positiivinen suhde: mitä suurempi perustuotanto sitä suurempi sekundäärinen tuotanto. Jokaisen trofiatason energianmäärästä siirtyy noin 10 % seuraavalle trofiatasolle. Tätä kutsutaan ekologiseksi tehokkuudeksi. Jokaisella tasolla energiasta ”hukataan” siis 90 %!

Energiapyramidi. Jokaisella sekundäärituotannon trofiatasolla energiasta on käytettävissä vain 10 % edellisen tason energiamäärästä.

Biomassapyramidi

Jokaisen trofiatason biomassasta siirtyy noin 10 % seuraavalle trofiatasolle. Suhde on samankaltainen kuin energiapyramidissakin. On muistettava, että 10 % ”sääntö” on vain keskiarvo. Sekä energian että biomassan siirtymisen tehokkuudessa seuraavalle tasolle on suuria eroja toisaalta trofiatasojen ja toisaalta ekosysteemien välillä. Yleensä biomassapyramidi kapenee huippua kohti, mutta joissakin vesiekosysteemien on käänteinen biomassapyramidi (ks. oheinen kuva).

Biomassapyramidi. Useimmiten biomassapyramidissa on selvä aleneva porras siirryttäessä seuraavalle trofiatasolle (ylempi lammikon biomassapyramidi). Sen sijaan joissakin vesiekosysteemeissä (alempi vesiekosysteemi) pieni tuottajajoukko (yhteyttäviä kasviplanktoneita) voi tukea laajempaa kuluttajaporrasta. Tämä johtuu siitä, että kasviplanktonit lisääntyvät hyvin nopeasti ja niitä kulutetaan voimakkaasti.

Yksilömääräpyramidi

Biomassapyramidin rakenne heijastuu myös yksilömääräpyramidiin. Petopopulaatiot ovat tyypillisesti hyvin pieniä ja yksilöt esiintyvät melko harvassa (ks. oheinen kuva):

Yksilömääräpyramidi. Pyramidin huipulla olevat pedot ovat kooltaan suuria, joten pieni biomassa heijastuu vähäisenä yksilömääränä. Kuvan peltoekosysteemissä kolmen pedon ”elättämiseen” tarvitaan lähes 6 miljoonaa kasvia!

© Otavan Opisto / Juha Siekkinen

© 2015 Otavan Opisto