생태 피라미드

생태 피라미드(또한 영양 피라미드, 엘토니아 피라미드, 에너지 피라미드 또는 때때로 음식 피라미드)는 주어진 생태계의 각 영양 수준에서 생물총량 또는 생물집적성을 보여주기 위해 고안된 그래픽 표현이다.

에너지의 피라미드는 각각의 영양 수준에서 새로운 바이오매스의 형태로 얼마나 많은 에너지가 유지되는지 보여주는 반면, 바이오매스의 피라미드는 유기체에 얼마나 많은 바이오매스(생물의 양 또는 유기물이 존재하는 양)가 존재하는지를 보여준다. 각각의 영양 수준에서 개별 유기체의 수를 나타내는 숫자의 피라미드도 있다. 에너지의 피라미드는 보통 수직이지만, 다른 피라미드는 뒤집거나 다른 형태를 취할 수 있다.

생태 피라미드는 아래쪽에 있는 생산자(식물 등)부터 시작하여 다양한 영양수준(식물을 먹는 초식동물, 살을 먹는 육식동물, 식물과 살을 모두 먹는 잡식동물 등)을 거쳐 진행한다. 가장 높은 레벨은 먹이사슬의 최상급이다.

바이오매스는 폭탄 열량계로 측정할 수 있다.

에너지의 피라미드

에너지의 피라미드나 생산성의 피라미드는 각 영양 수준에서 바이오매스의 생산이나 이직률(에너지나 질량이 한 영양 수준에서 다음 영양 수준으로 전달되는 속도)을 보여준다. 생산성 피라미드는 단 하나의 스냅숏을 제때 보여주는 대신 먹이사슬을 통한 에너지의 흐름을 보여준다. 대표적인 단위는 연 1제곱미터당 그램 또는 연 1제곱미터당 칼로리다. 다른 그래프와 마찬가지로, 이 그래프는 최하위 및 상위 영양 수준의 생산자들을 보여준다.

생태계가 건강할 때, 이 그래프는 표준 생태 피라미드를 생산한다. 생태계가 지속되려면 영양 수준이 높을 때보다 낮은 곳에 더 많은 에너지가 있어야 하기 때문이다. 이것은 낮은 단계의 유기체들이 안정적인 개체군을 유지할 뿐만 아니라 피라미드 위로 에너지를 전달하도록 한다. 이러한 일반화의 예외는 로컬 커뮤니티 외부의 자원의 입력에 의해 푸드 웹의 일부가 지원되는 경우다. 예를 들어, 숲이 우거진 작은 하천에서는 지역 1차 생산에 의해 지원될 수 있는 것보다 더 높은 수준의 부피가 크다.

에너지는 보통 태양으로부터 생태계에 들어온다. 피라미드의 밑부분에 있는 1차 생산자들은 음식을 생산하는 광합성을 위해 태양 방사선을 이용한다. 그러나 태양 복사 속의 대부분의 파장은 광합성을 위해 사용될 수 없기 때문에 다시 우주로 반사되거나 다른 곳으로 흡수되어 열로 변환된다. 태양으로부터 나오는 에너지의 1~2퍼센트만이 광합성 작용에 의해 흡수되어 음식으로 전환된다.^[1] 에너지가 더 높은 영양 수준으로 전달될 때, 평균적으로 각 레벨에서 약 10%만 바이오매스를 구축하여 저장된 에너지가 된다. 나머지는 성장, 호흡, 생식과 같은 신진대사 과정으로 간다.^[2]

표현으로서의 에너지 피라미드의 장점:

• 일정 기간 동안의 생산률을 감안한다.
• 비교할 수 있는 생물총량의 두 종은 수명이 매우 다를 수 있다. 따라서 그들의 총 바이오매스를 직접 비교하는 것은 오해의 소지가 있지만, 그들의 생산성은 직접적으로 비교할 수 있다.
• 생태계 내의 상대적인 에너지 체인은 에너지의 피라미드를 사용하여 비교할 수 있다. 또한 다른 생태계를 비교할 수도 있다.
• 뒤집힌 피라미드는 없다.
• 태양 에너지의 입력은 추가될 수 있다.

표현으로 에너지 피라미드의 단점:

• 유기체의 생물총 생산률은 시간을 통한 성장과 번식을 측정하는 것을 필요로 한다.
• 그 유기체들을 특정 영양수준에 할당하는 것은 여전히 어려운 일이다. 먹이 사슬에 있는 유기체뿐만 아니라 분해자와 디트리보어를 특정 영양 수준에 할당하는 문제도 있다.

바이오매스 피라미드

바이오매스 피라미드는 특정 시간에 생태계의 각 영양 수준에서 존재하는 바이오매스를 정량화함으로써 바이오매스와 영양 수준의 관계를 보여준다. 단위 영역에 존재하는 바이오매스(생태계의 총생존량 또는 유기물질)를 각기 다른 영양 수준으로 그래픽으로 표현한 것이다. 대표적인 단위는 ㎡당 그램, 즉 ㎡당 칼로리다. 바이오매스의 피라미드는 "반전"될 수 있다. 예를 들어 연못 생태계에서 주요 생산국인 식물성 플랑크톤이 어느 지점에서 서 있는 작물은 물고기와 곤충과 같은 이질생물의 질량보다 낮을 것이다. 이것은 식물성 플랑크톤이 매우 빨리 번식하지만, 개인의 수명이 훨씬 짧다고 설명된다.

숫자의 피라미드

숫자의 피라미드는 먹이 사슬의 각 수준에서 관련된 개별 유기체의 수 측면에서 개체수, 즉 풍요를 그래픽으로 보여준다. 이것은 각각의 영양 수준에서 각각의 크기나 생물총량을 고려하지 않은 유기체의 수를 보여준다. 피라미드가 반드시 직립한 것은 아니다. 예를 들어, 딱정벌레가 숲 나무의 생산물에서 먹이를 먹고 있거나, 기생충이 큰 숙주 동물을 먹고 있는 경우 그것은 뒤집힐 것이다.

역사

숫자의 피라미드 개념("엘튼 피라미드")은 찰스 엘튼(1927)에 의해 개발되었다.^[3] 나중에 보덴하이머(1938년)에 의해 바이오매스 측면에서도 표현될 것이다.^[4] 생산성이나 에너지의 피라미드 개념은 G. 에블린 허친슨과 레이먼드 린드먼(1942)의 작품에 의존한다.^[5][6]

참고 항목

• 영양 캐스케이드

참조

참고 문헌 목록

• 1971년 E.P. 오둠 생태학의 기초. 제3판. 필라델피아의 W.B. 손더스 컴퍼니,

외부 링크

• 푸드 체인스