Piramida energi dan aturan 10%

Dari 20 819 kcal yang dihasilkan tumbuhan Silver Springs per meter persegi dalam setahun, 21 kcal, sekitar 0.1%, mencapai pemangsa puncak.

Sebagian besar energi tidak diteruskan

Saat kelinci memakan rumput, tidak setiap kalori diubah menjadi tubuh kelinci. Sebagian rumput tidak tercerna dan keluar sebagai kotoran. Sebagian besar yang tercerna dibakar agar kelinci tetap hidup, hangat, dan bergerak, lalu energi itu berakhir sebagai kalor. Hanya sisanya yang menjadi jaringan baru, dan hanya jaringan baru itulah yang dapat menjadi makanan bagi rubah. OpenStax menghubungkan kehilangan ini dengan hukum kedua termodinamika: setiap kali energi berubah bentuk, sebagian menjadi kalor yang tidak dapat digunakan lagi oleh makhluk hidup.

National Geographic Education merangkumnya sebagai aturan 10 persen: rata-rata hanya sekitar 10% energi pada suatu tingkat trofik diteruskan ke tingkat berikutnya. Mulai dengan 10 000 kcal pada tumbuhan, maka herbivor mendapat sekitar 1000, karnivor 100, dan karnivor puncak 10. Setiap tingkat sepuluh kali lebih kecil. Itulah sebabnya diagram digambar sebagai piramida, lebar di bawah dan sempit di atas.

Angka hasil pengukuran: Silver Springs

Pada pertengahan abad kedua puluh, Howard T. Odum mengukur aliran energi di Silver Springs, sungai di Florida yang bersumber dari mata air. OpenStax memberikan produksi tahunan tiap tingkat: 20 819 kcal per meter persegi untuk produsen, 3368 untuk konsumen primer, 383 untuk konsumen sekunder, dan 21 untuk konsumen tersier. Hitung perpindahan tiap tingkat dan hasilnya sekitar 16.2%, 11.4%, dan 5.5%. Dunia nyata tidak mengikuti angka 10% yang rapi, tetapi bentuknya sama: setiap tingkat hanya memiliki sebagian kecil dari tingkat di bawahnya.

OpenStax juga mendefinisikan efisiensi transfer tingkat trofik sebagai produksi suatu tingkat dibagi produksi tingkat di bawahnya, dikalikan 100. Untuk perpindahan pertama di Silver Springs, angka yang dikutip adalah 1103 dari 7618 kcal, sekitar 14.48%. Buku yang berbeda menggunakan pencatatan yang sedikit berbeda, jadi periksa angka yang menjadi dasar suatu perbandingan.

Mengapa rantai makanan pendek

Karena hanya sedikit energi yang bertahan pada setiap perpindahan, OpenStax mencatat bahwa setelah empat hingga enam perpindahan, energi tersisa tidak cukup untuk menopang tingkat lain. Tidak ada pemangsa yang hanya hidup dari memakan elang. Hewan berdarah panas memperbesar kehilangan itu. Ulat pemakan daun mengubah sekitar 18% energi yang diserap menjadi tubuhnya sendiri, sedangkan bajing pemakan biji ek mungkin hanya mencapai 1.6%, karena begitu banyak energi digunakan untuk panas tubuh.

Piramida yang terbalik

Ahli ekologi menggambar tiga jenis piramida. Piramida jumlah menghitung individu; di hutan beriklim sedang pada musim panas, beberapa pohon menopang banyak serangga, sehingga dasarnya sempit. Piramida biomassa menimbang materi hidup; di Selat Inggris, fitoplankton berbobot 4 g per meter persegi dan zooplankton pemakannya 21 g, karena plankton dimakan hampir secepat pertumbuhannya. Piramida energi mengukur aliran dalam kurun waktu tertentu dan selalu tegak, karena tidak ada tingkat yang dapat meneruskan lebih banyak energi daripada yang diterimanya.