больше биомассы означает больше энергии?

tl;dr Я думаю, что вы правы, а ваш учебник неверен. Было бы интересно узнать (а) что это за учебник (может быть, тот же самый, что я цитирую ниже?) и (б) что скажет ваш учитель, если вы зададите ему этот вопрос.

В общем, содержание энергии на трофическом уровне примерно пропорционально его биомассе (хотя при переходе от наземных растений к животным мы могли бы ожидать увеличения энергии на грамм, поскольку наземные растения содержат много структурного материала с низким содержанием энергии). И энергия, и биомасса также были бы пропорциональны числам, если бы особи на каждом трофическом уровне были примерно одинакового размера (это может идти в любом направлении; киты намного больше, чем планктон, который они едят, бобры намного меньше, чем деревья, которые они едят... .)

Для океанического фитопланктона и зоопланктона, соответственно, некоторые разумные преобразования массы/энергии представляют собой фитопланктон: 2-3 калории на миллиграмм (кал/мг) сухого веса (Platt and Irwin 1973); зоопланктон: 3-9 кал/мг сухого веса (Davis 1993). (ZP примерно в 3 раза более богаты энергией, чем PP.)

На мой взгляд, энергетические пирамиды, а также числовые пирамиды могут быть перевернуты, несмотря на то, что говорится в этом учебнике биологии с открытым исходным кодом (ссылка ниже):

Пирамиды энергии всегда вертикальны, так как энергия теряется на каждом трофическом уровне; экосистема без достаточной первичной продуктивности не может поддерживаться.

Как подробно описано ниже, я думаю, что это утверждение неверно . Потери энергии, как правило, делают энергетические пирамиды немного менее тяжелыми на вершине, чем пирамиды из биомассы, но их можно перевернуть точно по той же причине, что и пирамиды из биомассы.

В книге показана перевернутая пирамида биомассы :

И объясняет это следующим образом:

Однако фитопланктон в примере Ла-Манша составляет меньше биомассы, чем основные потребители, зоопланктон. Как и в случае с перевернутыми пирамидами чисел, перевернутая пирамида биомассы возникает не из-за отсутствия продуктивности первичных производителей, а из-за высокой скорости оборота фитопланктона. Фитопланктон быстро потребляется первичными консументами, что минимизирует их биомассу в любой конкретный момент времени. Однако, поскольку фитопланктон быстро размножается, он способен поддерживать остальную часть экосистемы.

Этот аргумент в равной степени применим и к энергии. Другими словами, количество биомассы или энергии, присутствующей на нижнем трофическом уровне (фитопланктон) в любой момент времени (также называемое запасом или стоячим запасом ), меньше, чем энергия, присутствующая на верхнем трофическом уровне (зоопланктон), но поток энергии постоянный (за вычетом потерь из-за неэффективности преобразования).

В частности, если мы возьмем значения Ла-Манша (4 г сухой массы/м^2 PP; 21 г/м^2 ZP) и преобразуем (г/м^2 * (1000*кал/мг) = кал/м^ 2) мы получаем не более 3*4*1000 = 12000 кал/м^2 для PP и не менее 3*21*1000 = 63000 кал/м^2 для ZP, поэтому пирамида все еще перевернута. (На самом деле, поскольку ZP, как правило, более богаты энергией, чем PP, мы ожидаем, что энергетическая пирамида будет более тяжелой на вершине, чем PP из биомассы; здесь я использовал самые консервативные возможные числа, верхний предел диапазона для содержания PP и внизу для содержимого ZP, которые оказались одинаковыми.)

Например, предположим, что отдельные фитопланктеры (да, это слово для отдельного организма в фитопланктоне) и зоопланктеры имеют одинаковый размер/содержат одинаковое количество энергии (неправда, но здесь допустимое упрощение), и что существует 10 000 фитопланктеров. и 90 000 зоопланктеров на кубический метр воды. Фитопланктеры размножаются так быстро, что каждый ZP может съесть 10 PP в течение своей жизни, не истощая популяцию PP. В одном поколении ЗП (= 10 поколений ПП) 100 000 единиц энергии поступает в ПП (путем фотосинтеза) и съедается ЗП (с потерей 10% из-за трофической неэффективности); этого достаточно, чтобы содержать 90 000 зоопланктеров.

Экосистемы. (2021, 6 марта). Получено 3 сентября 2021 г. с https://bio.libretexts.org/@go/page/12640 .

Дэвис, Нэнси Д. «Калорийность океанического зоопланктона и рыб для изучения пищевых привычек лососевых и их экологически родственных видов». Научно-исследовательский институт рыболовства, Вашингтонский университет, 1993 г. https://digital.lib.washington.edu/researchworks/bitstream/handle/1773/4192/9312.pdf?sequence=1 .

Платт, Тревор и Брайан Ирвин. «Калорийность фитопланктона». Лимнология и океанография 18, вып. 2 (1973): 306–10. https://doi.org/10.4319/lo.1973.18.2.0306 .