Thế nào là "Định luật kim tự tháp năng lượng"?

Chúng ta đã tìm hiểu chuỗi thức ăn. Thông qua chuỗi thức ăn, vật chất và năng lượng trong tự nhiên được truyền theo từng cấp sinh vật. Cỏ xanh bị thỏ ăn, các chất và năng lượng trong cỏ chuyển hóa thành các chất và năng lượng của thỏ; thỏ bị báo ăn, các chất và năng lượng trong thỏ lại chuyển sang cơ thể của báo.

Nhưng sự chuyển dời các chất và năng lượng giữa các sinh vật không phải là 100%. Ví dụ các chất và năng lượng của cỏ không thể 100% được động vật ăn cỏ lợi dụng. Không những vì gốc, rễ, vỏ quả và lá khô của cây cỏ động vật thường không ăn được mà ngay cả những thức ăn động vật đã ăn vào, phần lớn vì không thể tiêu hóa nên trở thành phân bài xuất ra khỏi cơ thể. Các chất và năng lượng của sinh vật cấp I thông thường chỉ có khoảng 1/10 được chuyển vào cơ thể sinh vật cấp II, tức là hiệu suất lợi dụng của năng lượng chỉ là 1/10, 9/10 năng lượng còn lại bị tổn thất. Đó chính là “Định luật 1/10” nổi tiếng trong sinh thái học.

Điều hứng thú là: nếu sắp xếp theo thứ tự số lượng, năng lượng và số chủng loại các sinh vật của các cấp trong chuỗi thức ăn hoặc trong mạng lưới thức ăn thì sẽ vẽ được một hình tam giác giống hình kim tự tháp Ai Cập. Vì vậy người ta gọi “Định luật 1/10” là “Định luật kim tự tháp năng lượng”.

Trong “Kim tự tháp năng lượng” đáy của tháp là thực vật màu xanh có thể tiến hành quang hợp. Chúng là kho dự trữ năng lượng của toàn bộ hệ thống sinh thái, là thành phần sản xuất, là cơ sở. Từ đó trở lên là động vật ăn cỏ, tức thành phần tiêu thụ cấp I. Trên đó là thành phần tiêu thụ cấp II, tức là loài động vật ăn thịt động vật ăn cỏ. Lên nữa còn có thành phần tiêu thụ cấp III, cấp IV, chúng là mãnh cầm, mãnh thú ăn thịt động vật.

Các tầng thứ của bất kỳ “Kim tự tháp năng lượng” nào trong hệ thống sinh thái đều không phải là vô hạn, thông thường chỉ có 4 hoặc 5 tầng. Mỗi lần lên 1 tầng thì năng lượng của sinh vật lại kém đi 9/10, sự lưu động của năng lượng càng nhỏ thì số lượng động vật có thể cung cấp làm thức ăn càng ít đi. Tháp này là tháp càng lên càng hẹp, càng nhọn.

“Kim tự tháp năng lượng” cho chúng ta biết: năng lượng lưu động trong hệ thống sinh thái có mối quan hệ về số lượng rất chặt chẽ. Vì vậy, để bảo đảm sự ổn định của hệ thống sinh thái, số lượng sinh vật giữa các cấp khác nhau phải bảo đảm một tỉ lệ nhất định. Thành phần sản xuất càng nhiều thì đáy tháp càng rộng, hệ thống sinh thái càng ổn định, nhưng đáy tháp càng rộng thì hiệu suất chuyển hóa năng lượng lại càng thấp. Những động vật tiêu thụ ở phần dưới của kim tự tháp nói chung vóc dáng càng nhỏ nhưng số lượng nhiều; những động vật tiêu thụ ở phần trên của kim tự tháp nói chung là mãnh cầm, mãnh thú, số lượng tương đối ít. Chính vì nó ít nên có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với việc duy trì sự ổn định của hệ thống sinh thái. Do đó chúng ta phải bảo vệ chúng thật tốt.

Vậy loài người chúng ta nằm ở vị trí nào trong kim tự tháp? Con người là động vật ăn thực vật và động vật, lại còn ăn một cách có lựa chọn nên nằm ở đỉnh tháp. Vì con người là thành phần tiêu thụ cuối cùng trong chuỗi thức ăn, nên nó vô cùng yếu đuối, mong manh. Khi sự ổn định của hệ thống sinh thái hơi bị phá hoại, làm mất đi khả năng cung cấp thức ăn động, thực vật thì con người sẽ không có thể sinh tồn trên Trái Đất nữa.

Từ khóa: Chuỗi thức ăn; “Định luật kim tự tháp năng lượng”.