生態ピラミッドとエネルギー効率

栄養段階を 1 つ上がるたびにエネルギーは ×効率 しか伝わらない。各段に残るエネルギー量をピラミッド図で体感します。

生産者のエネルギー P₀ 100000

転送効率 e 10 %

生存に必要な量 T 10

生産者一次消費者二次消費者高次消費者失われた熱・呼吸

転送効率 e

—

積み上がる段数

—

最上位のエネルギー

—

全体の損失率

—

エネルギーピラミッド（幅はエネルギー量の目安・上段も見えるよう調整）

各段のエネルギー収支（伝わる分／失われる分）

植物（生産者）が太陽光からつくったエネルギーは、それを食べる動物（消費者）へと順に渡っていきます。しかし渡るときには、呼吸や排出・食べ残しで多くが熱として失われ、次の段階に伝わるのはふつう約 10 % だけです。
だから栄養段階 n 段目に残るエネルギーは Pₙ = P₀ × eⁿ（e は転送効率）。段を上がるほど急激に小さくなり、ある段で「生存に必要な量」を下回ると、それ以上の捕食者は支えられなくなります。
スライダーで生産者のエネルギーと効率を変え、ピラミッドが何段積めるか確かめましょう。

いま何が起きている？

ここがポイント

Pₙ = P₀ × eⁿ ── 1 段上がるごとにエネルギーは効率 e 倍にしか伝わらず、幾何級数的に減る。
10 % 則 ── 平均的な転送効率は約 10 %。残り約 90 % は呼吸・熱・排出として失われる。
エネルギーが急減するため、ピラミッドは上ほど細く、栄養段階はふつう 4〜5 段までしか積み上がらない。
効率 e が高いほど、また生産者 P₀ が大きいほど、より高次の捕食者を支えられる。