Las pirámides ecológicas son de utilidad para graficar el resultado de la capacidad productiva de los ecosistemas, para construir estas pirámides se pueden tomar diferentes tipos de datos existentes en cada nivel trófico:
a) Cantidad de organismos individuales.
b) Cantidad de biomasa.
c) Cantidad de energía almacenada.
Las pirámides ecológicas realizadas en base a número de organismos sobreestiman la producción debido a la cantidad de organismos pequeños; las pirámides diseñadas según la cantidad de biomasa en cada nivel trófico sobreestiman la importancia de los organismos grandes; es la pirámide de energía la que da mayor certeza. La fotosíntesis produce anualmente cien mil millones de toneladas de materia orgánica, mientras que por la respiración de animales, vegetales y microorganismos se oxida igual cantidad de sustancias orgánicas que vuelven a transformarse en dióxido de carbono y agua. Este equilibrio no es exacto, desde el principio del período cámbrico hace 600 millones de años, una parte de esa materia orgánica no se ha oxidado y ha ido quedando enterrada y fosilizada. Este balance histórico de fotosíntesis respiración ha permitido que se liberara oxígeno a la atmósfera, y que cambiara la composición gaseosa de ésta, creándose las condiciones ambientales para el surgimiento de formas superiores de vida.
El uso de la energía potencial almacenada en el subsuelo ha hecho aumentar la concentración deCO2, CO, P, Pb en la atmósfera. En los últimos cincuenta años la concentración de dióxido de carbono atmosférico aumentó en un trece por ciento. La comunidad científica coincide que, de proseguir esta tendencia al alto consumo de energía, en el futuro habrá que enfrentar problemas graves como serían: la reducción del hielo de los casquetes polares, la elevación del nivel de mares y océanos, y cambios climáticos importantes. Se produciría en consecuencia, una alteración significativa de los ecosistemas, con resultados negativos para las poblaciones humanas difíciles de prever.
Cadenas y Redes Tróficas
Estas cadenas y redes tróficas se organizan en diferentes niveles, que se sostienen por la dinámica de comer y ser comido. En cada transferencia de energía de un nivel trófico a otro un 90 a un 80%de energía química, bioeléctrica o cinética se dispersa como energía calórica. En la relación entre los seres autotróficos y heterotróficos se establecen dos circuitos principales, uno llamado circuito de pastoreo que se inicia con el consumo directo de vegetales vivos por los consumidores herbívoros y continúa con consumidores carnívoros primarios, secundarios y terciarios. El otro circuito, se denomina circuito de detritus orgánico, este circuito se desarrolla con la actividad de bacterias, hongos y microorganismos detritívoros que descomponen los materiales muertos acumulados y degradan las sustancias orgánicas más complejas a sustancias inorgánicas más simples.
La degradación de la materia orgánica que realizan las bacterias sulfurosas sin consumo de oxígeno, no es significativa en el balance general. Cuando la producción de detritus orgánicos en los suelos, sedimentos y aguas es grande, las bacterias, los hongos, los protozoos y otros microorganismos consumen el oxígeno con una rapidez que supera la velocidad de difusión del gas y originan condiciones para la respiración anaeróbica, “respiración anaeróbica obligatoria o facultativa que puede ser de gran utilidad para la normalización de las aguas muy contaminadas”.
Las poblaciones humanas como componentes de los ecosistemas participan activamente en ambos circuitos, esta participación tiene características de acoplamiento cultural al ambiente, con lo que se origina, desarrolla y acompleja de manera creciente un tercer circuito al que denominamos circuito económico. Este circuito se caracteriza por el uso de recursos naturales, de energía subsidiaria, de medios e instrumentos de trabajo y por la producción de bienes artificiales y efluentes contaminantes gaseosos, líquidos y sólidos.
El circuito económico interfiere y altera los circuitos de pastoreo y de detritus orgánicos, es parte integrante del intercambio de materiales y energía que se da en la dinámica de los ecosistemas. Por lo tanto, es un error separar estos circuitos, trasladando a la práctica y a la teoría algunas necesidades autistas propias del análisis, que no permiten realizar la síntesis y excluyen los fenómenos socioeconómicos de la investigación ecológica. Cuando explicamos el funcionamiento del ecosistema y nos referimos a tres circuitos interactivos, estamos señalando el principio de la integración funcional, principio que explica cómo se originan propiedades complementarias con el incremento de la complejidad del ecosistema, ya que cada nivel posee características que el conocimiento del nivel inmediatamente inferior solo explica en parte. La productividad secundaria, incluida la que realizan las poblaciones humanas, depende de la productividad primaria, de la extensión de la cadena de alimentos y de la naturaleza, intensidad y cantidad del suministro de energía.