Перші екологічні схеми у вигляді пірамід побудував у двадцятих роках XX ст. Чарлз Елтон. Вони були засновані на польових спостереженнях за рядом тварин різних розмірних класів. Елтон не включив в них первинних продуцентів і не робив ніяких відмінностей між детрітофа-гами іредуцентами. Однак він зазначив, що хижаки звичайно крупніше своїх жертв, і зрозумів, що таке співвідношення вкрай специфічно лише для певних розмірних класів тварин. У сорокові роки американський еколог Реймонд Ліндеман застосував ідею Елтона до трофічних рівнів, абстрагувавшись від конкретних складових їх організмів. Однак, якщо розподілити тварин по розмірним класах легко, то визначити, до якого трофічні рівні вони належать, набагато складніше. У будь-якому випадку зробити цеможна лише дуже спрощено і узагальнено.
Харчові відносини та ефективність передачі енергії в біотичному компоненті екосистеми традиційно зображають у вигляді ступінчастих пірамід. Це дає наочну основу для зіставлення: 1) різних екосистем, 2) сезонних станів однієї і тієї ж екосистеми; 3) різних фаз зміни екосистеми.
Існують три типи пірамід:
1) піраміди чисел, Засновані на підрахунку організмів кожного трофічного рівня;
2) піраміди біомаси, В яких використовується сумарна маса (зазвичай суха) організмів на кожному трофічному рівні;
3) піраміди енергії, Що враховують енергоємність організмів кожного трофічного рівня.
Піраміди енергії вважаються найбільш важливими, оскільки вони безпосередньо звертаються до основи харчових відносин - потоку енергії, необхідної для життєдіяльності будь-яких організмів.
Піраміди чисел
Для побудови піраміди чисел треба спочатку підрахувати особин різних видів у певному местообитании, а потім постаратися розподілити ці види по трофічних рівнів. Зазвичай в результаті виходить поступове спадання чисельності організмів кожного трофічного рівня при переході від нижчого рівня до вищого. Кількість особин на різних рівнях зображують у вигляді лежать один на одному прямокутників, довжина яких пропорційна числу організмів на одиниці площі місцеперебування або в одиниці об'єму (якщо екосистема водна). Ідеалізована піраміда чисел приведена на малюнку.
Дані для побудови такої піраміди отримати порівняно нескладно, застосовуючи стандартні методи обліку, проте їх використання пов'язане з низкою проблем. Три найважливіші з них такі.
1. Продуценти сильно варіюють за розмірами, а будь примірнику трав'янистої виду, водорості або дерева доводиться надавати однаковий статус. Це пояснює, чому не завжди виходить саме «піраміда». Паразитарні харчові ланцюги також можуть давати перевернуту піраміду.
2. Діапазон використовуваних чисел буває настільки широкий, що накреслити піраміду в єдиному масштабі часто важко. Можна використовувати логарифмічну шкалу, але тоді до інтерпретації картини треба підходити з особливою обережністю.
3. Трофічний рівень того чи іншого виду буває важко визначити.