Потоки вещества и энергии экосистеме

Поток вещества – перемещение последнего в форме химических элементов и их соединений от продуцентов к редуцентам (через консументы или без них).

Поток энергии – переход энергии в виде химических связей органических соединений (пищи) по цепям питания от одного трофического уровня к другому (более высокому).

Необходимо подчеркнуть тот факт, что в отличие от веществ, которые постоянно циркулируют по разным блокам экосистемы и всегда могут вновь участвовать в круговороте, поступившая энергия может быть использована только один раз.

Как универсальное явление природы, односторонний поток энергии обусловлен действием законов термодинамики.

Согласно первому из них энергия может переходить из одной формы (энергия света) в другую (потенциальная энергия пищи), но она никогда не создается вновь и никогда не исчезает бесследно.

Согласно второму закону термодинамики не может быть ни одного процесса, связанного с превращением энергии, без потери некоторой ее части. Поэтому не может быть превращений пищи в вещество, из которого состоит тело организма, со 100 %-ной эффективностью.

Трофическая структура экосистем. Цепи питания.

Между организмами в составе биогеоценоза устанавливаются прочные пищевые взаимоотношения. Любой биогеоценоз включает несколько трофических (пищевых) уровней или звеньев.

Первый трофический уровень представлен зелеными растениями, то есть автотрофами. Их называют продуцентами.

Второй трофический уровень представлен гетеротрофными фитофагами (растительноядными животными). Это консументы первого порядка.

Третий трофический уровень (иногда и четвертый, пятый) представлены зоофагами, или хищниками. Их называют консументами второго (третьего, четвертого) порядка.

Последний трофический уровень представлен сапрофагами - организмами, питающимися мертвым веществом. Их называют редуцентами. Это в основном грибы и бактерии. Процесс разложения органических веществ до неорганических называется минерализацией.

Взаимосвязанный ряд трофических уровней представляет собой цепь питания, или трофическую цепь. Главное свойство цепи питания - существование биологического круговорота и высвобождение запасенной в органическом веществе энергии. Все звенья трофической цепи взаимосвязаны и взаимозависимы. Между ними от первого к последнему осуществляется передача вещества и энергии. При передаче энергии с одного трофического уровня на другой происходит потеря части энергии. Поэтому цепь питания не может быть какой угодно длинной. Чаще всего она состоит из 4-6 звеньев.

Существует два вида трофических цепей - пастбищные и детритные.

Трофические цепи, которые начинаются с фотосинтезирующих организмов, называют цепями выедания, или пастбищными цепями, или цепями потребления. Они имеют следующую структуру:

продуценты  консументы I, II .. редуценты

Например:

нектар  муха паукземлеройка сова редуценты

Трофические цепи, которые начинаются с отмерших остатков растений, трупов или экскрементов животных, называются детритными цепями, или цепями разложения. Они имеют структуру:

детрит  детритофаг хищник

Детрит - кусочки частично разложившегося материала (опавшие листья, трава, мертвые животные, экскременты животных).

Детритофаг - организм, питающийся детритом.

Например:

листовая подстилка  дождевой червь  черный дрозд  ястреб-тетеревятник

или

мертвое животное  личинки падальных мух  травяная лягушка  уж обыкновенный

Чаще всего пищевые цепи в естественных сообществах сложным образом переплетаются. Поэтому, анализируя трофические взаимоотношения реального

биогеоценоза, чаше всего говорят о пищевых сетях. Дело в том, что большинство организмов могут использовать в пищу не один единственный вид, а несколько различных. 