Сильно упрощенная схема пищевой сети наземной эксосистемы

Рисунок 4-12

Движение энергии в экосистемах происходит посредством двух связанных типов пищевых сетей: пастбищной и детритной (рисунок 4-13). В пастбищной пищевой сети живые растения поедаются фитофагами, а сами фитофаги являются пищей для хищников и паразитов. В детритной пищевой сети отходы жизнедеятельности и мертвые организмы разлагаются детритофагами и деструкторами до простых неорганических соединений, которые вновь используются растениями.

Обобщенная схема основных звеньев однонаправленного потока энергии в экосистемах через пастбищные и детритные пищевые сети

Рисунок 4.13

Пирамиды энергетических потоков. С каждым переходом из одного трофического уровня в другой в пределах пищевой цепи или сети совершается работа и в окружающую среду выделяется тепловая энергия, а количество энергии высокого качества, используемой организмами следующего трофического уровня, снижается. Такое сокращение используемой энергии высокого качества на каждом последующем трофическом уровне является результатом второго начала термодинамики.

Процентное содержание энергии высокого качества, переходящей из одного трофического уровня в другой, колеблется от 2 до 30% в зависимости от вовлекаемых типов живых организмов и от экосистемы, в которой происходит трансформация энергии. Экологи подсчитали, что в дикой природе в среднем около 10% доступной высококачественной химической энергии одного трофического уровня трансформируется в доступную химическую энергию в организмах следующего уровня. Оставшаяся энергия используется для поддержания жизнедеятельности организмов, но большая ее часть теряется в окружающей природе как тепловая энергия низкого качества в соответствии со вторым началом термодинамики. Незначительный процент энергии используется редуцентами для их жизнедеятельности, а остаток переходит в форму рассеиваемого тепла.

Рисунок 4-14 иллюстрирует потери полезной высококачественной энергии на каждой ступени простой пищевой цепи. Пирамиды энергетических потоков и расходов энергии на этой диаграмме свидетельствуют о том, что чем длиннее пищевая цепь или сеть, тем больше теряется полезной высококачественной энергии.

Пирамида потока полезной высококачественной энергии

Пирамида потерь низкокачественной энергии

Обобщенные пирамиды энергетических потоков и расходов энергии, показывающие уменьшение количества доступной высококачественной энергии на каждом последующем трофическом уровне пищевой цепи или сети

Рисунок 4-14

На рисунке 4-15 отражен фактический годовой поток энергии через экосистему.