Закон термодинамики

Как требует первый закон термодинамики, приток энергии уравновешивается ее оттоком, и как того требует второй закон, каждый перенос энергии сопровождается ее рассеиванием.

В силу второго закона термодинамики процесс передачи энергии неизбежно связан с рассеиванием энергии на каждом трофическом уровне, т. е. с ее потерями. КПД процессов преобразования энергии всегда меньше единицы. Определенная доля энергии теряется при отмирании организмов, а также не усваивается из пищи. Все элементы биоценоза частично отдают высокосортную энергию в тепло в процессе дыхания и совершения работы.

Однако при всем разнообразии расходов энергии максимальные затраты идут на дыхание (сумме с неусвоенной пищей они составляют до 90%). Тогда поток энергии, переходящий на следующий, более высокий трофический уровень, составляет в среднем около 10% «правило десяти процентов». В результате на верхние трофические уровни (к хищникам) переходит всего тысячная доля процента от энергии зеленых растений.

В результате рассеивания энергии ее количество, доступное для потребления, падает по мере возрастания трофического уровня организма. Это приводит к тому, что цепи питания не могут быть длинными: чаще всего они состоят из 4—6 звеньев. Например, трава—заяц-лиса или трава-муха-лягушка-цапля—лиса.

Тема 4 Пирамиды+круговороты.

Трофическую структуру можно определить по численности особей или энергии, а также можно изобразить графически с помощью экологических пирамид.

Пирамиды чисел. Если представить пищевую цепь хищников в виде многоугольников равной высоты, расположенных один на другом. Длина многоугольников пропорциональна числу особей в каждом трофическом уровне. Получится фигура называемая пирамидой чисел. Её высота тем выше, чем больше трофических уровней. Число особей от первого к последнему уровню уменьшается, пирамида имеет вид треугольника, вершиной вверх

Пирамиду чисел ввел Элтон в 1927 году.

Пирамида чисел проявляется если:

1. в любой экосистеме животные мелких размеров численно превосходят крупных и быстрее размножаются

2. для всякого хищника существуют верхний и нижний пределы размеров жертв.(пример поглощения пищи: льву требуется в год 50 зерб)

Пирамиды биомасс. Для каждого трофического уровня указывают биомассу организмов, в случае пищевой цепи биомасса хищников имеет форму треугольника, вершиной вверх.

Исключение составляет водная среда – биомасса фитопланктона меньше биомассы зоопланктона.

Человек 1 кг

Крупная рыба 10кг

Мелкая рыба 100кг

Мел.членистоногие 1000кг

Водоросли 10000кг

Пирамида энергии. Каждый уровень изображается прямоугольником, где длина пропорциональна количеству энергии, накопленной единицей площади (или объема) в единицу времени. Пирамида имеет вид треугольника вершиной вверх

Это связано с потерей энергии от одного уровня к другому по законам термодинамики.

Общее про круговороты (важные элементы, какие бывают)

Для синтеза организмов- животным необходимы 40 элементов, где самыми важными считаются: H, C, N2, O2, P, S. Другие элементы требуются, но в меньших количествах. Все эти элементы постоянно переходят из живой материи в материю неорганическую, т.е. участвуют в биогеоценотических циклах.