6. Энергия экосистемы.

Трофическая цепь – пищевая цепь.

Трофический уровень – место каждого звена в пищевой цепи.

Посредством трофической цепи солнечная энергия передается всем организмам.

Пища, поглощаемая консументом, усваивается не полностью – от 12 до 20% у некоторых растительноядных, до 75% и более у плотоядных.

Энергетические затраты связаны с:

• поддержанием обмена веществ, дыханием,

• значительная часть энергии рассеивается в виде тепла при химических реакциях в организме и особенно при активной мышечной работе. В конечно счете вся энергия, использованная на метаболизм, превращается в тепловую и рассеивается в окружающей среде.

• часть пищи выделяется в виде экскрементов,

• некоторая часть идет на образование тканей и некоторого запаса питательных веществ, т.е. на рост.

Таким образом, большая часть энергии при переходе с одного трофического уровня на другой, более высокий, теряется. Потери приблизительно составляют 90 %: на каждый последующий уровень передается не более 10 % энергии от предыдущего уровня. Например, если калорийность продуцента составляет 1000 Дж, то при попадании в тело фитофага остается 100 Дж, в теле хищника уже 10 Дж, а если этот хищник будет съеден другим, то на его долю останется лишь 1 Дж, т.е. 0,1 % от калорийности растительной пищи.

Различают два вида трофических цепей:

• цепи выедания, или пастбищные, которые начинаются с поедания фотосинтезирующих организмов, и

• детритные цепи разложения, которые начинаются с остатков отмерших растений, трупов и экскрементов животных.

Таким образом, входя в экосистему, поток лучистой энергии разбивается на две части, распространяясь по двум видам трофических цепей, но источник энергии общий – солнечный свет.

7. Биологическая продуктивность экосистем.

Биологическая продуктивность экосистем – это скорость, с которой продуценты усваивают солнечную энергию в процессе фотосинтеза, образуя органическое вещество, которое затем может быть использовано в качестве пищи.

Существует два уровня продуцирования, на которых создается первичная и вторичная продукция.

Первичная продукция – это органическая масса, создаваемая продуцентом в единицу времени.

Вторичная продукция – это прирост массы консументов за единицу времени.

Первичная продукция подразделяется на два уровня – валовую и чистую продукцию.

Валовая первичная продукция – это общая масса валового органического вещества, создаваемая растением в единицу времени при данной скорости фотосинтеза, включая и траты на дыхание. Растения тратят на дыхание от 40 до 70% валовой продукции.

Чистая первичная продукция – это та часть валовой продукции, которая не израсходована на «дыхание». Она представляет собой величину прироста растений, и именно эта продукция потребляется консументами и редуцентами.

Все живые компоненты экосистемы – продуценты, консументы и редуценты – составляют общую биомассу, или живой вес, сообщества в целом или его отдельных частей, тех или иных групп организмов. Биомассу обычно выражают через сырой и сухой вес, но можно выражать и в энергетических единицах – калориях, джоулях и т.д.

На образование биомассы расходуется не вся энергия, но та энергия, которая используется, создает первичную продукцию и может быть расходоваться в разных системах по-разному. Если скорость изъятия ее консументами отстает от скорости прироста растений, то это ведет к постепенному приросту биомассы продуцентов и возникает избыток мертвого органического вещества. Последнее приводит к заторфовыванию болот, зарастанию мелких водоемов, созданию большого запаса подстилки таежных лесах и т.д.

В стабильных сообществах практически вся продукция тратится в трофических цепях, и биомасса остается постоянной.