Источник энергии для экосистем. Пирамида биомассы

Земля получает в год 10¹⁸ кВт·ч солнечной энергии. При этом мощность облучения каждого квадратного метра поверхности составляет 0,9-1,0 кВт в тропической зоне и 0,3-0,5 кВт в зоне умеренного климата.

Растения-продуценты используют для фотосинтеза всего лишь 0,5% достигающей Земли солнечной энергии. Много это или мало? Если бы человечество при современном уровне потребления энергии полностью перешло на использование только энергии Солнца, оно использовало бы еще меньшую ее часть.

Поскольку единственным внешним источником энергии для всех экосистем является Солнце, можно сформулировать и второй основной принцип функционирования экосистем: экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду практически вечной солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно.

Процесс непрерывной передачи энергии по трофической цепи сопровождается ее рассеиванием, потерями, ростом энтропии (меры неупорядоченности системы). При передаче от каждого предыдущего звена к последующему звену трофической цепи теряется до 90...99% энергии. Это компенсируется постоянным поступлением энергии от Солнца. Аналогичная картина наблюдается и при передаче вещества. Графически потери энергии и вещества можно представить в виде пирамиды биомассы (рис. 8).

Причина резкого снижения биомассы при повышении трофического уровня заключается в том, что большая часть потребляемой пищи используется организмом для получения энергии, а на формирование тел консументов ее идет относительно мало.

Суммарная биомасса всех пло-

тоядных (биомасса третьего

III трофического уровня)

Суммарная биомасса всех фито-

II фагов (биомасса второго тро-

фического уровня)

Суммарная масса всех проду-

I центов (биомасса первого

трофического уровня)

Рис. 8. Пирамида биомассы

Пирамида биомассы наглядно иллюстрирует третий основной принцип функционирования экосистем: чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть занимаемый ею трофический уровень (на конце длинных пищевых цепей не может быть большой биомассы).