ЭНЕРГИЯ В ЭКОСИСТЕМАХ

Экологическую систему можно представить в виде диаграммы потока энергии (рисунок 2.4). Отдельные трофические уровни в ней изображены как резервуары, размер которых соответствует энергии, за-ключенной в них биомассы, а поперечник соединяющих их каналов – величине потоков энергии.

Энергия в экологическую систему попадает в виде потока солнеч-ной энергии L. Большая ее часть L_U рассеивается в виде теплоты. Дру-гая часть L _A эффективно поглощается растениями и преобразуется фо-тосинтезом в энергию химических связей органических веществ Р_g. Это валовая первичная продукция экосистемы.

Рисунок 2.4 – Потоки энергии в простой трофической цепи (Цифры даны в кДж/м² за день)

Вновь образовавшиеся органические вещества используются рас-тениями в различных процессах:

1) при дыхании, с освобождением энергии R;

2) в биохимических процессах, с выделением тепла N_a.

3) на прирост биомассы растений Р_n – чистой первичной про-дукции.

Прирост биомассы растений рано или поздно потребляется пер-вичными консументами. При переходе с одного трофического уровня на другой часть доступной энергии N_u не воспринимается. Консументы питаются, тратят полученную с пищей энергию на выполнение разно-образных жизненных функций, растут и дают, таким образом, новую продукцию. Это вторичная продукция экосистемы, которая, в свою оче-редь, используется консументами второго порядка.

В среднем при переходе с одного трофического уровня на другой общая энергия уменьшается приблизительно в 10 раз (правило 10 % Р. Линдемана). Чем длиннее пищевая цепь, тем меньше остается к ее кон-

цу доступной энергии. Поэтому число трофических уровней никогда не бывает слишком большим и чаще всего не превышает 4–5 уровней.

Например, если заяц съел 10 кг растительной массы, то его собст-венная масса может увеличиться на 1 кг. Лисица или волк, поедая 1 кг зайчатины, увеличивают свою массу уже только на 100 г , или на 1 % от биомассы растений, съеденных зайцем. Следовательно, через верхние трофические уровни экологических пирамид проходит значительно меньшее количество энергии, чем через нижние. Вот почему большие хищные животные всегда редки, и не существует хищников, которые питались бы волками, – они просто не прокормились бы, настолько вол-ки немногочисленны.

Поскольку в обратный поток (к продуцентам) поступает ничтож-ное количество изначально вовлеченной энергии (не более 0,25 – 0,35 %), говорить о круговороте энергии нельзя. Существует лишь кругово-рот веществ, поддерживаемый потоком энергии.