Превращение энергии в экосистему

Дата добавления: 2014-05-29 | Просмотров: 1493

Основным источником энергии для экосистем является энергия солнца. Именно она создает тепло на поверхности планеты, кинетическую энергию потоков воздуха и потенциальную энергию гидросферы. Потребность человека в энергии составляет около 40 кКал/кг. Потребность живых организмов в энергии с уменьшением их размеров резко возрастает. 40% солнечной энергии, которая падает на Землю, отражается в космос. 60% переходит в тепло. Расходуется на испарение, осадки, ветер, фотосинтез. Из 100% солнечной энергии, которая падает на зеленый лист, усваивается всего лишь 2%.

Для оценки эффективности поглощения солнечной энергии используется понятие продуктивности. Различаются:

1. Первичная продуктивность, то есть общая скорость фотосинтеза

2. Чистая первичная продуктивность или чистая ассимиляция – скорость фотосинтеза за вычетом потерь энергии на дыхание;

3. Чистая продуктивность сообществ – это чистая ассимиляция, за вычетом потерь на дыхание и у гетеротрофов.

4. Вторичная продуктивность или энергия, которая накоплена у консументов

Доля первичной продукции, переходящей в чистую, в умеренном поясе составляет 60-70 %, на экваторе – 40%. При высоких температурах воздуха уходит большое количество энергии на питание. Чистая первичная продуктивность у деревьев сосредоточена на 80% в кронах, а у трав на две трети в корнях. Продуктивность агросистем и пустынь может различаться в 100 раз.

Превращение энергии вэкосистемах идут по пищевым цепям. У продуцентов она идет на рост биомассы, создание запасов и дыхание. Начало пищевых цепей – растение и его живая ткань. Далее идет его семена, проводящая ткань, мертвая ткань и цветки.

При анализе пищевых цепей необходимо учитывать возможность концентрации токсических соединений при движении по цепи (например, содержание радиоактивного фосфора в яйцах гусей в миллион раз больше, чем в воде). По мере превращения энергии в пищевых цепях происходит повышение её качества.

Экологическая или пищевая пирамида – это трофическая по численности, биомассе и энергии живых организмов в экосистеме. Основанием этой пирамиды – продуценты. Последующие уровни – консументы, которые образуют этажи и вершины пирамиды. Экологическая пирамида по численности мало информативна, так как численность особей в популяциях может варьировать в 10¹⁷ раз. Более информативны пирамиды по биомассе. Их варьирование не выше 10⁵, а если брать варьирование по энергии, то будет всего лишь 5 раз.

Увеличение размеров экосистем обычно повышает величину её отдачи, но в тоже время снижает долю чистой продукции из-за роста стоимости самоподдержания этой системы. Уравновешивание скорости поступления и расхода энергии приводит к прекращению роста биомассы.