Энергетика экосистем

Для своего существования живые организмы должны постоянно пополнять и расходовать энергию. Растения связываю энергию Солнца в диапазоне 380-710 нм. Такая радиация называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Только высокопродуктивные экосистемы связывают 3-5% ФАР, остальные – 1% энергии.

В пищевой цепи 90% энергии растение тратит на себя (рост, фотосинтез, размножение) и только 10% энергии передается травоядным. Травоядные 9% тратят на себя и 1% передается хищнику.

Правило 10%: на каждый последующий уровень цепи питания передается только 10% энергии с предыдущего уровня; в конце пищевой цепи энергия рассеивается; количество уровней в цепи ограничено солнечной энергией.

Экологические пирамиды

Если продукцию, биомассу, энергию изображать в виде прямоугольников, то их вид в пищевой цепи будет иметь вид пирамиды.

Правило пирамид: количество энергии, содержащейся в организмах на последующем трофическом уровне, меньше ее значений на предыдущем уровне.

Например:

пирамида энергии:

			34.7 кДж
		4.98*10^3кДж
	6.24*10^4кДж
2.6*10^7кДж

• мальчик

• телята

• люцерна

• поле с люцерной

пирамида биомасс:

		48 кг
	1035 кг
8211 кг

• мальчик

• телята

• люцерна

Только в океане пирамида биомасс перевернута.

Весь планктон по биомассе меньше всех китов. Пищи хватает всем благодаря планктонам, которые очень быстро размножаются.

Наряду с полезными веществами в пищевой перемещаются и токсичные вещества.

Чем выше организм в цепи питания, тем больше токсинов в его теле: вода – содержание пестицида 0,00005, планктон – 0,004, щука – 1,33, цапля – 3,53, утка – 22.8.

Продуктивность экосистем

Продуктивность – способность экосистем создавать продукцию. Продуктивность – количество живого вещества, созданное на единице площади или объема за единицу времени, выраженная в единицах массы. Продуктивность бывает первичная (продуктивность растений) и вторичная (продуктивность животных).

Биомасса – количество живого вещества, находящееся на единице площади независимо от времени образования. Например:

Экосистема	Продуктивность	Биомасса
Тропический лес	25 - 30 тонн/га*год	3 – 4 тыс. тонн/га
Тайга	10 - 12 тонн/га*год	1 – 2 тыс. тонн/га
Степь	0,15 – 1,5 кг/м^2*год	300 тыс. тонн/га

По Вернадскому существуют пленки жизни. Они образуются на границах нескольких сред или экосистем (например: данная, поверхностная; опушка леса).

К более мелким пленкам жизни относят: океан (коралловые рифы, саргассовые сгущения, побережье морей и океанов, зоны апвеллинга), суша (тропический лес, прибрежная зона, мелкие водоемы). Человек должен беречь высокопродуктивные экосистемы, т.к. они составляют резерв сообщества, каркас биосферы. При их разрушении рушится вся биосфера.