Экологическая эффективность

Пирамиды продукций и энергий отражают экологическую эффективность превращений энергии в разных точках трофической цепи.

Отношения между трофическими уровнями:

Эффективность поглощения энергии первым трофическим уровнем, или отношение валовой первичной продукции к энергии поглощенного растением солнечного излучения. Она обычно равна от 1 до 10%.

Эффективность ассимиляции трофического уровня, или отношение ассимилированной энергии последующего трофического уровня к ассимилированной энергии предыдущего трофического уровня:

A_n/A_n-1

Здесь ассимилированная энергия принята равной сумме продукции и трат на дыхание (A = P + Т). В идеальном случае, значения когда К₁ у всех особей последующего трофического уровня равны 100%, то A_n/A_n-1 = 1,00.

Эффективность продукции трофического уровня, или отношение продукции последующего трофического уровня к продукции предыдущего:

Р_n/Р_n-1

В организмах более высокого трофического, как правило, фиксируется лишь небольшая часть продукции, образовавшейся на более низком уровне уровне. Причинами этого являются неполное выедание организмов более низких уровней организмами, которые находятся на более высоких уровнях, низкой усвояемостью потребленной пищи, значительными затратами энергии на дыхание.

Продукция животных второго трофического уровня может в отдельных случаях доходить до 50% от чистой первичной продукции. На трофических уровнях, образованных гетеротрофными организмами, продукция последующего уровня, как правило, составляет в среднем 10% от продукции предыдущего

Установленная выше эмпирическая закономерность иногда называют «экологическим принципом 10%». Из него следует целый ряд важных экологических последствий:

Отношения внутри трофических уровней:

Валовая эффективность продукции, или отношение продукции трофического уровня к величине поступающей на него энергии (фактически продукции предыдущего трофического уровня):

Р_n/Е_n

Чистая эффективность продукции, или отношение продукции трофического уровня к общей величине ассимиляции данного уровня:

Р_n/А_n

Эффективность ассимиляции, или отношение энергии, ассимилированной трофическим уровнем, к энергии поступившей на него:

А_n/I_n

Отношения во всей экосистеме:

Соотношение Шредингера, или отношение общего дыхания экосистемы к ее суммарной биомассе (ΣТ/ΣB). Оно представляет собой отношение затрат энергии на поддержание жизнедеятельности сообщества к энергии, заключенной в его структуре, т.е. является мерой упорядочненности.

Оно является по существу отношением прироста энтропии и соотвествующей работы, связанной с ее поддержанием к энтропии упорядочненной части. Если биомасса образована более крупными особями, то при равной биомассе это отношение будет ниже.

Соотношение между суммарными величинами продукции и дыхания экосистемы, т.е. ΣР/ΣТ.

Суммарная продукция экосистемы рассчитывается согласно:

ΣР = ЧПП - C_II + P_II - C_III + P_III + … - C_n + P_n

В молодых, несформированных экосистемах продукция, как правило, выше затрат энергии на дыхания, поэтому наблюдается рост биомассы экосистемы.

В сформировавшихся устойчивых экосистемах, затраты на дыхание практически равны продукции или выше их, поэтому биомасса таких экосистем остается достаточно стабильной.

Для чедовека предпочтительноо молодые экостемы, с которых он может получить больший выход продукции. Их примерами являются посевы сельскохозяйственных культур, рыбоводные пруды, заселяемые молодью рыб и пр.

В разобранном нами примере суммарная продукция экисистемы равна:

100 – 50 + 5 – 5 + 2,5 = 52,5 у.е., а суммарные траты на дыхание – 100 + 20 + 2 = 122 у.е.

Расчет продукции циклопа Cycljps colensis по численности и величинам приростов различных размерных групп:

Весовая группа	Число особей, экз м^-3	Суточный прирост, мкг сутки^-1	Биомасса, мкг м^-3	Продукция, мкг м^-3сут^-1
0 –5		0,07		52,5
5 – 10		0,15		86,2
10 – 25		0,29		181,2
25 – 40		0,87		113,1
40 –80		1,06		106,0
80 – 135		0,67		6,7
Суммарные значения		545,7

Сахаровский университет

Дата добавления: 2014-01-07