Экологические следствия правил трофических цепей

ЛЕКЦИЯ 12

На основе закономерностей экологической биоэнергетики, разобранных в предыдущих лекциях, следует ряд важных интересных экологических выводов.

1. Число трофических уровней в экосистеме не может быть бесконечным. С повышением трофического уровня быстро снижается продукция, т.е. количество энергии, доступной для использования организмами более высоких трофических уровней. В рассмотренном нами примере экосистемы из трех трофических уровней (наземные растения – травоядные млекопитающие -- хищные млекопитающие) валовая первичная продукция составляет 200 энергетических единиц, а продукция организмов третьего трофического уровня (хищные млекопитающие) не превышает 1 энергетической единицы.

Снижение продукции с повышением трофического уровня, выражающееся пирамидой продукций, накладывает серьезные ограничения на число этих уровней. Как правило, в наземных экосистемах, где доминируют гомойтермные организмы (птицы и млекопитающие), число трофических уровней не превышает 3 - 4. В таких экосистемах второй (первый гетеротрофный) трофический уровень, образован мелкими растительноядными пойкилотермными животными, преимущественно насекомыми и их личинками. При этом трофическая цепь принимает следующий вид: [1] растения → [2] членистоногие → [3] насекомоядные птицы и млекопитающие → [4] хищные птицы и млекопитающие.

В экосистемах, где гетеротрофные уровни пищевых цепей (за исключением самого верхнего) формируют пойкилотермные организмы, число трофических уровней может возрастать до 6 - 7. Такая ситуация часто имеет место в водных водоемах. Пример такой длинной цепи:

[1] Планктонные автотрофные прокариоты и протисты → [2] планктонные гетеротрофные протисты - амебы, инфузории → [3] мелкие планктонные беспозвоночные с фильтрационным типом питания (ветвистоусые рачки, коловратки) → [4] хищные планктонные беспозвоночные (веслоногие рачки) → [5] планктоноядные рыбы (плотва, уклея и т.п.) → [6] хищные рыбы (щука, окунь) → [7] крупные рыбоядные хищники (выдра, рыбоядные птицы, а также человек).

Последний трофический уровень в данном случае образуют уже наземные гомойтермные организмы, т.е. пищевые цепи выходят из водоема на сушу.

Более длинные пищевые цепи в сообществах пойкилотермных организмов обусловлены тем, значения коэффициентов валовой экологической эффективности продукции (К₂) у них значительно выше, чем у гомойтермных организмов.

Если максимальные значения К₁ у гомойтермных организмов не превышает 0,1 (обычно – не более 0,01 – 0,05, то у пойкилотермных животных К₁ часто достигает 0,3 – 0,40 и даже более.

Отсюда пойкилотермные организмы способны передать на последующий трофический уровень приблизительно в 3 и более раз больше энергии потребляемой ими пищи, чем гомойтермные. При этом гомойтермные организмы вследствие своих мелких размеров способны гораздо более полно использовать пищевые ресурсы предыдущего трофического уровня.

Для примера возьмем экосистему, гетеротрофное сообщество которого образовано исключительно пойкилотермными животными. Допустим, что у всех их К₁ = 0,3, а энергетический баланс всех особей соответствует равенству:

R = P + T + H

Дата добавления: 2014-01-07