Рассеивание энергии и возрастание энтропии все время компенсируется поступлением энергии от Солнца

Трофическая цепь в биогеоценозе есть одновременно и цепь энергетическая. В ней реализуется передача энергии Солнца от продуцентов ко всем консументам.

Так, 1 г сухого органического вещества растений содержит в среднем 18,7 кДж или (4,5ккал) энергии. Один грамм сухого вещества животного (мяса) содержит 23,5 кДж или (5,6 ккал) энергии.

Организмы – потребители т.е. консументы, питаясь органическим веществом продуцентов, получают от них энергию, идущую как на построение собственного органического вещества так и на дыхание, теплоотдачу, выполнение движений в процессе поиска пищи, ускольза­ния от врагов и т.п.

Таким образом, в экосистеме имеет место непрерывный поток энергии, заключающийся в передаче ее от одного пищевого уровня к другому.

В силу второго закона термодинамики этот процесс связан с рассеиванием энергии на каждом последующем звене, т.е. сопровождается возрастанием энтропии.

В процессе жизнедеятельности любого сообщества создается и расходуется органическое вещество. Это значит, что каждая экологическая система обладает определенной продуктивностью.

Продуктивность оценивают, соотнося массу вещества (продукцию) с некоторой единицей времени, т.е. рассматривют ее как скорость образования вещества (биомассы).

Основная или первичная продуктивность системы определяется как скорость, с которой лучистая энергия Солнца усваивается организмами-продуцентами, т.е. в основном зелеными растениями в процессе фотосинтеза.

Например, если за год в результате фотосинтеза растительность леса образовала 5 тонн органического вещества на 1 га, то это и есть общая, или, как говорят, валовая первичная, продуктивность.

Скорость накопления вещества экологической системой за вычетом того вещества, которое израсходовано на дыхание, образует фактическую, или чистую первичную продуктивность сообщества.

Чистая продукция оказывается доступной консументам - растительноядным организмам и через них - плотоядным.

Продуктивность (и продукция) консументов носит название вторичной продуктивности.

Есть расчеты, показывающие, что 1 га некоторого леса воспринимает ежегодно в среднем 2,1x10⁹ кДж энергии Солнца. Однако, если все запасенное за год растительное вещество сжечь, то в результате мы получим всего 1,1 · 10⁶ кДж, что составляет менее 0,5 % от поступившей энергии.

Это значит, что фактическая продуктивность фотосинтетиков (зеленых растений), или первичная продуктивность биосисиемы не превышает 0,5 %. Вторичная продуктивность также низка.

При продвижении по трофической цепи на каждом ее звене теряется от 90 до 99 % энергии.

Установлено, например, что для образования 1 кг говядины, необходимо скормить корове от 70 до 90 кг свежей травы.

Положение, согласно которому не более 10 % энергии поступает от каждого предыдущего трофического уровня к последующему, называется правилом десяти процентов или законом (принципом) Линдемана.

Здесь рассмотрена продуктивность отдельных звеньев экосистемы в энергетических единицах. Однако ее можно выразить и в единицах массы или численностью особей, присутствующих в экосистеме в данный момент времени.

Например, биомасса листвы спелого дубового леса может составлять 4-6 т на га, а древесины - 300-500 т/га.

Для теплокровных животных биомасса исчисляется килограммами или граммами на гектар.

Следует различать продуктивность текущую и общую. Пусть, например, 1 га соснового леса в некоторых конкретных условиях способен за время своего существования и роста образовать 200 м³ древесной массы - это общая продуктивность. Однако за один год такой лес создает всего 1,7 - 2,5 м³ древесины. Этот показатель есть текущая продуктивность, или годичный прирост.

Дата добавления: 2014-01-04