Масса тела хищников, как правило, сопоставима с массой тела их жертв, однако численность хищников на единицу площади значительно ниже

100 30 40 30

Допустим также, что особи каждого трофического уровня, начиная со второго, полностью выедают продукцию предыдущего, т.е. P_(N) = R_(N+1). В таком случае поток энергии по трофическим уровням экосистемы будет выглядеть следующим образом:

Автотрофный уровень

1 ВПП = ЧПП + Т

200 = 100 + 100

Гетеротрофные уровни

R = P + T + H

2 100 = 30 + 40 + 30

3 30 = 9 + 12 + 9

4 9 = 2,7 + 3,6 + 2,7

5 2,7 = 0,8 + 1,1 + 0,8

Если рацион второго трофического уровня (R₍₂₎) равен продукции первого уровня, т.е. ЧПП, то продукция второго трофического уровня (Р₍₂₎ ) составит:

P₍₂₎ = ЧПП · K₁₍₂₎

где К₁₍₂₎ – валовая экологическая эффективность продукции особей второго трофического уровня.

В свою очередь, продукция третьего трофического уровня (Р₍₃₎) составит:

Р₍₃₎ = P₍₂₎ · K₁₍₃₎ = ЧПП · K₁₍₂₎ · K₁₍₃₎

и т.д.

В общем виде, значение продукции особей последнего трофического уровня (Р_(n) составит:

Р_(n) = ЧПП · K₁₍₂₎ · K₁₍₃₎ · …· K_1(n)

Логарифмируя это уравнение, получим:

lg Р_(N) = lg ЧПП + lg K₁₍₂₎ + lg + K₁₍₃₎ + … + lg K_1(N)

Таким образом, энергия, доходящая до любого трофического уровня, зависит от величины чистой первичной продукции на первом трофическом уровне и значений валовой экологической эффективности продукции на гетеротрофных трофических уровнях.

Предположим, что значения K₁ для гетеротрофных организмов всех трофических уровней равны. Тогда:

lg Р_(N) = lg ЧПП + (N-1)lg K₁

где N – число трофических уровней в трофической цепи.

Отсюда, среднее число трофических уровней, теоретически возможных в данной в экосистеме (N), можно определить из уравнения:

N = [lg(Р_n/ЧПП) /lg К₁] + 1

где ЧПП - чистая первичная продукция, Р_n – продукция особей последнего трофического уровня, К₁ – валовая эффективность роста гетеротрофных организмов данной экосистемы. Если значения К₁ у особей на разных уровнях трофической цепи различаются, оценивают их усредненные величины для каждого трофического уровня, а затем по этим данным рассчитывают среднее геометрическое значение К₁ для всех гетеротрофных организмов.

Допустим, в пищевой цепи, образованной гомойтермными организмами, ЧПП = 100 э.е., Р_n = 1 э.е., К₁ = 0,1. Тогда число трофических уровней в этой цепи будет:

N = lg (1: 100)/lg 0,1 = (-2: -1) + 1 = 3

Для трофической цепи, образованной пойкилотермными организмами, имеем: ЧПП = 100 э.е., Р_n = 1 э.е., К₁ = 0,31. Тогда число трофических уровней составит:

N = lg (1: 100)/lg 0,31 = (-2: -0,5) + 1 = 5

Величины рациона гетеротрофных организмов возрастают с увеличением массы их тела. С другой стороны, каждый предыдущий трофический уровень может обеспечить существование определенной величины биомассы последующего. Поэтому увеличение средней массы организмов в пределах одного трофического уровня приводит к снижению их численности.

Для поддержания своей жизнедеятельности организмам необходимо добывать пищу. При снижении численности жертв на единицу площади время, затрачиваемое хищников на их поиски, будет возрастать. При этом неизбежно будут увеличиваться и затраты энергии на дыхание. Может наступить такая ситуация, когда энергия, затраченная хищников на поиски пищи, превысят количество энергии, содержащееся в добытом корме.

Поэтому в экосистемах практически нет гомойтермных организмов четвертого трофического уровня -- «суперхищников», или животных, которые питались бы исключительно гомойтермными хищниками. Суммарной продукции особей третьего уровня, не хватило бы для компенсации энергетических затрат для поддержания минимально необходимого для нормального функционирования популяций количества «суперхищников». К тому же, размеры «суперхищники» должны быть больше, чем «обычных» хищников, чтобы они могли успешно на них охотиться.

Зависимость средней площади индивидуального участка (S, га) от массы тела у наземных млекопитающих (W, кг) у наземных травоядных млекопитающих соответствует уравнению:

S = 2,71W^1,02

Аналогичное уравнение для хищных млекопитающих имеет вид:

S = 170W^1,03

Таким образом, средняя площадь территории, занимаемой хищным млекопитающим, в 62,7 раз больше (170: 2,71) территории, занимаемой травоядным млекопитающим с такой же массой тела.

Однако размеры данной территории в значительной степени зависят от уровня обеспеченности пищей, т.е. от продукции более низких трофических уровней.

Поэтому у хищных млекопитающих, занимающих

широко развита территориальность, включая мечение своих «охотничьих угодий», где они добывают себе корм, и охрану их от вторжений других особей того же вида. У травоядных млекопитающих территориальность практически отсутствует.

Очевидно, территориальное поведение имеет смысл лишь тогда, когда затраты энергии в единицу времени на защиту своей территории не превышают потребление энергии пищи с этой территории в единицу времени.

Установлена обратная связь между массой тела травоядных млекопитающих (W, кг) и плотностью их популяций (N, особь км²):

N = 91,2 W^-0,73

Аналогичное уравнение для птиц имеет вид:

N = 1,39 W^-0,604

Дата добавления: 2014-01-07