Потоки энергии в экосистемах

Первоисточником энергии в экосистемах является Солнце. На долю Земли приходится солнечной энергии в 10,5·10⁶ кДж/м² в год из которых около 40% отражается от облаков, атмосферной пыли и поверхности Земли, около 15% поглощается атмосферой. Оставшиеся 45% поглощаются растениями и земной поверхностью. Это составляет около 5·10⁶ кДж/м² в год и зависит от географического положения поверхности.

Ежедневная потребность в пище различных организмов (в кДж на кг массы): человек - 167, мелкие птицы и млекопитающие - 4186, насекомые - 2093

Пищевые цепи и трофические уровни.

Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и питательных веществ. Отношения между организмами в первую очередь определяется их отношением к пищевым ресурсам. Последовательность (схема) перехода энергии и вещества от автотрофов к гетеротрофам разного уровня называется пищевой цепью. Каждое звено этой цепи - трофическим уровнем.

Последовательность цепи - первичные продуценты - первичные консументы, вторичные консументы. Обычно бывает 4-5 трофических уровней реже 6-7. Продуцент - это растительные организмы, потребляющие минеральные вещества и продуцирующие органические за счет фотосинтеза.

Продуцентами могут быть и хемосинтезирующие бактерии, также использующие минеральные вещества. Основные продуценты в наземных экосистемах - зеленые растения. Продуценты составляют первую ступень (основание) экологической пирамиды. Консументы первичные это травоядные животные, птицы, насекомые, а в воде - фитопланктон, моллюски.

Консументы второго и третьего порядка. Это плотоядные животные к ним относятся хищники, падальщики и паразиты. Пример трофической цепи суши: растение-пчела-паук-землеройка-сова, водной: водоросли (фитопланктон) – ракообразные (зоопланктон)-сельдь-кета-тюлень.

Рис. 2 Пищевые цепи и трофические уровни.

Различают виды, способные питаться одним видом растения или животного (монофаги), многими видами (полифаги), а также более или менее ограниченным ассортиментом кормов (олигофаги). Трофические цепи (цепь питания) - это взаимоотношения между организмами при переносе энергии. Все биологические виды можно подразделить на автотрофные и гетеротрофные организмы. Все живые организмы попадут в одну из двух групп. Автотрофы – это организмы, использующие в качестве источников питания неорганические вещества газообразные и минеральные и производящих органическое вещество за счет фотосинтеза и хемосинтеза. Гетеротрофы - организмы, использующие в качестве источника питания органические вещества, произведенные другими организмами. К гетеротрофам относятся человек, все животные, некоторые растения, большинство бактерий, грибы. В пищевой цепи экосистем составляют группу консументов.

Детрит это частично разложившийся органический материал. Детритом питаются детритофаги. Редуценты (бактерии и грибы) – превращающие органику в неорганические вещества.

Существуют два главных типа пищевых цепей пастбищные и детритовые. Пастбищные, или цепи выедания (основу составляют автотрофные организмы, затем идут консументы), и детритные, или цепи разложения (начинаются от детрита, идут к микроорганизмам, а затем к детритофагам и их потребителям – хищникам). При переносе энергии от звена к звену большая ее часть (до 80-90%) теряется в виде теплоты. Поэтому число звеньев в трофических цепях обычно не превышает 4-5. Чем длиннее цепь, тем меньше продукция ее последнего звена по отношению к продукции начального. Поскольку в состав пищи каждого типа входит обычно несколько видов, каждый из которых в свою очередь может служить пищей нескольким видам, трофические взаимоотношения видов в природе точнее передаются термином трофическая сеть.

Трофический уровень это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания.. Они характеризуются определенной формой организации и утилизации энергии. Организмы разных трофических цепей, получающие пищу через равное число звеньев в трофической цепи.

Предполагается, что со временем человечество перейдет к получению пищи напрямую за счет энергии Солнца без участия продуцентов, что позволит стратегически изменить природоохранный аспект.

Поиск по сайту: