ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перенос энергии и вещества по пищевым цепям из "Научные основы экобиотехнологии" Для составления энергетических балансов, материальных балансов потоков веществ, расчета продуктивности искусственных экосистем и объема отходов необходимо знать структуру переноса энергии и вещества в экосистеме. [c.24] Основа функционирования большинства наземных и океанических экосистем - солнечная энергия. Из общего количества поступающей на Землю солнечной энергии растения и микроорганизмы утилизируют лишь небольшую часть ее. Эффективность преобразования солнечной энергии в энергию химических веществ непосредственно в молекулярных системах природного фотосинтеза сравнительно высока (5-10%). Однако часть фотосинтетически фиксированной энергии расходуется на дыхание, поддержание клеточной структуры, транспирацию воды и т.д. В результате в процессах фотосинтеза в растениях и микроорганизмах в химическую энергию преобразуется лишь около 0,03% солнечной энергии. [c.25] При дальнейшем переносе с одного трофического уровня на другой часть энергии рассеивается в виде тепла при дыхании и лишь небольшая часть энергии (в среднем 10%) суммарной продукции нижестоящего трофического уровня переходит в продукцию вышестоящего. Остальная часть фиксированной энергии (первичной продукции фотосинтезирующих организмов) теряется в результате естественного отмирания организмов. Эффективность усвоения энергии для некоторых фитофагов, питающихся характерной для них растительной пищей, приведена в табл. 1.1. [c.25] На каждом последующем уровне потери энергии, заключенной в пище, составляют 90-99%. По мере ее продвижения по пищевой цепи доступное количество пищи сокращается, и уже для пятого трофического уровня почти не остается пищи и энергии. Поэтому пищевые цепи состоят не более чем из 4-5 звеньев. Существование большого числа трофических уровней в экосистеме невозможно из-за быстрого приближения доступной энергии к нулю (максимум 4-5 уровней). На конечных звеньях длинных пищевых цепей не может быть большой биомассы. Чем короче пищевая цепь и чем ближе организм к ее началу, тем больше энергии доступно для популяции, тем больше биомасса популяции и ниже занимаемый ею трофический уровень. [c.25] В сооружениях биологической очистки сточных вод, биоценозы которых имеют большое число трофических уровней, образуется меньше отходов в виде избыточной биомассы. Масса избыточной биопленки с биофильтров, где биоценозы более разнообразны, меньше, чем масса избыточного активного ила, образующегося в аэротенках очистных сооружений. [c.26] Трофическую структуру экосистем изображают графически в виде экологических пирамид (пирамид численности организмов, пирамид биомассы, пирамид энергии, рис. 1.3), основанием которых служит первый трофический уровень (продуценты), а последующие уровни образуют этажи и вершину пирамиды. [c.26] Наиболее полное представление о функциональной организции сообществ и оценки относительной роли популяций в их биотических сообществах дает пирамида энергии. При учете всех источников пищевой энергии в системе энергетическая пирамида всегда сужается кверху. Данные о численности организмов могут свидетельствовать о переоценке роли мелких организмов, а данные о биомассе -- о переоценке роли крупных организмов. В озерах и морях вторичные и третичные консументы (рыбы, моллюски) в большинстве случаев являются крупными и весят больше продуцентов --фитопланктона. [c.26] Вернуться к основной статье