Принцип убывания энергии в пищево цепи

Принцип убывания энергии в пищево цепи

Особенности переноса энергии в сообществе


Стр 22 из 28Основным каналом переноса энергии в сообществе является пищевая цепь. По мере удаления от первичного продуцента поток энергии резко ослабевает ― количество энергии уменьшается. Это объясняется рядом причин.

Перенос энергии с одного уровня на другой никогда не бывает полным, так как не вся энергия, содержащаяся в любом данном виде пищи, бывает доступна хищнику.

Часть энергии теряется в процессе преобразования тканей жертвы (при поедании ее хищником) в ткани хищника, а часть вообще не усваивается организмом хищника и выводится из него с экскрементами; Эффективность переноса энергии от жертвы к хищнику ослаблена выработанной в процессе эволюции тактикой избегания хищника; Много энергии, полученной с пищей, тратится на работу, которую выполняет животное, перемещаясь, охотясь, строя гнездо или производя иные действия, в результате которых происходит выделение тепла. Падение количества энергии при переходе с одного трофического уровня на другой (более высокий) определяет число этих уровней и соотношение хищников и жертв. Подсчитано, что на любой данный трофический уровень поступает лишь около 10 % (или чуть более) энергии предыдущего уровня.

Поэтому общее число трофических уровней редко превышает три-четыре. Пирамиды численности и биомассы Большой интерес для экологии представляет не только поток энергии, но и её общее количество, накопленное в форме живого вещества на каждом трофическом уровне экосистемы.

Соотношение количества живого вещества на разных уровнях подчиняется в целом тому же правилу, что и соотношение количества поступающей энергии: чем выше уровень, тем ниже общая биомасса и численность составляющих его организмов.

Такие пирамиды (показывающие разное положение организмов в пищевой цепи) называют пирамидами численности или биомассы.

Пирамиды численности отражают только плотность населения организмов на каждом трофическом уровне, но не скорость самовозобновления (оборота) организмов. Если скорость воспроизводства популяции жертвы высока, то даже при низкой биомассе такая популяция может быть достаточным источником пищи для хищников, имеющих более высокую биомассу, но более низкую скорость воспроизводства.

По этой причине пирамиды численности могут быть перевернутыми, то есть плотность организмов в данный момент времени может быть на более низком трофическом уровне, чем плотность организмов на более высоком трофическом уровне. Например, перевернутая пирамида численности может быть в том случае, если на одном дереве может жить и кормиться множество насекомых. Рис. 76. Экологическая пирамида численности Пищевой цепью называется перенос энергии, заключенной в растительной пище, через ряд организмов в процессе их поедания друг другом.

Организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней, принадлежат к одному трофическому уровню.

Рис. 77. Трофические уровни пищевых цепей Зелёные растения (автотрофы) занимают первый трофический уровень (уровень продуцентов); травоядные ― второй (уровень первичных консументов); первичные хищники, поедающие травоядных, ― третий (уровень вторичных консументов).

Поток энергии в экосистемах и пищевые цепи

39 Для существования живых организмов необходимы энергия и питательные вещества.

Автотрофытрансформируют лучистую энергию Солнца в процессе фотосинтеза, синтезируя из углекислого газа и воды органические вещества. Гетеротрофыиспользуют эти органические вещества в процессе питания, разлагая их в конечном счете вновь до углекислого газа и воды, а накопленная в них энергия расходуется на различные процессы жизнедеятельности организмов.

Таким образом, световая энергия Солнца переходит в химическую энергию органических веществ, а далее в механическую и тепловую. Все живые организмы в экологической системе по типу питания можно разделить на три функциональные группы – продуценты, консументы, редуценты.

1. Продуценты – это зеленые растения-автотрофы, производящие органические вещества из неорганических и способные аккумулировать солнечную энергию. 2. Консументы – это животные-гетеротрофы, потребляющие готовые органические вещества. Консументы I порядка могут использовать органические вещества растений (травоядные животные).

Гетеротрофы, использующие животную пищу, подразделяются на консументы II, III порядков и т.

д. (плотоядные животные). Все они используют энергию химических связей, запасенную в органических веществах продуцентами. 3. Редуценты – это гетеротрофные микроорганизмы, грибы, разрушающие и минерализующие органические остатки. Таким образом, редуценты как бы заканчивают круговорот веществ, образуя неорганические вещества для вступления в новый цикл.

Солнце обеспечивает постоянный приток энергии, а живые организмы в конечном счете рассеивают ее в виде тепла. В процессе жизнедеятельности организмов происходит постоянный круговорот энергии и веществ, причем каждый вид использует лишь часть содержащейся в органических веществах энергии. В результате возникают цепи питания – трофические цепи, пищевые цепи,представляющие собой последовательность видов, извлекающих органические вещества и энергию из исходного пищевого вещества, при этом каждое предыдущее звено становится пищей для следующего (рис.

98). Рис. 98.Общая схема пищевой цепи В каждом звене большая часть энергии расходуется в виде тепла, теряется, что ограничивает число звеньев в цепи. Но большинство цепей начинается растением, а заканчивается хищником, причем наиболее крупным. Редуценты разрушают органические вещества на каждом уровне и являются конечным звеном в пищевой цепи.

В связи с уменьшением энергии на каждом уровне идет уменьшение и биомассы.

Трофическая цепь обычно имеет не более пяти уровней и представляет собой экологическую пирамиду, с широким основанием внизу и сужающуюся кверху (рис.

99). Рис. 99.Упрощенная схема экологической пирамиды биомассы (1) и пирамиды чисел (2) Правило экологической пирамиды отражает закономерность, согласно которой в любой экосистеме биомасса каждого следующего звена в 10 раз меньше предыдущего. Различают три типа экологических пирамид: – пирамиду, отражающую число особей на каждом уровне пищевой цепи, – пирамида чисел; – пирамиду биомассы органического

Правило 10 энергии пищевых цепей

Оглавление: Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах, т.

е. существование экосистем, зависит от постоянного притока энергии, необходимой всем организмам для их жизнедеятельности и самовоспроизведения (рис. 12.19). Рис. 12.19. Поток энергии в экосистеме (по Ф. Рамаду, 1981) В отличие от веществ, непрерывно циркулирующих по разным блокам экосистемы, которые всегда могут повторно использоваться, входить в круговорот, энергия может быть использована только раз, т.
е. имеет место линейный поток энергии через экосистему. Одностороний приток энергии как универсальное явление природы происходит в результате действия законов термодинамики.

Первый закон гласит, что энергия может превращаться из одной формы (например, света) в другую (например, потенциальную энергию пищи), но не может быть создана или уничтожена. Второй закон утверждает, что не может быть ни одного процесса, связанного с превращением энергии, без потерь некоторой ее части. Определенное количество энергии в таких превращениях рассеивается в недоступную тепловую энергию, а следовательно, теряется.

Отсюда не может быть превращений, к примеру, пищевых веществ в вещество, из которого состоит тело организма, идущих со 100-процентной эффективностью. Таким образом, живые организмы являются преобразователями энергии. И каждый раз, когда происходит превращение энергии, часть ее теряется в виде тепла.

В конечном итоге вся энергия, поступающая в биотический круговорот экосистемы, рассеивается в виде тепла.

Живые организмы фактически не используют тепло как источник энергии для совершения работы — они используют свет и химическую энергию.

Пищевые цепи и сети, трофические уровни.

Внутри экосистемы содержащие энергию вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей для гетеротрофов.

Пищевые связи — это механизмы передачи энергии от одного организма к другому. Типичный пример: животное поедает растения. Это животное, в свою очередь, может быть съедено другим животным. Таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов — каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию (рис.

12.20). Рис. 12.20. Биотический круговорот веществ: пищевая цепь (по А. Г. Банникову и др., 1985) Такая последовательность переноса энергии называется пищевой (трофической) цепью, или цепью питания.

Место каждого звена в цепи питания является трофическим уровнем. Первый трофический уровень, как уже было отмечено ранее, занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего — вторичными консументами и т.

д. Обычно различают три типа пищевых цепей. Пищевая цепь хищников начинается с растений и переходит от мелких организмов к организмам все более крупных размеров. На суше пищевые цепи состоят из трех-четырех звеньев.

Одна из простейших пищевых цепей имеет вид (см. рис. 12.5): растение -> заяц -> волк продуцент -> травоядное -> плотоядное Широко распространены и такие пищевые цепи:

Движение вещества и энергии по пищевым цепям

Стр 4 из 19 В экосистемах первичное органическое вещество образуется в процессе фотосинтеза зелеными растениями, поглощающими солнечную энергию.

Энергия фотонов преобразуется в энергию химических связей: вода и двуокись углерода, поглощаемая из воздуха или воды, превращаются в сахара с выделением в качестве побочного продукта кислорода: 6Н2О + 6СО2 + Q ® С6Н12О6 + 6О2 ­ Затем из сахаров и минеральных элементов питания, получаемых из почвы или воды, растения синтезируют все сложные вещества, входящие в состав их организма. Помимо растений, использующих для фотосинтеза солнечную энергию, существуют определенные виды бактерий, способных так же синтезировать органические молекулы из двуокиси углерода и воды. Расщепляя некоторые неорганические вещества, богатые внутренней потенциальной энергией (например, сероводород Н2S), эти бактерии используют высвобождающуюся энергию для синтеза органических молекул, — примерно так же, как при фотосинтезе.

Этот процесс называют хемосинтезом, т.к. источником энергии служит не свет, а окисление неорганического вещества.

Органическое вещество по пищевой (трофической) цепи последовательно передается от одних живых организмов к другим (рис.5):

СО2

Энергия Продуценты: Первичные консументы: Вторичные консу-

растения, отдельные растительноядные жи- менты: плотоядные

виды бактерий вотные и т.п. животные и т.п. Опадание листьев, ги- Отбросы, остатки пищи бель особей трупы животных Редуценты: бактерии, гри-

Минерализация бы и т.п.

Дыхание Рис. 5. Потоки энергии и вещества в пищевой цепи Растения, создающие первичное органическое вещество (продуценты), расположены в первом звене трофической цепи. Во втором звене располагаются организмы, употребляющие в пищу продуцентов и строящие белки своего тела из белков растений; эти организмы носят название первичные консументы, или растительноядные, или фитофаги. Далее, в третьем звене – вторичные консументы — плотоядные животные, использующие животные белки.

Трофические уровни: типы, значение, схемы и определение пищевой цепи

»|| NatWorld Содержание: Каждый организм должен получать энергию для жизни. Например, растения потребляют энергию солнца, животные питаются растениями, а некоторые животные питаются другими животными. Пищевая (трофическая) цепь — это последовательность того, кто кого ест в биологическом сообществе () для получения питательных веществ и энергии, поддерживающих жизнедеятельность.

Читайте также: . Автотрофы — живые организмы, которые производят свою пищу, то есть собственные органические соединения, из простых молекул, таких как углекислый газ.

Существует два основных типа автотрофов:

  1. Фотоавтотрофы (фотосинтезирующие организмы) такие, как растения, перерабатывают энергию солнечного света для получения органических соединений — сахаров — из углекислого газа в процессе . Другими примерами фотоавтотрофов являются водоросли и цианобактерии.
  1. Хемоавтотрофы получают органические вещества благодаря химическим реакциям, в которых задействованы неорганические соединения (водород, сероводород, аммиак и т.д.).

    Этот процесс называется хемосинтезом.

Автотрофы являются основой каждой экосистемы на планете. Они составляют большинство пищевых цепей и сетей, а энергия, получаемая в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, поддерживает все остальные организмы экологических систем.

Когда речь идет об их роли в пищевых цепях, автотрофы можно назвать продуцентами или производителями.

Гетеротрофы, также известные как потребители, не могут использовать солнечную или химическую энергию, для производства собственной пищи из углекислого газа. Вместо этого, гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы или их побочные продукты.

Люди, животные, грибы и многие бактерии — гетеротрофы. Их роль в пищевых цепях заключается в потреблении других живых организмов.

Существует множество видов гетеротрофов с разными экологическими ролями: от насекомых и растений до хищников и грибов. Следует упомянуть еще одну группу потребителей, хотя она не всегда фигурирует в схемах пищевых цепей.

Эта группа состоит из редуцентов, организмов, которые перерабатываю мертвые органические вещества и отходы, превращаяя их в неорганические соединения.

Редуценты иногда считаются отдельным трофическим уровнем. Как группа, они питаются отмершими организмами, поступающими на различных трофических уровнях. (Например, они способны перерабатывать разлагающееся растительное вещество, тело недоеденной хищниками белки или останки умершего орла.) В определенном смысле, трофический уровень редуцентов проходит параллельно стандартной иерархии первичных, вторичных и третичных потребителей.

Грибы и бактерии являются ключевыми редуцентами во многих экосистемах.

Редуценты, как часть пищевой цепи, играют важную роль в поддержании здоровой экосистемы, поскольку благодаря им, в почву возвращаются питательные вещества и влага, которые в дальнейшем используется продуцентами.

Схема уровней пищевой (трофической) цепи Пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, которые передают питательные вещества и энергию начиная с продуцентов и к высшим хищникам.

Цепи и сети питания. Экологические пирамиды

24.09.2016 Posted by Основное условие существования экосистемы — это поддержание круговорота веществ и превращения энергии. Оно обеспечивается благодаря трофическим (пищевым) связям между видами, относящимися к разным функциональным группам.

Именно на основе этих связей органические вещества, синтезированные продуцентами из минеральных веществ с поглощением солнечной энергии, передаются консументам и претерпевают химические превращения. В результате жизнедеятельности преимущественно редуцентов атомы основных биогенных химических элементов переходят из органических веществ в неорганические (СО2, NH3, H2S, H2O).

Затем неорганические вещества используются продуцентами для создания из них новых органических веществ. А они снова с помощью продуцентов вовлекаются в круговорот. Если бы эти вещества не использовались многократно, жизнь на Земле была бы невозможна. Ведь запасы веществ, поглощаемых продуцентами, в природе не безграничны.
Для осуществления полноценного круговорота веществ в экосистеме должны быть в наличии все три функциональные группы организмов. И между ними должно происходить постоянное взаимодействие в виде трофических связей с образованием трофических (пищевых) цепей, или цепей питания.

Цепь питания (пищевая цепь) — последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника (предыдущего звена) к потребителю (последующему звену).

При этом один организм может поедать другой, питаться его отмершими остатками или продуктами жизнедеятельности.

В зависимости от вида исходного источника вещества и энергии цепи питания подразделяют на два типа: пастбищные (цепи выедания) и детритные (цепи разложения). Пастбищные цепи (цепи выедания) — пищевые цепи, которые начинаются с продуцентов и включают консументов разных порядков.

В общем виде пастбищную цепь можно показать следующей схемой: Продуценты -> Консументы I порядка -> Консументы II порядка -> Консументы III порядка Например: 1) пищевая цепь луга: клевер луговой — бабочка — лягушка — змея; 2) пищевая цепь водоема: хламидомонада — дафния — пескарь — судак. Стрелки в схеме показывают направление переноса вещества и энергии в цепи питания.

Каждый организм в цепи питания относится к определенному трофическому уровню.

Трофический уровень — совокупность организмов, которые в зависимости от способа их питания и вида корма составляют определенное звено пищевой цепи. Трофические уровни принято нумеровать.

Первый трофический уровень составляют автотрофные организмы — растения (продуценты), на втором трофическом уровне находятся растительноядные животные (консументы I порядка), на третьем и последующих уровнях — плотоядные животные (консументы II, III и т. д. порядков). В природе почти все организмы питаются не одним, а несколькими видами корма.

Следовательно, любой организм может находиться на разных трофических уровнях в одной и той же пищевой цепи в зависимости от характера корма. Например, ястреб, питаясь мышами, занимает третий трофический уровень, а поедая змей — четвертый.

Пищевые цепи и сети экосистем

Непрерывный поток солнечной энергии воспринимается молекулами живых клеток растений и в результате фотосинтеза преобразуется в энергию химических связей создаваемого органического вещества. В отличие от растений животные не способны к реакциям фото- или хемосинтеза, поэтому вынуждены использовать солнечную и очень незначительно химическую энергию опосредовано – питаясь органическим веществом, созданным растениями.

Животные-консументы 1-го уровня питаются растительной пищей и одновременно служат пищей животных-консументов 2-го уровня и т. д. Таким образом в экосистемах образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим, которая называется трофической или пищевой.При каждом очередном переносе большая часть (более 90 %) потенциальной энергии пищи теряется, переходя в тепло. Данное обстоятельство ограничивает возможное число звеньев пищевой цепи до 4 – 5.

Чем короче пищевая цепь или чем ближе к её началу место, занимаемое данным организмом, тем больше доступной пищи и энергии.Пищевые цепи можно разделить на два основных типа: пастбищные цепи, которые начинаются с зелёного растения и идут дальше к пасущимся фитофагам, а затем к хищникам; детритные цепи, которые от мёртвого органического вещества идут к детритофагам, а затем к хищникам. Пастбищные цепи, в свою очередь, объединяют пищевые цепи хищников и пищевые цепи паразитов.Пищевые цепи хищников идут от продуцентов к травоядным, поедаемым мелкими плотоядными, а они служат пищей более крупным хищникам и т.д.

По мере продвижения по цепи хищников животные увеличиваются в размерах и уменьшаются в числе.Трофические цепи бывают простыми и короткими, например, «осина – заяц – лиса», и более сложными и длинными, например, «сосна — тли — божьи коровки — пауки – насекомоядные птицы — хищные птицы».Удлинение цепи происходит благодаря участию в ней хищников.Пищевые цепи паразитов, наоборот, ведут к организмам, которые всё более уменьшаются в размерах и увеличиваются численно.

Примером может служить цепь:

«трава — травоядные млекопитающие — блохи – жгутиконосцы»

.

В детритных цепях консументами являются детритофаги, относящиеся к различным систематическим группам: мелкие животные, преимущественно беспозвоночные, которые живут в почве и питаются опавшей листвой, или бактерии и грибы, разлагающие органические вещества по схеме: «детрит — бактерии, грибы» или «детрит – мелкие животные – хищники».В большинстве случаев деятельность обеих групп детритофагов характеризуется строгой согласованностью: животные создают условия для работы микроорганизмов, разделяя трупы животных и мёртвые растения на мелкие части.Пищевые цепи, начинающиеся с зеленых растений и от мёртвого органического вещества, чаще всего представлены в экосистемах совместно, но почти всегда одна из них доминирует над другой. Тем не менее в некоторых специфических средах (например, подземной), где существование организмов с хлорофиллом невозможно из-за отсутстыия света, сохраняются пищевые цепи только детритного типа.Пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетены.

Понятие пищевой цепи

Пищевая цепь – это последовательное превращение элементов неорганической природы (биогенных и др.) с помощью растений и света в органические вещества (первичную продукцию), а последних – животными организмами на последующих трофических (пищевых) звеньях (ступенях) в их биомассу.

Пищевая цепь начинается с солнечной энергии, и каждое звено в цепи представляет собой изменение энергии. Все пищевые цепи в сообществе образуют трофические отношения.

Между компонентами экосистемы существуют разнообразные связи, и в первую очередь их связывает воедино поток энергии и круговорот вещества. Каналы, по которым течет через сообщество энергия, носят имя цепей питания. Энергия солнечного луча, падающего на верхушки деревьев или на поверхность пруда, улавливается зелеными растениями — будь то огромные деревья или крошечные водоросли, — и используется ими в процессе фотосинтеза.

Эта энергия идет на рост, развитие и размножение растений. Растения, как производителей органического вещества, называют продуцентами.

Продуценты, в свою очередь, служат источником энергии для тех, кто питается растениями, а, в конечном счете, для всего сообщества. Первыми потребителями органического вещества являются растительноядные животные — консументы I порядка.

Хищники, поедающие растительноядных жертв, выступают в роли консументов II порядка.

При переходе от одного звена к другому энергия неизбежно теряется, поэтому в пищевой цепи редко бывает более 5-6 участников. Завершают круговорот редуценты — бактерии и грибы разлагают трупы животных, остатки растений, превращая органику в минеральные вещества, которые снова усваиваются продуцентами. В пищевую цепь входят все растения и животные, а также содержащиеся в воде химические элементы, необходимые для фотосинтеза.

Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев, каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища — потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные . В воде пищевая цепь начинается с мель- чайших растительных организмов — водорослей, живущих в эвфотической зоне и использующих солнечную энергию для синтеза органических веществ из растворенных в воде неорганических химических питательных веществ и угле- кислоты.

В процессе переноса энергии пищи от ее источника — растений — через ряд организмов, происходящих путем поедания одних организмов другими, наблюдается рассеивание энергии, часть которой переходит в тепло. При каждом очередном переходе от одного трофического звена (ступени) к другому теряется до 80-90% потенциальной энергии. Это ограничивает возможное число этапов, или звеньев цепи, обычно до четырех-пяти.

Чем короче пищевая цепь, тем большее количество доступной энергии сохраняется.

В среднем из 1 тыс. кг растений образуется 100 кг тела травоядных животных. Хищники, поедающие травоядных, могут построить из этого количества 10 кг своей биомассы, а вторичные хищники только 1 кг. Например, человек съедает большую рыбу.

Ее пищу составляют мелкие рыбы, потребляющие зоопланктон, который живет за счет фитопланктона, улавливающего солнечную энергию. Таким образом, для построения 1 кг тела человека требуется 10 тыс.

Поток энергии и цепи питания Передача энергии

цепи питания и пирамиды.pptx

  1. Количество слайдов: 32

Поток энергии и цепи питания

Передача энергии через пищевые связи • Вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических соединений.

Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других, т.

е. связаны между собой энергетическими отношениями.

Цепи питания (трофические цепи) • Путь каждой конкретной порции энергии, накопленной зелеными растениями, короток.

Пищевые связи в сообществах – это механизмы передачи энергии от одного организма к другому.

Пример цепей питания растение → заяц → волк; растение → полевка → лисица → орел; растение → гусеница → синица → ястреб; растение → суслик → гадюка → орел.

Она может передаваться не более чем через 4 – 6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся другом организмов. Такие ряды последовательно питающихся другом организмов , в которых можно проследить пути расходования изначальной дозы энергии, называют цепями питания.

Цепи питания (трофические цепи) • Трофические цепи, которые начинаются с фотосинтезирующих организмов, называют цепями выедания (или пастбищными, или цепями потребления )

Детритная трофическая цепь Цепи, которые начинаются с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных, – детритными цепями разложения.

Трофические уровни • Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем.

• Первый трофический уровень – это всегда продуценты, создатели органической массы; • растительноядные консументы относятся ко второму трофическому уровню; • плотоядные, живущие за счет растительноядных форм, – к третьему; • потребляющие других плотоядных – соответственно к четвертому и т. д. • Таким образом, различают консументов первого, второго и третьего порядков, занимающих разные уровни в цепях питания.

Трофические уровни 4 трофический уровень 3 трофический уровень 2 трофический уровень 1 трофический уровень

Правило 10 % • основная часть потребляемой с пищей энергии идет у животных на поддержание их жизнедеятельности и лишь сравнительно небольшая – на построение тела, рост и размножение.

Иными словами,

Биомасса. Поток энергии и цепи питания. Экологическая пирамида.

Для осуществления любых жизненных процессов необходима энергия.

Единственным источником энергии для земных растений является Солнце.

Солнечная энергия, попадающая на фотосинтезирующие органы растений, аккумулируется во вновь образующихся органических соединениях. Эта энергия используется продуцентами по-разному.

Часть ее тратится на дыхание, т.е.

на биологическое окисление, часть запасается в виде вновь возникшей биомассы. Биомасса – это масса организмов определенной группы или сообщества в целом.

Некоторую долю созданной продуцентами биомассы съедают травоядные животные. Хищники потребляют травоядных животных и получают долю энергии. Большая часть энергии, полученная консументами с пищей, тратится на процессы, происходящие в клетках, а также выводится с продуктами жизнедеятельности в окружающую среду.

Меньшая часть энергии идет на увеличение массы тала, рост и размножение.

Часть биомассы продуцентов, не съеденная животными, отмирает, и с отмершей аккумулированная в ней энергия поступает в почву в виде растительного опада.

Растительный и животный опад (трупы, экскременты) пища редуцентов. Определенное количество энергии запасается в биомассе редуцентов, а часть рассеивается.

Таким образом, энергия аккумулируется на уровне продуцентов, проходит через консументы и редуценты, входит в состав органических веществ, почвы, и рассеивается при разрушении ее разнообразных соединений. Через любую экосистемы проходит поток энергии, определенная часть которого используется каждым живым существом.

Биомасса представляет собой концентрацию живого вещества. Вторым важным показателем экосистемы является продуктивность, которая выражается в скорости нарастания биомассы.

За счет на Земле создается 98 % органического вещества; 2 % приходится на хемосинтез. Различают валовую первичную продукцию (ВПП), которая представляет собой все органическое вещество экосистемы с затратами на дыхание.

Чистая первичная продукция (ЧПП) – это то количество органического вещества, которое остается в экосистеме после затрат на дыхание. Формулой это можно выразить так: ЧПП = ВПП – затраты на дыхание. ЧПП очень различается в разных экосистемах.

Например, на коралловых рифах она составляет 2500 г/м кв. в год, во влажных тропических лесах – 2300 г/м кв.

в год. Коралловые рифы и влажные тропические леса являются самыми продуктивными экосистемами.

Наиболее бедными экосистемами являются открытый океан (125 г/м кв.

в год) и пустыня (3 г/м кв. в год).

Цепь питания – перенос энергии от его источника через ряд организмов. Все живые организмы связаны между собой энергетическими отношениями, поскольку являются объектами питания других организмов.

Травоядные животные (потребители первого порядка) поедают растения, первичные хищники (потребители второго порядка) поедают травоядных, вторичные хищники (потребители третьего порядка) поедают хищников помельче.

Таким образом, создаются пищевые цепи из продуцентов и консументов, которые на разных этапах смыкаются с сообществом редуцентов. Цепи питания представляют собой возможные варианты поедания организмами друг друга.

Энергия в экосистеме.

Пищевые цепи

Стр 15 из 23 Основу «работы» экосистемы составляют два связанных процесса: круговорот веществ, который осуществляется благодаря деятельности продуцентов, консументов и редуцентов, и протекание через нее потока энергии, поступающей извне. Энергия используется однократно и расходуется на «раскручивание» круговоротов веществ.

Круговороты веществ в конкретной экосистеме и биосфере имеют сходную природу, и потому мы рассмотрим их в главе 13.

В этом разделе мы познакомимся с закономерностями протекания энергии через экосистему. Физики определяют энергию как способность производить работу или теплообмен между двумя объектами, обладающими разной температурой. Энергия является основой «работы» любой экосистемы, в которой происходят синтез и многократные преобразования веществ.

Основным источником энергии является Солнце. Даже гетеротрофные экосистемы используют солнечную энергию, хотя и через посредника, в роли которого выступает автотрофная экосистема, поставляющая для нее органические вещества.

Ю. Одум (1986) даже определил экологию как науку, которая

«…изучает связь между светом и экологическими системами и способы превращения энергии внутри экосистемы»

(с. 106). Поток солнечной энергии постоянно протекает через фотоавтотрофные организмы, причем при передаче энергии от одного организма к другому в пищевых цепях происходит ее рассеивание в виде тепла.

Из поступающей на Землю энергии Солнца экосистемой усваивается не более 2% (в экспериментальных культурах морских планктонных водорослей удалось достичь уровня фиксации солнечной энергии 3,5%). Большая часть энергии используется на транспирацию, отражается листьями, идет на нагревание атмосферы, воды и почвы (см.

2.2.2). Последовательность организмов, в которой каждый предыдущий организм служит пищей последующему, называется пищевой цепью. Каждое звено такой цепи представляет трофический уровень (растения, фитофаги, хищники I порядка, хищники II порядка и т.д.). Различают два типа пищевых цепей: пастбищные (автотрофные), в которых в качестве первого звена выступают растения (трава – корова – человек; трава – заяц – лисица; фитопланктон – зоопланктон – окунь – щука и др.

), и детритные (гетеротрофные), в которых первое звено представлено мертвым органическим веществом, которым питается детритофаг (опавший лист – дождевой червь – скворец – сокол). Количество звеньев в пищевых цепях может быть от одного–двух до пяти–шести. Пищевые цепи в водных экосистемах, как правило, более длинные, чем в наземных.

Поскольку большинство организмов имеет широкую диету (т.е. может использовать в пищу организмы разных видов), то в реальных экосистемах функционируют не пищевые цепи, а пищевые сети.

По этой причине пищевая цепь – это упрощенное выражение трофических отношений в экосистеме. Эффективность передачи энергии по пищевой цепи зависит от двух показателей: 1. от полноты выедания (доли организмов предшествующего трофического уровня, которые были съедены живыми); 2.