(ДОД.) § 29. БЮДЖЕТ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В ЕКОСИСТЕМАХ

На рис. 47 показано, як витрачається в екосистемі надходить на поверхню планети сонячна енергія. Кількість цієї енергії дуже велика і складає приблизно 55 ккал на 1 см2 на рік. Однак рослини фіксують не більше 1-2% сонячної енергії (а в пустелях і в океані - соті частки відсотка), решта витрачається на нагрівання атмосфери, суші і випаровування води. З накопиченої рослинами сонячної енергії порівняно небагато - не більше 7-10% в наземних екосистемах і до 40% у водних - дістається рослиноїдних тварин, що живиться живими рослинами. Іншу її частину використовують сімбіотрофи (бактерії і гриби), які отримують живлення з коренів рослин, що виділяють у грунт вуглеводи (або живуть безпосередньо в корені), і детритофаги і редуценти, що харчуються відмерлими рослинами.

З підвищенням трофічного рівня одночасно зростають і повнота виїданням в живому стані, і засвоєння енергії з спожитої їжі. Так, великі хижаки виїдають до 70% своїх жертв, а засвоєння енергії при цьому досягає 30-60%.

Таким чином, якщо більша частина біомаси рослин (особливо в наземних екосистемах) споживається детритофагами і редуцентамі в відмерлі стані, то основна частина біомаси тварин (крім великих хижаків, які завершують харчові ланцюги і не мають природних ворогів) з'їдається в живому стані. Великі хижаки вмирають від хвороб, і їх біомаса стає їжею детритофагов і редуцентов.

На знімках, зроблених із космосу, наземні екосистеми мають зелений колір, а водні - блакитний.

Контрольні питання

1. Яку частину сонячної енергії можуть засвоїти рослини екосистеми в процесі фотосинтезу?

2. Яка частина сонячної енергії витрачається на підтримання кругообігу води в біосфері?

3. Яка доля сонячної енергії, зафіксованої рослиною в процесі фотосинтезу?

4. Яка частина біомаси рослин з'їдається в живому стані в наземних і водних екосистемах?

5. Які закономірності переходу енергії по харчових ланцюгах з підвищенням трофічного рівня?

Довідковий матеріал

Для розуміння процесів перетворення енергії в екосистемі корисні закони термодинаміки, які сформульовані фізиками.

Перший закон термодинаміки говорить , що енергія не виникає і не зникає, а тільки переходить з однієї форми в іншу. Тому енергія в екосистемі не може з'явитися сама собою, а надходить в неї ззовні - від Сонця або в результаті хімічних реакцій неорганічних речовин. В гетеротрофні антропогенні екосистеми енергія надходить від спеціальних енергетичних пристроїв, на яких виходить електрична енергія або з вуглецевими енергоносіями.

Другий закон термодинаміки - про зниження якості енергії. При будь-якому перетворенні енергії деяке її кількість завжди переходить в менш якісну, менш корисну, енергію .

В антропогенних екосистемах - сільськогосподарських, міських, промислових - людина прагне зменшити марне розсіювання дорогої енергії.

Відповідно до законів термодинаміки екосистема і входять до її складу організми існують доти, поки надходить енергія ззовні. Одноразове використання енергії, що протікає через екосистему (і кругообіг речовин) - основний закон функціонування екосистеми

Зрозуміти дію законів термодинаміки нескладно на прикладах-аналогіях. Так, для нагрівання чайника з водою необхідна енергія. Якщо для цього використовується газова плита, то при нагріванні води більш якісна енергія газу переходить в теплову, частина якої йде на нагрівання води, а частина розсіюється в навколишній простір. Якщо газ вимкнути, то вода в чайнику почне остигати, і так буде до тих пір, поки її температура не зрівняється з температурою навколишнього повітря. (Ось чому другий закон термодинаміки називають ще «законом вирівнювання енергії».)

Інформація, релевантна " (дод.) § 29. БЮДЖЕТ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В екосистемі "

1. ВИСНОВОК
   енергія, однак якщо після розкладання органічних сполук редуцентамі складові їх речовини повертаються в навколишнє середовище і можуть знову використовуватися, то енергія використовується одноразово. Після того, як енергія засвоєна продуцентами, у міру проходження по харчовому ланцюгу вона поступово розсіюється. Кругообіг речовин і одноразове проходження енергії, яка «розкручує» цей
   
2. 6.3. Кругообіг речовин і потік енергії в екосистемі
   сонячної енергії, з якого екосистемою засвоюється не більше 2% (решта використовується на транспірацію, відбивається листям, йде на нагрівання атмосфери, води та грунту), постійно протікає через екосистему, причому, при передачі енергії з одного трофічного рівня на інший по харчових ланцюгах відбувається її розсіювання у вигляді тепла. При переході енергії з першого трофічного рівня на
   
3. 10.3. агроекосистемами
   сонячної енергії. До складу АгрЕС входять: - грунту з їх населенням (тварини, водорості, гриби, бактерії); - поля-агроценози; - худоба; - фрагменти природних і напівприродних екосистем (ліси, природні кормові угіддя, болота, водойми); - чоловік. Рослини-продуценти засвоюють сонячну енергію і фіксують її в урожаї товарної
   
4. ВИСНОВОК
   енергії, на якій вони «працюють», і вуглецю, який використовують як «сировину »для синтезу органічної речовини. Автотрофні екосистеми використовують енергію сонця або хімічних реакцій мінеральних речовин і неорганічний вуглець, гетеротрофні - готові органічні речовини і укладену в них енергію. Органічна речовина для гетеротрофних екосистем проводиться в автотрофних екосистемах.
   
5. 6.1. Склад і класифікація екосистем
   енергією екосистеми поділяються на автотрофні, які використовують неорганічний вуглець і енергію Сонця або хімічних зв'язків, і гетеротрофні, які використовують вже готові органічні сполуки. Крім того, розрізняють природні екосистеми і антропогенні , створювані людиною. Поділ екосистем на антропогенні та природні досить відносно, так як сьогодні в світі
   
6. 6.7. Екологічна рівновага
   допользованіі в природних екосистемах, коли вплив людини не досягає рівня, що руйнує ці екосистеми; конструювання екологічної рівноваги - створення такої структури штучної екосистеми, при якій винесення з неї елементів живлення компенсується антропогенними субсидіями. Це можливо при створенні агроекосистем (глава 10). захист екологічного
   
7. ВИСНОВОК
   енергія, запасені продуцентами (харчові відносини), і, крім того, можливо взаємовигідне співробітництво організмів - мутуалізмом. Мутуалізм поширений в природі не менш широко, ніж конкуренція або харчові відносини. Мутуалізм сприяє сталому співіснуванню видів в екосистемах . У організмів, пов'язаних харчовими взаємовідносинами в природній екосистемі (фітофаги,
   
8. ВИСНОВОК
   сонячного світла) і хемоавтотрофов (бактерій, для яких джерелом енергії служать хімічні реакції окислення неорганічних речовин). Гетеротрофи - це дуже різноманітна група організмів, до складу якої входять жовтня-фітофаги (рослиноїдні), тварини-зоофаги (м'ясоїдні, або хижаки), паразити (харчуються за рахунок організмів-господарів), детритофаги (харчуються мертвим
   
9. 57. Структура бюджетної системи України. Характеристика ланок.
   бюджету та місцевіх бюджетів. Місцевімі бюджетами візнаються бюджет АР Крим, бюджети области, району, району в містах та бюджети місцевого самоврядування. До бюджетів місцевого самоврядування відносяться бюджети територіальних громад СІЛ, селищ, міст та їх об'єднань. Сукупність Показників Усіх бюджетів, что входять до складу бюджетної системи України - є зведення бюджетом України. ВІН
   
10. Глава 7. ДИНАМІКА ЕКОСИСТЕМ
    Глава 7. ДИНАМІКА
    
11. Глава 8. РІЗНОМАНІТНІСТЬ ЕКОСИСТЕМ
    Глава 8. РІЗНОМАНІТНІСТЬ
    
12. ГЛАВА 9. ОХОРОНА ПРИРОДНИХ ЕКОСИСТЕМ
    ГЛАВА 9. ОХОРОНА ПРИРОДНИХ
    
13. 11.2. Особливості міських екосистем
    сонячної енергії, фіксована міськими рослинами (або использующимися в Ізраїлі, Японії, Німеччини сонячними батареями, розташованими на дахах будинків), незначна. Основні джерела енергії для підприємств міста та забезпечення життя городян (освітлення, опалення та ін.) розташовані за його межами. Це - нафта, газ, вугілля, електроенергія гідро-і атомних станцій. Крім того, на
    
14. ВИСНОВОК
    сонячної енергії та ресурсів атмосфери та грунту в органічну речовину незначні. Міста живуть за рахунок енергії, що надходить з промислових екосистем (енергетичного комплексу), і ресурсів, які імпортуються з інших екосистем, в першу чергу - сільськогосподарських. Продукція міста не біологічна, а промислова та інформаційна (друковані видання, теле-і радіопередачі та ін.)