6.3. Кругообіг речовин і потік енергії в екосистемі

Основной принцип "роботи" екосистем: одноразове використання енергії, яка повинна постійно надходити в екосистему (від Сонця або в результаті хімічних реакцій), і круговорот речовин.

На рис. 6 показана схема кругообігу речовин і потоку енергії в фотоавтотрофної наземної екосистемі. Зелені рослини поглинають вуглекислий газ з атмосфери і елементи мінерального живлення з грунту і продукують органічна речовина, яка далі по харчових ланцюгах передається консументам і повертається редуцентамі в атмосферу і грунт.

Харчова ланцюг - це послідовність організмів, в якій кожен попередній організм служить їжею подальшого.

Розрізняють два типи харчових ланцюгів: автотрофні пасовищні, в яких як першої ланки виступають рослини (рис. 7), і гетеротрофні детрітние, в яких перша ланка представлено детритофагами, що живиться мертвою органічною речовиною. Кількість ланок у харчового ланцюга може бути від двох до п'яти-шести. Харчові ланцюги у водних екосистемах як правило, довший (4-6 ланок), ніж у наземних (не більше 4 ланок).

За Детрітние харчових ланцюгах поживні речовини, що містяться в детрит, повертаються в круговорот, минаючи стадію розкладання до мінеральних сполук та споживання їх рослинами (опалий лист? Дощовий черв'як? Шпак? Сокіл). Детрітние ланцюга використовуються людиною для переробки органічних відходів при розведенні дощових черв'яків і личинок мух на корм птахам або рибам. У космічних кораблях органічні відходи (включаючи фекалії космонавтів) переробляються личинками мух, якими харчуються перепела, а перепелині яйця йдуть в їжу космонавтам.

Оскільки у більшості організмів - широка дієта (тобто вони можуть використовувати в їжу організми різних видів), то харчові ланцюги - це спрощене вираз трофічних відносин в екосистемі. У реальному екосистемі харчові ланцюги перетворюються на харчові мережі.

Трофічні рівні - це ланки харчового ланцюга, які отримують енергію через однакове число посередників. Розрізняють трофічні рівні:

перший - продуцентів (кількість посередників дорівнює нулю, вони отримують енергію безпосередньо від сонця або окислюючи неорганічні речовини, відповідно, фотоавтотрофи і хемоавтотрофи);

другий - фітофагів (посередник один - рослини);

третій - зоофаги першого порядку (посередників два - рослини і фітофаги);

четвертий - зоофаги другого порядку (посередників три - рослини, фітофаги, зоофаги першого порядку) і т.

Своєрідно положення редуцентов і детритофагов: вони можуть представляти різні трофічні рівні: при споживанні відмерлих рослин - другий трофічний рівень, трупів фітофагів - третій, трупів зоофаги першого порядку - четвертий і т.д.

Всеїдні тварини - евріфагі - пов'язані з декількома трофічними рівнями, наприклад, ведмідь, а з домашніх тварин - свиня і курка. До числа евріфагов відноситься людина, так як він споживає в їжу як рослини, так і тварин різних трофічних рівнів.

В результаті функціонування харчових ланцюгів і роботи редуцентов здійснюються кругообіг елементів живлення, води і кисню. При цьому в природних фотоавтотрофні екосистемах працює постійна "зелена карусель" і підтримується рівновага між кількістю спожитих ресурсів та їх поверненням у навколишнє середовище, хоча частина ресурсів може тимчасово затримуватися в запаснику - детрит.

Основне джерело енергії - Сонце. Потік 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 другий передається близько 10% енергії, а 90% - розсіюється (тобто з енергії, укладеної в траві, яку з'їла корова, в її біомасу перейде НЕ більше 10%). Ефективність передачі енергії з другого трофічного рівня на третій і далі, тобто від фітофагів до хижаків і потім до хижаків більш високих порядків, значно вище і може досягати 30-40%.

Важливою характеристикою потоку речовини та енергії по харчовому ланцюгу є повнота виїданням організмів попереднього трофічного рівня. Фітофаги виїдають в лісовій екосистемі не більше 10% фітомаси, в степу - до 30%, у водному екосистемі - до 40%. Решта фитомасса перетворюється на детрит і використовується детритофагами або руйнується редуцентами.

Тест для самоконтролю до розділу 6.3

1. Яка з харчових ланцюгів є детритной?

А) трава - кролик - лисиця; Б) фітопланктон - зоопланктон - кит;

В) опалий лист - черв'як - шпак - сокіл; Г) трава - корова - людина.

2. Під трофическим рівнем розуміється:

А) ланка харчового ланцюга;

Б) сукупність організмів однієї функціональної групи;

В) сукупність організмів декількох функціональних груп;

Г) група видів з приблизно однаковою біологічної продукцією.

3. Для забезпечення кругообігів речовин в екосистемі необхідні:

А) продуценти і консументи; Б) детритофаги, фітофаги і зоофаги;

В) редуценти, продуценти і консументи; Г) редуценти, фітофаги і зоофаги.

4. Максимальна частка сонячної енергії (від надходить в екосистему), яка може бути засвоєна екосистемою, становить:

А) 0,5%; Б) 1%; В) 2%; Г) 10%.

5. При переході енергії з одного трофічного рівня на інший її кількість:

А) зберігається постійним; Б) зростає; В) убуває;

Г) може зростати і спадати.

6. З підвищенням трофічного рівня повнота виїданням організмів у харчовому ланцюгу:

А) зростає; Б) зберігається постійною; В) зменшується;

Г) може зростати і спадати.

Інформація, релевантна " 6.3. Кругообіг речовин і потік енергії в екосистемі "

1. 6.7. Екологічна рівновага
   кругообіг елементів живлення. Абсолютна екологічну рівновагу неможливо, так як на екосистему постійно впливають змінюються зовнішні екологічні фактори, що викликає флуктуації екосистем з підвищенням і зниженням чисельності популяцій різних видів, їх біологічної продукції. (Приклад - коливання врожаю сіна на одному і тому ж ділянці сінокосу в сухий і вологий роки. У РБ в рік
   
2. 10.3. Агроекосистемами
   кругообігів мінеральних елементів Висока, практично всі елементи циркулюють по замкнутому циклу. Можливі деякі втрати за рахунок використання біомаси людиною Низька, винос речовин з сільськогоспо-ної продукцією значний. Крім того, з грунту виноситься до 50% внесених добрив, внаслідок ерозії втрачається мелкозем і гумус Трофическая структура Гетеротрофи споживають не більше
   
3. 6.4. Біологічна продукція і біомаса
   речовини, створюваного за одиницю часу на одиницю площі (т / га / рік, г / кв. м / день і т. д.). Розрізняють первинну (створювану рослинами та іншими автотрофами) і вторинну (створювану гетеротрофами) біологічну продукцію. У складі первинної продукції розрізняється валова - загальна продукція фотосинтезу і чиста продукція - "прибуток", яка залишається в рослинах після витрат на
   
4. 11.2. Особливості міських екосистем
   речовини за рахунок перевищення його ввезення в міську екосистему над вивезенням. Речовина акумулюється в міських будівлях, на звалищах. У минулому це призводило до підвищення рівня поверхні міста (формуванню культурного шару, який в старих містах досягає декількох метрів). За образним висловом американського еколога Ю. Одума, міста є "паразитами біосфери", які
   
5. Глава 8. РІЗНОМАНІТНІСТЬ ЕКОСИСТЕМ
   Глава 8. РІЗНОМАНІТНІСТЬ
   
6. Глава 7. ДИНАМІКА ЕКОСИСТЕМ
   Глава 7. ДИНАМІКА
   
7. 3.1. Класифікація екологічних факторів
   речовини, детриту (гумусу, торфу, сапропелю, лісової підстилки, дрантя і т.д.). В окрему групу виділяються антропогенні фактори, тобто фактори, пов'язані з впливом людини. Основними антропогенними факторами є: - руйнування природних екосистем і заміна їх на штучні (антропогенні) - сільськогосподарські, міські, промислові і т.д.; - забруднення води,
   
8. ГЛАВА 9. ОХОРОНА ПРИРОДНИХ ЕКОСИСТЕМ
   ГЛАВА 9. ОХОРОНА ПРИРОДНИХ
   
9. 12.1. Екосистемний підхід в промисловій екології
   речовини і енергії »аналогічне поняттю« харчова ланцюг ». Однак якщо біологічна харчова ланцюг має досить чіткі закономірності - вона «заряджається» речовиною і енергією на трофічні рівні продуцентів, а потім речовини і енергія передаються організмам більш високих трофічних рівнів, то в технологічних ланцюгах ситуація в принципі інша. Підживлення енергією необхідна для будь трансформації
   
10. ЧАСТИНА 3. РАЦІОНАЛЬНЕ ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ І ОХОРОНА ЕКОСИСТЕМ РБ
    ЧАСТИНА 3. РАЦІОНАЛЬНЕ ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ І ОХОРОНА ЕКОСИСТЕМ
    
11. ГЛАВА 8. РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНИХ ЕКОСИСТЕМ
    ГЛАВА 8. РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНИХ
    
12. Глава 10. РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНИХ ЕКОСИСТЕМ
    Глава 10. РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНИХ
    
13. ШТУЧНІ ЕКОСИСТЕМИ.
    речовинами, необхідними для життєдіяльності рослин. Отже, знову необхідне втручання людини у вигляді внесення добрив. В агроценозах ослаблено дію природного відбору і діє в основному штучний відбір, спрямований на максимальну продуктивність рослин, потрібних людині, а не тих, які краще пристосовані до навколишніх умов. Таким чином,
    
14. 4.7. Функціональні групи видів
    речовина, де працює, який його робочий графік і хто приймає його продукцію для подальшої переробки). У тварин ніші розрізняються чіткіше, ніж у рослин, так як різні тварини споживають різну їжу (різні види рослин, різних комах, риб, птахів або ссавців), розділяють свої мисливські наділи або живуть у різних стаціях (наприклад, різні птахи гніздяться і годуються в
    
15. 2.4.2. Розрахунок плати за викиди забруднюючих речовин в атмосферу від стаціонарних джерел
    речовин в розмірах, що не перевищують встановлені природопользователю гранично допустимі нормативи викидів визначається шляхом множення відповідних ставок плати на величину забруднення і підсумовування отриманих творів за видами забруднюючих речовин. f П => С.-М Г руб] при М <М. н.атм / j нл.атм. VrJ Ч ^ г ^. атм-нл, нл . атм i = lf \ атм-н.г.атм V У, (2.25) де i-
    
16. 3.14.5. Екологічний детермінізм (Дж. Кларк, Дж. Стюард, М. Харріс, Е. Ле Руа Ладюрі, Е.С. Кульпин та ін.)
    речовин і розподіл потоку енергії. Екосистеми утворюють ієрархію, нижчими ланками якої є біогеоценози, а вищим - біосфера Землі. Досліджуючи конкретну екосистему, екологи виділяють ті чи інші живі організми та їх спільноти в якості центрального об'єкта, і тоді вся інша сукупність екологічних компонентів (включаючи всі інші організми і співтовариства) виступає за
    
17. § 51. ГІРСЬКІ ЕКОСИСТЕМИ
    екосистеми - найважливіший фактор формування клімату, так як вони служать природними перешкодами при переміщенні великих повітряних мас і хмар, що несуть дощі. Вершини високих гір вкриті вічними льодами, і ці льодовики є найважливішим джерелом води для живлення річок, що збігають з гір . Особливістю гірських екосистем є висока біологічна різноманітність за рахунок вертикальної
    
18. 10.8. Екологія тваринництва
    кругообіг речовин за рахунок розосередження поголів'я по території АгрЕС, що знижує витрати на транспортування гною на поля, і приведення пасовищних навантажень у відповідність з пасовищними ємностями природних кормових угідь. Поки в РБ існують 20 свинарських комплексів, 30 комплексів з відгодівлі великої рогатої худоби, а також 11 птахофабрик. Тест для самоконтролю до