Биология. В 3-х томах. Т. 2

На рис. 12.12 ясно показано, что в каждом звене пищевой цепи часть энергии теряется. Отсюда очевидно, что длина пищевой цепи лимитируется размерами этих потерь. Отношение количества световой энергии, поглощаемой растениями, к чистой первичной продукции очень велико. Последующие переносы энергии по меньшей мере в десять раз эффективнее, чем первоначальный перенос. Средняя эффективность переноса энергии от растений к травоядным животным составляет около 10%, а от животного к животному — около 20%. В целом травоядные менее эффективно усваивают пищу, чем хищники. Это связано с тем, что растения содержат большое количество целлюлозы, а часто и древесины (содержащей целлюлозу и лигнин), которые плохо перевариваются и поэтому не могут служить источником энергии для большинства травоядных.

Энергия, теряющаяся при дыхании, не передается другим организмам. Энергия же, заключенная в экскрементах и отходах метаболизма, передается детритофагам и редуцентам и, таким образом, не теряется для экосистемы. Детритные цепи начинаются с мертвых организмов и отмерших частей растений (опавших листьев, ветвей). Доля чистой первичной продукции, переходящей прямо в детрит и в пищевые цепи редуцентов, в разных системах неодинакова. В лесной экосистеме большая часть первичной продукции поступает в детритные цепи, а не в пастбищные. Поэтому лесная подстилка оказывается местом значительной активности консументов, хотя эти организмы здесь обычно незаметны. Однако в морских экосистемах и на интенсивно используемых пастбищах больше половины первичной продукции может поступать в пастбищную пищевую цепь.

12.10. На рис. 12.13 показаны потоки энергии, проходящие через небольшую часть луговой экосистемы (цифры в килоджоулях на 1 м²в год).

а) Какова валовая первичная продукция злаков и разнотравья?

б) Какова эффективность фотосинтеза (т.е. преобразования поступающей солнечной энергии в общую продукцию?

в) Чему равна чистая продукция птиц, питающихся семенами, паукообразных и кузнечиков (по отдельности)?

г) Сколько энергии теряется при дыхании и выделении фекалий у полевых мышей?

д) Какие организмы являются продуцентами, первичными консументами и вторичными консументами?

ё) Какие организмы относятся к гетеротрофам?

ж) Какие еще могут быть пути для потоков энергии? (Назовите три.)

[Из Tribe М.А. et al. (1975), Ecological Principles, CUP.]

Детритные цепи сложнее и менее изучены, чем пастбищные. Но роль их с точки зрения потока энергии столь же велика, а часто и более значительна, чем роль пастбищных цепей.

Приведенные в этом разделе цифры — среднегодовые величины. Если экосистема стабильна и в ней не происходит увеличение общей биомассы, то биомасса в конце года будет такой же, как и вначале. Вся энергия, заключенная в первичной продукции, пройдет за это время через различные трофические уровни, а чистая продукция будет равна нулю. Обычно, однако, система изменяется. Например, молодой лес к концу вегетационного периода накапливает часть поступившей энергии в форме прироста биомассы. Продуктивность удобно выражать в среднегодовых показателях, так как при этом учитываются сезонные изменения продуктивности, если они есть. Например, первичная продукция больше в то время года, когда начинается массовая вегетация растений, а увеличение вторичной продукции происходит позднее.