Поток энергии в экосистеме

Продуктивность экосистем

Продуктивность - это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество, которое может быть использовано в качестве пищи другими организмами (биомасса, производимая на единице площади в единицу времени).

Продуктивность может выражаться в единицах массы, энергии, числа особей.

Различают первичную и вторичную продуктивность.

ü Первичная продукция – органическая масса, создаваемая продуцентами (растениями) в единицу времени.

Основная масса первичной продукции образуется ЭС суши – до 155млрд.т., в ЭС МО – до 55 млрд.;

ü Вторичная продукция – прирост массы консументов (животных) за единицу времени. В ЭС МО – 3000 млн.т/г., в ЭС суши – 900 млн.т./г.;

Продуктивность биосферы – 164 млрд. т сухого органического вещества в год.

Законы термодинамики:

1. Закон сохранения энергии

2. Поскольку некоторая часть энергии всегда рассеивается в виде недоступной для использования тепловой энергии, эффективность самопроизвольного превращения энергии света всегда будет меньше ста процентов.

Энтропия — мера количества связанной, которая становится неиспользованной.

Важнейшая термодинамическая характеристика экосистем — это способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности. Состояние низкой энтропии достигается постоянным и эффективным рассеиванием легко используемой энерги (света и пищи) и превращение ее в энергию используемую с трудом. Рассеивание поддерживается дыханием. Таким образом все экосистемы представляют собой открытые термодинамические системы, постоянно обменивающиеся энергией со средой, тем самым уменьшая энтропию внутри себя, но увеличивая ее во вне. Все разнообразие проявления жизни на Земле сопровождается превращениями энергии.

Экология, как наука, изучает связь между светом и экологическими системами и способы превращения энергии внутри систем. Для описания поведения энергии в экоситсеме введено понятие «поток энергии».

Организмы, живущие на земной поверхности, подвергаются воздействию потоков энергии из двух составляющих: солнечно излучение и длинноволновое тепловое излучение от всех нагретых тел. Солнечное излучение, в отличие от длинноволнового, имеет четко выраженную направленность и существует только во время светового дня. Продуктивность экосистем определяется только солнечным излучением.

Распределение солнечной энергии, получаемой биосферой:

30% — отражается;

46% — переходит в тепло;

23% — испарения и осадки;

0,2% — ветер, волны и течения;

0,8% — фотосинтез.

Только 10% энергии переходит на следующие уровни экосистемы. Чем больше уровней, тем больше энергетические потери.