Энергетика экосистем

Живые организмы для своего существования должны постоянно пополнять и расходовать энергию. Только растения могут связывать энергию в процессе фотосинтеза. Связывается энергия Солнца длиной волны 380-710 нм. Эту энергию называют фотосинтетически активной радиацией. (ФАР). На эту радиацию приходится 40% солнечной радиации, достигающей земной поверхности (другие коротковолновые – ультрафиолетовые, длинноволновые – инфракрасные).

Даже по отношению а ФАР – это только 1 %. Только наиболее продуктивные экосистемы (плантация сахарного тростника, тропические леса, посевы кукурузы – связывают 3-5% ФАР.

Растения по трофическим цепям передают эту энергию другим уровням. Основная часть энергии усвоенной консументами с пищей, расходуется на движение, поддержание температуры тела, рост, дыхание.

Другая часть переходит в него потребителя, увеличивая его массу. Некоторая доля пищи не усваивается организмами и высвобождается с экскрементами. Количество энергии, выходящее с фекалиями у плотоядных невелико, а у травоядных значительно, у гусеницы выделяется до 70% энергии.

Количество энергии, расходуемой на различные цели неоднозначно. В период интенсивной жизнедеятельности взрослого организма в теле может не накапливаться энергия. Наоборот, ее траты в ряде случаев превышают поступление (организм теряет вес). В период размножения (беременности) в теле фиксируется значительное количество энергии.

Однако, траты организма на дыхание до 90% от потребленной, поэтому к другому трофическому уровню перейдет 10% энергии. Это правило 10%.

Цепь питания имеет ограниченное число уровней, обычно 4-5. Пройдя через них вся энергия оказывается рассеянной.

С энергетической точки зрения потреблять животную продукцию, особенно высоких уровней цепей питания, нецелесообразно – большое рассеивание энергии. Особенно велики потери энергии при переходе от растений к травоядным животным.

Цепь питания: мальчик 48 кг.

телята 4,5 теленка

люцерна 4 га (8211 кг)

Если бы мальчик весом 48 кг, питался бы только телятиной, то за год ему потребовалось для обеспечения жизнедеятельности 4,5 теленка, для питания которых нужен урожай люцерны с площади 4 га, весом 8211 кг. Такова энергетическая цепь животной пищи.

Как можно прокормить увеличивающееся население планеты?

Надо, чтобы в рационе людей больше было растительной пищи. Вегетарианство энергетически выгодно. Если все 6 млрд. будут потреблять 80-100 кг мяса в год на одного человека, то планета не справится. А если все перейдут на растительную пищу, можно будет прокормить еще 2-3 млрд. дополнительно.