Энергия в экосистемах
Для функционирования экологических систем необходима энергия, которая поступает в них преимущественно в виде лучистой энергии солнечного света.
Понятие «энергия» определяют как способность производить работу.
Все разнообразие процессов, явлений (изменение состояния) в природе сопряжено с превращениями энергии, при которых происходит ее переход из одной формы в другие. Все экосистемы и биосфера в целом подчинены и регулируются теми же законами, что и неживая природа. Первый закон термодинамики гласит, что энергия может переходить из одной формы в другую. Но она не исчезает и не создается заново. Свет, например, как одну из форм энергии, можно превратить в тепло или потенциальную энергию химических связей пищи, но энергия при этом не исчезнет. Второй закон термодинамики связан с понятием энтропии.
Энтропию понимают как меру количества связанной энергии, которая рассеивается в виде тепловой, недоступной для использования.
Важнейшее свойство всех организмов экосистем – способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности. Это достигается постоянным и эффективным расходованием части недоступной, более концентрированной энергии (например, пищи), которая превращается в тепловую, используемую с трудом. В этих соединениях энергия находится в виде химических связей.
Для того чтобы эти соединения (питательные вещества) перевести в биомассу, в организме должны протекать биохимические реакции пo синтезу соединений, нужных для построения тела. Поскольку на эту работу необходимо затратить энергию, то часть усвоенной пищи организм вынужден метаболизировать для высвобождения из нее энергии, необходимой не только для синтеза биомассы, но и для другой работы. Эта энергия высвобождается в процессе окисления усвоенной пищи, которая в живых организмах называется «дыханием», а оставшаяся часть энергии пищи перейдет в энергию химических связей биомассы организма.
Энергетическая классификация экосистем
Качество и источник доступной энергии в разной степени обусловливает численность и видовой состав организмов, характер функционального процесса, который протекает в экосистеме, и процесса её развития, и образ жизни человека. так как энергия является общим знаменателем и отправная движущая сила многих экосистем, как антропогенных, так и природных, целесообразно обозначить энергию как основу для "первичной" систематизации экосистемна этой основе выделяют четыре фундаментальных типа экосистемы.
-
Движимые Солнцем, природные, несубсидируемые.
Здесь источником энергии является Солнце, приток энергии ежегодно составляет – 1000-10000 ккал/м². К данному типу относятся открытые океаны, степи, горные леса, глубокие большие озёра; все они захватывают примерно 70% площади планеты. Нередко на них накладывают и прочие ограничения, например, недостаток элементов воды и питания. данные экосистемы обладают низкой продуктивностью. Организмы, которые живут в них, развили неплохую адаптацию к жизни на бедном пайке энергии. В силу значительного объёма данных экосистем они являются основой системы жизнеобеспечения планеты.
-
Субсидируемые другими естественными источниками природные, движимые Солнцем.
Ежегодный приход энергии состовляет 10000-40000 ккал/м². К данному типу относят эстуарии в морях, кое-какие дождевые леса. данные природные системы, которые обладают плодородностью и характеризуются как значительной поддерживающей способностью, так и вырабатывающие избытки органического вещества, выносящиеся в прочие системы или накапливающиеся.
-
Субсидируемые человеком, движимые Солнцем
Ежегодный приход энергии составляет – 20000-40000 ккал/м². важнейшей пример - это агроэкосистема. данная система производит волокнистые материалы и продукты питания, которые получаются дотацией в виде горючего или в других формах, которые поставляет человек. данные экосистемы обладают не просто увеличенной продуктивностью, а продуктивностью, которая нацелена на производство волокнистых и пищевых материалов, с легкостью перерабатываемых и собираемых.
-
Движимые топливом, индустриально-городские.
Важнейший поставщик энергии топливо, а не Солнце. Ежегодно приходит энергия в количестве от 100000 до 3000000 ккал/м². данная система, в которой генерируется человеческое богатство, зависит от первых трёх типов экосистем, она паразитирует на них, получая тем самым продукты топливо и питания от них. Для этой экосистемы характерны сверхбольшие потоки энергии. Ежегодно на одного человека достается около 80 миллионов ккал при этом годовая потребность в пищи в 1 млн. ккал, т.е. на транспорт, промышленность, домашнее и сельское хозяйство тратится в 80 раз больше энергии, чем необходимо для телесных нужд.
