Общая и прикладная экология. Константин Саевич

при ее передаче через пищевую цепь (рис. 2.5).

      Известно, что солнечная энергия, полученная растением, лишь частично используется в процессе фотосинтеза. Фиксированная в углеводах энергия представляет собой валовую продукцию экосистемы (П_в). Углеводы идут на построение протоплазмы и рост растений. Часть их энергии затрачивается на дыхание (Д₁). Чистая (первичная) продукция (П_ч) определяется по формуле

      П_ч = П_в – Д₁.

      Рис. 2.5. Поток энергии через три уровня трофической цепи (по П. Дювиньо и М. Тангу, 1968)

      Следовательно, поток энергии, проходящий через первый трофический уровень (уровень продуцентов), или валовую продукцию, можно представить:

      П_в = П_ч + Д₁.

      Определенное количество созданных продуцентами веществ служит кормом (К) фитофагов. Остальное отмирает и перерабатывается редуцентами (Н). Ассимилированный фитофагами корм (А) лишь частично используется для образования их биомассы. Главным образом он растрачивается на обеспечение энергией процессов дыхания и в определенной степени выводится из организма в виде выделений и экскрементов (Э). Поток энергии, проходящий через второй трофический уровень, выражается следующим образом:

      A₂ = П₂ + Д₂.

      Консументы второго порядка (хищники) не потребляют всю биомассу своих жертв. При этом из того количества ее, которое они потребляют, только часть используется на создание биомассы их собственного трофического уровня. Остальная же часть в основном затрачивается на энергию дыхания, выделяется с экскретами и экскрементами. Поток энергии, проходящий через уровень консументов второго порядка (плотоядные), выражается формулой

      A₃ = П₃ + Д₃.

      Подобным образом можно проследить совокупность пищевой цепи и до последнего трофического уровня. Распределив по вертикали различные затраты энергии на трофических уровнях, получим полную картину пищевой пирамиды в экосистеме.

      Таким образом, поток энергии, выражающийся количеством ассимилированного вещества по цепи питания, на каждом трофическом уровне уменьшается:

      Пч > П2 > П3 и т.д.

      На основании этого в 1942 г. американский эколог Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергий, согласно которому с одного трофического уровня через пищевые цепи на другой трофический уровень переходит в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды энергии. Остальная часть энергии теряется в виде теплового излучения, на движение и т. д. Организмы в результате процессов обмена веществ теряют в каждом звене пищевой цепи около 90 % всей энергии, которая расходуется на поддержание их жизнедеятельности.

      Установлено, что максимальная величина энергии, передающейся на следующий трофический уровень, может в лучшем случае составлять 30 % от предыдущего. Во многих биоценозах, пищевых цепях величина передаваемой энергии может составлять всего лишь 1 %.

      Если травоядное животное съело 10 кг