Поток энергии в экосистеме
Поток энергии в экосистеме — это однонаправленная передача энергии от производителей к потребителям и редуцентам по цепям питания. На каждом следующем звене большая часть энергии расходуется организмами и рассеивается в виде тепла, поэтому запас доступной энергии уменьшается.
Как происходит поток энергии
Основной источник энергии для большинства экосистем — солнечный свет. Производители, например зелёные растения, преобразуют его в химическую энергию органических веществ во время фотосинтеза. Затем энергия передаётся по цепи питания: растение → травоядное животное → хищник. Каждая ступень такой цепи называется трофическим уровнем.
Организм использует полученную энергию на движение, рост, поддержание жизнедеятельности и размножение. При дыхании значительная часть энергии превращается в тепло и рассеивается. Только меньшая часть запасается в биомассе и может перейти на следующий трофический уровень. Поэтому пищевые цепи обычно не бывают очень длинными.
Здесь \(E_n\) — энергия на одном трофическом уровне, \(E_{n+1}\) — энергия на следующем, а \(\eta\) — доля энергии, перешедшая в новую биомассу. В учебных задачах часто используют приближённое правило: к следующему уровню переходит около 10% энергии, но это не строго постоянное значение.
Если в биомассе растений запасено 10 000 кДж энергии, то при переходе примерно 10% к растительноядным животным поступит около 1 000 кДж, а к хищникам следующего уровня — около 100 кДж.
Поток энергии не является круговоротом. Энергия проходит через экосистему и рассеивается как тепло, а химические вещества многократно переходят между организмами и средой в круговороте веществ.
Почему на верхних трофических уровнях доступно меньше энергии?
Главное
- Энергия движется в экосистеме в одном направлении: от производителей к потребителям и редуцентам.
- На каждом трофическом уровне часть энергии запасается в биомассе, а большая часть рассеивается в виде тепла.
- Поток энергии уменьшается по цепи питания и отличается от круговорота веществ.