 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
33
более короткой (ультрафиолетовой), либо к более длинной (инфракрасной) радиации. С
последней обычно связан тепловой эффект.
Растения в процессе фотосинтеза связывают лишь небольшую часть солнечной
радиации. Даже по отношению к фотосинтетически активной - это в среднем для земного
шара менее 1%. Только наиболее продуктивные экосистемы, такие как плантации сахарного
тростника, тропические леса, посевы кукурузы, в оптимальных условиях могут связывать до
3-5% ФАР. В опытах с кондиционированными условиями по всем факторам среды за
короткие периоды времени удавалось достичь эффективности фотосинтеза по усвоению
солнечной энергии порядка 8-10% ФАР.
Растения являются первичными поставщиками энергии для всех других организмов в
цепях питания. Существуют определенные закономерности перехода энергии с одного
трофического уровня на другой вместе с потребляемой пищей. Основная часть энергии,
усвоенной консументом с пищей, расходуется на его жизнеобеспечение (движение,
поддержание температуры тела и т. п.). Эту часть энергии рассматривают как траты на
дыхание, с которым в конечном счете связаны все возможности ее высвобождения из хими-
ческих связей органического вещества.
Часть энергии переходит в тело организма-потребителя вместе с увеличивающейся
массой (приростом, продукцией). Некоторая доля пищи, а вместе с ней и энергия не
усваиваются организмом. Они выводятся в окружающую среду вместе с продуктами жизне-
деятельности (экскрементами). В последующем эта энергия высвобождается другими
организмами, которые потребляют продукты выделения.
Баланс пищи и энергии для отдельного животного организма можно, таким образом,
представить в виде следующего уравнения:
Э
п
= Э
д
+Э
пр
+Э
п.в
,
где Э
п
- энергия потребленной пищи, Э
д
- энергия дыхания или обеспечения
жизнедеятельности организма, включая движение, поддержание температуры тела,
сердцебиение и т. п., Э
пр
- энергия прироста (запасенная в теле организма-потребителя), Э
п.в
-
энергия продуктов выделения (в основном экскрементов).
Количество энергии, расходуемой организмами на различные цели, неоднозначно. В
периоды интенсивной жизнедеятельности взрослого организма в теле его может совершенно
не фиксироваться энергия. Наоборот, траты ее в ряде случаев превышают поступление
(организм теряет вес). В то же время в периоды интенсивного роста организмов, особенно в
периоды размножения (беременности), в теле фиксируется значительное количество
энергии.
Выделение энергии с экскрементами у плотоядных животных (например, хищников)
невелико, у травоядных оно более значительно, а гусеницы некоторых насекомых,
питающиеся растениями, выделяют с экскрементами до 70% энергии. Однако при всем
разнообразии расходов энергии в среднем максимальны траты на дыхание, которые в сумме
с неусвоенной пищей составляют около 90% от потребленной. Поэтому переход энергии с
одного трофического уровня на другой в среднем принимается близким к 10% от энергии,
потребленной с пищей. Эта закономерность рассматривается обычно как «правило десяти
процентов».
Данное правило надо оценивать как относительное, ориентировочное. Вместе с тем из
него следует, что цепь питания имеет ограниченное количество уровней, обычно не более
4—5. Пройдя через них, практически вся энергия оказывается рассеянной.
Закономерности потока и рассеивания энергии имеют важные в практическом
отношении следствия. Во-первых, с энергетической точки зрения крайне нецелесообразно
потребление животной продукции, особенно с высоких уровней цепей питания. Образование
этой продукции связано с большими потерями (рассеиванием) энергии. Особенно велики
потери энергии при переходе с первого трофического уровня на второй, от растений к
травоядным животным.