 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
7
Движимые солнцем несубсидируемые экосистемы - природные системы, полностью зависящие от
прямого солнечного излучения. К их числу относятся открытые участки океанов, крупные участки
горных лесов и большие глубокие озера. Экосистемы этого типа получают мало энергии и имеют
малую продуктивность. Однако они крайне важны, так как занимают огромные площади. Это
основной модуль жизнеобеспечения биосферы. Здесь очищаются большие объемы воздуха,
возвращается в оборот вода, формируются климатические условия и т. д.
Экосистемы, движимые Солнцем, но субсидируемые другими естественными источниками.
Примерами такой экосистемы являются эстуарии рек, морские проливы и лагуны. Приливы и
течения способствуют более быстрому круговороту минеральных элементов питания, поэтому
эстуарии более плодородны, чем прилегающие участки океана или суши.
Экосистемы, движимые Солнцем и субсидируемые человеком. Примером их являются
агроэкосистемы (поля, коровники, свинарники, птицефабрики и т.д.).
Экосистема, движимая топливом – индустриально-городская экосистема, в которой энергия
топлива не дополняет, а заменяет солнечную энергию. Потребность в энергии плотно заселенных
городов на 2–3 порядка больше того потока энергии, который поддерживает жизнь в естественных
экосистемах, движимых Солнцем. Поэтому на небольшой площади города может жить большое
количество людей.
Концепция продуктивности. Совокупность организмов в экосистеме в момент наблюдения
называют биомассой, скорость продуцирования биомассы –
продуктивностью. Различают
первичную продуктивность - скорость, с которой продуценты (зеленые растения) в процессе
фотосинтеза связывают энергию и запасают ее в форме органических веществ, и вторичную
продуктивность - скорость образования биомассы консументами.
Высокая продуктивность сельского хозяйства в развитых странах поддерживается ценой больших
вложений энергии и селекционной работой, направленной на выведение высокоурожайных сортов
растений и высокопродуктивных пород животных. Этот вспомогательный поток энергии называется
энергетической субсидией. Если в XIX в. страны мира делились на промышленно развитые и аграрные,
то в XX возникла ситуация, при которой чем более развита страна, тем выше продуктивность ее
сельского хозяйства. Именно развитые страны могут себе позволить соответствующие энергетические
субсидии в сельское хозяйство.
Существует принципиальная разница в поведении энергии и материи. Материя циркулирует в
системе; элементы и вещества, входящие в состав живого, имеют свои циклы, свои круговороты.
Энергия, однажды использованная экосистемой, превращается в тепло и утрачивается для системы.
Пищевые цепи, пищевые сети. Перенос веществ и энергии пищи от ее источника – зеленых
растений –
через ряд организмов, от одного звена потребителей к другому называется пищевой или
трофической цепью. Рациональное поведение звеньев трофической цепи определяется не
эффективностью добывания пищи, а умеренностью. Поэтому в экосистемах остаются лишь виды,
хорошо выполняющие свои биологические функции – живущие и дающие жить другим. Особенности
человека как биологического вида в трофических цепях состоят в следующем:
человек всеяден и может жить то за счет одних, то за счет других звеньев трофической цепи; это
снимает с него узду умеренности;
он может приближать к себе ресурсы с помощью одомашнивания растений и животных или
привозить их, выходя из-под контроля среды в месте проживания;
он может уходить из нарушенной им цепи в другую. Это дает человеку чувство свободы, однако
это свобода от немедленного ответного воздействия и от ответственности перед потомками.
Трофическая структура экосистемы состоит из ряда параллельных и переплетающихся пищевых
цепей и называется пищевой или трофической сетью.
Метаболизм и размеры особей. При неизменном энергетическом потоке в пищевой цепи более
мелкие организмы имеют более высокую интенсивность обмена, более высокий удельный метаболизм
(метаболизм в пересчете на 1 кг массы), чем крупные организмы. При этом мелкие организмы создают
относительно меньшую биомассу, чем крупные. Так, биомасса бактерий, имеющихся в данный момент
в экосистеме, гораздо ниже биомассы млекопитающих. Эта закономерность получила название
правила Одума. Это правило заслуживает особого внимания, поскольку из-за антропогенного
нарушения природы происходит измельчание организмов, которое неминуемо должно привести к
общему снижению продуктивности и к разладу в экосистемах.