3. Перетворення енергії в біогеоценозах. Ланцюги живлен­ня.

Функціонування будь-якого біогеоценозу пов'язане з перетво­ренням енергії. Біогеоценози є відкритими системами, які потребують по­стійного надходження речовини та енергії ззовні. На кожному етапі передачі енергії від одних організмів до інших більша частина її розсіюється у вигляді тепла і лише не­значна частка перетворюється в потенційну енергію хімічних сполук у процесах пластичного обміну (дивись додаток 12).

Ланцюги живлення - це послідовності організмів, у яких особини одного виду, їхні рештки або продукти життєдіяльності слугують об'єктом живлення організмів іншого (дивись додаток 13).

Будь-яка популяція організмів одного виду займає в ланцюзі живлення певне місце - трофічний рівень.

Схема ланцюга живлення:

П родуценти Консументи Редуценти

(I, ІІ, ІІІ порядку)

Мертва органіка

Енергетичний баланс консументів можна виразити формулою:

Р = П + Д + Н, де

Р - кількість їжі, яку споживають консументи, з енергією, що в ній містить­ся;

П - продукція (частина енергії, яка запасається у вигляді синтезованої органічної речовини);

Д - частина енергії, що витрачається на забезпечення проце­сів життєдіяльності, головним чином – дихання;

Н - незасвоєна частина їжі (частка незасвоєної їжі, разом з енер­гією, яка в ній міститься, що повертається у навколишнє середовище).

Оскільки під час передавання енергії від нижчого трофічного рів­ня до вищого більша її частина розсіюється у вигляді тепла, кількість ланок ланцюгів живлення обмежена і, як правило, не перевищує чотирьох-п'яти, а колообіг енергії, на відміну від колообігу речовини, неможливий (для функціонування біогеоценозу потрібне надходження енергії ззовні).

Енергія всередині біогеоценозів поділяється на два потоки, внаслідок цього в біогеоценозах формуються ланцюги живлення двох типів:

1) Пасовищного типу (ланцюги виїдання) починаються з зелених рослин (продуцентів) і йдуть послідовно через ланки рослиноїдних тварин (консументів І порядку), хижаків (консументів ІІ порядку) і завершуються редуцентами.

2) Детритного типу (ланцюги розкладання) починаються з мертвої органічної речовини (решток організмів або продуктів їхньої життєдіяльності) і продовжуються безпосередньо редуцентами.

У будь-якому біогеоценозі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а взаємопереплетені, внаслідок чого формуються трофічна сітка. Її існування забезпечує стійкість біогеоценозу.

4. Правило екологічної піраміди. Види екологічних пірамід.

Біогеоценозам властиві певні закономірності співвідношень первинної і вторинної продукції на кожному трофічному рівні ланцюгів живлення, що дістали назву правила екологічної піраміди: на кожному попередньому трофічному рівні кількість біомаси та енергії, що запасаються організмами за одиницю часу, значно більша, ніж на наступних.

Це правило можна зобразити у вигляді піраміди, що є графічним, відображенням трофічної структури ланцюга живлення (дивись додаток 14).

Залежно від показника, покладеного в основу, є різні види екологічних пірамід:

1) Піраміда біомаси відображає кількісні закономірності передачі маси органічної речовини від одного трофічного рівня ланцюга живлення до іншого (продуктивність організмів при цьому виражають в одиницях маси сухої речовини): маса продуцентів, яких поїдають консументи І порядку, буде у 5-10 разів більшою, ніж останні запасають; і з кожною наступною ланкою ланцюга живлення біомаса, яку запасають організми вищого трофічного рівня, зменшується в 5-10 разів порівняно зі спожитою ними.

2) Піраміда енергії демонструє закономірності передачі енергії від однієї ланки ланцюга живлення до іншої: більша частина енергії при передачі з нижчого трофічного рівня на вищий витрачається у вигляді тепла, а на останньому запасається лише 10-20% порівняно з попереднім рівнем.

3) Піраміда чисел відбиває співвідношення кількості особин на кожному з трофічних рівнів ланцюга живлення: кількість особин, які беруть участь у ланцюзі живлення, з кожним наступним трофічним рівнем зменшується. Але, на відміну від пірамід біомаси і енергії, в деяких випадках основа піраміди чисел може бути вужчою за верхівку.