Солнце как источник энергии

Первоисточником энергии для экосистем служит Солнце. Солнце – это звезда, излучающая в космос огромное количество энергии. Энергия распространяется в космическом пространстве в виде электромагнитных волн, и небольшая часть ее, составляющая 10,5 х 106кДж/м2, в год захватывается Землей. Около 40 % этого количества сразу отражается от облаков, атмосферной пыли и поверхности Земли без какого бы то ни было теплового эффекта. 15 % поглощается атмосферой (озоновым слоем) и превращается в тепловую энергию, или расходуется на испарение воды. Оставшиеся 45 % поглощаются растениями или земной поверхностью. В среднем это составляет 5 х 106кДж/м2 в год. Большая часть энергии излучается земной поверхностью и нагревает атмосферу (2/3), и только небольшая часть, пришедшей от Солнца энергии усваивается биотическим компонентом экосистемы (рис. 50).

Рис. 50. Поток солнечной энергии на Земле и ее трансформации (по Т.А. Акимовой, В.В. Хаскину, 1994)

 

Скорость фиксации солнечной энергии определяет продуктивностьсообществ. Основной показатель продуктивности – биомасса организмов, составляющих экосистему. Биомасса выражается в единицах массы или энергии живого вещества организмов, приходящихся на единицу площади или объема.Продуктивность автотрофных организмов представляет собой первичную продуктивность. Продуктивность гетеротрофных организмов составляет вторичную продуктивность. Первичная валовая продукция –продукция фотосинтеза.Это вся химическая энергия в форме произведенного органического вещества. Если из валовой продукции изъять ту часть энергии, которая тратится растениями на дыхание, то получится чистая первичная валовая продукция.Зеленые растения могут перерабатывать от 1 % до 5%, поступающей на земную поверхность энергии Солнца. Животные, питающиеся растениями для образования биомассы своего тела используют всего 1 % энергии, содержащейся в растительном материале. Экосистема океана дает половину всей продуктивности планеты, леса – третью часть, пашни – около 1/10. Оценку продуктивности экосистем всегда производят по первичной продукции. Первичная продукция во много раз больше вторичной продукции. В целом вторичная продуктивность колеблется от 1 % до 10 % в зависимости от свойств животных и особенностей поедаемости ими корма.