м законом термодинаміки може бути використана тільки один раз. Втрати енергії на різних щаблях екосистеми неминучі. Таким чином, існування живих систем неможливо без постійного припливу енергії. Фактично, єдиним джерелом енергії для всього живого на Землі є енергія Сонця. Аналіз показує, що в кращому випадку лише одна двадцята частина енергії Сонця запасається зеленими рослинами у вигляді біохімічної енергії, а більша частина втрачається у вигляді тепла на випаровування. А адже і запаси природного газу нафти, вугілля - це продукти життєдіяльності організмів! Таким чином, людство повністю залежить від продуктивності екосистем. Всі організми в співтоваристві пов'язані між собою харчовими і енергетичними потоками. Ці взаємини виражаються в таких екологічних поняттях, як харчова ланцюг і піраміда чисельності та біомаси. Кількість енергії в кожному новому ланці ланцюга живлення неухильно падає. По-перше, діють фізичні причини і, перш за все, 2-й закон термодинаміки. По-друге, неминучі і біохімічні втрати, так як не всі одержувані гетеротрофних організмами речовини ними засвоюються. Нарешті, по-третє, є і суто екологічна причина: хижаки ніколи не знищують всі об'єкти свого полювання, так як це вело б до їх загибелі. Тому між різними ланками ланцюгів живлення існують певні кількісні відносини.
Співвідношення чисельності або біомаси живих організмів, що займають різне положення в харчовому ланцюзі, називають пірамідами чисельності та біомаси.
Піраміда чисельності - це кількісне відображення щільності особин на кожному трофічному рівні. Піраміда біомаси відображає їх біомасу в співтоваристві.
Піраміди чисельності можуть бути прямими і перевернутими. Якщо швидкість відтворення жертви досить висока, то навіть при достатньо низькій біомасі, така популяція може бути достатнім джерелом для хижаків, що мають високу біомасу, але низьку швидкість відтворення. Це так звана пряма піраміда.
Якщо нижчі трофічні рівні мають меншу щільність і біомасу, ніж вищі, то виходить перевернута піраміда.
Енергетичні ланцюга спільнот також бувають різні. Розрізняють два типи таких ланцюгів: пасовищні і детрітние харчові ланцюги. Перший тип харчових ланцюгів - це послідовний ряд, що йде від рослин - продуцентів до консументами різних порядків. Другий тип ланцюгів - ланцюги розкладання, де провідну роль відіграють редуценти.
Іноді виділяють третій тип ланцюгів, званий паразитичними ланцюгами. У цьому випадку розглядаються стосунки паразит - жертва.
. Сукцесії спільнот
Одним з перших теорію сукцесій розробив Ф. Клементс і розвинув В.Н. Сукачов, а потім С.М. Розумовський.
Закономірний і послідовний процес зміни співтовариств на певній ділянці, викликаний взаємодією живих організмів між собою і навколишнім їх абіотичним середовищем, називається сукцесій (від лат. successio - спадщина, зміна поколінь, послідовність).
Кожен живий організм в результаті життєдіяльності змінює навколо себе середовище, вилучаючи з неї частину речовин і насичуючи її продуктами метаболізму. У ході сукцесії на основі конкурентних взаємодій видів відбувається поступове формування більш стійких комбінацій, відповідних конкретним абіотичних умов середовища.
Сукцесії зі зміною рослинності можуть бути первинними; вони починаються на позбавлених життя місцях, і вторинними - відновними.
Сукцесії будь-якого масштабу та рангу характеризуються цілим рядом загальних закономірностей, багато з яких надзвичайно важливі для практичної діяльності людини. У будь-якій сукцессионной серії темпи змін, що відбуваються поступово сповільнюються і закінчуються формуванням стійкої стадії - клімаксовие спільноти. З енергетичних позицій сукцесія - таке нестійкий стан спільноти, яка характеризується нерівністю двох показників: обший продуктивності та енергетичних витрат всієї системи на підтримку обміну речовин.
У ході сукцесії загальна біомаса співтовариства спочатку зростає, але потім темпи цього приросту знижуються, і на стадії клімаксу біомаса системи стабілізується.
Поки порушення не перевищують відновлювальної здатності екосистеми (дотримується принцип Лешательє), вона може повернутися до вихідного стану. Цим користуються, наприклад, при раціональному плануванні рубок лісу. Але якщо інтенсивність впливу виходить за рамки цих можливостей, то спочатку стійке, багате видами співтовариство поступово деградує, змінюючись іншим.
Вирубка лісу на локальних ділянках із залишенням частини території під корінними типами лісової рослинності викликає прискорені сукцесії, вихідні фітоценози відновлюються за відносно короткий термін - кілька десятиліть.
...
