6.Трофическая структура экосистем по вертикали.

     1. Верхний – автотрофный (самостоятельно питающийся) ярус, или «зеленый пояс», включающий растения либо их части, содержащие хлорофилл, где преобладает фиксация энергии Солнца, используются простые неорганические вещества, и происходит накопление сложных органических соединений;
     2. Нижний – гетеротрофный (питаемый другими) ярус, или «коричневый пояс» почв и осадков, разлагающихся частей отмерших организмов, в котором преобладают использование, трансформация и разложение сложных соединений.
     Особенно четко эти два трофических яруса представлены в глубоководных водоемах (океанах, морях, озерах).
     Основным условием функционирования любой экосистемы является наличие в ней взаимосвязей (взаимодействия) живых организмов между собой и с окружающей их внешней средой. Самый распространенный и важный тип взаимодействия базируется на интересах питания и носит название пищевой или трофической структуры экосистемы (от греч. “трофе” – питание).
     Все компоненты экосистем находятся в состоянии постоянного обмена веществом и энергией. Источник энергии для Земли – Солнце. Энергия солнечного излучения включается в биологический круговорот через фотосинтез. Используя солнечную энергию, продуценты создают из них сложные органические соединения, из которых строят свой организм. Более половины этой энергии расходуется на дыхание, другая часть переносится по пищевым цепям экосистемы.
     При поедании травоядными животными (консументами I – порядка) растений большая часть энергии пищи расходуется на различные процессы жизнедеятельности. Энергия превращается при этом в тепло и рассеивается. В природе лишь 10% энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного следующего трофического уровня.
     На каждом трофическом уровне экосистемы можно произвести подсчет количества видов, пищи, энергии и построить экологические пирамиды. В зависимости от используемой информации различают несколько типов таких пирамид.
     Пирамиды численности отражают соотношение разных видов организмов в экосистемах (рис. 1). Например, в небольшом пруду 1 млн. особей фитопланктона может прокормить 10000 особей зоопланктона, которые, в свою очередь, прокормят 100 окуней. Этого числа окуней достаточно, чтобы прокормить 1 человека в течение 1 месяца.

Рис. 1 Пирамиды численности

     При продвижении к более высоким трофическим уровням пирамида численности сужается (рис. 1, а). Для некоторых экосистем они могут иметь другую форму. Например, в лесу несколько больших деревьев снабжают пищей огромное количество насекомых и птиц – консументов 1-го порядка (рис. 1, б).
     Пирамиды биомассы строят исходя из информации о весе каждой особи (рис. 2). Общая биомасса растений в несколько раз больше, чем биомасса растительноядных животных. Биомасса животных каждого последующего трофического уровня уменьшается, поэтому пирамиды биомассы всегда сужаются от продуцентов к консументам. Наиболее резкое уменьшение биомассы происходит, когда хищники поедают мелких травоядных.

Рис. 2 Пирамида биомассы

     Пирамиды потока энергии составляют по расходу энергии пищи, исходя из информации о количестве употребляемой пищи (рис. 3).
     Расчеты экологических пирамид помогают контролировать развитие экосистем. Они позволяют охотоведам и лесникам контролировать количество животных и растений.

Рис.3 Пирамида потока энергии

     В настоящее время воздействие человека на природные экосистемы привело к тому, что они начали терять способность к самовосстановлению. Подсчитано, что биосфера может компенсировать любые возмущения, производимые человеком, доля потребления которого не превышает 1 % продукции биосферы. Сейчас человек изымает около 10 %. Таким образом, социально-экономическое развитие общества пришло в явное противоречие с ограниченными ресурсопроизводящими и жизнеобеспечивающими возможностями биосферы. В результате происходит быстрое истощение естественных ресурсов, исчезновение видов растений и животных, загрязнение окружающей среды, упрощение и деградация экосистем.