5.3.3. Потік речовин і енергії

Організми в екосистемі пов'язані спільністю енергії і поживних речовин. Живильні речовини спочатку походять з абіотичним компонента системи, в якій зрештою і повертається або в якості жізнідеятельності, або після загибелі і руйнування організмів. В екосистемі постійно відбувається кругообіг поживних речовин, у якому беруть участь живої і неживої компоненти. Такі кругообіги називають БГХ циклами.

Рушійною силою цих кругообігів служить енергія Сонця. Фотосинтезуючі організми безпосередньо використовують енергію сонячного світла і передають її іншим представникам біотичного компонента. У результаті створюється потік енергії і поживних речовин через екосистему.

Енергія може існувати у вигляді різних взаімноперетворюючихся форм. Перехід з однієї форми в інші, званий перетворенням енергії, підкоряється законам термодинаміки. 1 закон - закон збереження енергії. 2 закон - при здійсненні роботи енергія не може бути використана на 100% і частина її неминуче розсіюється, перетворюючись на теплову енергію. Тепло є результат випадкового руху молекул, тоді як робота завжди означає невипадкове, тобто впорядковане, використання енергії. Збільшення невпорядкованості, яким супроводжується перетворення енергії, вимірюється як приріст ентропії.

Живі організми - це перетворювачі енергії, і кожного разу, коли відбувається перетворення енергії, частина її втрачається у вигляді тепла. Зрештою вся енергія, що надходить в біотіч. Компонент екосистеми, розсіюється у вигляді тепла.

В принципі, тепло здатне здійснювати роботу (наприклад паровоз), тому можна подумати що немає причин, які заважали б круговороту тепла, однак процес, що виробляє тепло, вимагає більше енергії, ніж може бути повернуто шляхом вторинного використання цього тепла; тому в цілому відбувається все ж втрата енергії в системі.

Живі організми не використовують тепло як джерело енергії для здійснення роботи - вони використовують світло і хімічну енергію.

Випромінювання потоку енергії через екосистеми називається енергетикою екосистем.

5.3.4. Біологічна продуктивність

Біологічна продуктивність - це відтворення біомаси організмів, що входять до складу БГЦ.

Енергія надходить в біотичний компонент екосистеми первинних продуцентів. Швидкість накопичення енергії первинними продуцентами у формі речовині, яке може бути використане в їжу, називається первинною продукцією.

При поїданні одних організмів іншими їжа переходить з одного трофічного рівня на наступний. Неперетравлена ​​частину їжі викидається. Тварини, як і рослини втрачають частину енергії при диханні (клітинному). Енергія, що залишилася після втрат, пов'язаних з процесами дихання, травлення та екскреції, йде на зростання, підтримку життєдіяльності і розмноження.

Кількість органічної речовини, накопиченого гетеротрофних організмами, називається вторинною продукцією. (на будь-якому трофічні рівні).

У кожній ланці харчового ланцюга частина енергії втрачається, з чого випливає, що довжина харчового ланцюга лімітується розмірами цих втрат.