S и Кс = 19 1013 Дж:
Р = SP1 = KcαтSρE/кс = 6 ×1013 Вт.
Распределение материи в трофической цепи удобно определять в Вт. Эта величина достаточно хорошо совпадает с экспериментально определенной. Теперь необходимо учесть долю энергии, расходуемой на транспирацию:
ηт = αт Lв ρE/ Wф
где Lв = 25,7 103 Дж/г – скрытая теплота испарения воды.
Связь между ηт и ηф находится из выражения:
ηф = Р1/Wф = Kc ηт/ Lв кт = (7.6/ кс) ηт
Предполагая, что для поверхности суши, не преобразованной человеком, величина αт = 0,9, а значение ηф = 0,05, получим ηт = 0,25.
Это значит, что на транспирацию растений используется до 25 % солнечной энергии, падающей на Землю. А так как возобновляемые запасы пресной воды существуют только благодаря испарению с поверхности океана, то можно считать, что растения используют около 60 % всех возобновимых водных ресурсов. Труд но представить, но это факт. Большая часть всех пресных вод на Земле проходит через биологическую «машину» биосферы.
В связи с этим важно подчеркнуть, что загрязняя воды мы неизбежно вводим эти загрязнения в биоценозы, а через них по трофическим цепям в себя.
Теперь снова вернемся к трофической цепи после того, как определено распределение солнечной энергии в ее первом звене – продуцентах. Простая трофическая цепь может быть составлена из четырех звеньев. В трофических цепях реализуется круговорот вещества и энергии, называемый биоциклическим. Он не является изолированным, он входит в геологический круговорот, рис. 9.
Рис. 9. Круговорот вещества и энергии в трофической цепи
Биогеоценоз или экосистему можно рассматривать как «машину» по трансформированию вещества и энергии. Очевидно, что антропогенное воздействие нарушает работу этой «машины» так как детерминированность биопроцессов мала по сравнению, например, с прохождением тока по проводнику или движением поршня в цилиндре.
Абстрагируя элементы трофической цепи, представим ее в виде схемы. Цифра в круге – номер биомассы Вi звеньев цепи от 0 до n, рис. 10.
Рис. 10. Перенос вещества и энергии в трофической цепи.
Здесь Wi – потребление энергии, Ri – энергия дыхания, Pi – полная энергия на выходе, Bi – количество биомассы. Значения индексов: i = 1 растения, i = 2 – консументы 1 рода, растительноядные животные; i = 3 – консументы 2 рода, животные-хищники; mi – количество отмирающей биомассы.
Чистая первичная продукция растений Рi используется консументами и редуцентами следующего звена и так далее по звеньям.
Связь между потоками энергии и вещества в каждом звене цепи можно представить в виде уравнения:
Wi = Ri + Pi,
где Wi – полная потребляемая (входная) мощность, Ri – мощность, расходуемая на дыхание, Pi, – полная мощность на выходе звена.
Выходящие потоки
