Кучерявий В.П. Екологія - Енергетика біогеоценозу. Хімічна енергія. Теплова енергія. Механічна енергія

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом Скачати підручник Екологія

Хімічна енергія. Виділяється під час хімічних реакцій за рахунок перебудови молекул, властива будь-яким видам матерії, в тому числі і їжі усіх гетеротрофних організмів. Як особливий вид хімічної енергії розглядають енергію зв'язків кристалічної ґратки мінералів. У вулканічних районах у біогеоценози надходить попіл збагачених хімічною енергією глибинних шарів Землі. Енергетика біогеоценозів, пов'язана з обміном речовин між компонентами (підсистемами) та іншими елементами системи нижчого рангу, також здійснюється, в основному, за рахунок потоку хімічної енергії.
В біогеоценозах зелені рослини акумулюють хімічну енергію. Решта організмів є споживачами цієї енергії: хімічна енергія органічних сполук в основному вивільнюється в процесі асиміляції гетеротрофними організмами. Від 20 до 50% енергії, акумульованої в процесі фотосинтезу, витрачається самими рослинами у вигляді тепла (так зване витрачання на дихання).

Теплова енергія. Хімічна енергія в біогеоценотичних системах перетворюється в основному у теплову, яка йде на підтримку постійної температури тварин, а також розсіюється в просторі (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Схема енергетичних зв'язків у лісовій екосистемі: Е – енергія для фотосинтезу; R – тепло, що розсіюється у зовнішньому середовищі; Р – продуценти (дерева, трави); С, – рослиноїдні споживачі; С2 – м'ясоїдні споживачі (хижаки); С3 – м'ясоїдні споживачі вищого рівня (хижаки і паразити, що харчуються м'ясоїдними); D – редуценти (бактерії, гриби та інші організми, що переробляють органічні речовини в мінеральні). (доступно при скачуванні повної версії книжки)

У біогеоценози теплова енергія надходить за рахунок випромінювання Сонця і атмосфери, довгохвильового випромінювання Землі і в мізерних кількостях – як наслідок життєдіяльності організмів. Промениста енергія, яка досягла земної поверхні в ясний день, акумулюється: приблизно на 10% з ультрафіолетового випромінювання, на 45% з видимого світла і на 45% – з інфрачервоного випромінювання. Рослинність сильно поглинає синє і червоне, а також дальнє інфрачервоне проміння. Зелене проміння поглинається слабше. Лісова прохолода влітку – наслідок поглинання листям видимого і дальнього інфрачервоного випромінювання.
Якщо синє і червоне проміння (0,4-0,5 і 0,6-0,7 мкм відповідно) особливо сильно поглинається хлорофілом і є важливим чинником фотосинтезу, то енергія інфрачервоного випромінювання поглинається вологою листя та оточуючими його парами і гарантує недопущення перегріву листя. Отже, в наземних біогеоценозах енергія використовується в неперетвореному вигляді, тобто у вигляді тепла, і переважно витрачається на випаровування води, включаючи транспірацію рослин. Менша частина тепла витрачається на нагрівання повітря, ґрунту та тіл рослин і тварин.
Слід зауважити, що теплове випромінювання виходить з усіх поверхонь і тіл, температура яких вище абсолютного нуля. Це не лише ґрунт, вода і рослини, але й хмари, які випромінюють додолу на кожний конкретний біогеоценоз значну кількість теплової енергії. Якщо Сонце випромінює тільки радіальні потоки і лише вдень, то потоки довгохвильового випромінювання поширюються постійно і у всіх напрямках. Тому листя рослин і тварини на відкритому просторі можуть протягом доби влітку одержати із довкілля теплової енергії в декілька разів більше, ніж від прямого сонячного випромінювання: 1660 і 670 кал/см кв відповідно.
Крім того, теплова енергія поглинається біомасою значно більше, ніж сонячне випромінювання. Велике екологічне значення має добове коливання температури. В таких біотопах, як пустелі чи високогірні тундри, денний потік енергій в багато разів перевищує нічний, а в глибині тропічного лісу, в глибоководних зонах океану (і, безумовно, в печерах) загальний потік випромінювання може впродовж доби залишатися майже постійним. Океанічні води і біомаса лісу загальмовують коливання в надходженні енергії, усуваючи перешкоди, несприятливі для живого.
Приховану теплоту плавлення і кипіння, яка звільняється під час застигання чи конденсації, беруть до уваги при розрахунках, пов'язаних з фазовими переходами речовини (головним чином, у біогеоценозах води).

Механічна енергія. Відіграє надзвичайно велику роль у функціонуванні біогеоценозів, проявляючись у різних формах абіотичного життя екосистеми. Механічна енергія повітряних і водних потоків приводить у дію механічну енергію рослин і тварин (рис. 6.9). Передусім це кінетична енергія повітряних потоків у приземному шарі і робота деревних рослин, яка протидіє аеродинамічним силам. Знання закономірностей цієї дії та протидії дає можливість створювати поле-, вітро-, пило- і снігозахисні смуги. Сьогодні, в умовах урбанізації, важливо створювати ефективні пилозахисні та газопоглинаючі смуги.

Рис. 6.9. Рух повітряних теплових потоків. (доступно при скачуванні повної версії книжки)

Механічна енергія – це й мускульна енергія звірів і птахів, яка ними використовується для втечі від хижака чи переслідування жертви, а також для пережовування чи перетравлювання їжі. Тому кожний вид у процесі своєї еволюції виробив відповідні малоенергетичні механічні пристосування, які допомагають йому ефективно використовувати спожиту енергію.

◄ Динаміка біогеоценозу. Енергетика біогеоценозу. Промениста енергія

Зміст підручника "Кучерявий В.П.Екологія."

Енергетика біогеоценозу. Антропогенна енергія ►

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом Скачати підручник Екологія

Загрузка...