Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи сучасної екології - Закон односпрямованості і неповного використання енергії. Піраміда енергій

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

2. Важливим "енергетичним" законом, однаково застосовним як до природних, так і до штучних екосистем, є закон односпрямованості і неповного використання енергії.
З одного боку, йдеться про те, що енергія використовується лише один і тільки один раз (циклічний і замкнений рух енергії неможливий ні в живому, ні в неживому світі), а з другого – що це використання неминуче супроводжується її незворотними втратами. Серед земних істот людина належить до групи тих, для кого наслідки і обмеження цього закону синекології особливо прикрі.
Звернімося ще раз до рис. 11, де наведено найголовніші складові "енергетичної машини" біосфери. Продуцентами на суші є наземні рослини (як зазначено вище, у біомасі вони "консервують" у середньому 1%, а у виняткових випадках – до 3-5% поглинутої енергії світла), а в морі – дрібненький фітопланктон і водорості (використання світла у них ще менш ефективне, ніж у наземних рослин).
Нагромаджена у зелених клітинах у формі органічних сполук енергія використовується низкою консументів (споживачів), які в екології поділяють на перших, других, третіх... Перші їдять травичку чи фітопланктон, другі споживають перших, треті – других і т. д. Всі вони разом формують трофічний ланцюг, базою якого є продуценти, а ланками – консументи різних рівнів.
На кожному з рівнів відбуваються великі додаткові втрати енергії. Споживачі вищого рівня нагромаджують у речовині власного тіла лише незначну (як правило, не більше 10%) частину енергії, яку вони поглинули у вигляді їжі.
Прикро, але закон односпрямованості й неповного використання енергії незаперечно обмежує сподівання людини на збільшення частки енергії, яка може припасти на неї.

3. Щоб оцінити цю частку, звернімося до наступного закону синекології, який має назву "піраміда енергій". Традиційно цей закон формулюють так:
З одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший її рівень у найсприятливіших обставинах переходить не більше 10% тієї енергії, яку отримали живі істоти першого рівня.
Вживання слова "піраміда" у формулюванні закону пояснюється тим, що синекологи часто користуються пірамідальними діаграмами для відтворення маси і нагромадженої в ній енергії істот, які формують окремі рівні трофічного ланцюга. Типові приклади цих діаграм для поширених екосистем наведені на рис. 14. Вони наочно свідчать про мізерність тієї частини енергії, яка відповідно до закону піраміди енергій має припадати на ту людину, харчовий раціон якої складається переважно з ковбаси і додатку з пива та вітамінів.

Рис. 14. Піраміди енергії та маси для простої екосистеми (доступно при скачуванні повної версії)

"Правило 10%" широко використовується для обчислення величини земельної площі, необхідної для повного забезпечення їжею наявного населення. Звичайно, за умови, що ми прагнемо зберегти нормальний і рівноважний стан місцевої екосистеми і біосфери загалом.
Для визначення меж можливого для людства науковці широко використовують поняття енергії та піраміди енергії і речовин, але їхні висновки ми винесли в останній розділ книги. Тут лише наголосимо, що прогнози і досить обнадійливі, і прикрі. Вони незаперечно свідчать про порушення людством законів синекології, перевищення ним "дозволеної" квоти споживання в 6-9 (і навіть більше) разів!
Чому таке грубе порушення норм не покаране природою?
А тому, що покарання також потребує певного часу! Це процес, який розпочався у XX ст. і відбувається на всій планеті з різною інтенсивністю, але з однаково негативними для людей наслідками. Ознаки його особливо помітні на південній межі Сахари, де спалені майже всі дерева й чагарники, а гілки давно стали товаром підвищеного попиту на сільських базарах. Те ж саме можна сказати про рівень деградації багатьох інших територій як у слаборозвинених, так і в інших країнах.
Від швидкого скочування у прірву людство, як зазначалося раніше, рятується безперервним вкладанням у сільське господарство та в безліч пов'язаних з ним галузей промисловості невідновлюваних паливно-енергетичних ресурсів (нафти, вугілля, газу тощо).
Не так багато часу лишилося до того моменту, коли у цьому своєрідному "рятувальному крузі" утвориться чимала діра і глобальна катастрофа біосфери, спричинена людьми, стане неминучою.
Ця категоричність виправдана за виконання таких умов: 1) люди не збираються "розумнішати" і продовжують будувати "суспільство необмеженого індивідуального споживання"; 2) припиняється розвиток точних наук (як це фактично сталося в 1990-х роках в Україні) і вся економіка продовжує розвиватися на старих (суто алхімічно-індустріальних) технологіях.
Та події останніх років свідчать на користь того, що і "демографічний вибух" почав сповільнюватися, і менталітет дедалі більшої кількості громадян розвинених країн набуває ознак "дорослості", і старі й екологічно небезпечні технології поступаються місцем новим – нанотехнологіям, що спроможні врятувати все людство від глобальних загроз його існуванню. Будемо сподіватися на розвиток саме позитивних процесів і на те, що Україна не залишиться осторонь цих процесів.

◄ Закон обмеженості (вичерпності) природних ресурсів

Зміст підручника "Корсак К.В., Плахотнік О.В.Основи сучасної екології."

Закон максималізації енергії екосистем. Закон оптимальності. Закон біогенної міграції атомів (елементів) ►

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

Загрузка...