Несмотря на большое разнообразие, в поведении всех экосистем имеются общие аспекты, связанные с принципиальным сходством протекающих в них энергетических процессов. Основу функционирования любой экосистемы составляет внешняя энергия и экосистемы приспосабливаются к наиболее эффективному потреблению этой энергии. Природные экосистемы получают внешнюю энергию в виде солнечных лучей и вся структура их приспособлена к потреблению этой энергии.[ ...]
Все экосистемы, существование которых зиждется на использовании солнечной энергии, построены по единой схеме. В состав их входит растительный покров, поглощающий энергию солнечных лучей для производства пищи (продуценты), и различные группы организмов, потребляющие пищу (консументы, редуценты). Все эти организмы перерабатывают энергию, выполняют определенные функции, полезные для системы в целом, поддерживают собственное существование и участвуют в круговороте веществ.[ ...]
Высококачественная энергия преобразует энергию, большую по величине, но более низкую по качеству. Во взаимодействии с большим потоком энергии низкого качества, высококачественная энергия теряет свое качество и обесценивается, однако при этом она стимулирует преобразование низкокачественной энергии в высококачественную. В результате при поступлении высококачественной энергии система вырабатывает больше высококачественной энергии, чем ее подается в процесс. Таким образом, при этом производится из низкокачественной энергии больше полезной энергии, чем без подачи высококачественной энергии.[ ...]
В энергетических процессах природных экосистем в качестве высококачественной энергии может выступать лишь энергия химической связи, сконцентрированная в продуктах синтеза. Поэтому внесение в энергетический процесс высококачественной энергии в природных экосистемах означает образование обратной связи с возвратом части синтезированных продуктов в процессе преобразования солнечной энергии.[ ...]
Любое соединение, участвующее в энергетических процессах, содержит внутри себя определенный компонент энергии и вносит его в энергетический процесс. Однако ни одно из соединении НС МОЖ61 высвободить свою энергию само по себе, без взаимодействия с другим энергоносителем. В результате обратной связи и взйимодейс гвия энергии химической связи с рассеянной солнечной энергией система способна обеспечить выполнение большей работы, чем система, в которой не предусмотрено такое взаимодействие, что дает ей преимущество в конкурентной борьбе.[ ...]
С учетом указанных особенностей преобразования видов энергии для повышения эффективности потребления солнечной энергии. в природных экосистемах создаются обратные потоки высококачественной энергии, т.е. обратные энергетические связи.[ ...]
Как видно из рис. 15, главный энергетический поток Б и обратный лоток Д образуют замкнутый контур. Таким образом, поток Д, передавая высококачественную энергию на входе А в основной поток, способствует увеличению последнего, что и позволяет направить часть энергии обратно - в решающие энергетические потоки в организме. Обратные связи, наилучшим образом обеспечивающие поддержание притока энергии, необходимы для выживания организма в условиях конкурентной борьбы. При наличии обратной связи деградация энергии, неразрывно связанная с диссипацией поступающей внешней энергии, возмещается той высококачественной энергией, потоки которой выступают в качестве обратной связи Д.[ ...]
Производя работу, потоки энергии в экосистеме движутся в одном направлении - от концентрированного состояния к рассеянному. При этом энергия вовлекает вещества, являющиеся носителями энергии, в круговороты. Поэтому круговорот веществ как организующее начало энергетических потоков является неотъемлемой частью всех экологических систем. Энергетические потоки определяют круговорот веществ. В экосистемах пути движения энергии и минеральных веществ совпадают; круговорот минеральных веществ является частью системы энергетических потоков, участвующих в процессе синтеза и потребления органических веществ. При этом с помощью обратных связей осуществляется регуляция основных потоков энергии. В наиболее общем виде схема потоков энергии в экосистеме представлена на рис. 16.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Обратная энергетическая связь в системе |
 |
Аналогичные главы в дргуих документах:
| См. далее:Энергетические потоки в экосистеме |