Поток энергии и продуктивность экосистемы

Солнечная радиация, поступающая на поверхность Земли, составляет около 99,8% в общем балансе энергии планеты. Земля получает всего ½ млрд. часть лучистой энергии Солнца, тем не менее эта энергия поддерживает тепловой баланс Земли, обеспечивает водный обмен организмов, создание и превращение органического вещества автотрофным звеном биосферы. Все это в конечном итоге делает возможным формирование среды, которая способна удовлетворить жизненные потребности организмов.

Излучение Солнца, приходящее к верхней границе литосферы, равно 8,3 Дж/см в мин. Эта величина носит название солнечной постоянной. 19% солнечной энергии поглощается при прохождении через атмосферу (аэрозолями, СО2, водяным паром, озоном, О2). 34% отражается обратно в космическое пространство. Следовательно, лишь 47%ее достигает земной поверхности в виде прямой и рассеянной радиации. Прямая и рассеянная радиация вместе составляют суммарную. Суммарная радиация создает для живых организмов теневой и световой режим. Солнечное суммарное излучение структурно состоит из лучей с разной длиной волны, инфракрасных, видимых и ультрафиолетовых.

На поверхности Земли солнечная энергия распределяется неравномерно прежде всего ввиду шарообразности Земли: приэкваториальный пояс поучает больше всего, к полюсам уменьшается.

В энергетическом отношении жизнь в биосфере поддерживается постоянным притоком энергии Солнца и использованием ее в процессе фотосинтеза. Поток солнечной энергии, воспринимаясь молекулами живых клеток, преобразуется в энергию химических связей. В процессе фотосинтеза растения используют лучистую энергию солнечного света для превращения веществ с низким содержанием энергии в более сложные органические соединения.

Органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза, служат источником энергии для самого растения или переходят в процессе поедания и последующего усвоения к травоядным животным, от них плотоядным. В органических соединениях выделение энергии происходит также в процессе дыхания и брожения. В отличие от вещества энергия не совершает круговорота имеет однонаправленный поток.

С.Э --- продуценты --- консументы 1--- консументы 2…. = редуценты

Надо иметь ввиду, что с одного уровня на другой переходит лишь 10 % полученной энергии, действует закон 10% Линдемана.

Земля несколько меньше энергии излучает в космос, чем ее получает от Солнца. Разница идет на поддержание и развитие жизни, в некоторой степени и на депонирование (так образовалось каменный уголь, торф и др. ископаемые виды топлива).

Ввиду шарообразности Земли солнечная энергия распределяется неравномерно, повышаясь от полюсов к экваторам, там же возрастает видовое разнообразие.

Человек еще в первобытнообщинную эпоху стал использовать энергию, накопленную живыми организмами. В настоящее время использование биогенного топлива приобрело колоссальные масштабы, вся хозяйственная деятельность человека строится на использовании ископаемого топлива.