• Всередині екосистеми обмін речовин, енергії та інформації здійснюється завдяки діяльності продуцентів, консументів й редуцентів, пов’язаних між собою харчовими зв’язками

• Наприклад, у лісі олень живиться листям дерев, на оленів полює вовк. Така послідовність називається ланцюгом живлення, а кожна його ланка - трофічним рівнем

Ланцюг живлення (трофічний ланцюг) - це послідовний ряд живих організмів, пов’язаних харчовими зв’язками, який відображає передачу речовини та енергії в екосистемі

• 1934 р., Чарльз Сазерленд Елтон, англійськиї еколог та зоолог запропонував термін «ланцюг живлення» (1990-1991)

Функціональними компонентами екосистем є продуценти, консументи й редуценти:

• першою ланкою більшості ланцюгів живлення є продуценти, якими є автотрофні організми;

• наступні ланки трофічних ланцюгів займають гетеротрофні консументи: рослиноїдні (консументи І порядку), м’ясоїдні (консументи ІІ порядку) та всеїдні тварини;

• рештки організмів ще містять органічні речовини й енергію, тому можуть бути використані редуцентами - це сапротрофні бактерії, гриби й тварини

​

За джерелом надходження енергії до консументів

Пасовищні (ланцюги виїдання)

Детритні (ланцюги розщеплення)

• ряд організмів, який починається із зелених рослин (наприклад, трава - зелений коник - ящірка - яструб)

• ряд організмів, що починається з мертвої органічної речовини (наприклад, опале листя - дощовий черв’як - кріт - лисиця)

• у будь-якій екосистемі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а взаємопереплетені, оскільки один і той самий вид одночасно може бути ланкою різних ланцюгів живлення

• переплітаючись, ланцюги живлення формують мережу живлення -трофічну мережу

сукупність процесів, що забезпечують діяльність, існування та розвиток екосистеми в часі

Основні закономірності функціонування екосистем

• правило екологічної піраміди

• закон односпрямованості потоку енергії

• закон внутрішньої динамічної рівноваги

Правило екологічної піраміди (закон піраміди енергії Раймонда Ліндемана (1942), правило «десяти відсотків»

• екологічна ефективність кожної наступної ланки приблизно в 10 разів менша попередньої внаслідок втрат енергії на кожному трофічному рівні

• графічно це правило можна зобразити у вигляді піраміди, складеної з окремих блоків (іл. 153). Екологічна піраміда - це графічне відображення трофічної структури ланцюга живлення. Залежно від показника, покладеного в основу, є різні види екологічних пірамід:

• піраміда чисел — відображає кількість особин у кожному рівні ланцюга живлення; може бути оберненою;

• піраміда біомаси — кількість органічної речовини; лише прямого типу;

• піраміда енергії — кількість енергії в їжі; лише прямого типу

Закон односпрямованості потоку енергії

енергія, що її отримує екосистема, передається в одному напрямку від продуцентів до консументів та редуцентів

• оскільки із зворотним потоком (від редуцентів до продуцентів) надходить мізерна кількість від вихідної енергії (не більш ніж 0,25 %), говорити про колообіг енергії не можна;

• закономірність ілюструє другий закон термодинаміки: будь-який вид енергії врешті-решт перетворюється в теплоту

Закон внутрішньої динамічної рівноваги

речовина, енергія, інформація та процеси, що їх пов’язують, перебувають у тісному взаємозв’язку

• зміна одного з показників неминуче призводить до змін інших за умови збереження фундаментальних властивостей - саморегуляції, самооновлення та самовідтворення

Колообіг речовин і потік енергії в екосистемі

перенесення речовин та енергії в екосистемі, що здійснюється за участі продуцентів, консументів та редуцентів

• джерелом енергії для переважної більшості екосистем нашої планети є Сонце;

• енергію поглинають зелені рослини і «зв’язують» у органічні речовини, які утворюються в процесах фотосинтезу;

• зв’язана Сонячна енергія у вигляді зеленої органічної маси (первинна продукція) поїдається рослиноїдними тваринами;

• рослиноїдні тварини слугують поживою для хижаків та інших учасників харчових ланцюгів (вторинна продукція)

• для розуміння суті колообігу речовин і потоку енергії в екосистемах слід запам’ятати, що колообіг речовин в екосистемі має циклічний характер, а потік енергії – лінійний;

• поживні елементи і сполуки, що надходять до організмів з абіотичної частини, врешті-решт до нього й повертаються у вигляді решток чи продуктів життєдіяльності живих істот;

• у колообігу речовин бере участь величезна кількість хімічних елементів і сполук, але найважливішими з них є колообіг води, Оксигену, вуглекислого газу;

• потік енергії в екосистемах має іншу спрямованість;

• енергія Сонця надходить до організмів, які перетворюють її у хімічну, механічну, світлову, і при цьому перетворення одного виду енергії в інший, згідно з другим законом термодинаміки, супроводжується втратами у вигляді теплоти;

• врешті-решт вся енергія, що надійшла до живого компонента екосистеми, розсіюється в середовищі

Порівняльна характеристика продуцентів, консументів, редуцентів

Ознака

Продуценти

Консументи

Редуценти

Організми

​

​

​

Тип живлення

​

​

​

Роль в екосистемах

​

​

​

Схематично зображуючи екологічну піраміду, кожен рівень показують у вигляді прямокутника, довжина або площа якого відповідає чисельним значенням ланки харчового ланцюга, їх біомасі чи енергії. Розташовані в певній послідовності й обраному масштабі, прямокутники створюють різні за формою піраміди

Вправа 1. На підставі правила екологічної піраміди визначте, скільки фітопланктону необхідно, щоб в Арктиці зміг вирости та існувати один білий ведмідь масою 400 кг (ланцюг живлення: фітопланктон - зоопланктон - риби - тюлені - білий ведмідь)? Побудуйте пряму екологічну піраміду біомаси.

​

​

​

​

​

​

​

​