Екологія: біологія взаємодії. 3.15. (доповнення) ККД екосистем і енергетичні субсидії

Українська мова (найновіша версія) / Російська мова (оновлення припинено)

3.14. (доповнення) Флора, фауна, консорції

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 3. Біогеоценологія та екологія угруповань

3.16. (доповнення) Біоми і людська культура

3.15. (доповнення) ККД екосистем і енергетичні субсидії
Важливим показником, що відображає досконалість різноманітних технічних пристроїв, є їхній ККД — коефіцієнт корисної дії, який показує відношення перетвореної енергії до витраченої. Через перший закон термодинаміки ККД не може перевищувати 100%, а через другий — навіть досягти рівня 100% (у природи не можна виграти; з нею навіть не можна зіграти внічию).
Ми звикли думати, що природні системи досконаліші за штучні. Однак якщо ми оцінимо ККД екосистеми, він здасться нам страхітливо малим. Ми говорили, що в чисту первинну продукцію рослин перетворюється близько 0,1% сонячного випромінювання, яке падає на поверхню Землі. Чи означає це, що ККД екосистем становить близько однієї десятої відсотка і технічні пристрої виявляються набагато ефективнішими?
Звичайно, ні: коли йдеться про техніку, під час розрахунку ККД не беруть до уваги ані витрати на підтримання пристрою в робочому стані, ані, тим більше, витрати на його виробництво. Обчислюючи ККД двигуна, ми вважаємо само собою зрозумілим, що десь існує технік, який підтримує цей двигун у робочому стані, і колись існував слюсар, який цей двигун зробив. Витрати на техніка і слюсаря ми просто не включаємо до розрахунку. Технічні системи зберігаються завдяки м’язовій і паливній енергії. На відміну від технічних пристроїв, природні біосистеми самі себе відтворюють і підтримують.
Втім, і екосистемам можна допомогти витратами енергії «ззовні». Щоб бур’яни не заглушили пшеницю на пшеничному полі, людина здійснює додаткові витрати енергії. У примітивному сільському господарстві ця енергія може бути м’язовою (наприклад, витрати на прополювання), а в сучасному потреби в енергії забезпечуються переважно завдяки використанню викопного палива. Саме за рахунок викопного палива виробляються добрива й пестициди, рухаються полем трактори й комбайни, подається вода… Йдеться про енергетичні субсидії — енергію, отриману з додаткового джерела, яка зменшує витрати на самопідтримання екосистеми й збільшує частку енергії, що переходить у продукцію. Найчастіше ми можемо зіткнутися з енергетичними субсидіями в штучних екосистемах: наприклад, на полях. Втім, існують і природні субсидовані екосистеми, наприклад, мілководдя тропіків, зарослі густою рослинністю (такі мілководдя називають маршами). Висока продуктивність цих систем пов’язана, серед іншого, з тим, що енергія припливів і відпливів перемішує в них середовище, підносить біогени та забезпечує нормальний газообмін.
Відповідно до сказаного, можна виділити 4 різні типи екосистем. Несубсидовані природні, субсидовані природні й субсидовані штучні, що існують переважно або винятково завдяки енергії Сонця, а промислово-міські існують за рахунок енергії викопного палива.
Сорти, до яких переходить інтенсивне сільське господарство, потребують великих енергетичних субсидій. Полювання за насіннєвим матеріалом, який використовують в інтенсивному землеробстві передових країн, щоб застосовувати його на власних присадибних ділянках, субсидованих м’язовою енергією, — безглуздя. Будь-яка субсидія при перевищенні певної межі стає стресовим впливом.

3.14. (доповнення) Флора, фауна, консорції

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 3. Біогеоценологія та екологія угруповань

3.16. (доповнення) Біоми і людська культура