Energy Allocation in Trophic Levels

Answered using OpenAI o1 preview by OpenAI o1

Question:

Общее количество энергии Солица, поступающей в биогеоценоз, составляет 4х10^^ кДж, в первичную продукцию при этом переходит 1%. На прирост биомассы консументы первого и второго порядков тратят по 10% своего пищевого рациона. Какое количество энергии (кДж) тратят на прирост биомассы консументы 3-го порядка, если на дыхание они расходуют 70% и с экскрементами выделяется 10% энергии рациона?

Answer:

Для решения задачи начнем с определения количества энергии, которое переходит в первичную продукцию, а затем будем двигаться по уровням консументов.

  1. Общее количество энергии, поступающей в биогеоценоз: ( E_{total} = 4 \times 10^6 ) кДж.

  2. Энергия, переходящая в первичную продукцию: [ E_{primary} = 0.01 \times E_{total} = 0.01 \times 4 \times 10^6 = 4 \times 10^4 \text{ кДж} ]

  3. Энергия, потребляемая консументами первого порядка: Консументы первого порядка (травоядные) потребляют 10% от первичной продукции: [ E_{1} = 0.1 \times E_{primary} = 0.1 \times 4 \times 10^4 = 4 \times 10^3 \text{ кДж} ]

  4. Энергия, потребляемая консументами второго порядка: Консументы второго порядка (плотоядные) также потребляют 10% от энергии, полученной консументами первого порядка: [ E_{2} = 0.1 \times E_{1} = 0.1 \times 4 \times 10^3 = 4 \times 10^2 \text{ кДж} ]

  5. Энергия, потребляемая консументами третьего порядка: Консументы третьего порядка (плотоядные, питающиеся консументами второго порядка) также потребляют 10% от энергии, полученной консументами второго порядка: [ E_{3} = 0.1 \times E_{2} = 0.1 \times 4 \times 10^2 = 4 \times 10^1 = 40 \text{ кДж} ]

  6. Расход энергии консументами третьего порядка: Из этой энергии 70% уходит на дыхание, а 10% выделяется с экскрементами. Таким образом, на прирост биомассы уходит оставшаяся энергия: [ E_{respiration} = 0.7 \times E_{3} = 0.7 \times 40 = 28 \text{ кДж} ] [ E_{excrements} = 0.1 \times E_{3} = 0.1 \times 40 = 4 \text{ кДж} ]

    Энергия, которая идет на прирост биомассы: [ E_{biomass} = E_{3} - E_{respiration} - E_{excrements} = 40 - 28 - 4 = 8 \text{ кДж} ]

Таким образом, консументы третьего порядка тратят на прирост биомассы 8 кДж.