Общее количество энергии Солица, поступающей в биогеоценоз, составляет 4х10^7 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?
Для решения задачи начнем с определения количества энергии, которое переходит в первичную продукцию, а затем будем двигаться по цепочке трофических уровней.
Общее количество энергии Солнца: ( E_{\text{Солнце}} = 4 \times 10^7 , \text{кДж} )
Энергия, переходящая в первичную продукцию: [ E_{\text{первичная продукция}} = 0.01 \times E_{\text{Солнце}} = 0.01 \times 4 \times 10^7 = 4 \times 10^5 , \text{кДж} ]
Энергия, потребляемая консументами первого порядка (травоядные): Консументы первого порядка получают 10% от первичной продукции: [ E_{\text{консументы 1-го порядка}} = 0.1 \times E_{\text{первичная продукция}} = 0.1 \times 4 \times 10^5 = 4 \times 10^4 , \text{кДж} ]
Энергия, потребляемая консументами второго порядка (плотоядные): Консументы второго порядка также получают 10% от энергии, потребляемой консументами первого порядка: [ E_{\text{консументы 2-го порядка}} = 0.1 \times E_{\text{консументы 1-го порядка}} = 0.1 \times 4 \times 10^4 = 4 \times 10^3 , \text{кДж} ]
Энергия, потребляемая консументами третьего порядка: Консументы третьего порядка получают 10% от энергии, потребляемой консументами второго порядка: [ E_{\text{консументы 3-го порядка}} = 0.1 \times E_{\text{консументы 2-го порядка}} = 0.1 \times 4 \times 10^3 = 4 \times 10^2 , \text{кДж} ]
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_{\text{на дыхание}} = 0.7 \times E_{\text{консументы 3-го порядка}} = 0.7 \times 4 \times 10^2 = 2.8 \times 10^2 , \text{кДж} ] [ E_{\text{экскременты}} = 0.1 \times E_{\text{консументы 3-го порядка}} = 0.1 \times 4 \times 10^2 = 4 \times 10^1 = 40 , \text{кДж} ]
Энергия, тратимая на прирост биомассы: Энергия, которая остается для прироста биомассы: [ E_{\text{на прирост биомассы}} = E_{\text{консументы 3-го порядка}} - E_{\text{на дыхание}} - E_{\text{экскременты}} ] [ E_{\text{на прирост биомассы}} = 4 \times 10^2 - 2.8 \times 10^2 - 40 = 400 - 280 - 40 = 80 , \text{кДж} ]
Таким образом, консументы третьего порядка тратят на прирост биомассы 80 кДж.