. Для анализа энергетики трофических цепей вводят две величины продуктивность (валовая продукция) и продукция (чистая продукция – биомасса). Можно бы упростить задачу, отбросив дополнительные потери энергии. Но при этом можно потерять некоторые и даже многие звенья трофических цепей, например, множество насекомых и микроорганизмов.
Таким образом, исследовать продуктивность – значит определить распределение энергии по звеньям трофической цепи. Определить продукцию – значит оценить реально произведенную био массу, т. е. центнеры с гектара, суточный привес животных и т. п.
Связь между количеством произведенной биомассы Р>1 и испаренной растениями влагой описывается линейной зависимостью:
где к>с, – коэффициент транспирации, т. е. количество влаги, испаренной с 1 га, α>т – доля транспирации в полном испарении с единицы площади, К>с – калорийность сухой органической массы, Е – скорость испарения в мм/год, ρE – количество влаги, испаренной с единицы площади. Среднее значение ρE равно 400, это значит, что для синтеза 1 т растений требуется 400 т воды.
Полезно сравнить эту вели чину с потребностью воды для искусственного синтеза: для лав сана требуется – 4200 тонн воды при синтезе 1 тонны, для капрона – 5600 тонн! (См. таблицу 4)
Можно только восхищаться совершенством «технологии» при роды. Коэффициент α>т зависит от характера поверхности, для обработанной почвы 0,4, для необработанной – 0,9. Учитывая, что доля обработанной суши равна примерно 2/3 всей, получим для среднего значения:
α>т = (2/3) 0,4 + (1/3) 0,9 = 0,55.
Тогда количество произведенной биомассы (чистый продукт) на суше, на площади S и Кс = 19 10>13 Дж:
Р = SP>1 = K>cα>тSρE/к>с = 6 ×10>13 Вт.
Распределение материи в трофической цепи удобно определять в Вт. Эта величина достаточно хорошо совпадает с экспериментально определенной. Теперь необходимо учесть долю энергии, расходуемой на транспирацию:
где L>в = 25,7 10>3 Дж/г – скрытая теплота испарения воды.
Связь между η>т и η>ф находится из выражения:
η>ф = Р>1/W>ф = K>c η>т/ L>в к>т = (7.6/ к>с) η>т
Предполагая, что для поверхности суши, не преобразованной человеком, величина α>т = 0,9, а значение η>ф = 0,05, получим η>т = 0,25.
Это значит, что на транспирацию растений используется до 25 % солнечной энергии, падающей на Землю. А так как возобновляемые запасы пресной воды существуют только благодаря испарению с поверхности океана, то можно считать, что растения используют около 60 % всех возобновимых водных ресурсов. Труд но представить, но это факт. Большая часть всех пресных вод на Земле проходит через биологическую «машину» биосферы.