Одум - Экология - т.1 (947506), страница 37

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 37)

Некоторые вещества по мере продвижения по цепи не рассеиваются„ а, наоборот, накапливаются. Это так называемое концентрироеакие в пищевой цепи (в популярной литературе его называют биологическим накоплением) нагляднее всего демонстрируют некоторые устойчивые радионуклиды и пестициды. Тенденция некоторых радионуклидов, побочных продуктов деления ядра атома и активации, увеличивать свою концентрацию с каждым этапом пищевой цепи впервые была обнаруягена на Ханфордском заводе Комиссии по атомной энергии в восточной части шт. Вашингтон в 1950-х годах. Крайне малые (следовые) количества радиоактивного иода, фосфора, цезия и стронция, выпускавшиеся заводом в реку Колумбия, как оказалось, концентрировались в тканях рыб и птиц. Было обнаружено, что коэффициент накопления (соотношение количества вещества в тканях и в окружающей среде) радиоактивного фосфора в яйцах гусей, гнездящихся на речных островах, равен 2 млн.

Таким образом, «безопасные» выбросы в реку могут стать крайне опасными для высших звеньев пищевой цепи. Пример подобного накопления ДДТ приведен в табл. З.тЗ. Чтобы сократить численность комаров на Лонг-Айленде, болота много лет опыляли ДДТ. Специалисты по борьбе с насекомыми 166 Глава 3 благоразумно ие применяли таких концентраций, которые были бы непосредственно детальны для рыбы п друпгх животных, ио онп не у глп экологических процессов и длительного сохранения токсичных остатков ДДТ. Вместо того чтобы, как предсказывали некоторые, смываться в море, ядовитые остатки, адсорбировапные иа детрите, кош|ектрировались в тканях детритофагов и мелких рыб и далее — а хищниках выспгего порядка — таких, как рыбоядиь|о птицы.

1(оэффицпент концентрации (отношение содержания ДДТ в органпзъге и содержанию в воде, выраженное в часзях на миллион) составляет для рыбоядпых животг~ых, по привод~ ппым в табл. 3.13 данным, около 500000. Изучая модель детритиой пищевой игпи, теперь можно попятгь что бла1 одари многократному поглощеншо с начала детритиой пищевой цепи а иси дцькио накапливаться любое вещество, быстро сорбируюШшся па частицах детрита и почвы и растворяющееся в кишечнике.

Такое пакоплгипс ДДТ иа потрите подтаерждеио У. Одумом, Вулвеллохг и Всршсром (Ж. Ог!пт, Жоо~1гге11, гг пгзбег, 1969). У рыб и птиц накоплению способствуют значительные жировые отло:кг пил, а которых ко|щеитрггрустся ДДТ. П1ирокое примгг1епие ДДТ приводит и уии ношению пелых поиул:щий хищных птип, ', кпх, как снопы, саисаны, пеликаны, и детрптофагов, таких, кзк манящие крабы. Показано, по птицы особенно чувствительны к отранлсгипо ДДТ, так как этот яд (и другие ипгсктппиды, предстаилгиощщ сооой хлорпроваииые углеводороды) иосредстю и сг1ижепия в крови концентрации сторопдных гормонов нарушает образование яичной скорлупы (Геайа11, 1967; И(с1геу, Лпйсгаоп, 1968); тонкая скорлупа ггопается еще до то1т>, как разовь тся птенец.

Такии образом, очень малые дозы, неопасные для ~со, и, оказьиэпотгп лгталглиягщ дзп популяции. В~ о эти иаучиьп .ап;азательипю пу~ ающей оиашпя"гп накопления Д1[Т (п1чаюп1сй потому, что человек тоже относится к гыпцникам выстпего порядка) и его непредвиденных физиологических эффектов н конце концов склонплп общественное хинине к тому, чтооы пргкратить применение ДДТ и подобных пестицидов. ДДТ был закрепи и а СП)Л в 1!)72 г.;(излдрип, другой устой и1пый хлорировапиый углеводород, был запрещен и '1975 г.

Оба этих ипсектш1пда запрещены и в Европе, по, к сожалепшо, еще пропзводязся лля экспорта а тс страны, где их псполгэованио разрешено. Й результате сокращения использования хлорированиых углггодородов начали шксзанавливаться некоторые популяции птиц (гоколоп, пеликаг1ов), сильно пострадавшие от этих ядов. Принцип биотогического накопления (сзь обзор Вудвелла ('бговЬгч!1, 1967) ) паде учитывать ири любых решениях, связанных с поступлением загрязнений в среду. Многие небиологип скис факторы, однако, могут умг'гн,шать г1лп увеличивать коэффициент коицегпраиии, Так, человек получает меньше ДДТ, 167 Энергня в экологических системах Тибиизо 8.18, Пример накопления устойчивого псспщида ДД7 и пищевой цепи ( тчоос(!те)1, )4гигв1ег, 1ааасвои, 1967.) Остатви г!дт», мия.

г ~) Нместси н виду общее содержание сматаев ДДТ, 7!![7! и Дяэ !все оии тоиси жы) в частит на ! и:ис истек сырой ы (и Исэ .т органивмсв. чем скопа, и частично это объясняется тем, что прп обраоотке и варке пищи часть этого вещества удаляется. Рыба же находятся в особенно опасном положении, потому что может потучать ДДТ не толыто через пищу, по и прямо из воды через жабры. Традиционными способами выявления диеты гетеротрофсв были наблюдения за питанием и изучение содержимого желудков. Одпако эти методы часто неприменимы, особенно для мелких плп скрьгтпо живущих животных и для сапротрофов (бактерий.

грибов и т. д.). В некоторых случаях для выявления пищевых сетей в природных экосистемах с взаимодействием множества видов могут использоваться пзотоппые лгетки. Опи оказались полезными, например, для определения того, какие насекомые пита!отса теми или иными растекиямп или какие хищники потребчя~от ту или иную жертву. Примеры такого подхода приведены в работах Одума, Кюпцлера (Ог)пш, Кпеп1х1ег, 1963) и Внгерта п др, (ттг(е- дегФ е1 а1., 1067). Длв прослеживания потока энергии в пищевых цепях, трудно поддающихся изучению другпмп методамп, особенно полезными оказались соотношения долгоживущих изотопов углерода.

Для Са-растений, Сс-растений и водорослей характерны различные соотношения !зС/)тС, и эти характерные соотношения переда!отея тому макро- нлн микроорганизму, который поедает это растение клп растительный детрит. Изучая эстуарньп пшцо- Вода Планктон Хнбогнатус Цяпрннодон Щука (хнщная рыба) Рыба-втла (хищная рыба) Цапля (пнтается мелкнмк животными) Крачка (питается мелкими л!ияотиыми) Серебристая чайка (падальщкк) Скопа (айцо) Крохаль (утка, питающаяся рыбой) Баклан (щггается более крупной рыбой) Использование радиоактивных изотопов при изучении пищевых цепей 0,00005 0,04 0,23 0,94 1,33 2,07 3,57 3,91 6,00 13,8 22,8 26,4 Глава 3 вые цепи, Хейнс и Монтегю (На1пея, МопФайпе, 1979) обнаружили, что устрицы питаются в основном планктонными водорослями, а манящие крабы используют в пищу и бентосные водоросли, и детрит из литоральной травы (С4-растение).

Петерсон и др. (Ре$егяоп ев а1., 1980) считают, что данное соотношение изотопов углерода следует использовать с осторожностью в тех случаях, когда в переработке растительного детрита в пищу для животных участвуют бактерии, поскольку,как показали упомянутые авторы, бактерии могут изменять это соотношение. Недавно было обнаружено, что соотношение количеств дейтерия (Пв) и обычного водорода (Нв) в тканях и фекалиях животных соответствует этому соотношению в пище.

Для разных видов морских водорослей в одном литоральном местообитании, как оказалось, характерно разное соотношение О/Н, так что по этому соотношению можно определить, какими видами питаются улитки (Еявер, ПеЬгоиял1, 1980). 5. Качество энергии Определения Энергия характеризуется не только количественными, по н качественными параметрами.

Не все калории (или другие единицы количества) одинаковы, т. е. одинаковые количества разных форм энергии могут сильно различаться по своему рабочему потенциалу. Высококонцентрированные формы, такие, как энергия нефти, обладают более высоким рабочим потенциалом н соответственно более высоким качеством, чем такие «разбавленные» формы, как солнечпый свет, а солнечный свет в свою очередь обладает более высоким качеством по сравнению с еще более рассеянным низкотемпературным теплом. Качество энергии измеряется ее количеством, расходуемым при превращении, илн, говоря точнее, количеством определенного типа энергии, затрачиваемым на получение другого типа в цепи превращений энергии, например в пищевой цепи илн в цепи превращений энергии, ведущих к получению электричества.

По мере того как в этой цепи уменьшается количество энергии, пропорционально на каждом этапе повышается качество той ее доли, которая (после соответствующего теплового рассеяния) действительно перешла в новую форму. Другими словами, прн снижении количества повышается качество. Удобным показателем качества может быть количество калорий солнечного света, которое должно рассеяться, чтобы получилась одна калория более высококачественной формы (энергии пищи илн древесины, например). Химическая структура источника энергии опосредованно определяет его качество как нс- 169 Энергия в экологических системах гочника пищи для консументов.

Сравнивая источники энергии, пригодные для непосредственного использования человечеством, надо учитывать не только доступное нам количество, но и качество энергии и, когда это возможно, сопоставлять качество источника с качеством использования. Объяснения Принцип качества энергии иллюстрируется на рис.

Характеристики

Список файлов книги