Субсидируемые человеком, получающие энергию от Солнца.

Человек, разумеется, давно научился изменять природу и ис­пользовать вспомогательные источники энергии для получения прямой выгоды, а его умение не только увеличивать продуктив­ность, но и направлять эту продуктивность на производство пище­вых и волокнистых материалов, легко собираемых, перерабатывае­мых и используемых, постоянно растет. Наземные и водные агро­экосистемы — основные примеры систем, движимых Солнцем и субсидируемых человеком. Высокие выходы пищи поддерживаются большими поступлениями энергии топлива (а при более примитивных системах сельского хозяйства — мы­шечных усилий человека и животных). Эта энергия тратится на возделывание, орошение, удобрение, селекцию и борьбу с вреди­телями. Следовательно, тракторное горючее, а также мышечные усилия человека и животных — это такая же энергия, поступаю­щая в агроэкосистемы, как солнечный свет, и ее можно измерять в калориях или лошадиных силах, причем надо учитывать расходы этой энергии не только в поле, но и при переработке и транспорти­ровке пищи до магазина. Как удачно выразился Г. Одум (Н. Odum, 1971), хлеб, рис, кукуруза и картофель, которые чело­вечество использует в пищу, «частично сделаны из нефти». Вот почему горючее или другая аналогичная вспомогательная энергия совершенно необходимы для производства продуктов питания.

В таблице продуктивность, или уровень мощности природных и субсидируемых человеком экосистем, движимых Солнцем, ука­заны в одной графе. Приведенные оценки основаны на том факте, что самое продуктивное сельское хозяйство находится примерно на уровне самых продуктивных природных экосистем: по-видимо­му, верхний предел для любой постоянной, длительно функциони­рующей системы, основанной на фотосинтезе, составляет примерно 50 000 ккал-м-2-г-1. Действительное различие между природными и искусственными экосистемами состоит лишь в распределении этого потока энергии. Человек старается направлять как можно больше энергии на производство продуктов питания, которые он может немедленно использовать, а природа обычно распределяет продукты фотосинтеза между многими видами и веществами и накапливает энергию «на черный день»; эта так называемая «стра­тегия повышения разнообразия в целях выживания» будет рас­смотрена далее.

4.Экосистема, движимая топливом называе­мая также индустриально-городской — венец достижений челове­чества. Здесь высококонцентрированная потенциальная энергия топлива не просто дополняет, а заменяет солнечную энергию. При современных методах ведения городского хозяйства солнечная энергия в самом городе не только не используется, но становится дорогостоящей помехой, так как она нагревает бетон и способст­вует образованию смога. Пищу, продукт систем, движимых Солн­цем, можно считать внешней по отношению к городу, поскольку подавляющую ее часть ввозят извне. По мере роста цен на горю­чее города, видимо, станут больше интересоваться использованием солнечной энергии. Возможно, возникнет новый тип экосистемы — экосистема города, движимого Солнцем с вводом вспомогательной энергии горючего. Было бы, вероятно, целесообразно разработать новую технологию, которая позволит концентрировать солнечную энергию до такого уровня, чтобы она могла не просто дополнять энергию топлива, но частично заменять ее.

Надо особо выделить два свойства экосистем, движимых горючим. Наиболее важное из них — огромная потребность в энергии плотно населенных индустриально-городских районов; она по меньшей мере на 2—3 порядка больше того потока энергии, кото­рый поддерживает жизнь в естественных или полуестественных экосистемах, движимых Солнцем. Вот почему множество людей могут жить на небольшой площади города. Килокалории энергии, ежегодно протекающие через квадратный метр индустриализован­ного города, считаются не тысячами, а миллионами. Таким образом, 1 га высокоразвитой движимой горю­чим городской среды потребляет в год около 2,2 млрд. килокало­рий (2,2-109) или более. Нагляднее будет представить эти расходы энергии в пересчете на душу населения. В 1970 г. в США было потреблено 17,4-1015 ккал (69-1015 Btu) энергии топлива (в том числе пошедшего на производство электричества). Разделив это число на 200 млн. человек, получим около 87 млн. ккал на челове­ка в год. Напомним, что человеку требуется в год всего 1 млн. ккал энергии пищи. Следовательно, на домашнее хозяйство, про­мышленность, торговлю, транспорт и другие виды деятельности человека в США расходуется в 86 раз больше энергии, чем тре­буется для физиологических нужд (т. е. для функционирования организма). Разумеется, в развивающихся странах положение иное. Потребление топливной энергии на душу населения в Индии и Пакистане соответственно в 50 и 100 раз ниже, чем в США.

Таблица 3.19. Плотность потребления энергии, прямо связанной с использованием горючего человеком   Количество энергии, ккал-м—2. год—і Города Манхэттен (центр Нью-Йорка) 4,8-106 Токио 3,0-106 Москва 1,0-106 Западный Берлин 1,6-105 Лос-Анджелес 1,6-105 Крупные индустриальные районы 7,7-Ю4     Бассейн Лос-Анджелеса 5,7.10* Япония (вся страна) 2,3-104 Великобритания 9,2-Ю3 14 восточных штатов США 8,4-Юз США (в целом) 1,8.10» Среднее по всему земному шару

В таких странах мышечная сила человека и животных все еще иг­рает большую роль, чем сила машин, и на производство продуктов питания, волокон и древесины приходится гораздо большая доля общего энергетического потока страны.

Заключение

Рассматривая общую концепцию энергетических субсидий надо сделать еще одно замечание, фактор, который при одних условиях среды или при одном уровне поступлений увеличивает продуктивность, при других условиях среды или другом уровне поступлений может способствовать утечкам энергии, уменьшая продуктивность. Слишком много хорошего также вредит системе, как и слишком мало. Например, некоторые виды загрязнений - обработанные сточные воды, могут в зависимости от объема и периодичности сброса оказаться либо благоприятным фактором, либо источником стресса. Если обработанные сточные воды попадают в экосистему с постоянной умеренной скоростью, то они, доставляя в систему микроэлементы, могут способствовать повышению продуктивности, однако массовый их сброс через нерегулярные промежутки времени может почти полностью уничтожить систему как биологическую единицу.

Список используемой литературы:

http://www.bibliotekar.ru/ecologia-5/2.htm

http://works.doklad.ru/view/FXworiPJj08/6.html

http://ecoterem.com/ekologiya/energeticheskaya-klassifikaciya-ekosistem/