Сравнение скоростей обмена у разных животных по степенным уравнениям, отражающим связь Q и W, осуществимо лишь только в том случае, если в сравниваемых уравнениях k имеют одинаковое значение. Только при этом условии можно говорить о сходстве, или различиях уровней обмена (Qi) у конкретных гидробионтов. Разумеется, при этом все члены сравниваемых уравнений должны быть приведены к одним и тем же единицам измерений. Если, например, в уравнении Q = QiWh масса животных выражена в миллиграммах и необходимо выразить ее в граммах, следует рассчитать новое значение параметра Qu используя соотношение Qi = Q/1000ft.
Сложнее обстоит дело в тех случаях, когда значения k различаются между собой и уравнения рассчитаны для разных диапазонов W. В этих случаях следует принимать во внимание пределы этих диапазонов. Известно, что чем больше диапазон W, тем точнее рассчитываются значения k.
Рассмотренный пример показывает, что невозможно судить об уровне обмена по коэффициенту пропорциональности в степенных уравнениях с разными значениями k. Для сравнения уровней обмена необходимо рассчитать их новые значения (параметры Qi) при одинаковых значениях показателя степени k с учетом средних значений масс в диапазонах, для которых было рассчитано каждое из сравниваемых уравнений.
Приняв для водных животных показатель степени равным 0,75 и сделав необходимые преобразования, получим, что у изученных животных уровень обмена Qi (мл/(ч-г)) оказывается наибольшим у ракообразных и наименьшим у двустворчатых моллюсков:
TOC \o "1-3" \h \z Рыбы 0,476
Ракообразные 0,133
Гастроподы (пресноводные) 0,095
Олигохеты . . . 0,115
Хирономиды 0,189
Двустворчатые моллюски 0,057
Для рыб приведение уравнения к показателю степени 0,75 может быть сделано только условно, так как по совокупности всех данных характерное для них значение этого показателя равно примерно 0,8.
Закономерное увеличение уровня обмена в направлении от двустворчатых моллюсков к личинкам хирономид может получить различное толкование. Возможно, это обусловлено увеличением подвижности животных, которая в свою очередь связана с увеличением скорости стандартного, или основного, обмена.
Так, большинство рыб постоянно находится в движении и даже самые малоподвижные из них способны за небольшие промежутки времени развивать высокие скорости. С другой стороны, двустворчатые моллюски или черви — в основном малоподвижные закапывающиеся в грунт животные и характеризуются самым низким уровнем обмена.
На поддержание жизнедеятельности организма и выполнение его основных жизненных функций расходуется определенное количество энергии — траты на обменные процессы (траты на обмен). Они могут быть рассчитаны по количеству кислорода, потребленного животным. Для перехода от непосредственно измеряемых величин потребленного кислорода к тратам на обмен следует использовать следующие соотношения:
где R — траты на обмен в единицу времени особи массой W; Ri~ траты на обмен в единицу времени особью массой, равной единице; Q — скорость потребления кислорода особью массой W; с — калорийность вещества тела животного; t — время; q — оксикалорийный коэффициент.
С помощью уравнений зависимости скорости потребления кислорода от массы тела различных гидробионтов и соответствующих значений оксикалорийных коэффициентов нетрудно рассчитать количество энергии, затрачиваемое животными на обменные процессы, и эквивалентное количество органических веществ, подвергающихся окислению, а значит, и деструкции. Зная размерную структуру популяции конкретного вида и численность животных в ней, можно определить вклад этих животных в деструкционные процессы в водоеме.
Следует еще раз отметить, что в этом и ранее приведенном примерах скорость обмена рассчитывается для температуры 20 °С. Однако хорошо известно, что скорость обмена непосредственно зависит от температуры воды, и для получения истинных значений скоростей обмена животных конкретного вида в условиях конкретного водоема необходимо вносить соответствующие поправки в расчетные значения обмена при изменениях температуры.
Для сравнения изменений скоростей биологических процессов, в том числе и обмена с изменением температуры, широко используется коэффициент Вант-Гоффа (Qio). Он показывает, во сколько раз увеличивается скорость процесса при повышении температуры на 10 °С. Значения этого коэффициента могут быть определены из соотношения
где V\ и Vz — скорости процесса при температурах Т\ и Т2.
Г. Г. Винберг [31] показал, что для обмена в диапазоне толерантных температур для конкретных видов значение Qi0 может быть принято равным 2,25. Исходя из этого могут быть рассчитаны скорости обмена при температурах, отличающихся от тех, для которых рассчитаны уравнения зависимости обмена от массы животных.
В нашем примере с двустворчатыми моллюсками температура воды в июне составляла 16 °С. Принимая Qi0 = 2,25 и учитывая рассчитанную нами скорость обмена моллюсков при температуре 20 °С, легко определить скорость обмена популяции моллюсков при температуре 16 °С:
Аналогичным образом могут быть рассчитаны траты на обменные процессы популяциями различных гидробионтов и оценена их доля в общих деструкционных процессах в конкретных водоемах при изменении температурных условий.