Продуктивность экосистем валовая и чистая первичная продукция. Продукция экосистемы

Главная

Интернет

Скорость, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химических связях синтезируемого органического вещества, определяет продуктивность сообществ.

Органическую массу, создаваемую растениями за единицу времени, называют первичной продукцией сообщества. Продукцию выражают количественно в сырой или сухой массе растений либо в энергетических единицах - эквивалентном числе джоулей.

Валовая первичная продукция - количество вещества, создаваемого растениями за единицу времени при данной скорости фотосинтеза. Часть этой продукции идет на поддержание жизнедеятельности самих растений (траты на дыхание).

Оставшаяся часть созданной органической массы характеризует чистую первичную продукцию, которая представляет собой величину прироста растений. Чистая первичная продукция - энергетический резерв для консументов и редуцентов.

Перерабатываясь в цепях питания, она идет на пополнение массы гетеротрофных организмов.

Прирост за единицу времени массы консументов - вторичная продукция сообщества. Вторичную продукцию вычисляют отдельно для каждого трофического уровня, так как прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего.

Гетеротрофы, включаясь в трофические цепи, живут за счет чистой первичной продукции сообщества. В разных экосистемах они расходуют ее с разной полнотой. Если скорость изъятия первичной продукции в цепях питания отстает от темпов прироста растений, то это ведет к постепенному увеличению обшей биомассы продуцентов.

Продуктивность биоценозов. Скорость фиксации солнечной энергии определяет продуктивность биоценозов.

Основной показатель продукции - биомасса организмов (растительных и животных), составляющих биоценоз. Различают растительную биомассу - фитомассу, животную - зоомассу, бактериомассу и биомассу каких-либо конкретных групп или организмов отдельных видов.

Биомасса - органическое вещество организмов, выраженное в определенных количественных единицах и приходящееся на единицу площади или объема.

Продуктивность - скорость прироста биомассы. Ее обычно относят к определенному периоду и площади, например к году и гектару. Известно, что зеленые растения являются первым звеном в пищевых цепях и только они способны самостоятельно образовывать органическое вещество, используя энергию Солнца. Поэтому биомасса, произведенная автотрофными организмами, т. е., количество энергии, преобразованное растениями в органическое вещество на определенной площади, выраженное в определенных количественных единицах, называется первичной продукцией. Ее величина отражает продуктивность всех звеньев гетеротрофных организмов экосистемы.

Суммарная продукция фотосинтеза называется первичной валовой продукцией. Это вся химическая энергия в форме произведенного органического вещества. Часть энергии может идти на поддержание жизнедеятельности (дыхание) самих производителей продукции - растений. Если изъять ту часть энергии, которая тратится растениями на дыхание, то получится чистая первичная продукция.

Ее можно легко учесть. Достаточно собрать, высушить и взвесить растительную массу, например, при уборке урожая. Таким образом, чистая первичная продукция равна разности между количеством атмосферного углерода, усвоенного растениями в процессе фотосинтеза и потребленного ими на дыхание. Максимальная продуктивность характерна для тропических экваториальных лесов. Для такого леса 500 т. сухого вещества на 1 га - не предел. Для Бразилии называют цифры в 1500 и даже 1700 т. - это 150-170 кг. растительной массы на 1 м. кв. (сравните: в тундрах - 12 т., а в широколиственных лесах умеренной зоны - до 400 т. на 1 га).

Плодородные наносы почвы, высокая сумма годичных температур, обилие влаги способствуют поддержанию очень высокой продуктивности фитоценозов в дельтах южных рек, в лагунах и эстуариях. Она достигает 20-25 т. с 1 га в год в сухом веществе, что значительно превосходит первичную продуктивность еловых лесов (8-12 т.). Сахарный тростник за год успевает накопить до 78 т. фитомассы на 1 га. Даже сфагновое болото при благоприятных условиях обладает продуктивностью 8-10 т., что можно сравнить с продуктивностью елового леса.

«Рекордсмены» продуктивности на Земле - травяно-древесные заросли долинного типа, которые сохранились в дельтах Миссисипи, Параны, Ганга, вокруг озера Чад и в некоторых других регионах. Здесь за один год на 1 га образуется до 300 т. органического вещества!

Вторичная продукция - это биомасса, созданная всеми консументами биоценоза за единицу времени. При ее подсчете производят вычисления отдельно для каждого трофического уровня, потому что при движении энергии от одного трофического уровня к другому она прирастает за счет поступления с предыдущего уровня.

Общую продуктивность биоценоза нельзя оценить простой арифметической суммой первичной и вторичной продукции, потому что прирост вторичной продукции происходит не параллельно росту первичной, а за счет уничтожения какой-то ее части. Происходит как бы изъятие, вычитание вторичной продукции из общего количества первичной. Поэтому оценку продуктивности биоценоза производят по первичной продукции. Первичная продукция во много раз больше вторичной. В целом вторичная продуктивность колеблется от 1 до 10%. Законами экологии предопределены различия в биомассе растительноядных животных и первичных хищников. Так, за стадом мигрирующих оленей обычно следуют несколько хищников, например волков. Это позволяет волкам быть сытыми без ущерба для воспроизводства стада. Если бы численность волков приближалась к количеству оленей, то хищники быстро истребили бы стадо и остались без корма. По этой причине в умеренной зоне не бывает высокой концентрации хищных млекопитающих и птиц.

Произведенная экосистемой. Различают: общую первичную продукцию (брутто-продукция) - суммарное количество органические вещества и энергии, фиксируемое всеми автотрофами экосистемы ; чистую первичную продукцию (нетто-продукция) - то же, за вычетом веществ, истраченных на дыхание автотрофами; вторичную продукцию - количество органические вещества, продуцируемого консументами (фитотрофами и зоотрофами); чистую вторичную продукцию - то же, за вычетом веществ, использованных на дыхание консументами; запас продукции - количество биомассы, накопленной организмами в сообществе. С хозяйственной точки зрения различают общую продукцию в виде ценного органические вещества, полезную продукцию и запас полезной продукции.

Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .

Смотреть что такое "ПРОДУКЦИЯ ЭКОСИСТЕМЫ" в других словарях:

Экологический словарь

См. в ст. Продукция экосистемы. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

1) чистая первичная продукция экосистемы; 2) прирост фитомассы, используемой человеком. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989. Нетто продукция биоценоза … Экологический словарь

- (валовая) то же, что Биологическая продукция экосистемы. Экологический словарь, 2001 … Экологический словарь

- (Б.п.) способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности. Б.п. измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади (т/га/год, г/м2/день и т. д.). Различают… … Экологический словарь

Способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности. Б.п. измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади (т/га/год, г/м2/день и т. д.). Различают первичную … Словарь бизнес-терминов

- (СССР) наиболее своеобразные, но сравнительно низкопродуктнвные экосистемы резко континентального аридного климата. Доминируют низкие ксерофильные, псаммоксе рофильные и галоксерофильпые полудеревья (вые. до 8 м), полукустарники и кустарники,… … Экологический словарь

- (СССР) экосистемы аридного континентального климата с доминированием ксерофильных узколистных злаков (ковыли, овсецы, типчак). Субдоминанты разнотравные виды, а в наиболее континентальных областях и редкостоящие низкие ксерофильные кустарники… … Экологический словарь

КОРАЛЛОВЫЕ РИФЫ, подводные или частично надводные известковые сооружения, формирующиеся преимущественно скелетами колониальных коралловых полипов (см. КОРАЛЛОВЫЕ ПОЛИПЫ) в мелководных участках тропических морей. В рамках экосистемы (см.… … Энциклопедический словарь

Экосистема, или экологическая система (от др. греч. οἶκος жилище, местопребывание и σύστημα система) биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей,… … Википедия

Способность живых организмов к созданию новой биомассы называется продуктивностью . Скорость образования биомассы за единицу времени на единице площади называется продукцией . Биологическую продукцию выражают в джоулях на 1 м 2 за одни сутки, калориях на 1 м 2 за одни сутки, килограммах на 1 га за один год.

Органическая масса, создаваемая растением за единицу времени называется первичная продукция. Валовой первичной продукцией называют общее количество вещества и энергии, производимых автотрофами экосистемы. Чистая первичная продукция – скорость накопления органического вещества в растительных тканях после вычета расходов на дыхание. Консументы могут использовать только чистую первичную продукцию.

Вторичная продукция в экосистемах образуется консументами. Вторичная продукция сообщества всегда меньше первичной продукции. Согласно правилу пирамиды биологической продукции на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы создаваемой за единицу времени больше, чем на последующем.

Количество энергии, поступающей за год в определенную местность, зависит от широты этой местности и от облачного покрова, т.е. от факторов способствующих фотосинтезу. Средняя продуктивность наземных площадей соответствует ассимиляции примерно 0,3% световой энергии, достигающей поверхности Земли.

Выявлены четыре группы районов, отличающиеся первичной продуктивностью экосистем:

1) открытые моря и пустыни (продуктивность обычно менее 500-1000 ккал/м 2 в год;

2) травянистые полуаридные формации, некоторые агроценозы, глубокие озера, высокогорные леса, морская литораль (500-3000 ккал/м 2 в год;

3) влажные леса, неглубокие озера, пастбищные угодья и большинство агроценозов (300-10000 ккал/м 2 в год);

4) некоторые эстуарии, коралловые рифы (более 10000 ккал/м 2 в год).

Качество пищи и распределение энергии для выполнения различных функций организмов определяет характер потока энергии через сообщество. Наиболее сильные различия в этом отношении существуют между водными и наземными экосистемами. Наивысшего уровня продуктивность достигает в тех местах, где в изобилии есть свет, тепло, вода и минеральные питательные вещества.

Первыми по значимости факторами, ограничивающими продуктивность наземных систем, обычно выступают влажность и температура, вторыми – минеральные элементы. Обеспеченность влагой для погашения таких потерь – основной детерминант продуктивности суши. Существует почти линейная зависимость между количеством осадков и чистой первичной продукцией, возрастающей с увеличением среднегодовой суммы осадков. В экосистемах умеренных и арктических областей низкие зимние температуры и длинные ночи сокращают продуктивность. Экосистемы болот и маршей находятся на грани между наземными и водными местообитаниями, а по продуктивности растений соответствуют тропическим лесам. Растения, обитающие на маршах, высокопродуктивны, так как их корни постоянно находятся под водой, а листья – на свету и в воздухе. Кроме того, они в изобилии снабжаются питательными веществами, потому что смываемый в марши детрит быстро разлагается бактериями.

В водных экосистемах энергия быстро и весьма эффективно переносится от одного трофического уровня к другому, что создает возможность для образования длинных пищевых цепей. Главный фактор ограничивающий продуктивность водных экосистем – небольшое количество минеральных питательных веществ. Это ограничивает продуктивность практически на один порядок по сравнению с продуктивностью лесов умеренной зоны. Фосфор один из наиболее дефицитных элементов минерального питания в водах открытого океана.

В зонах апвеллинга (где питательные вещества выносятся на поверхность из глубины моря вертикальными течениями) и континентального шельфа (где происходит активный обмен между донными осадками и поверхностными водами) продукция выше, в среднем составляя соответственно 500 и 360 г/м 2 в год. Продукция мелководных эстуариев, коралловых рифов и прибрежных зарослей водорослей приближается к продукции соседних наземных местообитаний. Экосистемы пресных вод имеют достаточно широкий диапазон продукции. Наивысшая продуктивность отмечается на границе суши и воды: в определенных сырых или водных сообществах суши и в некоторых прибрежных и мелководных сообществах водных экосистем.

Первичная биологическая продукция является основой жизнедеятельности большинства живых существ. Она расходуется на питание на всех трофических уровнях экологической пирамиды. В предшествующих главах мы уже говорили, что баланс углерода как для экосферы в целом, так и для первичных (незатронутых человеком) экосистем замыкается с весьма высокой степенью точности. Можно сказать, что в масштабе времени до 1000 лет для первичных экосистем существует квазистационарный баланс источников и стоков.[ ...]

Бульон В. В. Первичная продукция планктона и классификация озер // Продукционно-гидробиологческие исследования водных экосистем. Л.: Наука, 1987.[ ...]

Ко второму типу экосистем относят эстуарии в приливных морях, речные экосистемы, дождевые леса, т.е. те, которые субсидируются энергией приливных волн, течений и ветра. Они обладают высокой естественной плодородностью, поскольку организмы, проживающие здесь, приспособились использовать «дополнительную» энергию приливов и течений, энергию ветра и дождя и т.п. Эти системы «производят» столько первичной биомассы, что ее хватает не только на собственное содержание, но часть этой продукции может выноситься в другие системы или накапливаться.[ ...]

Продуктивность экосистем тесно связана с потоком энергии, проходящим через ту или иную экосистему. В каждой экосистеме часть приходящей энергии, попадающей в трофическую сеть, накапливается в виде органических соединений. Безостановочное производство биомассы (живой материи) - один из фундаментальных процессов биосферы. Органическое вещество, создаваемое продуцентами в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, называют первичной продукцией экосистемы (сообщества). Количественно ее выражают в сырой или сухой массе растений или в энергетических единицах - эквивалентном числе калорий или джоулей. Первичной продукцией определяется общий поток энергии через биотический компонент экосистемы, а следовательно, и биомасса живых организмов, которые могут существовать в экосистеме (рис. 12.44).[ ...]

Среднее значение первичной продукции континентальных экосистем около 300 гС/ м2 в год. В пустынных сообществах, включая тундру, ежегодная продукция составляет 50 гС/м2, в полях, прериях, степях и т.д. - 300-500, а в лесах - до 1000-1500 гС/м". Биомассу, т.е. массу живых организмов наземных экосистем, оценить трудно. По некоторым оценкам общая биомасса наземной растительности составляет (2- 8)Т07 гС, включая древесину, а возможно, и значительную долю других мертвых тканей. Максимальное значение биомассы в лесу и лесистой местности достигает 10-35 кгС/м2, наивысшее значение определено для тропических лесов.[ ...]

Нарушение природных экосистем приводит к потере устойчивости биосферы, нарушается ее способность гасить на основе обратных связей возникающие возмущения. Причиной наступления глобального экологического кризиса авторы указанного выше пособия считают то, что человек уже превысил экологический предел потребления чистой первичной продукции. Согласно их оценке произошло это еще в начале нашего века. Единственный способ избежать дальнейшего углубления экологического кризиса заключается в возвращении в природные пределы потребления человечеством чистой первичной продукции. Только в этом случае может возродиться регулирующая функция биосферы.[ ...]

В прежних исследованиях первичная продукция рассматривалась в основном как интегральная характеристика водных экосистем, представленная осредненными и в какой-то мере постоянными для данного водоема величинами. Однако анализ ее временной изменчивости показывает, что для изучения фотосинтеза планктона как экологического процесса более информативно рассмотрение его в динамике. Именно такой подход позволяет выявить фазы единого природного цикла временного течения первичной продукции, аналогичные фазам циклов численности, описываемых популяционной экологией: тренды, тенденции изменений, переход с одного уровня гомеостаза на другой. В этом заключается экологическая основа понимания процесса, необходимая для контроля и прогнозирования состояния водных систем. Оценка фаз сукцессий и трендов временных изменений фитопланктона со всей остротой поставила вопрос о необходимости более тесной сопряженности исследований функциональных и структурно-биоценотических параметров экосистем

Человек - житель земных экосистем. Его деятельность приводит к нарушению трех основных принципов функционирования экосистем. Экосистема реагирует на антропогенный пресс - потребление первичной продукции, загрязнение, расчленение территории, обеднение видового разнообразия - снижением первичной продуктивности, накоплением загрязнителей, разрушением. Знание экологических закономерностей требует от человека разумных действий по защите природной среды, поддержанию ее устойчивости.[ ...]

Современное потребление продукции биосферы достигло 7% чистой первичной продукции суши, и это уже привело к нарушению биохимического круговорота в биосфере, замкнутость которого может поддерживаться биотой только для биологически накапливаемых биогенов. По расчетам В.Г. Горшкова (1986, 1988), такая ситуация будет продолжаться до тех пор, пока потребление первичной продукции не станет превышать 1% (доля потребления продукции всеми крупными животными), Однако для возвращения биосферы в стационарное состояние человечеству придется затрачивать энергию и труд, так как необходимо будет взять на себя те функции, которые раньше выполняла биосфера. При этом следует помнить, что КПД природных экосистем низок и не превышает 10%. Отсюда становится понятным, что необходимое для возвращения биосферы в устойчивое состояние количество энергии должно быть огромным. Человечеству пора оценить свои энергетические и прочие возможности для собственного спасения.[ ...]

Знание законов продуктивности экосистем, возможность количественного учета потока энергии имеют важное практическое значение. Первичная продукция агроценозов и эксплуатация человеком природных сообществ - основной источник пищи для человека. Важное значение имеет и вторичная продукция биоценозов, получаемая за счет промышленных и сельскохозяйственных животных, как источник животного белка. Знание законов распределения энергии, потоков энергии и вещества в биоценозах, закономерностей продуктивности растений и животных, понимание пределов допустимого изъятия растительной и животной биомассы из природных систем позволяют правильно строить отношения в системе «общество - природа».[ ...]

Изучение законов продуктивности экосистем, возможность количественного учета потока энергии чрезвычайно важны в практическом отношении, так как первичная продукция агроценозов и эксплуатируемых человеком природных сообществ - основной Источник запасов пищи для человечества. Весьма важна и вторичная продукция, которую получают за счет сельскохозяйственных и промышленных животных: животные белки содержат целый ряд незаменимых для человека аминокислот, которых нет в растительной пище. Точные расчеты потока энергии и масштабов продуктивности экосистем позволяют регулировать в них круговорот веществ таким образом, чтобы обеспечить наибольший выход необходимой для людей продукции. Наконец, очень важно хорошо представлять допустимые пределы изъятия растительной и животной биомассы из природных систем. В противном случае может быть подорвана их продуктивность.[ ...]

Общий поток энергии, характеризующий экосистему, состоит из солнечного излучения и длинноволнового теплового излучения, получаемого от близлежащих тел. Оба вида излучения определяют климатические условия среды (температуру, скорость испарения воды, движения воздуха и т. д.), но в фотосинтезе, обеспечивающем энергией живые компоненты экосистемы, используется лишь малая часть энергии солнечного излучения. За счет этой энергии создается основная, или первичная, продукция экосистемы. Следовательно, первичная продуктивность экосистемы определяется как скорость, с которой лучистая энергия используется продуцентами в процессе фотосинтеза, накапливаясь в форме химических связей органических веществ. Первичную продуктивность Р выражают в единицах массы, энергии или эквивалентных единицах в единицу времени.[ ...]

В табл. 3.6 приведены примеры различных экосистем - от используемых человеком быстро растущих до зрелых, находящихся в стационарных состояниях. Расположив их именно в таком порядке, легко заметить некоторые важные закономерности в соотношении валовой первичной продукции (GPP), чистой первичной продукции (NPP) и чистой продукции сообщества (NCP). Системы с быстрым ростом, или «цветущие» (т. е. такие, в которых на короткое время развивается высокая продукция), например поле люцерны, обычно характеризуются высокой чистой первичной продукцией, и если они защищены от консументов, то и высокой чистой продукцией сообщества. Уменьшение гетеротрофного дыхания может быть либо результатом действия развившихся в процессе эволюции механизмов самозащиты (таких, как природные системные инсектициды или целлюлозные структуры у растений), либо следствием поступления энергии извне. В сообществах, находящихся в стационарном состоянии, валовая первичная продукция обычно полностью расходуется на автотрофное (Ra) и гетеротрофное (Rh) дыхание, так что к концу годового цикла чистая продукция сообщества очень невелика или же ее совсем не остается. Кроме того, для поддержания сообществ с большой биомассой или «урожаями на корню» типа дождевого леса необходим большой объем автотрофного дыхания, поэтому в таких сообществах отношение NPP/GPP мало (табл. 3.6). На самом деле в таких экосистемах, как лес, при измерениях трудно разделить автотрофное и гетеротрофное дыхание. Так, потребление кислорода или выделение СО2 стволом большого дерева или его корневой системой примерно поровну складывается из дыхания ассоциированных с деревом микроорганизмов (многие из которых полезны для дерева) и дыхания его Живых тканей.[ ...]

Бульон В.В.. Винберг Г.Г. Соотношение между первичной продукцией и рыбопродуктивностью водоемов. - В кн.: Основы изучения пресноводных экосистем. Л.: ЗИН. 1981, с. 6-10.[ ...]

На отдельных особенно благоприятных участках экосистем каждого типа продукция может быть вдвое (а то и в несколько раз) выше средних величин, указанных в табл. 3.6. За верхний предел валовой продукции фотосинтеза для практических расчетов следует принять величину 50 000 ккал-м -год-1. Человеку придется подгонять свои нужды под этот предел, пока не удастся убедительно доказать, что усвоение солнечной энергии путем фотосинтеза можно сильно повысить, не подвергая при этом опасности равновесия других, более важных ресурсов жизненного круговорота. Годовая продукция большинства сельскохозяйственных культур невелика, поскольку однолетние зерновые продуктивны лишь на протяжении нескольких месяцев (менее полугода). Получение двойных урожаев за счет выращивания таких культур, которые дают продукцию в течение всего года, может приблизить валовую продуктивность к уровню лучших природных сообществ. Вспомним, что чистая первичная продукция составляет около половины валовой продуктивности и что урожай зерновых, доступный человеку, не превышает одной трети валовой продуктивности.[ ...]

В некоторых водных экосистемах можно измерить продукцию кислорода методом суточной кривой. При этом на протяжении суток периодически измеряют содержание растворенного в воде кислорода. Продукцию кислорода днем и его потребление ночью можно оценить по площади графика, заключенной под суточной кривой. Если существует заметная диффузия кислорода между водной массой и атмосферой, то это служит источником ошибки; впрочем, здесь легко ввести достаточно надежный поправочный коэффициент, так как диффузия подчиняется хорошо известным физическим законам. Метод суточной кривой дает валовую первичную продукцию, поскольку кислород, потребленный ночью, суммируется с кислородом, произведенным в дневное время суток (т. е. тем самым автоматически учитывается дыхание всего сообщества). Указания, касающиеся анализа суточных кислородных кривых, имеются у Г. Одума и ХоскЬнса (1958) и в работе Г. Одума (1960).[ ...]

Предпринимались многочисленные попытки оценить первичную продуктивность биосферы в целом (см. Райли, 1944; Лайс, 1964). В табл. 9 приведены осторожные оценки валовой первичной продуктивности основных типов экосистем, округленные оценки площади, занятой экосистемами каждого типа, и общая валовая продуктивность суши и воды. Анализ оценок средних величин для больших площадей показывает, что продуктивность колеблется в пределах двух порядков (в 100 раз) - от 200 до 20 000 ккал на 1 м2 в год - и что общая валовая продукция Земли имеет порядок 1018 ккал в год. Общее распределение мировой продуктивности показано на фиг. 17.[ ...]

Рыбный пруд - удачный пример того, как вторичная продукция зависит от 1) длины пищевой цепи, 2) первичной продуктивности и 3) природы и величины привносимой извне энергии в систему пруда. Как показано в табл. 3.11, большие озера и моря дают на 1 м2 меньше рыбы, чем небольшие продуктивные удобряемые пруды при интенсивном ведении хозяйства, и дело не только в том, что в крупных водоемах первичная продуктивность ниже и пищевые цепи длиннее, но и в том, что в этих крупных водоемах человек собирает лишь часть популяции консументов, а именно ту часть, которая ему выгодна. Кроме того, выход продукции в несколько раз выше при разведении растительноядных видов (например, карпа), чем при разведении хищных (окуней и др.); последним, разумеется, нужна более длинная пищевая цепь. Высокие выходы продукции, указанные в табл. 3.11. Поэтому при расчете продукции на единицу площади в таких случаях следовало бы включать и площадь той земли, с которой поступает дополнительная пища. Многие неправильно оценивают высокую продуктивность водоемов в странах Востока, сравнивая ее с продуктивностью рыбных прудов в США, куда обычно дополнительной пищи не поступает. Естественно, что способ ведения прудового хозяйства зависит от плотности населения в данном районе.[ ...]

Необходимо более легально рассматривать циркуляцию продукции, охватывающей как наземные, так и водные экосистемы. Так, даже "зрелые" наземные экосистемы не находятся в равновесии с атмосферой по углероду. В почве имеет место постоянное накопление углерода в виде гумуса (5... 10 гС/м" в год) и постоянная утечка органического вещества через реки в моря. Такой ноток поступающего с суши органического вещества имеет тот же порядок, что и величина обшей первичной продукции морского бентоса, т.е. от 3 до 7 % общей первичной продукции всех океанических экосистем.[ ...]

Бентоносные сообщества производят только от 3 до 7 % общей продукции океанов. Лишь 25 млн. км2 океана покрыто слоем воды глубиной менее 100 м и представляет бентоносные экосистемы. Предполагается, что первичная продукция морского бентоса имеет тот же порядок, что и количество органического вещества, поступающего с речными стоками из континентальных экосистем. Считается, что в среднем Мировой океан ассимилирует от 66 до 100 гС/м2 в год, в мелководье доходит до 500 гС/м2 в год.[ ...]

Как было показано выше, в зрелых экосистемах гетеротрофная утилизация первичной продукции в значительной мере связана с потреблением разлагаемого детрита. Нет причин,.по которым человек не мог бы увеличить использование детрита и получать таким образом пищевые и другие продукты от экосистем, относящихся скорее к про-тективным. Это вновь означало бы компромисс, так как «сиюминутный» урожай не был бы при этом таким высоким, как при непосредственной-эксплуатации пастбищной пищевой цепи. Сельское хозяйство, основанное на детрите, имеет, однако, ряд компенсирующих преимуществ. Современное сельское хозяйство основано на селекции растений на быстрый рост и пищевую ценность, что, конечно, делает их восприимчивыми к насекомым-вредителям и болезням. Следовательно, чем интенсивнее мы ведем отбор на такие признаки, как сочные листья и быстрый рост, тем больше усилий мы должны затрачивать на химические средства борьбы с болезнями, а это в свою очередь повышает вероятность отравления полезных животных, не говоря уже о самом человеке. Производство силоса из малоценного корма путем ферментации служит примером такого рода процесса, уже широко используемого человеком. Другой пример - разведение детритоядных рыб на Востоке.[ ...]

Валовая энергия пищи населения Земли - 25 ЭДж в год, что составляет чуть больше 1 % первичной продукции биосферы и лишь 12% продукции агроценозов. Это по существу соответствует одному из экологических правил - «правилу десяти процентов», согласно которому при переходе в пищевой цепи на следующий трофический уровень поток энергии и энергия биомассы уменьшаются на порядок. Закономерность эта найдена при изучении природных экосистем. От экономики обеспечения пищей цивилизованного человечества можно было бы ожидать большей эффективности. В ряде стран она действительно намного больше, но в целом получается, что в деле удовлетворения самой насущной потребности мы не очень далеко ушли от дикой природы.[ ...]

Эти результаты еще раз подчеркивают большую важность детритофагов. Оценки вторичной продукции бактерий и грибов дают еще менее значительные цифры, чем те, которые свойственны животным. Исходя из этого приближенного равенства, можно полагать, что общая ассимиляция редуцентов должна приближаться к чистой первичной продукции за вычетом ассимиляции животных. При этом возникают сложности: нельзя адекватно оценивать роль симбионтов и вклад животных в детритные цепи. Тем не менее мы считаем, что 93% чистой первичной продукции поступает в распоряжение редуцентов на суше и, возможно, 63%- в океане. Эффективность роста (углерод новой протоплазмы/ углерод субстрата) для редуцентов суши, вероятно, выше, чем аналогичный показатель у животных. Эффективность роста колеблется в пределах 30-40% Для грибов, обеспечивающих разложение, 5-10% у аэробных бактерий и 2-5% у анаэробных бактерий. Если мы примем 20% за более или менее реальный показатель эффективности роста редуцентов наземных сообществ, тогда общая продукция редуцентов суши может иметь порядок 21X Ю8 т/год, что выше, чем вторичная продукция животных суши, в 24 раза. Если принять эффективность роста для морских редуцентов в 5 или 10%, то продукция редуцентов моря может быть в пределах 1,5-ЗХ X Ю9 т/год, или около половины той величины, которая вычислена нами для животных моря. Биомасса редуцентов большею частью остается неизвестной, но их малые размеры и быстрая смена поколений позволяют бактериям образовывать значительную вторичную продукцию. Биомасса бактерий и на море, вероятно, много меньше, чем у животных. На суше масса грибов может быть и не меньшей по сравнению с животными.[ ...]

Пространственная неоднородность гидрофизических процессов в конечном счете определяет общую первичную продукцию водоема. В области прибрежных мелководий и зоне средних глубин имеют возможность развиться высокопродуктивные, но сравнительно теплолюбивые виды естественно эвтрофных озер. Здесь же, в пределах теплоактивной области, происходит наиболее интенсивная вегетация весеннего диатомового планктона, сохраняющая свое значение и при антропогенном эвтрофировании. Весенний фитопланктон в глубоководных зонах больших озер в результате медленного прогрева водной толщи существует очень короткое время и быстро сменяется летним, поэтому его роль в общей первичной продукции водоема ничтожна. Неоднородность процессов первичного продуцирования определяет различия в темпах накопления автохтонного органического вещества в разных участках акватории, что оказывает решающее влияние на лимническую экосистему в целом. Существенное значение для общего уровня первичной продуктивности большого озера имеет соотношение площадей различных по глубине участков акватории. Очевидно, что чем меньшую роль играют районы небольших и средних глубин, тем медленнее будет расти общая продуктивность. Летний фитопланктон больших озер однороден. Наиболее очевидной, преимущественно в высоких широтах, причиной снижения продуктивности летнего планктона для больших озер являются неблагоприятные погодные условия, особенно периоды штормовых ветров. В это время, как правило, прекращается массовое развитие синезеленых водорослей, сменяющихся менее продуктивными сообществами диатомовых.[ ...]

Р" СО -спектральная плотность деструкции, производимой гетеро!рофами с размером тана /; Р - чистая первичная продукция. Сплошная линия - универсальное распределение для невозмущеиных экосистем; площадь под сплошной линией /о равна единице. Штриховая линия - современное распределение, на суше с учетом антропогенного возмещения (по: Горшков, 1988).[ ...]

Человек может снимать высокие урожаи биомассы только в молодых экосистемах, где преобладает чистая продукция. Поэтому в земледелии и лесном хозяйстве используются начальные фазы экосистем с немногими (предпочтительно - одним) первичными продуцентами, то есть монокультуры. Но монокультуры неустойчивы. Гетеротрофы, которые ищут свою пищу в такой экосистеме, по отношению к человеку становятся «вредителями», и он стремится максимально сократить их численность.[ ...]

Расчеты по одной из моделей современного цикла углерода для суши показали, что при глобальной чистой первичной продукции экосистем суши равной 60,6 млрд. т углерода в год экосистемная продукция составила 2,4 млрд. т углерода, или 4% первичной продукции. На 2050 г. ожидается, что вследствие изменения климата чистая первичная продукция увеличится и составит 82,5 млрд. т в год при экосистемной продукции равной 8,1 млрд. т. Таким образом, степень разомкнутости увеличится до 10%, что указывает на прогрессирующее неблагополучие экосферы, в том случае, если стратегия человечества в отношении проблем геоэкологии не будет коренным образом изменена.[ ...]

Применение поликультуры растительноядных рыб позволяет непосредственно утилизировать значительную часть первичной продукции, образующейся в водоемах, и создавать чрезвычайно важную в биоэнергетическом и хозяйственном отношениях экосистему, в которой товарная продукция получается уже на втором звене трофической цепи. Другие представители нашей ихтиофауны дают продукцию на третьем (мирные) или на четвертом (хищники) звене пищевой цепи. Известно, что продукция каждого последующего звена пищевой цепи по отношению к предыдущему составляет примерно одну десятую часть, поэтому при всем разнообразии отечественной ихтиофауны и больших возможностях освоения новых объектов растительноядные рыбы остаются наиболее эффективным резервом увеличения рыбопродуктивности прудовых хозяйств, естественных водоемов и водохранилищ южной и центральной зон страны.[ ...]

В суточном ритме меняются и функциональные параметры экосистемы - интенсивность фотосинтеза и переработки первичной биологической продукции во вторичную. Лишь в почве, заселенной армадой простейших и беспозвоночных животных, жизнь в ночные часы замедляется незначительно. Сезонные ритмы. Обитатели экосистемы хорошо адаптированы к смене времен года: растения на зиму сбрасывают листья, животные «утепляются», увеличивая прослойку жира и густоту шерстного покрова, впадают в спячку или мигрируют в более благоприятные и теплые условия (птицы), зайцы меняют «маскировочные халаты» и становятся белыми и т. д. Естественно, что в разные сезоны года различаются и функциональные параметры экосистемы. В умеренных широтах в зимнее время функции экосистем (продукция, дыхание) резко снижаются, хотя в тропических лесах сезонность «работы» экосистемы практически отсутствует. В степях, саваннах, ксерофитных зимнезеленых лесах наблюдается замирание жизни экосистемы и во второй половине лета в период дефицита влаги.[ ...]

Из табл. 1.3 хорошо видно, что максимально продуктивны экосистемы суши. Хотя площадь суши вдвое меньше, чем площадь, занимаемая океанами, ее экосистемы имеют годовую первичную продукцию углерода, более чем вдвое превышающую таковую Мирового Океана (52,8 млрд. тонн и 24,8 млрд. тонн соответственно) при относительной продуктивности наземных экосистем, в 7 раз превышающей продуктивность экосистем океана. Из этого, в частности, следует, что надежды на то, что полное освоение биологических ресурсов океана позволит человечеству решить продовольственную проблему, не очень обоснованны. По-видимому, возможности в этой области невелики - уже сейчас уровень эксплуатации многих популяций рыб, китообразных, ластоногих близок к критическому, для многих промысловых беспозвоночных - моллюсков, ракообразных и других, в связи со значительным падением их численности в природных популяциях стало экономически выгодным разведение их на специализированных морских фермах, развитие марикулътуры. Примерно таково же и положение со съедобными водорослями, такими как ламинария (морская капуста) и фукус, а также водорослями, используемыми в промышленности для получения агар-агара и многих других ценнейших веществ.[ ...]

ПРОДУКТИВНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКАЯ - общее количество органического вещества (биомассы), производимое популяцией или сообществом за единицу времени на единицу площади. При этом различают первичную - биомассу, производимую в процессе фотосинтеза автотрофами (зелеными растениями); и вторичную - биомассу, полученную гетеротрофами за едйницу времени на единицу площади. Первичную продукцию разделяют на валовую (равную общему количеству продуктов фотосинтеза за определенный отрезок времени) и чистую (равную разности между валовой и той ее частью, которая использовалась на дыхание растений). У травянистых растений на дыхание используется 40-50%, а у деревьев - 70-80% валовой первичной продукции. Первичную продукцию наземных экосистем обычно оценивают по годовому приросту растительной биомассы (чистая продукция). Каждая экосистема с учетом природных факторов характеризуется определенными величинами первичной биологической продуктивности. Из табл. 10 видно, что ежегодная первичная продукция биосферы составляет 170 109 т, причем 2/з ее производится экосистемами суши. Благоприятное сочетание многих природных факторов делает наиболее продуктивной наземной экосистемой влажные тропические леса: их чистая первичная продукция составляет 1000-3500 г/м2 в год, а минимальные значения приходятся на аридные районы (пустыни, полупустыни). Наземные экосистемы намного продуктивнее морских.[ ...]

Важной задачей изучения структуры и функционирования сообществ (биоценозов) является изучение стабильности сообществ и их способности противостоять неблагоприятным воздействиям. При исследовании экосистем открывается возможность количественного анализа круговорота вещества и изменений потока энергии при переходе с одного пищевого уровня на другой. Такой продукцион-но-энергетический подход на популяционном и биоценотическом уровнях позволяет сравнивать различные естественные и создаваемые человеком экосистемы. Еще одна из задач экологической науки - изучение различных видов связей в наземных и водных экосистемах. Особенно важно изучение биосферы в целом: определение первичной продукции и деструкции по всему земному шару, глобального круговорота биогенных элементов; эти задачи могут быть решены только объединенными усилиями ученых разных стран.[ ...]

Наиболее серьезные проблемы связаны с потреблением биоресурсов, технической энергетикой и промышленным производством. Ежегодное изъятие не менее 10 Гт сухого вещества биомассы в виде сельскохозяйственной продукции, древесины и морепродуктов составляет более 7% продукции фотосинтеза на суше. Но кроме этого, за счет антропогенного уменьшения биомассы и продуктивности естественных экосистем, замещения их агроценозами, вырубки лесов, опустынивания, техногенной деградации и т.п. человек косвенно переводит в антропогенный канал еще 27-30% первичной продукции экосистем суши, в целом снижая продуктивность земной биосферы примерно на 12%. Именно это расценивается как самое главное вмешательство человеческого хозяйства в природные процессы.[ ...]

В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от такого субъективного фактора, как человек, уровня его агрономических знаний, технической оснащенности, социально-экономических условий и т. д., а значит, остается непостоянным.[ ...]

Дано представление о рыбах, населяющих внутренние водоемы, о рыбопродукции, росте различных видов рыб, плотности популяции и пищевой конкуренции (как рычагах управления рыбопродукцией), об общих экологических основах рыбопродуктивности внутренних водоемов. Освещены вопросы структуры и функции озерных экосистем во взаимодействии с составом ихтиофауны. Показана связь биопродукции с первичной и вторичной продукцией и составом рыбного населения. Изложены принципы улучшения рыбных запасов и освещены перспективы управления рыбным хозяйством.[ ...]

В современный геологический период глобальное разнообразие видов достигло наивысшего расцвета. Так, прогрессивные группы организмов - насекомые, позвоночные, цветковые растения -наиболее разнообразно были представлены около 30 тыс. лет назад. Однако с того времени видовое разнообразие снизилось в связи с ростом численности людей . Сегодня 40% от первичной продукции (живого вещества, производимого растениями) наземных экосистем так или иначе используется или уничтожается человеком; это составляет около 25% всей первичной продукции на Земле. Люди также оказывают все возрастающее доминирующее влияние на другие компоненты экосистем, например на круговорот азота и уровень углекислого газа.[ ...]

Напомним, что в табл. 17.7 представлены данные по гипотетическому сообществу со структурой, показанной на рис. 17.19, и теоретические значения эффективностей переноса. Хил и Мак-Лин (Heal, MacLean, 1975) пытались проверить правомерность своей модели, используя эмпирические данные по первичной и вторичной продукции десяти экосистем тундры, леса и степи. На основе значений ЧИП (с соответствующими эффективностями потребления у лесных фитофагов-5%, у остальных - 25%) удалось предсказать вторичную продукцию разных трофических уровней. Эти теоретические результаты сравниваются на рис. 17.22 с фактическими, измеренными величинами. Совпадение вполне удовлетворительное (идеальное выразилось бы в попадании всех точек на биссектрису прямого угла).[ ...]

Критерий В.Г. Горшкова. Профессор биофизики из Санкт-Петербурга В.Г. Горшков начиная с 1970 г. разрабатывает теорию биотической регуляции и стабилизации окружающей среды, которая сейчас хорошо обоснована, допускает перекрестную проверку с различных позиций и обладает прогностическими возможностями. Главным достижением этой теории является определение критерия, который можно обозначить как предел устойчивости (выносливости) экосферы по отношению к антропогенным воздействиям, как ее «несущую емкость», или в терминах, использованных ранее, - ее экологическую техноемкость. Эта величина составляет 0,0 Рп экосферы, или 1% чистой первичной продукции глобальной биоты, что составляет около 23 ЭДж/год, или в значениях мощности 0,74 ТВт. Современное прямое потребление цивилизацией биопродукции экосистем суши составляет по разным оценкам от 7 до 12%, т.е. на порядок выше предела устойчивости экосферы, а валовая мощность энергетики цивилизации (включая энергию ископаемых топлив) близка к 15 ТВт, что в 20 раз больше энергетической оценки предела.[ ...]

Органическое вещество разными путями покидает биосферу и формирует глобальный запас мертвой органической массы, которую можно назвать некросферой. Одна из ее фракций приведена в табл. 5-3 как подстилка на поверхности почвы сообществ суши. Количество подстилки на единицу площади убывает от влажных к сухим местообитаниям (поскольку в этом же направлении убывает продуктивность) и от холодного к теплому климату (поскольку в теплом климате быстрее протекает ее разложение). Общая масса подстилки, по-видимому, значительно меньше, чем «живая» биомасса суши (с включением в живую массу древесины стволов и мертвых сучьев на живом стволе), и примерно равна чистой годовой первичной продукции. Масса гумуса в почве варьирует, и ее трудно оценить, но полагают, что она много больше массы подстилки и, возможно, в глобальном масштабе имеет порядок от 2 до ЗХЮ12т. Имеются и другие, значительно большие вместилища органического вещества. Подсчитано, что оно составляет 10 X Ю12 т.) Органические массы содержатся также в ископаемом топливе: в нефти (5ХЮпт) и угле (5ХЮ12т). Ископаемое топливо - это результат аккумуляции чистой продукции экосистем в прошедшие геологические времена. Нефть, возможно, формировалась и жира диатомей и других морских организмов, которые постепенно аккумулировались в отложениях на дне океанов, где химические процессы преобразовывали их в углеводороды. Последние накапливались в некоторых горизонтах, откуда человек и извлекает сегодня нефть при помощи скважин. Угли формировались в больших заболоченных лесах из деревьев вымерших типов в условиях, когда их ткани не могли разлагаться, подобно тому, как это происходит в современных лесах. Некоторая часть чистой продукции экосистем может и сегодня накапливаться как жиры, представляющие ступень к превращению в нефть, и как отложения торфа в болотах, одиако возможности для образования угля в современных лесах отсутствуют полностью.[ ...]

Большинство элементов, составляющих основные и осадочные породы земной коры, подвержены перемещениям в ходе геохимических циклов, характеризущизсс временами порядка миллионов и десятков миллионов лет. Выветривание горных пород, растворение и осаждение в новых соединениях, перемещение вместе с породами, гае-реоеаждение и другие физико-химические процессы, возникающие вследствие тектонических процессов в земной коре, создают, в частности, месторождения различных рудных и нерудных ископаемых. Несравненно интенсивнее изменяются, перемещаются ж накапливаются биогенные элементы, биогеохимические циклы которых осуществляются при участии живого вещества. Все разнообразие и суммарная интенсивность биохимических реакций прямо или опосредованно осуществляются за счет энергии солнечного света. Таким образом, биогеохи-мические циклы всех биогенных элементов энергетически связаны с циклом углерода, в котором возникает при фотосинтезе в растениях и в сложных трофических сетях экосистем распадается органическое вещество. Поэтому одна из наиболее важных характеристик экосистем - их продуктивность по так называемой первичной продукции углерода, связываемого растениями на площади, занимаемой экосистемой.

ПРОДУКТИВНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКАЯ - прирост органического вещества биомасс, производимое биоценозом за единицу времени на единице площади.[ ...]

Первичная продуктивность экосистемы, сообщества или любой их части определяется как скорость, с которой энергия Солнца усваивается организмами-продуцентами (в основном зелеными растениями) в ходе фотосинтеза или химического синтеза (хемопродуцентами). Эта энергия материализуется в виде органических веществ тканей продуцентов.[ ...]

ПРОДУКТИВНОСТЬ (продукция) ПЕРВИЧНАЯ - биологическая продуктивность (продукция) продуцентов (преимущественно фитоценоза). ПРОДУКЦИЯ - см. Биологическая продукция.[ ...]

ПЕРВИЧНЫЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА - загрязняющие вещества, непосредственно поступающие или выбрасываемые в окружающую среду из источников загрязнения. П.з.в. могут способствовать образованию и накоплению в среде вторичных загрязняющих веществ. ПЕРЕБРОСКА СТОКА (рек) - изменение природного направления стока рек с выводом его в др. водосборный бассейн с помощью гидротехнических сооружений (ГОСТ 19185-73). ПЕРЕВЫПАС, выпас чрезмерный - бесконтрольный выпас скота, ведущий к деградации растительности пастбища и снижению его продуктивности и производительности (т. н. пастбищной дигрессии) и образованию скотобоя.[ ...]

ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ - см. Продуктивность первичная.[ ...]

Первичная продуктивность растительности (продуцентов) экосистемы определяет суммарную энергию биохимических процессов в экосистеме и, следовательно, интенсивность биогеохимических циклов как углерода, так и остальных биогенных элементов. Биогеохимиче-ский цикл углерода, определяющего элемента живых систем, изучен лучше, чем циклы других элементов, которые вовлечены в биогенный круговорот относительно небольшой частью своего присутствия в земной коре или атмосфере. Тем не менее биогеохимические циклы азота и кислорода изучены сравнительно полно, по крайней мере, в части, касающейся их обмена в экосистемах и атмосфере.[ ...]

Первичные данные многолетних наблюдений, выполняемых по строго определенной программе, заносят в «Летопись природы» каждого заповедника. В ней из года в год регистрируют даты вскрытия рек, сроки цветения растений, прилета птиц, сведения о численности основных видов животных, урожаях семян, ягод, грибов и различных природных явлениях. Это позволяет судить о степени постоянства названных явлений, понимать закономерности их изменения, давать прогнозы и разрабатывать пути повышения биологической продуктивности естественных биогеоценозов.[ ...]

ПРОДУКТИВНОСТЬ ПЕРВИЧНАЯ - биомасса (надземных и подземных органов), а также энергии и биогенные летучие вещества, произведенные продуцентами на единицу площади за единицу времени. Поскольку П. п. зависит от интенсивности фотосинтеза, а последняя - от содержания углекислого газа в воздухе, предполагалось увеличение первичной продуктивности из-за роста концентрации С02 в атмосфере Земли. Однако из-за других антропогенных воздействий (загрязнения среды и др.) и замены более продуктивных биотических сообществ менее продуктивными биологическая продуктивность на планете снизилась за последнее время на 20%.[ ...]

Чистая первичная продуктивность (ЧПП) - скорость накопления растениями органического вещества за вычетом расхода на дыхание и фотодыхание.[ ...]

Чистая первичная продуктивность - скорость накопления органического вещества в растительных тканях за вычетом той его части, которая использовалась на дыхание (Я) растений в течение изучаемого периода: Рл/ = Рв Я.[ ...]

Валовая первичная продуктивность (ВПП) - скорость, с которой растения накапливают химическую энергию.[ ...]

Валовая первичная продуктивность - это скорость накопления в процессе фотосинтеза органического вещества, включая ту его часть, .которая за время измерений будет израсходована на дыхание. Ее обозначают Ра и выражают в единицах массы или энергии, приходящихся на единицу площади или объема в единицу времени.[ ...]

Третичная продуктивность на уровне хищников составляет около 10 % от вторичной и редко может доходить до 20 %. Таким образом, первичная энергия стремительно сокращается при переходе от низших уровней к высшим.[ ...]

Биомасса и первичная продуктивность основных типов экосистем представлена в таблице 12.7 и рис. 12.45.[ ...]

В наиболее продуктивных районах синтез органического вещества происходит очень интенсивно. Так, в Средиземном море первичная продукция в апреле находится в среднем на уровне 10 мг С/(м2- сут) в поверхностном слое воды и 210 мг С/(м2 - сут) во всем слое фотосинтеза. Значительно большая продуктивность -до 580 мг С/(м2 ■ сут) в слое фотосинтеза наблюдается в зоне ци-клонального круговорота. Близкая величина характерна и для районов апвеллинга: среднесуточная интегрированная по глубине 0-2000 м продукция в Тихом океане у берегов Калифорнии находится на уровне 560 мг С/м2.[ ...]

Показатели первичной и вторичной продуктивности для основных экосистем приведены в табл. 6.1.[ ...]

Для растений продуктивность среды может зависеть от любого наиболее сильно лимитирующего рост ресурса или условия. В наземных сообществах снижение температуры и сокращение продолжительности вегетационного периода с высотой приводят в целом к уменьшению продукции, в то время как в водоемах последняя, как правило, падает с глубиной параллельно с температурой и освещенностью. Часто отмечается резкое сокращение продукции в аридных условиях, где рост может лимитироваться недостатком влаги, и возрастание ее почти всегда, когда усиливается приток основных биогенных элементов, таких, как азот, фосфор и калий. Если говорить в самом широком смысле, то продуктивность среды для животных следует тем же самым закономерностям, поскольку зависит от количества ресурсов в основании пищевой цепи, температуры и других условий.[ ...]

Биологическая продуктивность - общее количество органического вещества (биомассы), производимое популяцией или сообществом за единицу времени на единицу площади. При этом различают первичную биомассу, производимую в процессе фотосинтеза автотро-фами (зелеными растениями), и вторичную - биомассу, полученную гетеротрофами за единицу времени на единицу площади. Первичную продукцию разделяют на валовую (равную общему количеству продуктов фотосинтеза за определенный отрезок времени) и чистую (равную разности между валовой и той частью, которая использовалась на дыхание растений). У травянистых растений на дыхание используется 40-50%, а у деревьев - 70-80% валовой первичной продукции.[ ...]

Практически вся чистая первичная продукция Земли служит для поддержки жизни всех гетеротрофных организмов. Энергия, недоиспользованная консументами, запасается в их телах, гумусе почв и органических осадках водоемов. Питание людей большей частью обеспечивается сельскохозяйственными культурами, занимающими около 10% площади суши. Годовой прирост культурных растений равен примерно 16% от всей продуктивности суши, большая часть которой приходится на леса.[ ...]

Указывая более 100 лет назад на первичное, основное значение среды в формировании состава и продуктивности леса, Морозов Г.Ф. выступил как предвестник современной экологии и биологии в лесоводстве.[ ...]

Из строк 1а-б табл. 6.4 видно, что первичной продукции биомассы растений (выраженной в количестве углерода) в океане приблизительно вдвое меньше, чем на суше. Почти вся эта продукция относится к фитопланктону. Распределение биологической продуктивности океана по различным видам организмов приведено в табл. 6.6 (по данным Института океанологии АН СССР).[ ...]

На территории России в зонах достаточного увлажнения первичная продуктивность увеличивается с севера на юг, с увеличением притока тепла и продолжительности вегетационного периода (сезона). Годовой прирост растительности изменяется от 20 ц/га на побережье и островах Северного Ледовитого океана до более чем 200 ц/га в Краснодарском крае, на Черноморском побережье Кавказа (рис. 12.46).[ ...]

Устойчивость растительных сообществ может характеризоваться их первичной биологической продуктивностью (ПБП) - средней величиной нарастающей за год наземной и подземной органической массы, которая измеряется в сухой массе (ц/га). ГГБП зависит от ресурсов тепла и влаги, а также от характера почв, составляя в пределах России для арктической тундры 10 ц/га, для луговой степи 100-110 и для слабо обеспеченных влагой территорий (полупустыни) 7-10 ц/га.[ ...]

В почву поступают не только органические остатки отмерших растений (первичное органическое вещество), но и продукты их микробиологической трансформации, а также остатки животных (вторичное органическое вещество). Первичная продуктивность различных наземных экосистем неодинакова и лежит в пределах от 1-2 т/га в год сухого органического вещества (различные виды тундры) до 30- 35 т/га в год (влажные тропические леса) (см. табл. 3). В агроэкосистемах в почву поступает растительных остатков от 2-3 т/га в год (пропашные культуры) до 7-9 т/га в год (многолетние травы). Практически все органическое вещество почвы перерабатывают микроорганизмы и представители почвенной фауны. Конечными продуктами этой переработки являются минеральные соединения. Однако конкретные пути трансформации первичных органических соединений и образование различных по устойчивости и сложности органических продуктов, их участие на различных этапах трансформации в почвообразовании и питании растений во многом остаются неисследованными.[ ...]

Второй вид антропогенного влияния - обогащение водоема биогенными веществами - повышает продуктивность не только фитопланктона, но и других водных сообществ, до рыб включительно, и его следовало бы рассматривать как благоприятный с экономической точки зрения процесс. Однако во многих случаях стихийное антропогенное обогащение водоемов первичными питательными веществами происходит в таких масштабах, что водоем как экологическая система оказывается перегруженным биогенами. Следствием этого является чрезмерно бурное развитие фитопланктона («цветение» воды), при разложении которого выделяется сероводород или другие токсические вещества. Это приводит к гибели животного населения водоема и делает воду непригодной для питья.[ ...]

Все исследуемые БГЦ были определены в типологическом отношении, после чего провели их ординацию по градиенту продуктивности и фактору сукцессионного возраста. На дренированных экотопах было выделено 4 сукцессионных ряда с общей схемой: ивняки прирусловые - ■ пойменные типы леса (сосняки, березняки, дубняки, сероольша-ники) - ■ ельники пойменные -»■ ельники-кисличники (климакс). По каждому сукцессионному ряду на ЭВМ провели аппроксимацию и выравнивание значений первичной нетто-продукции Р, запасов живой фитомассы М и общего запаса биомассы В по ординате сукцессионного возраста (г). Рассчитав первую производную функций М и В по т, получили текущее изменение запасов живой фитомассы ДМ и всей биомассы ДВ. Затем для каждого десятилетия сукцессионного возраста рассчитали среднее значение годового опада и отпада фитомассы Ь по формуле А = Р - ДМ и затрат на гетеротрофное дыхание И/1 по формуле Я = = Р - ДВ. Величина Ь представляет собой диссипацию (рассеяние) запасов энергии автотрофного блока, а й/, - гетеротрофного блока БГЦ. Величина Ь характеризует, кроме того, входной поток химической энергии в гетеротрофный блок. После аппроксимации значений запасов в БГЦ мертвого органического вещества и биомассы деструкторов (детрита) - £детр, полученных из уравнения йдетр = В - М, по первой производной функции Д1Лр = /(г) рассчитали значения ДАде™ - текущего изменения запасов мертвой биомассы и деструкторов. Проверку на адекватность осуществляли путем сопоставления результатов со значениями, полученными из уравнения Д детр = £ - Я/г = ДВ - ДМ.[ ...]

Каждый биогеоценоз характеризуется видовым разнообразием, численностью и плотностью популяции каждого вида, биомассой и продуктивностью. Численность определяется поголовьем животных или количеством растений на данной территории (бассейн реки, акватория моря и пр.). Эта мера обилия популяции. Плотность характеризуется числом особей, приходящихся на единицу площади. Например, 800 деревьев на 1.га леса или количество человек, приходящихся на 1 км2. Первичной продуктивностью называется прирост биомассы растений за единицу времени на единице площади. Вторичной продуктивностью является биомасса, образованная гетеротрофными организмами за единицу времени на единице площади. Биомассой называется общая совокупность растительных и животных организмов, присутствующая в биогеоценозе в момент наблюдения.[ ...]

Одним из перспективных подходов в оценке состояния природной среды является контроль за биогенным круговоротом веществ и продуктивностью биоты. Состояние биогеоценоза, по Д.А. Криволуцкому и Е.А. Федорову (1984), объективно характеризуют такие показатели, как запас доступных растениям биогенных элементов (азота, фосфора); первичная и вторичная продуктивность экосистем. При длительном воздействии загрязняющих веществ даже в очень низких концентрациях возможные экологические последствия могут проявиться спустя длительное время. Для прогноза этих последствий и их своевременного предупреждения можно использовать такие чувствительные показатели, как количество пыльцы и семян, частота нарушений хромосом в клетках меристемы, фракционный состав белков растительных тканей.[ ...]

Как уже говорилось, общее количество вещества, образующееся при фотосинтезе за определенный отрезок времени, называется валовой первичной продукцией. Часть первичной продукции используется растениями в качестве источника энергии. Разница между валовой первичной продукцией и частью органического вещества, используемого растениями, называется чистой первичной продукцией, она доступна для потребления организмами более высоких трофических уровней. В табл. 17.1 приведены данные о продуктивности Северного моря. Суммарный общий улов рыбы содержит менее 0,1% величины энергии в валовой первичной продукции. Этот удивительный, на первый взгляд, факт объясняется большой потерей энергии на каждом уровне пищевой цепи и большим числом трофических уровней между первым трофическим уровнем и уровнем, продукция которого используется людьми, в данном случае рыбой. Отношение чистой первичной продукции к установленному запасу называется константой скорости обновления, которая показывает сколько раз в год происходит смена популяции.[ ...]

Процесс фотосинтеза - основной источник появления всех органических веществ в природных водах, их ассортимента и концентраций. Наибольшей продуктивностью характеризуется, как известно, фитопланктон, который наряду с лесами определяет содержание кислорода в атмосфере. Деструкция фитопланктона (детрит и продукты его разложения) является первым и главным источником органических веществ в природных водах. Не случайно поэтому, что в общем перечне подлежащих определению показателей вод важное место занимает измерение первичной продукции и деструкции и связанное с этим измерением определение числа клеток бактерий и фитопланктона. Очевидно, что величина первичной продукции и деструкции во многом обусловливает и величину независимо определяемой концентрации растворенного в воде кислорода. Второй источник органических веществ в природных водах - поверхностный и внутрипочвенный сток, содержащий продукты деструкции листьев деревьев и растительного покрова. Наглядной иллюстрацией значения этого источника могут служить высокоцветные левобережные притоки Волги, протекающие по торфяникам, а также высокое содержание органических веществ в талых водах паводков.[ ...]

Следует подчеркнуть, что в табл. 5 приведены обобщенные данные по «долговременным» переносам энергии, т. е. за год или за еще больший промежуток времени. В самое продуктивное время вегетационного периода, особенно в длинные летние дни на севере, в валовую продукцию может превращаться более 5% общего дневного поступления солнечной энергии и за сутки более 50% валовой продукции может перейти в чистую первичную продукцию (табл. 6). Но даже в самых благоприятных условиях столь высокая дневная продуктивность не может сохраняться весь год, и невозможно получать такие высокие урожаи на больших сельскохозяйственных площадях (сравните данные, приведенные в табл. 6, с цифрами в последней колонке табл. 11).[ ...]

Под биомассой понимают обычное количество организмов (по массе или объему) в 1 м3 или на 1 м2 площади. Количество биомассы, образовавшееся за определенное время, называют продуктивностью. В современную эпоху первичная продуктивность живых организмов определяется фотосинтезом автотрофных растений. Но в удержании и преобразовании энергетических ресурсов, создаваемых автотрофными растениями, участвует все живое вещество планеты. Общая масса живого вещества Земли, по расчетам В. И. Вернадского, исчисляется сотнями биллионов тонн и включают 500 тыс. видов растений и около 2 млн. видов животных.[ ...]

В смешанных и широколиственных лесах большой запас органического вещества, в котором живая биомасса составляет около 45 % (90 % растений). Леса обладают высоким плодородием почвы. Величина первичной продуктивности фитомассы весьма значительна, широколиственные леса способны эффективно поддерживать кислородный режим.[ ...]

Приведены основные требования к процессам заканчи-вания скважин, изложены технология и техника вскрытия, крепления, испытания освоения скважин. Описаны свойства буровых и цементных растворов, материалов и химических реагентов применительно к первичному и вторичному вскрытию продуктивных пластов. Освещены способы вызова притока и исследования скважин, методы воздействия на призабойную зону. Изложены методы оценки качества вскрытия, крепления, испытания и освоения скважин. Особое внимание уделено вопросам сохранения коллекторских свойств продуктивных объектов.[ ...]

Вход системы - поток солнечной энергии. Большая часть ее рассеивается в виде теплоты. Часть энергии, эффективно поглощенная растениями, преобразуется при фотосинтезе в энергию химических связей углеводов и других органических веществ. Это - валовая первичная продукция экосистемы. Часть энергии теряется в процессе дыхания растений, а часть используется в других биохимических процессах в растении и в конечном счете также рассеивается в виде тепла. Оставшаяся часть новообразованных органических веществ обусловливает прирост биомассы растений - чистую первичную продуктивность экосистемы.[ ...]

За миллиарды лет эволюции природа выработала наиболее эффективные способы восстановления действия принципа Ле Шателье в кратчайшие сроки. Решающую роль в этом процессе шрают девственные территории с неискаженной биотой, характеризующиеся полной замкнутостью круговорота веществ и высокой продуктивностью. Поэтому для сокращения антропогенного возмущения и восстановления дейс твия принципа Ле Шателье в биосфере необходимо уже сейчас прекратить расширение хозяйственной деятельности в глобальных масштабах и прекратить освоение все еще не искаженных цивилизацией естественных участков биосферы, которые должны стать реальными источниками восстановления биосферы. Наиболее продуктивными сообществами континентов являются леса и болота, среди которых максимальную продуктивность имеют тропические сооощсства. Продуктивность этих сообществ в 4 раза превосходит продуктивность соответствующих сообществ умеренных зон. Поэтому, с точки зрения эффективности компенсации возмущений внешней среды, в соответствии с принципом Ле Шателье, единица площади девственных тропических лесов и болот эквивалентна четырем единицам площади, занятой лесами и болотами в умеренной зоне. Вторичный лес, вырастающий на вырубках, обладает примерно в тысячу раз худшей замкнутостью круговорота веществ и способностью компенсации возмущений внешней среды, че!М девственные леса и болота. Только примерно через 300 лет после вырубки процесс восстановления заканчивается и лес переходит в первоначальное невозмущенное состояние. Периодические вырубки леса, происходящие сейчас в среднем через 50 лет по мере образования экономически пригодной для вырубки древесины, обрывают процесс восстановления первичного леса с замкнутым круговоротом веществ и способностью компенсации возмущений внешней соеды.[ ...]

Есть расчеты, показывающие, что 1 га некоторого леса воспринимает ежегодно в среднем 2,1 109 кДж энергии Солнца. Однако, если все запасенное за год растительное вещество сжечь, то в результате мы получим всего 1,1 106 кДж, что составляет менее 0,5 % от поступившей энергии. Это значит, что фактическая продуктивность фотосинтетиков (зеленых растений), или первичная продуктивность, не превышает 0,5 %. Вторичная продуктивность исключительно низка: при передаче от каждого предыдущего звена трофической цепи к последующему теряется 90-99 % энергии. Если, например, на 1 м2 поверхности почвы растениями создано за сутки количество вещества, эквивалентное примерно 84 кДж, то продукция первичных консументов составит 8,4 кДж, а вторичных - не превысит 0,8 кДж. Есть конкретные расчеты, что для образования 1 кг говядины, например, необходимо 70-90 кг свежей травы.[ ...]

Солнечная энергия может переводиться в энергию органического вещества с КПД, близким к единице. Однако наблюдаемый КПД фотосинтеза существенно ниже этой величины. Причина такого положения объясняется тем, чго в природных экосистемах эффективность фотосинтеза лраничивается другими факторами. Так, в океане первичная продуктивность лимитируется концентрациями азота и фосфора, которые не могут быть увеличены биотой. Ка суше же продуктивность растений лимитируется влагой, запасы которой лишь в определенных пределах регулируются биотой.[ ...]

По-видимому, наиболее рациональным способом контроля численности является территориальность животных. Каждая территория принадлежит только одной самовоспроизводящейся особи, которая охраняет ее от всех конкурентов (путем звуковых сигналов, через пахучие метки и т.д.). Размеры территории и возможная корреляция их с первичной продуктивностью закрепляется генетически.[ ...]

Развитие стратификации в общем вызывает утечку кислорода из гиполимниона, следствием чего может стать образование анаэробных придонных вод, неспособных к окислению донных осадков. В таких услових может сохраниться большое количество органики. Поверхностные воды стратифицированных озер обычно обеднены фосфором и азотом из-за вхождения этих элементов в ткани планктонных организмов, которые тонут и аккумулируются ниже термоклина. Такой вынос нутриентов из поверхностных вод сильно отражается на их первичной продуктивности. Первичная продуктивность озера Киву, которое имеет хорошо выраженный постоянный термоклин, составляет всего одну четверть этого параметра для озер Эдуард или Мобуту-Сесе-Секо в Восточной Африке, которые характеризуются приблизительно такими же размерами и близким химическим составом, но менее резко стратифицированы .

Разделы