Productivitatea principalelor tipuri de biomi naturali. Productivitatea ecosistemului

Productivitatea ecosistemului- aceasta este acumularea de materie organică de către un ecosistem în cursul vieții sale. Productivitatea unui ecosistem este măsurată prin cantitatea de materie organică creată pe unitatea de timp pe unitatea de suprafață.

Există diferite niveluri de producție la care sunt create produsele primare și secundare. Se numește masa organică creată de producători pe unitatea de timp produse primare, și creșterea pe unitatea de timp a masei consumatorilor - produse secundare.

Producția primară este împărțită în două niveluri - producția brută și producția netă. Producția primară brută este masa totală de materie organică brută creată de o plantă pe unitatea de timp la o rată dată de fotosinteză, inclusiv costurile de respirație.

Plantele cheltuiesc pentru a respira între 40 și 70% din producția brută. Algele planctonice cheltuiesc cel mai puțin din ea - aproximativ 40% din toată energia utilizată. Acea parte din producția brută care nu este cheltuită „pentru respirație” se numește producție primară netă, reprezintă valoarea creșterii plantelor și este acest produs care este consumat de consumatori și descompozitori.

Producția secundară nu mai este împărțită în brută și netă, deoarece consumatorii și descompozitorii, adică. toți heterotrofei își măresc masa datorită producției primare, adică. folosind produse create anterior.

Producția secundară se calculează separat pentru fiecare nivel trofic, deoarece se formează datorită energiei provenite de la nivelul anterior.

Toate componentele vii ale ecosistemului - producători, consumatori și descompunetori - alcătuiesc biomasa totala (greutate in viu) comunitatea ca întreg sau părțile sale individuale, anumite grupuri de organisme. Biomasa este de obicei exprimată în termeni de greutate umedă și uscată, dar poate fi exprimată și în unități de energie - în calorii, jouli etc., ceea ce face posibilă dezvăluirea relației dintre cantitatea de energie primită și, de exemplu, media biomasa.

După valoarea productivității biologice, ecosistemele sunt împărțite în 4 clase:

1) ecosisteme de productivitate foarte mare - >2 kg/m2 0 pe an (păduri tropicale, recife de corali);

2) ecosisteme de mare productivitate - 1-2 kg/m2 pe an (păduri de tei-stejar, desișuri de coastă de coadă sau stuf pe lacuri, culturi de porumb și ierburi perene în timpul irigațiilor și aplicării de doze mari de îngrășăminte);

3) ecosisteme de productivitate moderată - 0,25-1 kg/m2 pe an (păduri de pin și mesteacăn, pajiști și stepe de fân, lacuri acoperite cu plante acvatice);

4) ecosisteme de productivitate scăzută -< 0,25 кг/м2 в год (пустыни, тундра, горные степи, большая часть морских экосистем). Средняя биологическая продуктивность экосистем на планете равна 0,3 кг/м2 в год.

1. Clasificarea și trăsăturile ecosistemelor (Biome: stepe (chapparals, garrigs, spinalis), deșerturi, tundră, jungle, păduri de conifere, zone marine (upwelling, recife de corali, outwelling) și de apă dulce (lotice: rifts, reaches) lentic (lacuri și lor). stratificare ) ecosisteme).

La clasificarea ecosistemelor terestre, se obișnuiește să se utilizeze semne ale comunităților de plante și semne climatice, de exemplu, pădure de conifere, pădure tropicală, deșert rece etc.

Gariga, sau harrigue(fr. gariga si bou. Garriga) - desișuri rare de arbuști veșnic verzi cu creștere joasă, în principal stejar arbust ( Quercus dumosa) și palmele de camerop ( Chamaerops). Poate fi și cimbru ( timus), rozmarin ( Rosmarinus), toc ( Genista) și alte plante. Se găsește în Mediterana, într-un climat mai puțin uscat decât freegana, pe versanți stâncoși, pe locul pădurilor de stejari reduse prin suprapășunat și ardere.

Chaparral (chaparral, chaparrel, chaparral, Spaniolă chaparral, din chaparro- tufișuri de stejar) - un tip de vegetație subtropicală de arbuști cu frunze tari. Distribuit într-o fâșie îngustă de pe coasta Pacificului din California și în nordul Țărilor înalte mexicane, la o altitudine de 600-2400 m.

Biomi similari se găsesc în alte patru regiuni cu climă mediteraneană din întreaga lume, inclusiv în Bazinul Mediteranei (unde este cunoscut sub numele de maquis, maquis, maquis), centrul Chile (unde se numește Matorral), regiunea Cape din Africa de Sud (Cape of Good Hope) (cunoscut acolo ca fynbosh) și în sud-estul și sud-vestul Australiei.

Absența copacilor nu este legată de activitatea umană, deși un număr de cercetători consideră chaparral, ca și maquis, ca o etapă în degradarea pădurilor veșnic verzi de stejar. Desișurile de chaparral ating o înălțime de 3-4 m.

Cel mai tipic pentru chaparral este adenostomia (Adenostoma fasciculatus), care formează standuri naturale pure. Desișurile de stejari veșnic verzi, ursul (18 specii), reprezentanți ai genurilor sumac, ceanotus (25 specii) și altele sunt răspândite. La marginea superioară a chaparralului crește proporția speciilor de foioase de stejar, umbră și cercis.

Un deșert este o zonă în care evaporarea depășește cantitatea de precipitații, iar nivelul acestora este mai mic de 250 mm/an. În astfel de condiții, crește vegetația rară, rară și de obicei pipernicită. Predominanța vremii senine și vegetația rară contribuie la pierderea rapidă a căldurii pe timp de noapte, acumulată de sol în timpul zilei. Deșertul se caracterizează printr-o diferență semnificativă între temperaturile de zi și de noapte. Ecosistemele deșertice ocupă aproximativ 16% din suprafața terestră și sunt situate în aproape toate latitudinile Pământului.

Deserturi tropicale. Acestea sunt deșerturi precum Sahara de Sud, care reprezintă aproximativ 20% din suprafața totală a deșertului. Temperatura acolo este ridicată pe tot parcursul anului, iar cantitatea de precipitații este minimă.

Deșerturi de latitudini temperate. Deșerturile precum deșertul Mojave din sudul Californiei se confruntă cu temperaturi ridicate în timpul zilei vara și temperaturi scăzute iarna.

Deserturi reci. Se caracterizează prin temperaturi foarte scăzute iarna și temperaturi medii vara.

Plantele și animalele din toate deșerturile sunt adaptate pentru a capta și stoca umiditatea redusă.

Creșterea lentă a plantelor și diversitatea scăzută a speciilor fac deșerturile foarte vulnerabile. Distrugerea vegetației ca urmare a pășunatului sau a condusului în teren duce la faptul că este nevoie de decenii pentru a restabili ceea ce s-a pierdut.

ecosisteme ierboase

Ecosisteme ierboase tropicale sau savane.

Astfel de ecosisteme sunt tipice zonelor cu temperaturi medii ridicate, două sezoane lungi și secetoase și precipitații abundente în restul anului. Ele formează benzi largi de ambele părți ale ecuatorului. Unii dintre acești biomi sunt spații deschise acoperite doar de vegetație erbacee.

Ecosisteme ierboase de latitudini temperate. Se găsesc în interiorul continentelor, în principal în America de Nord și de Sud, Europa și Asia. Principalele tipuri de comunități ierboase din zona temperată sunt preriile cu iarbă înaltă și scurtă din SUA și Canada, pampas din America de Sud, veldurile din Africa de Sud și stepele din Europa Centrală până în Siberia. În aceste ecosisteme (biomi), vânturile bat aproape constant, contribuind la evaporarea umidității. Rețeaua densă de rădăcini a plantelor erbacee oferă stabilitate solului până când începe să fie arat.

Ecosisteme ierboase polare sau tundra arctică.

Ele sunt situate în zone adiacente deșerților de gheață arctici. În cea mai mare parte a anului, tundra este sub influența vântului răcoros și este acoperită cu zăpadă și gheață. Iernile aici sunt foarte reci și întunecate. Sunt puține precipitații și cad în principal sub formă de zăpadă.

Descompunerea lentă a materiei organice, grosimea scăzută a solului și ratele scăzute de creștere a vegetației fac din tundra arctică unul dintre cele mai vulnerabile sisteme ecologice din lume.

Ecosisteme forestiere.

Păduri tropicale umede. Aceste păduri sunt situate într-un număr de regiuni ecuatoriale. Se caracterizează prin temperaturi medii anuale moderat ridicate, care variază puțin în timpul zilei și anotimpurilor, precum și prin umiditate semnificativă și precipitații aproape zilnice. Acești biomi sunt dominați de copaci veșnic verzi, păstrându-și majoritatea frunzelor sau acelor pe tot parcursul anului, permițând fotosinteza continuă pe tot parcursul anului.

Deoarece condițiile climatice din pădurile tropicale sunt practic neschimbate, umiditatea și căldura nu au o valoare limită, ca în alte ecosisteme. Principalul factor limitator este conținutul de nutrienți din solurile adesea sărace în materie organică.

Păduri de foioase de latitudini temperate. Ele cresc în zone cu temperaturi medii scăzute, care variază foarte mult în funcție de anotimp. Iernile aici nu sunt foarte severe, perioada de vară este lungă, precipitațiile cad uniform pe tot parcursul anului. În comparație cu pădurile tropicale, pădurile temperate se recuperează rapid după defrișare și, prin urmare, sunt mai rezistente la perturbările umane.

Păduri de conifere nordice. Aceste păduri, numite și boreale sau taiga, sunt comune în regiunile climatului subarctic. Iernile aici sunt lungi și uscate, cu ore scurte de lumină și zăpadă mică. Condițiile de temperatură variază de la rece la extrem de rece. O parte semnificativă a lemnului comercial este extrasă în taiga, iar comerțul cu blănuri este de mare importanță.

Productivitatea ecosistemului. În fiecare ecosistem, o parte din energia care intră în rețeaua trofică nu se disipează, ci se acumulează sub formă de compuși organici. Producția non-stop de materie vie (biomasă) este unul dintre procesele fundamentale ale biosferei.[ ...]

PRODUCTIVITATEA PEISAJULUI - capacitatea unui peisaj de a produce produse biologice. Vezi Productivitatea biologică a unui ecosistem.[ ...]

Productivitatea unui ecosistem este rata de formare a unei substanțe biologice (biomasă) pe unitatea de timp.[ ...]

Un ecosistem tânăr, productiv este foarte vulnerabil datorită compoziției monotipice a speciilor, deoarece, ca urmare a unui fel de dezastru ecologic, de exemplu, o secetă, nu mai poate fi restabilit din cauza distrugerii genotipului. Dar pentru viața omenirii, ele (ecosistemele) sunt necesare, așa că sarcina noastră este să menținem un echilibru între antropice simplificată și vecină mai complexă, cu cel mai bogat bazin genetic, ecosisteme naturale de care depind.[ ...]

Productivitatea primară a unui ecosistem, a unei comunități sau a oricărei părți a acestora este definită ca rata la care energia solară este absorbită de organismele producătoare (în principal plante verzi) în timpul fotosintezei sau sintezei chimice (chimioproducători). Această energie se materializează sub formă de substanțe organice ale producătorilor de țesuturi.[ ...]

Starea ecosistemului - numărul și raportul de organisme - este controlată și determinată de fluxul de energie furnizat de productivitatea sa primară: cu cât productivitatea este mai mare, cu atât partea biotică a ecosistemului este mai semnificativă. După cum s-a arătat, produsul existenței unui ecosistem depinde de fluxul de energie solară primit de sistem. Cu toate acestea, acesta nu este singurul factor care determină productivitatea. Deteriorarea fertilității solului duce inevitabil la o scădere a potențialului energetic al mediului și la degradarea acestuia din urmă (desertificarea teritoriului).[ ...]

17.1

Productivitatea biologică a unui ecosistem este rata de creare a biomasei în ele, adică. greutatea corporală a organismelor vii. Dimensiunea productivității - masă/zonă de timp (volum).[ ...]

Puterea biotei unui ecosistem este determinată de producția acestuia, exprimată în unități de energie. Rata cu care plantele asimilează energia luminii solare și acumulează materie organică în timpul fotosintezei constituie productivitatea biologică a ecosistemului, a cărei diferență este exprimată ca energie/zonă, timp sau masă/zonă, timp. Nu toate substanțele organice sintetizate în timpul fotosintezei sunt incluse în biomasa vegetală; nu toate merg pentru a crește dimensiunea și numărul de plante. Unele dintre ele trebuie descompuse de plantele înseși în procesul de respirație pentru a elibera energia necesară biosintezei și menținerii funcțiilor vitale ale plantelor înseși. În consecință, producția biologică netă primară a ecosistemului Pp va fi egală cu producția totală brută de plante a ecosistemului Pb minus pierderile de respirație ale plantelor în sine Pd, adică[ ...]

Din Tabel. 1.3 arată clar că ecosistemele terestre sunt cele mai productive. Deși suprafața terestră este jumătate din cea a oceanelor, ecosistemele sale au o producție primară anuală de carbon de peste două ori mai mare decât cea a Oceanului Mondial (52,8 miliarde de tone, respectiv 24,8 miliarde de tone), cu o productivitate relativă a ecosistemelor terestre de 7 ori mai mare decât productivitatea ecosistemelor oceanice. De aici, în special, rezultă că speranța că dezvoltarea deplină a resurselor biologice ale oceanului va permite omenirii să rezolve problema alimentației nu sunt foarte bine întemeiate. Aparent, oportunitățile în această zonă sunt mici - chiar și acum nivelul de exploatare a multor populații de pești, cetacee, pinipede este aproape de critic, pentru multe nevertebrate comerciale - moluște, crustacee și altele, din cauza scăderii semnificative a numărului acestora în populațiilor naturale, a devenit profitabilă din punct de vedere economic creșterea acestora în ferme marine specializate, dezvoltarea mariculturii. Situația este aproximativ aceeași cu algele comestibile, precum algele (algele marine) și fucusul, precum și cu algele folosite în industrie pentru obținerea agar-agarului și a multor alte substanțe valoroase.[ ...]

În prezent, este general acceptat că, cu cât numărul de specii dintr-un ecosistem este mai mare, cu atât este mai mare capacitatea comunității de a se adapta la condițiile de existență în schimbare (de exemplu, schimbări climatice pe termen scurt sau lung, precum și alte factori). În cursul dezvoltării evolutive a ecosistemelor, speciile dominante s-au schimbat de multe ori. Adesea, cele mai comune specii nu au putut rezista la schimbările în acțiunea unuia sau altuia factor de mediu, în timp ce speciile rare s-au dovedit a fi mai rezistente și au câștigat un avantaj (de exemplu, dispariția reptilelor mari și dezvoltarea mamiferelor la sfârşitul Cretacicului). Productivitatea ecosistemului este astfel menținută și chiar crescută.[ ...]

Zonele umede îmbogățite cu nutrienți sunt cele mai productive ecosisteme și găzduiesc stoluri de vânat acvatic și multe alte animale. Suprafața totală a mlaștinilor și a terenurilor îmbibate cu apă de pe planetă este de aproximativ 3 milioane km2. Cele mai multe mlaștini din America de Sud (aproape jumătate) și Eurasia, foarte puține - în Australia. Zonele umede și zonele umede există în toate zonele geografice, dar există mai ales multe dintre ele în taiga. În țara noastră, mlaștinile ocupă aproximativ 9,5% din teritoriu, iar turbăriile au o valoare deosebită, acumulând rezerve importante de căldură.[ ...]

Diferite sisteme ecologice sunt caracterizate de productivitate diferită, care ar trebui luată în considerare la dezvoltarea anumitor teritorii, de exemplu, pentru uz agricol. Productivitatea unui ecosistem depinde de o serie de factori, în primul rând de furnizarea de căldură și umiditate datorită condițiilor climatice (Tabelele 2.3 și 2.4). Cele mai productive sunt ecosistemele estuarelor de mică adâncime.[ ...]

Avantajele obiective ale acestei metode sunt determinate de faptul că funcționarea oricărui ecosistem este susținută inițial de un flux continuu de energie prin componentele sale, iar intensitatea acestui flux determină dinamica și productivitatea ecosistemului. Fără excepție, toate fluxurile materiale de producție și alte activități umane sunt întotdeauna asociate cu fluxurile de energie și au una sau alta intensitate energetică. Fluxurile de energie naturale și create de om pot fi întotdeauna cuantificate. Intensitatea fluxurilor de energie, datorită legăturii lor cu factorii fizici și geografici și a nivelului de dezvoltare economică, poate fi întotdeauna prevăzută cu mare fiabilitate. Schimbul de energie în ecosisteme (împreună cu circulația materiei) este unul dintre principalii factori în sustenabilitatea ecosistemelor și a potențialului lor de auto-recuperare.[ ...]

Cât de regulat este ciclul orice element, inclusiv carbonul, depinde de productivitatea ecosistemului, care este importantă pentru agricultură și silvicultură. Intervenția umană perturbă procesele ciclului. Defrișările și arderea combustibilului afectează ciclul carbonului.[ ...]

În tabel. Figura 9 arată că estuarele ca clasă de habitat sunt la egalitate cu ecosistemele productive naturale precum pădurile tropicale tropicale și recifele de corali. Estuarele tind să fie mai productive decât marea, pe de o parte, și bazinele de apă dulce, pe de altă parte. Acum putem reuni din nou cauzele productivității ridicate (vezi Yu. Odum, 1961; Schelske și Yu. Odum, 1961).[ ...]

Zakbn MAXIM [lat. maxim] - o modificare cantitativă a condițiilor de mediu nu poate crește productivitatea biologică a ecosistemului și productivitatea economică a sistemului agricol peste limitele material-energetice determinate de proprietățile evolutive ale obiectelor biologice și ale comunităților acestora.[ ...]

Fotoautotrofele (plantele) alcătuiesc cea mai mare parte a biotei și sunt pe deplin responsabili pentru formarea întregii noi materii organice din ecosistem, de exemplu. sunt producătorii primari de produse – producători de ecosisteme. Noua biomasă de materie organică sintetizată de autotrofe este producția primară, iar rata de formare a acesteia este productivitatea biologică a ecosistemului. Autotrofele formează primul nivel trofic al oricărui ecosistem complet.[ ...]

Cuvântul cheie din definițiile de mai sus este aroganță. Este întotdeauna necesar să se țină cont de elementul de timp, adică ar trebui să vorbim despre cantitatea de energie fixată pentru un anumit timp. Astfel, productivitatea biologică este diferită de „randament” din chimie sau industrie. În ultimele două cazuri, procesul se încheie cu apariția unei anumite cantități dintr-unul sau altul produs, dar în comunitățile biologice procesul este continuu în timp, de aceea este imperativ să se raporteze produsul la unitatea de timp aleasă (de exemplu , pentru a vorbi despre cantitatea de alimente produsă pe zi sau pe an). În general, productivitatea unui ecosistem vorbește despre „bogăția” acestuia. O comunitate bogată sau productivă poate avea mai multe organisme decât una mai puțin productivă, dar uneori nu este cazul dacă organismele dintr-o comunitate productivă sunt îndepărtate sau „întoarce” mai repede. Astfel, pe o pășune bogată mâncată de vite, recolta de iarbă pe viță de vie va fi evident mult mai mică decât pe o pășune mai puțin productivă, la care nu au fost alungate animale în perioada de măsurare. Biomasa disponibilă sau recolta în picioare pentru un anumit timp nu trebuie confundată cu productivitatea. Studenții la ecologie le confundă adesea pe cele două. Productivitatea primară a unui sistem sau producția unei componente a unei populații nu poate fi determinată de obicei prin simpla numărare și cântărire (adică „recensământ”) a organismelor disponibile, deși estimări adevărate ale productivității primare nete pot fi obținute din datele privind randamentul în picioare. dacă dimensiunea organismelor este mare și materia vie a fost de ceva timp se acumulează fără a fi consumată (un exemplu este culturile agricole).[ ...]

Diferența de impact al celor două tipuri principale de poluare asupra sistemului energetic este prezentată în FIG. 216. Când aportul crește la un nivel critic, apar adesea fluctuații ascuțite (de exemplu, în înflorirea algelor), iar o creștere suplimentară a aportului acestor poluanți duce la stres - sistemul este otrăvit în esență de „excesul de mărfuri” . Viteza cu care se poate produce trecerea de la bine la rău în absența unui control adecvat face mai dificilă recunoașterea poluării și acționarea asupra acesteia (acest lucru se vede din cât de abruptă/coboară curba). În ce măsură este aplicabil acest model, vom arăta în Cap. 21.[ ...]

Dezvoltarea rezervelor de petrol și gaze a avut un efect extrem de dăunător asupra naturii Siberiei de Vest. Acolo s-a creat un fel de deșert: odată cu epuizarea resurselor minerale, nu au mai rămas beneficii naturale, ci doar pământ stricat. Necesită resuscitare în ecosisteme productive. Astfel de căi fie sunt cunoscute, fie trebuie găsite. În general, programele specifice pentru refacerea potențialului resurselor naturale și căutarea unor noi modalități de a folosi natura fără a o distruge sunt destul de promițătoare.[ ...]

Astfel, criteriul propus pentru impactul noocenozei asupra ecosistemului, propus pentru prima dată, face posibilă exprimarea acestui impact ca indicator numeric adimensional și, prin valoarea sa, caracterizarea gradului de impact al activității economice umane asupra productivitatea ecosistemului. Criteriul impactului noocenozei asupra ecosistemului face posibilă evaluarea productivității acestuia în funcție de influența întreprinderilor, a societății umane, a produselor muncii sale și a deșeurilor periculoase, ca și în funcționarea noocenozelor. și în planificarea dezvoltării lor, precum și în modificarea intenționată a piramidelor ecologice în planificarea și alegerea unei strategii pentru activitatea economică.[ ...]

Intrarea sistemului este fluxul de energie solară. Cea mai mare parte este disipată sub formă de căldură. O parte din energia absorbită eficient de plante este transformată în timpul fotosintezei în energia legăturilor chimice ale carbohidraților și ale altor substanțe organice. Aceasta este producția primară brută a ecosistemului. O parte din energie se pierde în timpul respirației plantei, iar o parte este utilizată în alte procese biochimice din plantă și, în cele din urmă, este disipată și sub formă de căldură. Partea rămasă din materia organică nou formată determină creșterea biomasei vegetale - productivitatea primară netă a ecosistemului.[ ...]

Fluxul total de energie care caracterizează un ecosistem constă din radiația solară și radiația termică cu undă lungă primită de la corpurile din apropiere. Ambele tipuri de radiații determină condițiile climatice ale mediului (temperatura, rata de evaporare a apei, mișcarea aerului etc.), dar fotosinteza, care furnizează energie componentelor vii ale ecosistemului, utilizează doar o mică parte din energia radiatie solara. Datorită acestei energii, se creează produsele principale sau primare ale ecosistemului. Prin urmare, productivitatea primară a unui ecosistem este definită ca rata la care energia radiantă este utilizată de către producători în procesul de fotosinteză, acumulându-se sub formă de legături chimice ale substanțelor organice. Productivitatea primară P este exprimată în unități de masă, energie sau unități echivalente pe unitatea de timp.[ ...]

Cel mai important indicator în determinarea sarcinilor limitatoare asupra mediului este conceptul de calitate a mediului. Calitatea mediului este un set de parametri care satisfac condițiile de existență umană (nisa ecologică) și condițiile de existență a societății umane. Productivitatea biologică a unui ecosistem, raportul dintre specii, starea sistemelor trofice etc. pot fi folosite ca criterii pentru calitatea mediului În SUA, calitatea mediului este caracterizată printr-un sistem de puncte speciale. Suma punctelor dintr-o anumită regiune determină calitatea mediului.[ ...]

Succesiunea ecologică este o schimbare succesivă a ecosistemelor cu o schimbare treptată direcționată a condițiilor de mediu, de exemplu, cu creșterea (sau scăderea) a umidității sau a bogăției solului, odată cu schimbările climatice etc. În acest caz, echilibrul ecologic pare să „alunece”: în paralel (sau cu o oarecare întârziere) cu modificările condițiilor de mediu, compoziția organismelor vii și productivitatea ecosistemului se modifică, rolul unor specii scade treptat, în timp ce altele cresc, diferite specii părăsesc ecosistemul sau, dimpotrivă, îl reînnoiesc. Succesiunile pot fi cauzate de factori interni și externi (în relație cu ecosistemul), decurg foarte repede sau pot dura de secole. Dacă schimbarea mediului este bruscă (incendiu, scurgerea unei cantități mari de ulei, trecerea vehiculelor cu roți în tundra), atunci echilibrul ecologic va fi distrus.[ ...]

Atunci când apa este deviată din râuri, mlaștinile de-a lungul canalelor lor se usucă fără a fi alimentate de inundații, ceea ce duce, de asemenea, la dispariția multor specii de plante și animale. Mlaștinile din natură joacă un rol important în purificarea apei care se infiltrează prin grosimea lor în apele subterane. Mlaștinile sunt regulatoare ale debitului râului; ele hrănesc izvoarele și râurile. În plus, zonele umede îmbogățite cu nutrienți sunt cele mai productive ecosisteme și servesc drept habitate pentru multe animale sălbatice.[ ...]

S.S. Schwartz scrie: „Catastrofele climatice, care, însă, nu depășesc secole de fluctuații, pot reduce numărul mamiferelor mici de zeci și sute de mii de ori, dar după 2-3 sezoane de reproducere, animalele își restabilesc din nou propriile lor. . abundenta la optim. Scăderea aparent nesemnificativă a numărului de animale cauzată de influențele antropice duce adesea la dispariția în masă a speciei. Conservarea sau reconstrucția unui ecosistem destul de complex, multispecie și productiv la scară regională necesită o analiză științifică profundă și aprofundată a ecosistemului regional, ceea ce, din păcate, nu este întotdeauna posibil la nivelul actual de dezvoltare ecologică. Cu toate acestea, următoarea teză pare a fi corectă: în ciuda complexității, costului ridicat și duratei dezvoltărilor ecologice, acestea ar trebui să precedă orice activitate economică care poate provoca schimbări ecologice la scară regională.[ ...]

Potrivit lui A. N. Tetior, B. este cheia rezolvării problemei restabilirii echilibrului ecologic în mediul urban. BIOPOL, câmp biologic - un câmp care are impact asupra organismelor vii. Natura acestui efect nu este clară; se manifestă sub formă de procese electromagnetice şi bioenergetice. BIOPOLITICA - o politică bazată pe recunoașterea inegalității raselor. B. este adesea o justificare pentru acte politice agresive sau chiar militare. Vezi rasism. BIOPRODUCTIVITATEA ECOSISTEMULUI - vezi Productivitatea biologică a ecosistemului. BIODIVERSITATE - vezi Diversitate biologica.[ ...]

Organismele producătoare sunt autotrofe - vegetația de coastă, plantele plutitoare acvatice pluricelulare și unicelulare (fitoplancton), care trăiesc până la adâncimi în care încă pătrunde lumina. Datorită energiei furnizate prin intrare, organismele producătoare sintetizează materia organică din apă și dioxid de carbon în procesul de fotosinteză. Principalul indicator al puterii unui ecosistem este productivitatea acestuia, care este înțeleasă ca masa de materie organică din corpurile organismelor producătoare. Productivitatea unui ecosistem depinde de cantitatea de lumină, apă, bogăția solului sau a apei în compuși organici și minerali.[ ...]

În condițiile unei reconstrucții semnificative a sistemelor de apă - un debit complet reglat al multor râuri, crearea unei rețele de diferite rezervoare, utilizarea unui număr mare de rezervoare ca rezervoare de răcire pentru instalațiile energetice, eutrofizarea intensivă a multor ape interioare. corpuri, devierea debitului multor râuri de la nord la sud - este necesară o abordare complet diferită pentru soluționarea problemei creșterii reproducerii resurselor piscicole. Pentru aceasta, aparent, doar o cunoaștere detaliată a ecologiei reproducerii și dezvoltării speciilor de pești valoroase încă nu este suficientă, dar este necesar să înveți cum să formezi artificial ecosisteme productive, atrăgând în aceste scopuri chiar și obiecte de reproducere (crescul de pești). care sunt departe de a fi tradiționale pentru țara noastră. Dacă putem afla procesele complexe asociate cu gradul de stabilitate și variabilitate a sistemelor biologice (organism, populație, ecosisteme), pe baza unei analize detaliate și unilaterale a cineticii proceselor care au loc la diferite niveluri ale biosistemelor, și deplasăm de la o simplă formă de exploatare a resurselor piscicole din corpurile de apă până la managementul ecosistemelor de productivitate a apei, vom putea nu numai să prevedem și să prevenim modificări ale faunei piscicole care ne sunt nedorite, ci și să creștem productivitatea acestora.[ . ..]

Monitorizarea biologică se bazează pe observarea parametrilor de mediu la o rețea de puncte de control și este de natură locală. Monitorizarea geosistemului folosește nu numai datele obținute prin monitorizare biologică, ci și un sistem de zone cheie speciale (de testare) și are un caracter regional. Aceste zone cheie sunt denumite în mod obișnuit situri de testare naturale (geoecologice), unde sunt stabilite teste geosistemului: MPC (concentrații maxime admise), ESSPS (capacitate naturală de auto-purificare a mediului natural), EVB (bilanț energie-material), BPE (productivitatea biologică a ecosistemului) și etc. În fiecare zonă naturală se recomandă să existe câte un poligon.[ ...]

Originea geografică a speciilor de stepă are o importanță ecologică deosebită. Reprezentanții genurilor de origine nordică, precum Sira, A gorugop și Roa, își reiau creșterea la începutul primăverii, ating dezvoltarea maximă la sfârșitul primăverii sau începutul verii (când semințele sunt coapte), iar pe vreme caldă par să cadă într-un „somn pe jumătate”; toamna cresterea lor se reia si raman verzi in ciuda gerului. Reprezentanții genurilor de origine sudică, precum Anci-gorodop, Bismoe și Bieloia, reiau creșterea la sfârșitul primăverii, cresc continuu toată vara, ating biomasa maximă până la sfârșitul verii sau toamna și nu cresc în restul timpul. În ceea ce privește productivitatea anuală a ecosistemului, un amestec de cereale nordice și sudice este în general favorabil, mai ales că precipitațiile pot fi abundente primăvara sau toamna în unii ani și la mijlocul verii în alți ani. Înlocuirea unor astfel de amestecuri adaptate cu „monoculturi” duce la fluctuații ale productivității (un alt fapt ecologic simplu pe care nici măcar agronomii nu îl înțeleg!).[ ...]

Palas joacă un rol deosebit de important în pădurile și regiunile de stepă din zonele temperate și în regiunile tropicale cu sezon uscat. În multe zone din vestul sau sud-estul Statelor Unite, este dificil să găsești o zonă mai mult sau mai puțin mare care să nu fi avut un incendiu în ultimii 50 de ani. Cea mai frecventă cauză naturală a unui incendiu este un fulger. Indienii din America de Nord au ars în mod deliberat pădurile și prerii. Astfel, focul a fost un factor limitator cu mult înainte ca omul să înceapă să schimbe drastic mediul. Din nefericire, printr-un comportament nepăsător, omul modern a intensificat adesea efectul focului într-o asemenea măsură încât distruge sau dăunează mediului foarte productiv pe care dorea să-l mențină. Cu toate acestea, protecția absolută împotriva incendiilor nu duce întotdeauna la scopul dorit, adică la o creștere a productivității ecosistemului. Așadar, a devenit clar că focul ar trebui considerat ca un factor ecologic alături de temperatură, precipitații și sol, iar acest factor ar trebui studiat fără prejudecăți. Acum, ca și în trecut, rolul focului ca prieten sau dușman al civilizației depinde în întregime de cunoștințele științifice și de controlul asupra acestuia.[ ...]

Metodele de cercetare de monitorizare biologică și geoecologică diferă semnificativ. Monitorizarea biologică se bazează pe urmărirea (observarea și controlul) sistematică a anumitor parametri (indicatori) ai mediului (geofizici, biochimici și biologici) care au valori bioecologice, pe o rețea de puncte de control, adică este în principal de natură locală. . Zonele cheie pot fi numite situri de testare naturale (geoecologice); ei dezvoltă teste de geosistem (indicatori) precum MPC, ESSPS, EVB, WPE pentru monitorizarea mediului în ansamblu.[ ...]

Termenul special de permeanți a fost propus de Shelford pentru a se referi la animale extrem de mobile, cum ar fi păsările, mamiferele și insectele zburătoare, care corespund nectonului ecosistemelor acvatice. Se deplasează liber între straturi și subsisteme și între stadiile de dezvoltare și maturitate ale vegetației, care de obicei formează un mozaic în majoritatea peisajelor. Multe animale au diferite etape ale ciclului de viață în diferite niveluri sau comunități, astfel încât aceste animale să profite din plin de fiecare dintre comunități.[ ...]

Epuizarea globală a mediului de către o economie de piață progresivă poate fi însoțită de menținerea unei stări staționare și chiar de o îmbunătățire vizibilă în anumite zone locale (regiuni, țări) bazată pe o circulație deschisă a substanțelor, i.e. aplicarea continuă a cantității necesare de consumabile și eliminarea continuă a deșeurilor. Deschiderea circulației locale înseamnă însă că existența unei zone menținute artificial în stare staționară este însoțită de o deteriorare a stării mediului în restul biosferei. O grădină înflorită, un lac sau un râu, menținute în stare staționară pe baza unei circulații deschise a substanțelor, este mult mai periculoasă pentru biosferă în ansamblu decât un pământ abandonat transformat în deșert. În deșerturile naturale, principiul lui Le Chatelier continuă să funcționeze. Doar cantitatea de compensare a perturbărilor se dovedește a fi slăbită în comparație cu ecosistemele mai productive.[ ...]

În orice moment, majoritatea fosforului se află într-o stare legată, fie în organisme, fie în sediment (în detritus organic și particule anorganice). Nu mai mult de 10% din fosfor este prezent în lacuri sub formă solubilă. Mișcarea rapidă în ambele direcții (schimbul) este constantă, dar un schimb semnificativ între formele solide și solubile este adesea neregulat, merge în „smucituri”, cu perioade în care fosforul tocmai părăsește sedimentele și perioade în care este absorbit doar de organisme sau intră. sedimente, care este asociată cu schimbările sezoniere ale temperaturii și activității organismelor. De regulă, legarea fosforului este mai rapidă decât eliberarea. Plantele acumulează rapid fosfor în întuneric și în alte condiții când nu-l pot folosi. În perioada de creștere rapidă a producătorilor (de obicei primăvara), tot fosforul disponibil poate fi legat în producători și consumatori. Apoi activitatea sistemului - scade până când cadavrele, fecalele se descompun și sunt eliberate elemente biogene. Cu toate acestea, concentrația de fosfor la un moment dat poate spune puțin despre productivitatea unui ecosistem. Un conținut scăzut de fosfat dizolvat poate însemna fie că sistemul este epuizat, fie că metabolismul său este foarte intens; numai prin măsurarea debitului unei substanțe se poate înțelege situația. Pomeroy (1960) formulează acest punct important după cum urmează: „Măsurarea concentrației de fosfat dizolvat în corpurile naturale de apă nu oferă o idee despre disponibilitatea fosforului. Majoritatea acestuia, sau chiar tot fosforul din sistem, poate fi în organismele vii în orice moment, dar în același timp poate finaliza o „întorsătură” completă într-o oră și, ca rezultat, pentru organismele capabile să absoarbă. fosfor din soluții foarte diluate, furnizarea acestuia va fi întotdeauna suficientă. Astfel de sisteme pot rămâne stabile din punct de vedere biologic pentru o lungă perioadă de timp în absența aparentă a fosforului disponibil. Datele prezentate aici sugerează că un flux rapid de fosfor este tipic pentru sistemele cu randament ridicat și că rata fluxului este mai importantă decât concentrația elementului pentru a menține o producție organică ridicată.

Conceptul de productivitate a ecosistemului

Un ecosistem, sau sistem ecologic, este un sistem biologic format dintr-o comunitate de organisme vii (biocenoză), habitatul acestora (biotop), un sistem de conexiuni care face schimb de materie și energie între ele. Unul dintre conceptele de bază ale ecologiei.

Un exemplu de ecosistem este un iaz cu plante, pești, nevertebrate, microorganisme care alcătuiesc componenta vie a sistemului, o biocenoză care trăiește în el.

Conceptul de ecosistem:

Definiții

1. Orice entitate care include toate organismele dintr-o zonă dată și interacționează cu mediul fizic în așa fel încât fluxul de energie să creeze o structură trofică bine definită, diversitatea speciilor și ciclul (schimbul de materie și energie între biotic și părți abiotice) în cadrul sistemului este un sistem sau un ecosistem ecologic.

2. Comunitatea organismelor vii, împreună cu partea neînsuflețită a mediului în care se află, și toate interacțiunile diferite, se numește ecosistem.

3. Orice combinație de organisme și componente anorganice ale mediului lor, în care se poate efectua circulația substanțelor, se numește sistem sau ecosistem ecologic.

4. Biogeocenoza - un complex interdependent de componente vii și inerte interconectate de metabolism și energie http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0 %B0 - cite_note-biogeobse-5.

Productivitatea ecosistemelor este cantitatea de materie organică (în unități de masă sau energie) produsă dintr-o unitate de suprafață pe unitatea de timp. De exemplu, productivitatea unei păduri tropicale este kg/m2 pe an și așa mai departe.

Productivitatea biologică (ecosisteme) este primară, secundară, netă și brută.

Productivitatea primară (sau producția) este biomasa sau energia creată de producători pe unitatea de timp pe unitatea de spațiu. Există productivitatea primară brută (GPP) - rata la care energia solară este convertită de către producători într-un compus organic în timpul fotosintezei (este exprimată în cal/m2 pe oră) și productivitatea primară netă (NPP) - energia care ajunge la crește sau este consumat de către destructor:

pista = NWP + D,

unde WFP -- productivitatea primară brută; CNE -- productivitatea primară netă; D este energia respirației.

Productivitatea secundară (sau producția secundară) este cantitatea totală de materie organică care este produsă de toți heterotrofii pe unitatea de suprafață pe unitatea de timp. Productivitatea secundară este, de asemenea, împărțită în brută și netă.

Productivitatea principalelor tipuri de biomi naturali

productivitate biom natural agroecosistem

Un biom este o zonă sau zonă naturală cu anumite condiții climatice și un set corespunzător de specii dominante de plante și animale (populație vie) care alcătuiesc o unitate geografică. Pentru a face distincția între biomii terestre, pe lângă condițiile fizice și geografice ale mediului, se folosesc combinații ale formelor de viață ale plantelor care le alcătuiesc. De exemplu, în biomurile forestiere, rolul dominant revine copacilor, în tundra - ierburilor perene, în deșert - ierburilor anuale, xerofitelor și suculentelor.

Deplasându-se de la nord la ecuator, se pot distinge nouă tipuri principale de biomi terestre. Oferim o scurtă descriere a acestora.

1. Tundra. Situat între gheața polară și pădurile de taiga la sud. O trăsătură caracteristică a acestui biom este precipitațiile anuale scăzute - doar 250 mm pe an. Principalii factori limitanți sunt temperaturile scăzute și un sezon de vegetație scurt.

2. Taiga (biomul pădurilor de conifere boreale (nordice). Acesta este unul dintre cei mai extinsi biomi din punct de vedere al suprafeței. Aici cresc specii de conifere veșnic verzi: zada, molid, brad, pin. Dintre foioase, un amestec de arin, mesteacăn și aspen este comun. Există puține animale mari, în principal elani și căprioare, dar trăiesc un număr mare de prădători: jder, râși, lupi, lupori, nurci, zibeli. Numeroase rozătoare.

3. Păduri de foioase din zona temperată. În zona temperată, unde există suficientă umiditate (800-1500 mm pe an), iar verile fierbinți sunt înlocuite cu ierni reci, s-au dezvoltat păduri de un anumit tip. Copacii care isi varsa frunzele intr-un anotimp nefavorabil s-au adaptat la existenta in astfel de conditii: stejar, fag, artar, carpen, alun. Amestecate cu ele se găsesc aici și pin și molid. Printre reprezentanții lumii animale se remarcă mistrețul, lupul, căprioara, vulpea, ursul, precum și ciocănitoarea, pițigoiul, sturzul, frișanul etc. Vegetația modernă forestieră aici s-a format sub influența directă a omului.

4. Stepe ale zonei temperate. Stepele ocupă interiorul continentelor eurasiatice, nord-americane, sudul Americii de Sud și Australia. Factorul decisiv în existența stepelor este clima. Precipitațiile de aici nu sunt suficiente pentru existența copacilor, dar nu atât de puține încât să se formeze deșerturi. De la 250 la 750 mm de precipitații cad anual. Solurile de stepă cu ierburi înalte sunt bogate în humus, deoarece până la sfârșitul verii ierburile mor și se descompun rapid. În prezent, uneori doar vaci domestice, cai, oi și capre pot fi găsite aici.

5. Vegetaţie de tip mediteranean. Acest biom are un nume specific - chaparral. Distribuția sa este limitată la zonele cu ierni ploioase blânde și veri adesea uscate. Predomină vegetația cu frunze tari cu frunze groase și lucioase. În Australia, o astfel de vegetație este formată din copaci și arbuști din genul eucalipt. Dintre animale, există iepuri, șobolani de copac, chipmunks și unele specii de căprioare. În acest biom, incendiile joacă un rol important, care, pe de o parte, favorizează creșterea ierburilor și a arbuștilor (elementele nutritive sunt returnate în sol), iar pe de altă parte, creează o barieră naturală împotriva invaziei deșertului. vegetație.

6. Deșerturi. Biomul deșertului este tipic pentru zonele aride și semi-aride ale Pământului, unde cad mai puțin de 250 mm de precipitații. Deșerturile ocupă aproximativ 1/5 din suprafața terenului. Printre acestea se numără:

¦ deserturi unde nu cade nici macar o ploaie de ani de zile (Sahara centrala, deserturile Taklamakan in Asia Centrala, Atacama in America de Sud, La Joya in Peru si Aswan in Libia). În medie, astfel de deșerturi primesc aproximativ 10 mm de precipitații pe an;

¦ deșerturi, unde cad mai puțin de 100 mm de precipitații pe an (vegetația aici este concentrată de-a lungul albiilor, care se umplu numai după ploaie);

¦ deșerturi, unde cad de la 100 la 200 mm "de precipitații pe an (aici este imposibil să se cultive culturi, dar peste tot se găsește vegetație perenă).

Animalele din deșert supraviețuiesc mâncând plante care stochează apă. Dintre animalele mari, remarcăm cămila, care se poate descurca mult timp fără apă, cu condiția să fie „depozitată” periodic. Pentru animalele mici din deșert, principala sursă de apă este în principal umiditatea conținută în hrana pe care o mănâncă. Unele dintre aceste animale nu pot bea apă deloc.

7. Savane și pajiști tropicale. Acest biom este distribuit pe soluri destul de sărace, ceea ce a fost motivul siguranței sale relative.

Biomul este situat de ambele părți ale zonei ecuatoriale dintre tropice. Un peisaj tipic de savană este iarba înaltă cu copaci rari din genurile salcâm, baobab, euphorbie asemănătoare copacului. Plantele de aici sunt nevoite să se adapteze anotimpurilor uscate și incendiilor.

Diversitatea speciilor de animale din savane este mult mai mică decât în ​​pădurile tropicale, dar speciile individuale se disting printr-o densitate mare de indivizi, formând turme, turme, turme, mândrie. Savanele din Africa găzduiesc o serie de ungulate care nu se găsesc în niciun alt biom. Plantele se hrănesc cu multe animale și păsări: facoce, zebre, girafe, elefanți, bibilici, struți.

8. Păduri tropicale sau înțepătoare. Acestea sunt în principal păduri ușoare de foioase cu straturi rare și arbuști spinoși, complicat curbat. Acest biom este tipic pentru sudul, sud-vestul Africii și sud-vestul Asiei. Vegetația monotonă și monotonă este uneori împodobită cu baobabi maiestuoși. Factorul limitativ aici este distribuția neuniformă a precipitațiilor, deși în general există o cantitate suficientă.

9. Păduri tropicale. Biomul ocupă regiunile tropicale ale Pământului din bazinele Amazonului și Orinoco din America de Sud; bazinele Congo, Niger și Zambezi din Africa Centrală și de Vest, Madagascar, regiunea Indo-Malaya și Borneo-Noua Guinee. Tropicele sunt denumite în mod obișnuit junglă.

Coroanele sunt locuite de o populație numeroasă și diversă. Printre păsările care trăiesc în coroane, sunt multe care nu zboară foarte bine, în principal sar și se cațără (hornbills, păsările paradisului).

Vegetația pădurii tropicale apare călătorului ca un zid solid de plante care se ridică la o înălțime de până la 75 m (Fig. 6.12). Principala caracteristică a pădurilor tropicale este că cresc pe soluri extrem de sărace. Solul vegetal nu depășește 5 cm pe versanți. Dedesubt se află de obicei o argilă roșie lateritică lipsită de nutrienți.

După cum știți deja, substanțele dintr-un ecosistem sunt folosite în mod repetat, întorcându-se conform principiului circulației. Mai mult, organismele vii sunt implicate în mișcarea substanțelor, deci circulația substanțelor este biogenă. Începe cu primirea elementelor chimice din sol (apă și săruri minerale) și atmosferă (dioxid de carbon) în organismele vii - producători. Producătorii sintetizează substanțe organice, dintre care unele sunt transmise în continuare consumatorilor de-a lungul lanțului alimentar, iar altele rămân neutilizate. O anumită cantitate de materie organică a producătorilor și consumatorilor este returnată în sol cu ​​material cadaveric, excremente (detritus). Ca urmare a activității descompunetorilor, aceștia se transformă în substanțe minerale, atomii cărora sunt din nou implicați în circulație de către producători. Dar circulația substanțelor nu poate fi complet închisă. Atomii unor elemente chimice pot fi scoși din circulație pentru o lungă perioadă de timp, acumulându-se în litosferă ca parte a calcarului (cretă), cărbunelui, gazelor naturale, petrolului, turbei, minereurilor din diferite metale.

Transformarea energiei într-un ecosistem decurge oarecum diferit decât transformarea substanțelor. Fluxul de energie solară care a intrat în ecosistem, așa cum spune, este împărțit în două canale - păşuneși detritus. În fiecare dintre ele, energia este cheltuită pentru menținerea activității vitale a organismelor. Raportul dintre cantitatea de energie care trece prin pășune și lanțurile detritice este diferit în diferite tipuri de ecosisteme. Pierderea de energie în lanțurile alimentare poate fi completată doar prin furnizarea de noi porțiuni de energie solară sau materie organică gata preparată (energie alimentară). Prin urmare, într-un ecosistem nu poate exista un ciclu energetic asemănător cu ciclul substanțelor. Ecosistemul funcționează numai datorită fluxului dirijat de energie.

Datorită utilizării repetate a materiei și afluxului constant de energie, ecosistemele sunt capabile să mențină o existență stabilă pentru o perioadă lungă de timp. Producătorii, consumatorii și descompozitorii care le locuiesc în același timp asigură reînnoirea biomasei lor, în ciuda faptului că aprovizionarea cu substanțe în biosferă este limitată și nu reînnoită. Rata de reînnoire a biomasei organismelor ecosistemice se numește productivitate biologică. Este exprimată în termeni de cantitatea de producție produsă.

Producția ecosistemică este cantitatea de biomasă formată într-un ecosistem pe unitatea de suprafață sau pe unitatea de volum a unui biotop pe unitatea de timp.

Ecosistemele variază foarte mult în ceea ce privește cantitatea de produse produse. Descreste in urmatoarea succesiune: padure tropicala - padure subtropicala - padure temperata - stepa - ocean - desert.

Produsele rezultate pot fi cheltuite diferit în diferite ecosisteme. Dacă rata consumului său rămâne în urmă cu rata de formare, atunci aceasta duce la o creștere biomasa ecosistemuluiși acumularea de exces de detritus. Ca urmare, se va observa formarea turbei în mlaștini, creșterea excesivă a corpurilor de apă de mică adâncime, crearea unei rezerve de gunoi în pădurile de taiga etc.. În ecosistemele stabile, aproape toate produsele rezultate sunt cheltuite în rețelele alimentare. Ca urmare, biomasa ecosistemului rămâne aproape constantă.

Biomasa unui ecosistem este cantitatea totală de materie organică a tuturor organismelor vii acumulată într-un anumit ecosistem în perioada anterioară a existenței sale.

Biomasa unui ecosistem este exprimată în unități de masă umedă sau masă de materie organică uscată pe unitatea de suprafață: în g/m 2 , kg/m 2 , kg/ha, t/km 2 (ecosisteme terestre) sau pe unitate de volum ( ecosisteme acvatice).

Biomasa unui ecosistem și productivitatea sa biologică pot varia foarte mult. De exemplu, într-o pădure densă, biomasa totală a organismelor este foarte mare în comparație cu creșterea anuală - producția. În timp ce în iaz o mică biomasă de fitoplancton acumulată are o rată mare de reînnoire - formarea de produse datorită reproducerii rapide.

Productie primara si secundara

În funcție de ce substanțe și energie sunt folosite pentru a reînnoi biomasa, ecosistemul este împărțit în primarși productivitatea secundară. În consecință, produsele rezultate se numesc primare și secundare.

producția primară- biomasa creata de organismele autotrofe (producatori) din substante minerale in proces de foto- sau chemosinteza. Cantitatea principală de substanțe organice care apar în acest mod este creată de plantele verzi. Eficiența conversiei energiei solare absorbită de acestea în energia legăturilor chimice ale substanțelor organice este în medie de 1%. Acest model a fost numit reguli 1%. Producția primară este o caracteristică foarte importantă a unui ecosistem. Energia acumulată în ea este cea care permite tuturor organismelor heterotrofe (consumatoare și descompunetoare) să existe și să-și creeze produsele.

producție secundară- biomasa creată de organisme heterotrofe (consumatori și descompunetori) din materia organică după descompunerea parțială a acesteia.

Atât producția primară, cât și cea secundară la niveluri trofice din lanțurile de pășunat pot fi utilizate în diferite scopuri. Toate produsele primare create de producători ca urmare a fotosintezei sunt numite producția primară brută(PAM). Este singura sursă de energie pentru consumatori. Acea parte a producției de la nivelul trofic anterior, care este consumată de organismele de la nivelul trofic următor, se numește în mod convențional alimente(LA). O parte din hrana la fiecare nivel trofic este cheltuită de organisme pentru a menține procesele vitale - cheltuiala pentru respiratie(TD). Și a doua parte a acesteia, după divizarea parțială, este utilizată pentru formarea biomasei de consum - produse secundare(WTP). Se numesc produsele producătorilor care pot fi consumate de consumatorii de ordinul întâi producția primară netă(NWP).

Cu toate acestea, nu toate produsele formate la nivel trofic trec la nivelul următor ca alimente. O parte din ea, de regulă, rămâne la nivel trofic ca rezervă - produse nefolosite(NP). Producția totală neutilizată a tuturor nivelurilor trofice ale ecosistemului este producția netă a comunității.

Producție comunitară pură(NPV) - parte a producției unui ecosistem care poate fi utilizată în cadrul ecosistemului însuși pentru dezvoltarea acestuia. De asemenea, poate fi îndepărtat de oameni fără a deteriora ecosistemul. În ecosistemele tinere, unde numărul consumatorilor este încă mic, stocul de producție comunitară netă este mare. Astfel de ecosisteme pot fi implicate în circulația economică. Pe măsură ce compoziția de specii a ecosistemului devine mai complexă, cantitatea de producție comunitară netă scade treptat. În stadiul final al dezvoltării ecosistemului, acesta se apropie de zero. Intervenția în astfel de ecosisteme de echilibru este plină de perturbarea relațiilor alimentare dintre organisme și poate duce la distrugerea ecosistemelor.

La distribuirea producției primare și secundare la nivelurile trofice ale ecosistemului, bilanț. Aceasta înseamnă că la fiecare nivel trofic, suma tuturor tipurilor de produse este egală cu cantitatea de produse primită de la nivelul anterior ca hrană. La rezolvarea problemelor pentru egalitatea echilibrului, ar trebui să se țină seama de următoarele modele de distribuție a tipurilor de produse în ecosistem:

1. producția primară brută (GPP) = cheltuieli pentru respirație (DT I) + producția primară netă (NPP);
2. producția primară netă (NPP) = producția neutilizată (NP I) + furaj (K II);
3. furaj (K II) = cheltuieli pentru respirație (TD II) + producție secundară (VTP II);
4. produse secundare (WTP II) = produse neutilizate (NP II) + furaje (K III), etc.;
5. producția comunitară netă (VAN) = producția neutilizată (NP I) + producția neutilizată (NP II) + … + producția neutilizată (NP n).

Cifra romană din indice indică numărul nivelului trofic din lanțul trofic.

Într-un ecosistem, există o circulație continuă a substanțelor și un flux dirijat de energie. Din acest motiv, are loc formarea de biomasă a organismelor. Rata de reînnoire a biomasei se numește productivitate biologică. Se exprimă prin cantitatea de producție - biomasă, formată pe unitatea de suprafață sau pe unitatea de volum pe unitatea de timp. Distingeți produsele primare și secundare. Toate produsele neutilizate se numesc produse comunitare net.

În procesul de viață al biocenozei, materia organică este creată și consumată, adică ecosistemul corespunzător are o anumită productivitate a biomasei. Biomasa este măsurată în unități de masă sau exprimată ca cantitatea de energie stocată în țesuturi.

Conceptele de „producție” și „productivitate” în ecologie (precum și în biologie) au semnificații diferite.

Productivitate este rata producției de biomasă pe unitatea de timp, care nu poate fi cântărită, ci poate fi calculată doar din punct de vedere al energiei sau al acumulării de materie organică. Ca sinonim pentru termenul „productivitate”, Y. Odum a sugerat utilizarea termenului „rata de producție”.

Productivitatea unui ecosistem vorbește despre „bogăția” acestuia. Există mai multe organisme într-o comunitate bogată sau productivă decât într-una mai puțin productivă, deși uneori este adevărat contrariul, unde organismele dintr-o comunitate productivă sunt retrase sau „întoarce” mai repede. Astfel, recoltarea de iarbă pe vița unei pășuni bogate mâncate de animale poate fi mult mai mică decât pe o pășune mai puțin productivă la care nu a fost alungat nici un animal.

Există, de asemenea, productivitatea curentă și generală. De exemplu, în anumite condiții specifice, 1 hectar dintr-o pădure de pin este capabil să formeze 200 m 3 de pastă de lemn în perioada de existență și creștere - aceasta este productivitatea sa totală. Cu toate acestea, într-un an această pădure produce doar aproximativ 2 m 3 de lemn, ceea ce reprezintă productivitatea actuală sau creșterea anuală.

Când unele organisme sunt consumate de altele, hrana (materia și energia) trece de la un nivel trofic la altul. Partea nedigerată a alimentelor este aruncată. Animalele cu canal alimentar excretă fecale (excremente) și termină cu deșeurile organice ale metabolismului (excremente), cum ar fi ureea; ambele conțin o oarecare cantitate de energie. Atât animalele, cât și plantele își pierd o parte din energie prin respirație.

Energia rămasă în urma pierderilor datorate respirației, digestiei, excreției, organismele o folosesc pentru creștere, reproducere și procese vitale (munca musculară, menținerea temperaturii animalelor cu sânge cald etc.). Costurile energetice pentru termoreglare depind de condițiile climatice și anotimpuri, diferențele sunt deosebit de mari între animalele homoioterme și cele poikiloterme. Animalele cu sânge cald, care au câștigat un avantaj în condiții de mediu nefavorabile și instabile, și-au pierdut productivitatea.

Consumul de energie consumat de animale este determinat de ecuație

CREȘTERE + RESPIRAȚIE (VIAȚA) + REPRODUCERE +

FECELE + EXCRETE = ALIMENTE CONSUMATE.

În general, ierbivorele digeră alimentele aproape la jumătate la fel de eficient decât carnivore. Acest lucru se datorează faptului că plantele conțin o cantitate mare de celuloză și, uneori, lemn (inclusiv celuloză și lignină), care sunt prost digerate și nu pot servi drept sursă de energie pentru majoritatea ierbivorelor. Energia conținută în excremente și excremente este transferată către detritivore și descompozitoare, prin urmare, pentru ecosistem în ansamblu, nu se pierde.

Animalele de fermă întotdeauna, chiar și atunci când sunt ținute pe pășune pe pășune, se disting printr-o productivitate mai mare, adică prin capacitatea de a utiliza mai eficient hrana consumată pentru a crea produse. Motivul principal este că aceste animale sunt scutite de o parte semnificativă a costurilor energetice asociate cu căutarea hranei, cu protecție împotriva inamicilor, vreme rea etc.

Productivitatea primară a unui ecosistem, a unei comunități sau a oricărei părți a acestora este definită ca rata la care energia solară este absorbită de organismele producătoare (în principal plante verzi) în timpul fotosintezei sau sintezei chimice (chimioproducători). Această energie se materializează sub formă de substanțe organice ale țesuturilor producătoare.

Se obișnuiește să se distingă patru etape succesive (sau etape) ale procesului de producere a materiei organice:

productivitatea primara bruta - rata totală de acumulare a substanțelor organice de către producători (rata de fotosinteză), inclusiv cele care au fost cheltuite pentru respirație și funcțiile secretoare. Plantele cheltuiesc aproximativ 20% din energia chimică produsă pe procese vitale;

productivitatea primara neta - rata de acumulare a substanțelor organice minus cele care au fost consumate în timpul respirației și secreției în perioada de studiu. Această energie poate fi folosită de organisme cu următoarele niveluri trofice;

productivitatea netă a comunității - rata de acumulare totală a materiei organice rămase după consumul de către consumatorii heterotrofi (producția primară netă minus consumul de către heterotrofi). De obicei, este măsurată pe o perioadă, cum ar fi sezonul de creștere al creșterii și dezvoltării plantelor, sau pe parcursul unui an în ansamblu;

productivitate secundară - rata de stocare a energiei de către consumatori. Nu este împărțit în „brut” și „net”, deoarece consumatorii consumă doar nutrienți creați anterior (gata preparate), cheltuindu-i pentru nevoile de respirație și secretoare și transformând restul în propriile lor țesuturi. Anual pe uscat, plantele formează, din punct de vedere al materiei uscate, 1,7 10 11 tone de biomasă, echivalent cu 3,2 10 18 kJ de energie - aceasta este productivitatea primară netă. Totuși, ținând cont de suma cheltuită pentru respirație, productivitatea primară brută (capacitatea de lucru) a vegetației terestre este de aproximativ 4,2 10 18 kJ.

Indicatorii productivității primare și secundare pentru principalele ecosisteme sunt prezentați în tabel. 8.1.

Tabelul 8.1. Productivitatea primară și secundară a ecosistemelor Pământului (conform lui N. F. Reimers)

ecosistemelor	Suprafata, mln km2	Productivitate primară netă medie, g/cm2 pe an	Productivitate primară netă totală, miliarde de tone pe an	Productivitate secundară, milioane de tone pe an
Continental (în ansamblu), inclusiv:
paduri tropicale			37,4
păduri temperate veșnic verzi			6,5
păduri temperate de foioase			8,4
taiga			9,6
savana			13,5
tundră			1,1
deserturi si semideserturi			1,6
mlaștini			4,0
lacuri şi pâraie			0,5
pământ cultivat de om			9,1
Marină (în general), inclusiv:			55,0
ocean deschis			41,5
apariții (zone de creștere a apei)	0,4		0,2
platou continental			9,6
recife și paturi de alge	0,6		1,6
estuare	1,4		2,1
biosfera (în general)			170,0

Producția primară disponibilă pentru heterotrofi, iar omul le aparține în mod specific, este de maximum 4% din energia solară totală care intră pe suprafața Pământului. Deoarece energia se pierde la fiecare nivel trofic, pentru organismele omnivore (inclusiv oameni), cea mai eficientă modalitate de a extrage energie este consumul de alimente vegetale (vegetarianism). Cu toate acestea, trebuie luate în considerare și următoarele:

Proteina animală conține mai mulți aminoacizi esențiali și doar unele leguminoase (de exemplu, soia) se apropie de ea ca valoare;

Proteina vegetală este mai greu de digerat decât proteina animală, din cauza necesității de a distruge mai întâi pereții celulari rigidi;

Într-o serie de ecosisteme, animalele caută hrană pe o suprafață mare în care nu este rentabil să cultive culturi (acestea sunt terenuri sterpe unde pasc oile sau renii).

Deci, la om, aproximativ 8% din proteine ​​sunt zilnic excretate din organism (cu urină) și resintetizate. O alimentație adecvată necesită o aprovizionare echilibrată de aminoacizi, asemănătoare cu cele găsite în țesuturile animale.

În absența oricărui aminoacid important pentru organismul uman (de exemplu, în cereale), o proporție mai mică de proteine ​​este absorbită în timpul metabolismului. Combinarea leguminoaselor și a cerealelor în dieta dumneavoastră oferă o utilizare mai bună a proteinelor decât oricare dintre aceste alimente singure.

În apele de coastă mai fertile, producția este limitată la stratul superior de apă cu o grosime de aproximativ 30 m, în timp ce în apele mai curate, dar mai sărace ale mării deschise, zona de producție primară se poate extinde cu 100 m și mai jos în adâncime. Prin urmare, apele de coastă par verde închis, în timp ce apele oceanice par albastre. În toate apele, vârful fotosintezei cade pe stratul de apă situat direct sub stratul de suprafață, deoarece fitoplanctonul care circulă în apă este adaptat la lumina crepusculară, iar lumina puternică a soarelui îi inhibă procesele de viață.

Informații similare.