1. На поддержание жизни, т.Е. Основной обмен,

2. на перемещение в пространстве - затраты активности. 1 и 2 = затраты на самосохранение.

3. На обеспечение роста путем синтеза новой протоплазмы.

4. На формирование элементов, необходимых для размножения (яйца, эмбрионы, семена).

Продуктивность экологических сообществ

• Первичная продуктивность экологической системы, сообщества или любой их части определяется как скорость, с которой лучистая энергия усваивается организмами-продуцентами (главным образом, зелеными растениями) в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, накапливаясь в форме органических веществ.

• Продуктивность автотрофных организмов – первичная продуктивность.

Продуктивность экологических сообществ

• Продуктивность представителей других трофических уровней, консументов и редуцентов - вторичная продуктивность.

• Для экосистемы важна чистая продуктивность сообщества – скорость накопления органического вещества, не потребленного гетеротрофами.

• Количество живого вещества, производимого в единицу времени (обычно за год) определенным трофическим уровнем или одним из его компонентов, называют валовой первичной продукцией GPP

• (General Primary Production)

• Количество синтезированного органического вещества, или связанной в нем энергии, которая остается после вычета расходов на дыхание – называется чистой первичной продукцией NPP.

• (Net Primary Production)

• Разность между валовой продукцией и количеством живого вещества, сжигаемого в процессе дыхания ( R_a) образует чистую продукцию.

ЧИСТАЯ = ВАЛОВАЯ – ПОТЕРИ НА ДЫХАНИЕ

Первичная продуктивность

• Валовая первичная продуктивность – скорость образования живого органического вещества, производимого в единицу времени определенным трофическим уровнем.

СКОРОСТЬ * ВРЕМЯ = ПРОДУКЦИЯ

Можно встретить - валовый фотосинтез или общая ассимиляция

GPP– валовая продукция.

• Чистая первичная продукция– разность между валовой продукцией и количеством живого вещества, сжигаемого в процесс дыхания, образует чистую продукцию. Можно называть либо чистым фотосинтезом или чистой ассимиляцией.

NPP = GPP – Ra

Вторичная продуктивность

• Скорость накопления энергии на уровне консументов. Консументы используют лишь ранее синтезированные вещества, часть из них расходуя на дыхание, а часть превращая в собственные ткани, вторичную продукцию не делят на валовую и чистую.

• Общий поток энергии на гетеротрофном уровне, аналогичный валовой продукции в случае автотрофов, называют ассимиляцией.

А = С(потребленное) - Е(неусвоенное)

• Вторичная продукция за вычетом потерь на дыхание Рс = А - Rc

Чистая продуктивность сообщества

NEP–NetEcosystemProduction Скорость накопления органического вещества, не потребленного гетеротрофами (чистая первичная продукция минус потребление гетеротрофами) за определенный период

NEP = NPP – Rh

• В устойчивой равновесной экосистеме NEP=0.

• В восстанавливающейся экосистеме NEP>0 (зарастание вырубки)

• В нарушаемых экосистемах (загрязнение, вспышки насекомых) NEP<0.

ОБЩАЯ СХЕМА потока энергии

• Поток энергии (по П. Дювиньо и М. Тангу, 1968): Пв – продукция валовая; Пч – продукция чистая; К – продукция, использованная на корм; А2, А3 – корм, ассимилированный консументами; н – неиспользованная часть продукции; П2 – вторичная продукция (травоядные); П3 – прирост хищников; Д1-Д3 – траты энергии на обмен веществ (траты на дыхание).Н –неусвоенная пища, Э -эксременты

АВТОТРОФЫ ГЕТЕРОТРОФЫ

Оптимизация потоков энергии

Контролируемые сельскохозяйственные экосистемы.

У консументов вторичная продукция выражается уравнением

Pc = C – E – Rc или Рс = А - Rc (А = С - Е ассимилированное вещество за вычетом выделений и экскрементов).Охрана от хищников, регулирование полового состава – снижение Rc, повышение Pc. Но еще большее снижение Rc – уменьшить подвижность. Отсюда современное промышленное животноводство и птицеводство – стойла и птицефабрики.У растений NPP = GPP – Ra Тоже в основном снижение Ra – затрат на конкурентную борьбу, на защиту от фитофагов, на добывание биогенных элементов.

характеристика первичной продукции основных экосистем

• Общая мировая продукция Земли имеет порядок 10 ¹⁸ ккал/год. Общее распределение продукции неравномерно. Большие территории Земли попадают в категорию низкопродуктивных из-за таких лимитирующих факторов как вода (в пустынях) или биогенные элементы (в открытом океане).

 Мировое распределение первичной продукции в 1000 ккал/м2 год

Энергетические субсидии

• Энергетические субсидии – вклад человеком своей энергии (непосредственной или в технике, удобрениях и т.д.) в экологический энергетически цикл с целью сокращения организмами расходов собственной энергии и, как следствие, увеличение продукции.

• Факторы, отображающие энергетические субсидии.

1.Улучшение условий собственными силами людей – полив, пахота и т.д.

2.Включение в энергетический цикл ископаемой запасенной энергии (сжигание угля, газа, нефти )

3.Селекция, отбор лучших образцов.

4.Генетическое модифицирование, усовершенствование генетический образцов согласно своим потребностям.

Классификация экосистем по характеру энергетического цикла

1. Природные, движимые Солнцем, несубсидируемые