37. Продуктивність популяції

Розглядаючи ідею продуктивності в екології, К. Петрусевич наводить такий приклад. Якщо в певний момент Т1, маємо, наприклад, 10 особин (N1), а в момент Т2 їх виявилося N2=20 особин, то це означає, що різниця N2 - N1 = ?N = 10. Це може бути у випадку народження 10 особин і відсутності відпаду або у випадку народження 25 особин і загибелі 15, а також при народженні 100 особин і загибелі 90. Таким чином, різниця стану, підкреслює К. Петрусевич, говорить нам дуже мало або й зовсім нічого про те, який був доплив особин до популяції. Отже, збільшення особин у популяції і є її продукцією, вираженою в особинах. Однак кожна особина має свою масу, а отже, сумарна маса особин популяції являє собою масу популяції, яка може виражатися в одиницях маси – тоннах, центнерах, кілограмах, грамах чи міліграмах. У першому і другому випадках у енергетичному балансі особин продукція складається з двох елементів: приросту чи зменшення біомаси і одночасно продукції потомства. Причини спаду динаміки є різні: натуральна смертність, втрати, які несе популяція внаслідок її експлуатації іншими популяціями на певному трофічному щаблі. Часто доплив і відплив з популяції зображають у вигляді водяного стовпа з різними варіантами вхідного і вихідного отворів (рис. 4.42). Надходження води до резервуару (р) ілюструє продукцію популяції, а розхід (е) – елімінацію (втрати, відпад, винесення особин за межі популяції). Висота водяного стовпа (h) ілюструє щільність популяції. В такому випадку втрати e є функцією продукції і щільності популяції: е = f (p,h). Коли потік є сталий, то ширина вхідного і вихідного отворів може бути чи великою, чи малою, а пропорція водяних стовпів залишається однаковою h1 = h2. Цей випадок добре ілюструють наведені на початку розділу варіанти зміни чисельності популяції при загальному її збільшенні на 10 особин. В іншому випадку врівноважений стан забезпечується більшим допливом і меншим відпливом біомаси. Як бачимо, цей багатокомпонентний і динамічний процес тяжко вкласти в рамки простого рівняння, яке краще всього могло б розв'язуватися в умовах, коли можна було б припинити відпад і провести обміри біомаси. Однак у природі (як і в лабораторії) цей динамічний процес зупинити не можна, як не можна зупинити життя.Біологічна продуктивність, екологічне та загальнобіологічне поняття, що означає відтворення біомаси рослин, мікроорганізмів і тварин, що входять до складу екосистеми; в більш вузькому сенсі - відтворення диких тварин і рослин, що використовуються людиною. «Б. п.» реалізується в кожному окремому випадку через відтворення видових популяцій рослин і тварин, яке відбувається з певною швидкістю, що може бути виражене певною величиною – продукцією за рік (або в іншу одиницю часу) на одиницю площі (для наземних і донних водних організмів) або на одиницю об'єму (для організмів, що мешкають у товщі води і в грунті). Продукція певної видової популяції може бути віднесена також до її чисельності або біомаси.

«Б. п.» різних наземних та водних екосистем проявляється в багатьох формах. Відповідно різноманітні і використовуються людиною продукти, що відтворюються в природних співтовариствах (наприклад, деревина, риба, хутро та багато ін.). Людина зазвичай зацікавлена у підвищенні «Б. п.» екосистем, тому що це збільшує можливості використання біологічних ресурсів природи. Однак у ряді випадків висока «Б. п.» може призводити до шкідливих наслідків (наприклад, надмірний розвиток в високопродуктивних водах фітопланктону певного видового складу - синьо-зелених водоростей у прісних водах, токсичних видів перидіней - в морях).

Поняття «Б. п.» в багатьох відносинах аналогічне поняттю родючість грунту, але за змістом та обсягом ширше останнього, тому що може бути віднесене до будь-якого біогеоценозу, або екосистеми. Зрідка термін «Б. п.» застосовується по відношенню до культурних спільнот (див. агробіоценозів, агрофітоценозів), продуктивність яких у великій мірі - результат програми суспільної праці. Однак і природні наземні і водні екосистеми перебувають під прямим або непрямим впливом людини. Тому з ростом чисельності та науково-технічної озброєності людства «Б. п.» все різноманітніших екосистем відображає не тільки їх вихідні природно-історичні особливості, але і результат впливів людини.

Загальною та адекватною мірою «Б. п.» служить продукція, але не біомаса співтовариства або його компонентів. Біомаса окремих видів або всього населення в цілому може служити для оцінки продукції і продуктивності тільки при порівнянні екосистем однакових або схожих за структурою і видовим складом, але зовсім непридатна як загальної міри «Б. п.» Наприклад, в результаті високої інтенсивності фотосинтезу одноклітинних водоростей планктону в найпродуктивніших ділянках океану за рік синтезується на одиницю площі приблизно стільки ж органічних речовин, скільки і в високопродуктивних лісах, хоча їх біомаса в сотні тисяч разів більша від біомаси фітопланктону.