- •История формирования биоэкологии.
- •1.1. История формирования биоэкологии.
- •2.Структура современной экологии и место в ней биоэкологии.
- •3. Биоэкология в системе наук.
- •4.Методы экологических исследований.
- •5.Важнейшие проблемы биоэкологии.
- •2.Основные этапы химической и биотической эволюции жизни на Земле.
- •3.Свойства и уровни организации живых существ.
- •5.Основные положения систематики
- •1.Важнейшие неклеточные формы, прокариоты, мезокариоты.
- •2. Грибы. Водоросли.
- •3.Низшие сосудистые растения.
- •4.Высшие сосудистые растения.
- •6.Редкие виды. Проблемы сохранения биоразнообразия.
- •2.Популяционная структура вида.
- •3.Экологические характеристики популяций.
- •4.Структура популяции.
- •1. Рождаемость и смертность в популяциях.
- •2.Экологические стратегии популяции.
- •3. Гомеостаз популяции.
- •Темпы роста популяций.
- •Типы динамики численности популяций.
- •Регуляция численности популяций.
- •2. Темпы роста популяции.
- •1.Понятие сообщество, биоценоз, биотоп.
- •2.Видовой состав сообществ.
- •3.Индексы видового разнообразия.
- •4. Структура биоценоза.
- •5. Биотические отношения в сообществах.
- •1.Понятия первичная и вторичная, валовая и чистая продукция.
- •3.Распространение продукции на Земле.
- •1.Понятия первичная и вторичная, валовая и чистая продукция.
- •2.Факторы лимитирующие продуктивность экосистем.
- •3.Распространение продукции на Земле
- •2.Экологические сукцессии и их причины.
- •3.Общие закономерности сукцессий.
- •4.Проблемы устойчивости и продуктивности экосистем.
1.Понятия первичная и вторичная, валовая и чистая продукция.
Любая экосистема в функциональном плане является производителем органического вещества и его трансформатором. Безостановочное производство живой материи является одним из фундаментальных процессов биосферы. То количество органического вещества, которое создается за определенный промежуток времени фотосинтетиками или хемосинтетиками называют первичной продукцией сообщества. Её обычно выражают в весовых единицах в сыром или сухом состоянии или единицах энергии (ккал, джоулях). Первичной продукцией определяется общий поток энергии через биотические компоненты экосистем, а, следовательно, и биомасса всех ее живых компонентов.
Теоретически возможная скорость создания первичной биологической продукции определяется возможностями фотосинтетического аппарата растений, который усваивает лишь часть солнечной энергии. Из коротковолнового излучения Солнца только 44% являются фотосинтетически активной радиацией (ФАР), пригодный для фотосинтеза. В природе максимально достигаемая величина КПД фотосинтеза составляет 10-12% энергии ФАР или около половины теоретически возможной, что наблюдается в сообществах сахарного тростника. КПД фотосинтеза в 5% считается очень высоким. Однако в целом по земному шару усвоение солнечной энергии не превышает 0.1% из-за недостатка тепла, влаги или других факторов. На европейской территории России КПД фотосинтеза составляет 1,0-1,2%, в восточной части страны – 0,4-0,8%, а в среднем лишь около 0,8% энергии ФАР.
Первичную продукцию подразделяют на валовую и чистую. Валовая продукция – это общее количество вещества, создаваемого растениями за единицу времени (скорость накопления). Часть этой энергии (у некоторых видов от 20 до 40-70%) затем расходуется на дыхание и фотосинтез, а оставшаяся часть составляет чистую первичную продукцию.
Чистая первичная продукция используется различными гетеротрофными организмами, перерабатывается ими в цепях питания и превращается в массу их тела. Массу консументов, образованную за определенный промежуток времени называют вторичной продукцией. Она, как правило, вычисляется для каждого трофического уровня отдельно. Прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего уровня.
При характеристике экосистемы часто используют термин биомасса – или суммарная масса организмов сообщества в целом, или какой-либо группы организмов. Если в экосистеме первичной продукции образуется больше, чем ее потребляется консументами, то это ведет к накоплению биомассы продуцентов, если же недостаточно разлагается растительный опад, то накапливается мертвая органика (торф в болотах). Однако во многих экосистемах вся первичная продукция может тратиться в целях питания и разложения – здесь круговорот веществ оказывается уравновешенным. Если же в цепях питания и разложения тратится больше, чем образуется, то такая экосистема деградирует.
Важным показателем продуктивности экосистем является отношением годового прироста растительности к ее общей массе. Наиболее высок он в травяных полупустынях (75%) и степях (55%), а в лесах этот показатель значительно меньше (6%).