17. Биологическая продукция, биомасса, экологические пирамиды. Особенности проявления продуктивности по поверхности Земля.

Биологическая продукция.

Продуктивность экосистемы – это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество.

Биологическая продукция – скорость накопления биомассы в экосистеме, отражающая способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности.

• Биологическая продукция измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади (m/ Га/ год, кг/ кВ.м/год, г/кв.м/день и т.д. )

Различают разные уровни продуцирования, на которых создается первичная и валовая продукция.

• Органическая масса, создаваемая продуцентами за единицу времени называется первичной продукцией.

• Прирост массы консументов – вторичная продукция.

• В составе первичной продукции различается валовая (т.е. общая продукция фотосинтеза) и чистая биологическая продукция.

Валовая первичная продукция – это общая масса органического вещества, создаваемая продуцентом за единицу времени включая и траты на дыхание.

Чистая первичная продукция – это та часть валовой продукции, которая не израсходована на дыхание, та «прибыть» , которая остается в растениях после затрат на дыхание и выделение органического вещества из корней в почву (эти вещества используются симбиотрофами) и водорослями фитопланктона в воду (эти вещества усваиваются бактериями).

Чистая первичная продукция (или величина прироста растений)- потребляется консументами и редуцентами на следующих трофических уровнях.

Вторичная продукция не делится на валовую и чистую, т.к. гетеротрофы используют готовую ранее созданную продукцию.

Рассматривают вторичную продукцию отдельно для каждого трофического уровня, т.к. она формируется за счет энергии поступающей с предшествующего уровня.

По первичной биологической продукции (в сухом веществе, Р Уиттекер, 1980) различают экосистемы на 4 класса:

1. Очень высокая (>2 кг/м² – в год) характерна для влажных тропических лесов, коралловых рифов, геотермальных «оазисов» рифтовых зон океана, плавней – зарослей тростника в дельтах великих рек.

2. Высокая (1- 2 кг/м² в год) – широколиственные леса, прибрежные заросли тростника на озере, посевы кукурузы и многолетних трав.

3. Умеренная (0,25 – 1 кг/м² в год) преобладающая часть сельхозугодий, бореальные леса, сенокосные луга и степи, заросшие озера, «морские луга» из водорослей.

4. Низкая (<0,25 кг/м² в год) – настоящие и арктические пустыни, тундры, полупустыни Прикаспия, вытоптанные скотом степные пастбища, каменистые степи. Большинство морских экосистем зоны пела

Средняя биологическая продукция экосистем Земли не превышает 0,3 кг/м² в год, т.к. на планете преобладают низкопродуктивные экосистемы.

18. Классификация взаимоотношений популяций в сообществах

19. Конкуренция: определение, типы. Принцип Гаузе и уточнение к нему.

Конкуренция, по Ю. Одуму (1875, 1986) – отрицательные взаимодействия двух организмов, стремящихся к одному и тому же.

Конкуренция – любые антагонистические отношения, связанные с борьбой за существование за доминирование, за пищу, пространство и другие ресурсы между организмами или видами, нуждающиеся в одних и тех же ресурсах.

Конкуренция (от лат. concurrere — сталкиваться) — взаимодействие, при котором две популяции (или две особи) в борьбе за необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно, т.е. взаимно угнетают друг друга.

Следует отметить, что конкуренция может проявляться и тогда, когда какого-либо ресурса достаточно, но его доступность снижается из-за активного противодействия особей, что приводит к снижению выживаемости конкурирующих особей.

Внутривидовая конкуренция

Это конкуренция между представителями одной или нескольких популяций вида. Идёт за ресурсы,внутригрупповое доминирование, самок/самцов и т.д.

Межвидовая конкуренция – это любое взаимодействие между популяциями разных видов, которое вредно сказывается на их росте и выживании. Конкуренция проявляется в виде борьбы видов за экологические ниши. Эта конкуренция связана с тем, что представители разных видов сообща используют одни и те же ресурсы, которые обычно ограничены. Ресурсы могут быть как пищевые (например, одни и те же виды жертв у хищников и растений у фитофагов), так и другого рода, например наличие мест для выведения потомства, убежищ для защиты от врагов. Виды могут конкурировать и за доминирование в экосистеме.

Конкуренция может носить достаточно острый характер, например в борьбе за гнездовую территорию. Такой тип называется прямой конкуренцией. В большинстве случаев эти конфликты происходят между особями одного вида. Однако часто конкурентная борьба протекает внешне бескровно. Например, на многих хищных животных, конкурирующих за пищу, другие хищники влияют не прямо, а опосредованно, через уменьшение количества пищи. То же происходит в мире растений, где при конкуренции одни влияют на другие опосредованно, через перехват питательных веществ, солнца или влаги. Этот тип носит название косвенной конкуренции.

Г. Ф. Гаузе экспериментально исследовал конкуренцию двух видов инфузорий: Paramecium candatum и Paramecium aurelia. Их культивировали раздельно и вместе, используя строго дозированную бактериальную пищу. При раздельном культивировании их численность росла по обычной S-образной кривой, при совместном – побеждали в конкурентной борьбе P. Aurelia. Поражение P. candatum объясняется тем, что она плохо переносила накопление в среде продуктов метаболизма бактерий и размножалась медленнее. Но при смене пищи, например, при замене ее на дрожжи, побеждала уже P. candatum, так как в благоприятных для обоих видов условиях она имела преимущество за счет способности к более быстрому размножению и увеличению своей численности.

Два вида со сходными экологическими требованиями не могут длительное время существовать в одной и той же местности, если они занимают одну и ту же экологическую нишу; экологическое разобщение, наблюдаемое при конкуренции тесно связанных или сходных в иных отношениях видов в отсутствие хищничества. В связи с этим принципом при ограниченности возможностей пространственно-временного разобщения один из видов вырабатывает новую экологическую нишу или исчезает.  Не имеет абсолютного характера.