Биологическая продуктивность экосистем
Биологическая продуктивность - это воспроизводство биомассы растений, животных и микроорганизмов, входящих в состав экосистемы.
Воспроизводство биомассы популяций растений и животных протекает с определенной скоростью, т.е. соотносится во времени, поэтому биологическая продуктивность может характеризоваться продукцией за сезон, год и любую другую величина времени. Кроме того, для наземных и донных организмов продукция определяется количеством биомассы на единицу площади, а для планктонных и почвенных - на единицу объема.
Таким образом, биологическая продуктивность представляет собой воспроизведение биомассы на 1 кв.м. площади (или на 1 куб.м. объема) в единицу времени и выражается в граммах углерода, сухого органического вещества или в единицах энергии в Дж.
Биологическую продуктивность нельзя смешивать с биомассой.
Биомасса - это масса организмов в экосистеме, которая существует в каждый момент времени, а продукция - это прирост биомассы за определенный период.
При одинаковой биомассе но разной скорости продукции сама продуктивность разных сообществ может существенно различаться. Например, планктонные ракообразные при очень маленькой биомассе дают такую же продукцию за год, как и лес, биомасса которого очень значительна. Популяции мелких млекопитающих обладают по сравнению с крупными гораздо более высокой скоростью роста и размножения и дают значительно более высокую продукцию при равной биомассе.
Следовательно, сама численность организмов и их биомасса не дают представления о продуктивности экосистемы, и в этой связи в экологии используется специальный показатель отношения продукции к биомассе - Р/В-коэффициент. Он определяется скоростью роста организмов, скоростью их размножения и скоростью их естественного отмирания. В общем случае существует закономерность: чем мельче организм тем выше его Р/В-коэффициент. Например, для рыб его годовая величина колеблется от 10-30%, а для мелких планктонных рачков - 100-300%. (Понятие Р/В-коэффициента в экологии можно сравнить с понятием “процентной ставки” в экономики).
Продуктивность различных экологических систем
Общее количество энергии Солнца, поступающей на Землю за год оценивается в 5*1020 ккал. Большая часть ее отражается атмосферой или поглощается водяным паром. Общее количество энергии, доступное растениям зависит от широты места и составляет не более 1%. Оно и обеспечивает формирование первичной продукции. Кроме того, продуктивность зависит и от других факторов, в первую очередь климатических - таких как, тепла и влаги.
По эффективности образования продукции можно выделить 4 группы экосистем:
1. Открытые моря и пустыни характеризуются очень низкой продуктивностью - от 0.1 до 0.5 г/м2/сут;
2. Травянистые полуаридные формации, временно используемые с/х угодья, глубокие озера, высокогорные леса и морские литорали создают продукцию около 1 г/м2/сут (колебания от 0.5 до 3 г);
3. Влажные леса, неглубокие озера и постоянно используемые с/х угодья имеют продуктивность от 3 до 10 г/м2/сут.;
4. Сверхпродуктивные экосистемы - эстуарии, коралловые рифы, аллювиальные равнины, занятые сахарным тростником,- имеют продуктивность от 10 до 20 г/м2/сут. Высокая продуктивность здесь обеспечивается за счет привнося питательных веществ извне.
неодинакова, что следует учитывать при освоении тех или иных территорий, например, под с/х использование. Она зависит от ряда факторов, в первую очередь от климатических - тепла и влаги. Наиболее продуктивны экосистемы прибрежных мелководных лиманов, широкие устья рек в пределах приливно-отливных зон (эстуарии), а также заливные луга. Минимально продуктивны экосистемы пустынь, для которых дефицит влаги лимитирует развитие низшего трофического уровня, а также открытые воды океанов, где при избытке воды концентрация органических веществ сравнительно невелика.