Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Экология_1.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
1.32 Mб
Скачать

7. Продуктивность экосистемы.

Пример 1. Модель экосистемы соевого поля

В целом модель «соевой экосистемы» иллюстрирует два важных положения:

1. Поскольку трудно провести чёткую грань между дыханием растений и дыханием связанных с ними микроорганизмов, трудно разделить чистую первичную продукцию и чистую продукцию сообщества. Это обстоятельство особенно важно при изучении лесов или других сообществ с большой биомассой, в которых соответственно больше энергии идёт на дыхание.

2. Такой «предусмотрительный» консумент, как человек, не должен стремиться получить более одной трети валовой (или половины чистой) продукции, если он не готов поставлять энергию для замены тех «механизмов самообслуживания», которые развились в природе, чтобы обеспечить долговременное поддержание первичной продукции в биосфере.

Таблица 8.1. Распределение энергии валовой продукции в культурной экосистеме

Поток энергии

Использованная валовая продукция, %

Остаток валовой продукции, %

1. Дыхание растений

Теоретическая чистая первичная продукция

25

-

-

75

2. Симбиотические микроорганизмы (азотфиксирующие бактерии и микоризные грибы)

Чистая первичная продукция, затраченная на нужды полезных симбионов

5

-

-

70

3. Корневые нематоды, насекомые-фитофаги, патогенные организмы

Чистая продукция сообщества, первично потреблённая 2вредителями»

5

-

-

65

4. Бобы, собранные человеком (вынос из системы)

Стебли, листья и корни, оставшиеся в поле

32

-

-

33

5. Органическое вещество, разложившееся в почве и подстилке

Годовой прирост

33

-

-

0

Пример 2.

Предпринимались многочисленные попытки оценить первичную продуктивность биосферы в целом.

В таблице 8.2. приведены осторожные оценки валовой первичной продуктивности основных типов экосистем. Анализ оценок средних величин для больших площадей показывает, что продуктивность колеблется в пределах двух порядков – от 200 до 20000 ккал на 1 м2 в год.

Обширные пространства Земли попадают в категорию низкопродуктивных из-за таких ограничивающих факторов, как вода (в пустынях и степях) или питательные вещества (в открытом океане). Хотя площадь суши составляет всего около ¼ Земли, суша, видимо, превосходит океаны по своей продукции, т.к. большая часть океанских вод в основном «пустынна». Хотя в принципе морское с/х-во возможно в эстуариях и вдоль берегов, интенсивное «возделывание» открытого океана вряд ли рационально.

Таблица 8.2. Оценки валовой первичной продукции (за год) всей биосферы и распределение этой продукции между основными экосистемами

Экосистемы

Площадь, 106 км2

Валовая первичная продуктивность, ккал/(м2 . год)

Общая валовая продукция, 1016ккал/год

Морские

Открытый океан

Прибрежные воды

Районы подъёма холодных вод

Эстуарии и рифы

Всего

326,0

34,0

0,4

2,0

362,4

1000

2000

6000

20000

-

32,6

6,8

0,2

4,0

43,6

Наземные

Пустыни и тундры

Луга и пастбища

Сухие леса

Бореальные хвойные леса

Возделываемые земли

Механизированное

с/х-во

Влажные леса умеренной зоны

Влажные тропические и субтропические леса

Всего

40,0

42,0

9,4

10,0

10,0

4,0

4,9

14,7

135,0

200

2500

2500

3000

3000

12000

8000

20000

-

0,8

10,5

2,4

3,0

3,0

4,8

3,9

29,0

57,4

Вся биосфера (округлённые цифры без учёта полярных ледниковых шапок)

500,0

2000

100,0

Рис.8.4. Мировое распределение первичной продукции экосистем основных типов, выраженное в годовой валовой продукции (в тысячах ккал на 1 м2) (по Одуму): I – пустыня; II – степи, глубокие озёра, горные леса, некоторые с/х угодья; III – влажные леса и вторичные сообщества, мелководные озёра, влажные степи и большая часть с/х угодий; IV – некоторые эстуарии, источники, коралловые рифы, наземные сообщества на аллювиальных равнинах, с/х угодья при затрате дополнительной энергии; V – воды континентального шельфа; VI – океаническая область.

Пример 3.

Время оборота (отношение биомассы к продуктивности) для леса измеряется в годах, в море – днями.

Возвращаясь к вопросам общей «солнечной энергетики» местообитания ещё раз подчеркнём следующее. Хотя лишь 1 % солнечного излучения, улавливаемый в процессе фотосинтеза, особенно важен с экологической точки зрения, т.к. эта часть энергии идёт непосредственно на поддержание жизни, остальные 99 % отнюдь не пропадают впустую. Они поддерживают круговорот воды и минеральных веществ, удерживают температуру среды на определённом уровне так, что она меняется в сравнительно узком диапазоне, совместном с жизнедеятельностью. протоплазмы. эти потоки энергии не менее важны для жизни чем пища. Итак, прежде чем стремиться собрать как можно больший «урожай солнца», надо вспомнить о первом законе термодинамики (сохранение энергии). Отводя поток энергии от одного пути, мы уменьшаем какой-то другой поток, который может оказаться важнее для существования экосистемы.

Сравнение вертикального распределения первичной продукции и биомассы в лесу, и в море (рис. 8.5.)

Рис.8.5. Сравнение вертикального распределения первичной продукции и биомассы в Весу (Л — по данным Уиттэкера и Вудвелла, 1969, для молодого дубово-соснового веса) и в море (5—по данным Карри, 1958, для северо-западной Атлантики). Заметен резкий контраст между быстрым оборотом в море (отношение В1Р на этом рисунке составляет 2—4 дня) и медленным оборотом в лесу {В1Р—9 лет). /—прибрежные воды; //—от­крытый океан. .

Время оборота (отношение биомассы к продуктивности) для леса измеряется в годах, в море – днями.

Возвращаясь к вопросам общей «солнечной энергетики» местообитания ещё раз подчеркнём следующее. Хотя лишь 1 % солнечного излучения, улавливаемый в процессе фотосинтеза, особенно важен с экологической точки зрения, т.к. эта часть энергии идёт непосредственно на поддержание жизни, остальные 99 % отнюдь не пропадают впустую. Они поддерживают круговорот воды и минеральных веществ, удерживают температуру среды на определённом уровне так, что она меняется в сравнительно узком диапазоне, совместном с жизнедеятельностью. протоплазмы. эти потоки энергии не менее важны для жизни чем пища. Итак, прежде чем стремиться собрать как можно больший «урожай солнца», надо вспомнить о первом законе термодинамики (сохранение энергии). Отводя поток энергии от одного пути, мы уменьшаем какой-то другой поток, который может оказаться важнее для существования экосистемы.

Лекция 9. ВИД И ИНДИВИДУУМ В ЭКОСИСТЕМЕ

План лекции

1. Понятия местообитания и экологической ниши.

2. Экологические эквиваленты.

3. Смещение признаков: симпатрия и аллопатрия.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.