
- •Вопрос 1
- •Вопрос 2
- •Европейские справочники по наилучшим доступным технологиям (bref)
- •Выбор ндт
- •Энергоэффективность в ес
- •Ндт в России
- •11. Экологическая безопасность экономики
- •Общие положения
- •Стратегическая цель и принципы государственной политики в области экологического развития
- •Основные задачи государственной политики в области экологического развития
- •Вопрос 3
- •Вопрос 4
- •Вопрос 5
- •Вопрос 6
- •Вопрос 7
- •Вопрос 8
- •Вопрос 9
- •Вопрос 10
- •Вопрос 11
- •Вопрос 12
- •Вопрос 13
- •Вопрос 14
- •Вопрос 15
- •Вопрос 16
- •Вопрос 17
- •Вопрос 18
- •3. Кислотные осадки.
- •Вопрос 19
- •Вопрос 20
- •Вопрос 21
- •Вопрос 22
- •Вопрос 23
- •Вопрос 24
- •Вопрос 25
- •Вопрос 26
- •Вопрос 27
- •Вопрос 28
- •3.1 Общие сведения о водохранилищах
- •3.2 Воздействие водохранилищ на окружающую среду
- •3.4 Декларирование безопасности эксплуатации водохранилищ
- •3.5 Состояние водохранилищ
- •3.5.1 Водохранилища Волжско-Камского бассейна
- •3.5.2 Водохранилища Башкортостана
- •Вопрос 29
- •Вопрос 30
- •Вопрос 31
- •Вопрос 32
- •Вопрос 33
- •Вопрос 34
- •Вопрос 35
- •Вопрос 36
- •Вопрос 37
- •Вопрос 38
- •(Акимова т.А., Хаскин в.В. Экология с. 298-304)
- •Вопрос 39
- •Вопрос 40
- •Вопрос 41
- •Вопрос 42
- •Экологический мониторинг.
- •Вопрос 43
- •Вопрос 44
- •Вопрос 45
- •Вопрос 46
- •Вопрос 47
Вопрос 10
Биологическая продуктивность экосистем.
Источник: методичка «Остров», лекция 4.
Ответ:
Автотрофные экосистемы, используя энергию Солнца, углекислый газ и минеральные вещества, производят различные органические вещества – древесину, листья, плоды, т.е. живую биомассу. Производительность экосистемы измеряется количеством органического вещества, которое создано за единицу времени на единице площади, и называется биологической продуктивностью.
Общая годовая продукция сухого органического вещества на планете составляет 150-200 миллиардов тонн. В океане образуется 1/3 этой продукции, на суше – 2/3. Почти вся чистая первичная продукция планеты служит для поддержания жизни гетеротрофов. Неиспользуемая консументами энергия запасается в их телах, в органических осадках водоемов, в гумусе почвы.
Различают первичную, валовую, чистую, вторичную продукцию сообществ.
Биологическая продукция измеряется количеством сухой или сырой массы органического вещества (растений), производимого в единицу времени на единицу площади (т/га в год, г/м2 в день) или в энергетических единицах – эквивалентном числе джоулей.
Растения создают первичную продукцию, вторичная продукция сообществ (создается гетеротрофами) – прирост за единицу времени массы консументов.. Вторичную продукцию вычисляют отдельно для каждого трофического уровня, так как прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего уровня. Гетеротрофы живут за счет чистой первичной продукции сообщества.
Первичная продукция подразделяется на валовую первичную продукцию – количество вещества, создаваемого растениями за единицу времени при данной скорости фотосинтеза, то есть общая продукция фотосинтеза (расходуется на процессы жизнедеятельности, выделения, рост биомассы органического вещества), и чистую первичную продукцию – величина прироста растений (биомассы органического вещества).
При переходе с одного трофического уровня на другой, 90% энергии теряется. Поэтому количество вторичной биологической продукции в 20-50 раз меньше, чем первичной.
Продуктивность основных экосистем планеты показана в табл. 2 - 4.
Под биомассой понимают массу организма, организмов определенной группы, всего сообщества в целом или экосистемы. Под биомассой понимают всю живую органическую массу, которая содержится в экосистеме или ее элементах вне зависимости от того, за какой период она образовалась и накопилась. Различают фитомассу (массу живых растений), зоомассу, микробную массу, массу мертвого вещества. Также различают биомассу надземную, подземную, водную.
Таблица 2
Продуктивность экологических систем за год
Экосистема |
Пло- щадь, млн км2 |
Продуктивность растений, г/м2 |
Общая про-дуктивность |
||
Пределы |
Сред-нее |
Расте-ний, млрд/т |
Живот-ных, млн/т |
||
Материковые экосистемы (в целом): |
149 |
0-3500 |
773 |
115 |
909 |
Влажные тропические леса |
17 |
1000-3500 |
2200 |
37,4 |
260 |
Вечнозеленые леса умерен-ного пояса |
5 |
600-2500 |
1300 |
6,5 |
26 |
Листопадные леса умеренного пояса |
7 |
600-2500 |
1200 |
8,4 |
42 |
Тайга |
12 |
400-2000 |
800 |
9,6 |
38 |
Саванна |
15 |
200-2000 |
900 |
13,5 |
300 |
Тундры и высокогорье |
8 |
10-400 |
140 |
1,1 |
3 |
Пустыни и полупустыни |
18 |
10-250 |
90 |
1,6 |
7 |
Болота мангровые и низинные |
2 |
800-3500 |
2000 |
4,0 |
32 |
Озера и водотоки |
2 |
100-1500 |
250 |
0,5 |
10 |
Культивируемые земли |
14 |
100-3500 |
650 |
9,1 |
9 |
Морские экосистемы (в целом) |
361 |
2-2400 |
152 |
55,0 |
3025 |
Открытый океан |
332 |
2-400 |
125 |
41,5 |
2500 |
Апвеллинги |
0,4 |
400-1000 |
500 |
0,2 |
11 |
Континентальный шельф |
26 |
200-600 |
360 |
9,6 |
430 |
Заросли водорослей и рифы |
0,6 |
500-4000 |
2500 |
1,6 |
36 |
Эстуарии |
1,4 |
200-3500 |
1500 |
2,1 |
48 |
Средняя продуктивность биосферы |
510 |
0-4000 |
333 |
170,0 |
3934 |
Величина биомассы экосистемы зависит не столько от продуктивности, сколько от продолжительности жизни организмов и экосистемы. Большая биомасса характерна для лесных экосистем (тропические леса – 800-1000 т/га, леса умеренной зоны – 300-400 т/га), в травянистых сообществах ее значение составляет 3-5 т/га.
Обычно запас фитомассы выше запаса зоомассы, однако в водоемах запас зоомассы может быть выше, так как продолжительность жизни фитопланктона невелика, а рыбы живут несколько лет.
Таблица 3
Продуктивность и биомасса экосистем материков и океанов планеты за год
Экосистемы |
Пло-щадь, млн км2 |
Растения, млрд. т |
Животные, млрд т |
|||||
Продукция |
Биомасса |
Потреб-ление жи-вотными |
Про-дук-ция |
Био-масса |
||||
т/га |
глоба- льная |
т/га |
глоба-льная |
|||||
Континентов |
149 |
7,73 |
115,0 |
123,0 |
1837,0 |
7,8 |
0,909 |
1,005 |
Океана |
361 |
1,52 |
55,0 |
0,1 |
3,9 |
20,2 |
3,045 |
0,997 |
Всего |
510 |
3,33 |
170,0 |
3,6 |
1841 |
28,0 |
3,934 |
2,002 |
Возделыва-емые земли |
14 |
6,50 |
9,1 |
10,0 |
14 |
0,09 |
0,009 |
0,006 |
Таблица 4
Продуктивность естественного растительного покрова
Часть света |
Средняя продуктивность, ц/га |
КПД ФАР |
Европа |
85 |
1,26 |
Азия |
98 |
0,88 |
Африка |
103 |
0,59 |
Северная Америка |
82 |
0,94 |
Южная Америка |
209 |
1,13 |
Австралия и Океания |
86 |
0,44 |
Для экосистем, состоящих из однолетних организмов (поле пшеницы, клевера), годичная продуктивность и биомасса практически совпадают. Для древесных сообществ они резко различаются.
Биомасса основных экосистем России следующая: леса – 20-30, болота – 3-10, сельскохозяйственные системы –0,4-6, луга и степи – 0,1-3, озера – 0,01-0,1 кг/м2.
Продуктивность экосистем определяется лимитирующими факторами: наличием воды, питательных веществ, интенсивностью солнечной радиации, способностью системы использовать биогенные вещества и др. Биологическая продуктивность снижается при загрязнении экосистемы антропогенными и природными выбросами. Высокие скорости продукции имеют место в экосистемах при поступлении в них дополнительной энергии извне (в лесных экосистемах это ветер и дождь, в заливах – прилив, на возделываемых полях – удобрения, полив, работа человека). Человек повышает продуктивность экосистемы, уменьшая влияние лимитирующих факторов: вносит удобрения, орошает землю, создает искусственное тепло (теплицы, парники), рационально использует почвенно-климатические условия.
По продуктивности, ЭС подразделяются на 4 группы:
экосистемы очень высокой продуктивности – свыше 2 кг/м2 в год (тропические леса, коралловые рифы, заросли тростника в дельтах Волги, Дона).
экосистемы высокой продуктивности – 1-2 кг/м2 в год (липово-дубовые леса, прибрежные заросли рогоза или тростника на озерах, посевы кукурузы и многолетних трав при орошении и внесении высоких доз удобрений).
экосистемы умеренной продуктивности – 0,25-1 кг/м2 в год (многие сельскохозяйственные посевы, сосновые и березовые леса, сенокосные луга и степи, заросшие водными растениями озера, морские луга из водорослей).
экосистемы низкой продуктивности – менее 0,25 кг/м2 в год (пустыни, тундра, горные степи, большая часть морских экосистем).
Средняя по планете биопродуктивность составляет 0,3 кг/м2 в год.