Продуктивност на екосистемата. Във всяка екосистема част от входящата енергия, която навлиза в трофичната мрежа, не се разсейва, а се натрупва под формата на органични съединения. Непрекъснатото производство на жива материя (биомаса) е един от основните процеси в биосферата.[...]
ПРОДУКТИВНОСТ НА ЛАНДШАФТА - способността на ландшафта да произвежда биологични продукти. Вижте Биологична продуктивност на екосистема.[...]
Продуктивността на екосистемата е скоростта на образуване на биологична материя (биомаса) за единица време.[...]
Млада, продуктивна екосистема е много уязвима поради монотипния си видов състав, тъй като в резултат на някакво екологично бедствие, например суша, тя вече не може да бъде възстановена поради унищожаването на генотипа. Но те (екосистемите) са необходими за живота на човечеството, така че нашата задача е да поддържаме баланс между опростените антропогенни и съседните по-сложни, с богат генофонд, естествени екосистеми, от които зависят.[...]
Първичната производителност на една екосистема, общност или която и да е част от тях се определя като скоростта, с която слънчевата енергия се абсорбира от организмите производители (главно зелени растения) по време на фотосинтеза или химичен синтез (хемопродуценти). Тази енергия се материализира под формата на органични вещества в тъканите на производителите.[...]
Състоянието на екосистемата - броят и съотношението на организмите - се контролира и определя от потока на енергия, осигурен от нейната първична продуктивност: колкото по-висока е продуктивността, толкова по-значима е биотичната част на екосистемата. Както беше показано, продуктът на екосистемата зависи от потока слънчева енергия, получена от системата. Това обаче не е единственият фактор, който определя производителността. Влошаването на почвеното плодородие неизбежно води до намаляване на енергийния потенциал на околната среда и деградация на последната (опустиняване на територията).[...]
| 17.1 |
Биологичната продуктивност на една екосистема е скоростта на създаване на биомаса в тях, т.е. телесната маса на живите организми. Измерението на производителността е маса/времева площ (обем).[...]
Силата на биотата на една екосистема се определя от нейното производство, изразено в енергийни единици. Скоростта, с която растенията усвояват енергията на слънчевата светлина и натрупват органична материя по време на фотосинтезата, представлява биологичната продуктивност на екосистемата, чиято разлика се изразява като енергия/площ, време или маса/площ, време. Не всички органични вещества, синтезирани по време на фотосинтезата, се включват в растителната биомаса, т.е. не всички от тях се използват за увеличаване на размера и броя на растенията. Някои от тях трябва да бъдат разградени от самите растения в процеса на дишане, за да се освободи необходимата енергия за биосинтеза и поддържане на жизнените функции на самите растения. Следователно, първичното нетно биологично производство на екосистемата Pc ще бъде равно на цялото брутно производство на растения в екосистемата Pc минус загубите при дишане на самите растения Pc, т.е. [...]
От масата 1.3 ясно показва, че сухоземните екосистеми са най-продуктивни. Въпреки че площта на сушата е наполовина по-малка от океаните, нейните екосистеми имат годишно производство на първичен въглерод повече от два пъти по-голямо от Световния океан (съответно 52,8 милиарда тона и 24,8 милиарда тона), като относителната продуктивност на сухоземните екосистеми е 7 пъти по-висока от производителността на океанските екосистеми. От това по-специално следва, че надеждите, че пълното развитие на биологичните ресурси на океана ще позволи на човечеството да реши проблема с храната, не са много оправдани. Очевидно възможностите в тази област са малки - вече сега нивото на експлоатация на много популации от риби, китоподобни, перконоги е близко до критичното, за много търговски безгръбначни - мекотели, ракообразни и други, поради значителния спад в числеността им в естествени популации, отглеждането им е станало икономически изгодно в специализирани морски ферми, развитие на марикултурата. Приблизително същото е положението и с ядливите водорасли, като келп (водорасли) и фукус, както и с водораслите, използвани промишлено за производството на агар-агар и много други ценни вещества.[...]
В момента е общоприето, че колкото по-голям е броят на видовете, които съставляват една екосистема, толкова по-висока е способността на общността да се адаптира към променящите се условия на живот (например краткосрочни или дългосрочни промени в климата, както и други фактори ). По време на еволюционното развитие на екосистемите доминиращите видове са се променяли многократно. Често най-често срещаните видове се оказват неспособни да издържат на промени в действието на един или друг фактор на околната среда, докато редките видове се оказват по-устойчиви и получават предимство (например изчезването на големи влечуги и развитието на на бозайниците в края на периода Креда). По този начин продуктивността на екосистемата се поддържа и дори се увеличава.[...]
Обогатените с хранителни вещества влажни зони са най-продуктивните екосистеми, поддържащи стада от воден дивеч и много други животни. Общата площ на блатата и влажните зони на планетата е приблизително 3 милиона km2. Най-много блата има в Южна Америка (почти половината) и Евразия, с много малко в Австралия. Блата и влажни зони има във всички географски зони, но има особено много от тях в тайгата. В нашата страна блатата заемат около 9,5% от територията, като особено ценни са торфените блата, които акумулират значителни запаси от топлина. [...]
Различните екологични системи се характеризират с различна производителност, която трябва да се вземе предвид при разработването на определени територии, например за селскостопанска употреба. Продуктивността на една екосистема зависи от редица фактори, предимно от доставката на топлина и влага, определени от климатичните условия (Таблици 2.3 и 2.4). Най-продуктивните екосистеми са плитките естуари.[...]
Обективните предимства на този метод се определят от факта, че функционирането на всяка екосистема първоначално се поддържа от непрекъснат поток на енергия през нейните компоненти, а интензивността на този поток определя динамиката и продуктивността на екосистемата. Всички без изключение материални потоци на производство и други човешки дейности винаги са свързани с енергийни потоци и имат една или друга енергоемкост. Естествените и създадените от човека енергийни потоци винаги могат да бъдат количествено определени. Интензивността на енергийните потоци, поради връзката им с физико-географските фактори и нивото на икономическо развитие, винаги може да бъде прогнозирана с висока надеждност. Обменът на енергия в екосистемите (наред с циркулацията на материята) е един от основните фактори за стабилността на екосистемите и техния самовъзстановителен потенциал. [...]
Колко редовно се случва цикълът на който и да е елемент, включително въглерода, определя продуктивността на екосистемата, която е важна за селското стопанство и отглеждането на гори. Човешката намеса нарушава процесите на циркулация. Обезлесяването и изгарянето на горива засягат въглеродния цикъл.[...]
В табл Фигура 9 показва, че естуарите като клас местообитания са наравно с такива естествени продуктивни екосистеми като тропическите гори и кораловите рифове. Естуарите обикновено са по-продуктивни от морето, от една страна, и сладководните басейни, от друга. Сега отново можем да обединим причините за високата производителност (виж Ю. Одум, 1961; Шелске и Ю. Одум, 1961). [...]
Закбн МАКСИМУМ [лат. максимална най-голяма] - количествена промяна в условията на околната среда не може да увеличи биологичната продуктивност на екосистемата и икономическата продуктивност на селскостопанската система извън границите на теглото и енергията, определени от еволюционните свойства на биологичните обекти и техните общности.[...]
Фотоавтотрофите (растенията) съставляват основната част от биотата и са изцяло отговорни за образуването на всички нови органични вещества в екосистемата, т.е. са първичните производители на продукти - производители на екосистеми. Новата биомаса от органична материя, синтезирана от автотрофите, е първична продукция, а скоростта на нейното образуване е биологичната продуктивност на екосистемата. Автотрофите образуват първото трофично ниво на всяка цялостна екосистема.[...]
Ключовата дума в горните определения е спорност. Винаги е необходимо да се вземе предвид елементът време, т.е. говорим за количеството енергия, фиксирано за определено време. По този начин биологичната производителност е различна от „добива“ в химията или индустрията. В последните два случая процесът завършва с появата на определено количество от един или друг продукт, но в биологичните общности процесът е непрекъснат във времето, поради което е необходимо продуктът да се отнесе към избрана единица време (напр. , говорете за количеството храна, произведена на ден или на година). Като цяло производителността на една екосистема показва нейното „богатство“. Една богата или продуктивна общност може да има повече организми, отколкото по-малко продуктивна общност, но понякога това може да не е така, ако организмите в продуктивната общност се отстраняват или „преобръщат“ по-бързо. По този начин, на богато пасище, изядено от добитък, реколтата от трева очевидно ще бъде много по-малка, отколкото на по-малко продуктивно пасище, на което не е каран добитък по време на периода на измерване. Наличната биомаса или стояща култура за даден период от време не трябва да се бърка с производителността. Студентите, изучаващи екология, често бъркат тези две величини. Първичната производителност на система или продукцията на компонент от популация обикновено не може да бъде определена чрез просто преброяване и претегляне (т.е. „цензиране“) на присъстващите организми, въпреки че данните за стоящите култури могат да осигурят добри оценки на нетната първична производителност, ако организмите са големи по размер и живата материя е била жива известно време.натрупва без да се изразходва (пример - земеделски култури).[...]
Разликата във въздействието на двата основни вида замърсяване върху енергийната система е показана на фиг. 216. Когато приемът се увеличи до критично ниво, често възникват резки колебания (например при цъфтеж на водорасли), а по-нататъшното увеличаване на приема на тези замърсители води до стрес - системата по същество е отровена от „излишък от стоки“. Скоростта, с която може да настъпи промяната от добро към лошо без подходящ контрол, допринася за трудността при разпознаване и действие при замърсяване (това може да се види по това колко стръмно кривата/слиза надолу). До каква степен този модел е приложим, ще покажем в гл. 21.[...]
Разработването на запасите от нефт и газ се отрази изключително пагубно на природата на Западен Сибир. Там е създадена нещо като пустиня: с изчерпването на минералните ресурси не остават никакви природни блага, а само обезобразена земя. Изисква реанимация в продуктивни екосистеми. Такива пътища или се знаят, или трябва да се намерят. Като цяло специфични програми за възстановяване на потенциала на природните ресурси и търсене на нови начини за използване на природата, без да се унищожава, са доста обещаващи.[...]
По този начин първият предложен критерий за въздействието на нооценозата върху екосистемата позволява да се изрази това въздействие като безразмерен цифров индикатор и по неговата стойност да се характеризира степента на въздействие на човешката икономическа дейност върху производителността на екосистемата. Критерият за въздействието на нооценозата върху екосистемата позволява да се оцени нейната продуктивност в зависимост от влиянието на предприятията, човешкото общество, продуктите на неговия труд и вредните производствени отпадъци, както при функционирането на нооценозите. и при планиране на тяхното развитие, както и при целенасочено модифициране на екологични пирамиди при планиране и избор на стратегия за икономическа дейност.[...]
Входът на системата е потокът от слънчева енергия. По-голямата част от него се разсейва като топлина. Част от енергията, ефективно усвоена от растенията, се преобразува по време на фотосинтезата в енергията на химичните връзки на въглехидратите и други органични вещества. Това е брутното първично производство на екосистемата. Част от енергията се губи по време на дишането на растението, докато част се използва в други биохимични процеси в растението и в крайна сметка също се разсейва като топлина. Остатъкът от новообразуваната органична материя определя нарастването на растителната биомаса – нетната първична продуктивност на екосистемата.[...]
Общият енергиен поток, характеризиращ една екосистема, се състои от слънчева радиация и дълговълнова топлинна радиация, получена от близки тела. И двата вида радиация определят климатичните условия на околната среда (температура, скорост на изпаряване на водата, движение на въздуха и др.), но само малка част от енергията на слънчевата радиация се използва във фотосинтезата, която осигурява енергия на живите компоненти на екосистемата. Благодарение на тази енергия се създава основната или първична продукция на екосистемата. Следователно първичната продуктивност на една екосистема се определя като скоростта, с която лъчистата енергия се използва от производителите в процеса на фотосинтеза, натрупвайки се под формата на химични връзки на органични вещества. Първичната производителност P се изразява в единици маса, енергия или еквивалентни единици за единица време.[...]
Най-важният показател при определяне на максималното натоварване на околната среда е понятието качество на околната среда. Качеството на околната среда е набор от параметри, които отговарят на условията за съществуване на човека (екологична ниша) и условията за съществуване на човешкото общество. Като критерии за качество на околната среда могат да се използват биологичната продуктивност на една екосистема, съотношението на видовете, състоянието на трофичните системи и т. н. В САЩ качеството на околната среда се характеризира със система от специални точки. Сборът от точки в определен регион определя качеството на околната среда.[...]
Екологичната приемственост е последователна промяна на екосистемите с постепенна насочена промяна в условията на околната среда, например с увеличаване (или намаляване) на влажността или богатството на почвата, с изменението на климата и др. В този случай изглежда, че екологичният баланс се „плъзга“: успоредно (или с известно забавяне) с промените в условията на околната среда, съставът на живите организми и продуктивността на екосистемата се променят, постепенно ролята на някои видове намалява, докато други нарастват, различни видове отпадат от екосистемата или, обратно, я попълват. Сукцесията може да бъде причинена от вътрешни и външни (по отношение на екосистемата) фактори, да протича много бързо или да продължи с векове. Ако промяната на околната среда е внезапна (пожар, голям нефтен разлив, преминаване на колесни превозни средства в тундрата), тогава екологичният баланс ще бъде разрушен.[...]
Когато водата се отклони от реките, блатата по техните корита, неподхранвани от наводнения, пресъхват, а това също води до изчезването на много видове растения и животни. Блатата в природата играят голяма роля в пречистването на вода, която прониква през тяхната дебелина в подпочвените води. Блатата са регулатори на речния поток, захранват извори и реки. В допълнение, блатата, обогатени с хранителни вещества, са най-продуктивните екосистеми и служат като местообитания за много диви животни.[...]
S. S. Schwartz пише: „Климатичните бедствия, които обаче не надхвърлят границите на вековни колебания, могат да намалят броя на дребните бозайници с десетки и стотици хиляди пъти, но след 2-3 размножителни сезона животните се възстановяват номерата им отново. число до оптималното. Привидно незначително намаляване на броя на животните, причинено от антропогенни влияния, често води до масово изчезване на видовете. Запазването или реконструкцията на доста сложна, многовидова и продуктивна екосистема в регионален мащаб изисква задълбочен и задълбочен научен анализ на екосистемата на региона, което, за съжаление, не винаги е възможно при сегашното ниво на развитие на околната среда. Все пак следната теза изглежда справедлива: въпреки сложността, високата цена и продължителността на екологичните разработки, те трябва да предшестват всяка икономическа дейност, която може да причини промени в околната среда в регионален мащаб. [...]
Според А. Н. Тетиор Б. е ключът към решаването на проблема с възстановяването на екологичния баланс в урбанизираните райони. БИОПОЛЕ, биологично поле - поле, което въздейства на живите организми. Естеството на този ефект не е ясно; се проявява под формата на електромагнитни и биоенергийни процеси. БИОПОЛИТИКАТА е политика, основана на признаването на расовото неравенство. Б. често е оправдание за агресивни политически или дори военни действия. Вижте Расизъм. БИОПРОДУКТИВНОСТ НА ЕКОСИСТЕМА - виж Биологична продуктивност на екосистема. БИОРАЗНООБРАЗИЕ – вж Биологично разнообразие.[...]
Произвеждащите организми са автотрофи - крайбрежна растителност, водни многоклетъчни и едноклетъчни плаващи растения (фитопланктон), живеещи на дълбочини, където светлината все още прониква. Благодарение на енергията, доставена чрез вход, произвеждащите организми синтезират органична материя от вода и въглероден диоксид по време на процеса на фотосинтеза. Основният показател за силата на една екосистема е нейната продуктивност, която се разбира като масата на органичната материя в телата на произвеждащите организми. Продуктивността на една екосистема зависи от количеството светлина, вода и богатството на почвата или водата на органични и минерални съединения.[...]
В условията на значителна реконструкция на водните системи - напълно регулиран отток на много реки, създаване на мрежа от различни резервоари, използване на голям брой резервоари като охладителни резервоари за енергийни съоръжения, интензивна еутрофикация на много вътрешни водоеми, прехвърляне на потока от много реки от север на юг - напълно различен подход за решаване на проблема с увеличаване на възпроизводството на рибни ресурси. За това, очевидно, не е достатъчно просто да имаме подробни познания за екологията на възпроизводството и развитието на ценни видове риби, но трябва да се научим изкуствено да формираме продуктивни екосистеми, привличайки за тези цели дори обекти за размножаване (рибовъдство), които са далеч от традиционните за страната ни. Ако успеем да изясним сложните процеси, свързани със степента на стабилност и променливост на биологичните системи (организъм, популация, екосистеми), въз основа на подробен и едностранен анализ на кинетиката на протичащите процеси на различни нива на биологични системи, и преминем от простата форма на експлоатация на рибните ресурси във водните обекти към управлението на продуктивните водни екосистеми, тогава ще можем не само да предвидим и предотвратим промени в рибната фауна, които са нежелани за нас, но и да увеличим тяхната продуктивност. [...]
Биологичният мониторинг се основава на наблюдения на параметрите на околната среда в мрежа от контролни точки и има локален характер. Геосистемният мониторинг използва не само данни, получени чрез биологичен мониторинг, но и система от специални ключови (тестови) зони и има регионален характер. Тези ключови зони обикновено се наричат естествени (геоекологични) тестови площадки, на които се установяват геосистемни тестове: MPC (максимално допустими концентрации), ESSPS (естествена способност на естествената среда да се самопречиства), EEB (енергийно-материален баланс), BPE ( биологична продуктивност на екосистемата) и др. Препоръчва се във всяка природна зона да има по едно депо.[...]
Географският произход на степните видове е от особено екологично значение. Представители на родове със северен произход, като 8Ira, Agorugop и Roa, възобновяват растежа си в началото на пролетта, достигат максимално развитие в края на пролетта или началото на лятото (когато семената са узрели), а при горещо време те сякаш падат на „половина“. -сън”; през есента растежът им се възобновява и остават зелени въпреки сланата. Представители на родове от южен произход, като Apci-gorodop, VisMoe и Bieloia, възобновяват растежа си в края на пролетта, растат непрекъснато през цялото лято, достигат максимална биомаса до края на лятото или есента и не растат през останалото време. По отношение на годишната производителност на екосистемата като цяло смесицата от северни и южни треви е благоприятна, особено защото в някои години валежите могат да бъдат обилни през пролетта или есента, а в други години може да са обилни в средата на лятото. Замяната на такива адаптирани смеси с „монокултури” води до колебания в производителността (още един прост екологичен факт, който дори агрономите не разбират!). [...]
Дървата за огрев играят особено важна роля в горските и степните райони на умерените зони и в тропическите райони със сух сезон. В много райони на западните или югоизточните Съединени щати е трудно да се намери голям район, който да не е горял поне през последните 50 години. Най-честата естествена причина за пожар е удар от мълния. Северноамериканските индианци умишлено изгарят гори и прерии. Така огънят е бил ограничаващ фактор много преди човекът да започне решително да променя околната среда. За съжаление, чрез небрежно поведение съвременният човек често увеличава ефекта от огъня до такава степен, че унищожава или уврежда много продуктивната среда, която иска да поддържа. Въпреки това, абсолютната защита от пожари не винаги води до желаната цел, т.е. повишаване на продуктивността на екосистемата. Така стана ясно, че огънят трябва да се разглежда като фактор на околната среда заедно с температурата, валежите и почвата и този фактор трябва да се изучава без предразсъдъци. Сега, както и в миналото, ролята на огъня като приятел или враг на цивилизацията зависи изцяло от научното познание и от контрола върху него.[...]
Методите за изследване на биологичния и геоекологичния мониторинг се различават значително. Биологичният мониторинг се основава на систематично проследяване (наблюдение и контрол) на определени параметри (показатели) на околната среда (геофизични, биохимични и биологични), които имат биоекологично значение, върху мрежа от контролни точки, т.е. има предимно локален характер. Ключовите зони могат да бъдат наречени природни (геоекологични) тестови площадки; Те се използват за разработване на геосистемни тестове (индикатори) като MPC, ESSPS, EVB, WPT за мониторинг на околната среда като цяло.[...]
Специалният термин пермеант е предложен от Шелфорд за обозначаване на силно подвижни животни, като птици, бозайници и летящи насекоми, които съответстват на нектона на водните екосистеми. Те се движат свободно между слоевете и подсистемите и между развиващите се и зрелите етапи на растителността, които обикновено образуват мозайка в повечето ландшафти. Много животни имат различни етапи от своя жизнен цикъл в различни нива или общности, така че тези животни се възползват напълно от всяка от общностите. [...]
Глобалното изчерпване на околната среда от прогресивна пазарна икономика може да бъде придружено от поддържане на стабилно състояние и дори видимо подобрение на определени местни области (региони, държави) въз основа на отворен цикъл на веществата, т.е. непрекъснато въвеждане на необходимото количество консумирани вещества и непрекъснато отстраняване на отпадъците. Отвореността на местната циркулация обаче означава, че съществуването на област, поддържана изкуствено в стационарно състояние, е придружено от влошаване на състоянието на околната среда в останалата част от биосферата. Цъфтяща градина, езеро или река, поддържана в стационарно състояние на базата на отворен цикъл на веществата, е много по-опасна за биосферата като цяло от изоставената земя, превърната в пустиня. В естествените пустини принципът на Le Chatelier продължава да се прилага. Единствено размерът на компенсацията за смущенията се оказва отслабен в сравнение с по-продуктивните екосистеми.[...]
Във всеки даден момент по-голямата част от фосфора е в свързано състояние или в организми, или в седименти (в органичен детрит и неорганични частици). Не повече от 10% от фосфора присъства в езерата в разтворима форма. Бързото движение в двете посоки (обмен) се извършва постоянно, но значителният обмен между твърдите и разтворимите форми често е нередовен, протичащ на „трепки“, с периоди, когато фосфорът току-що напуска утайките, и периоди, когато току-що се абсорбира от организмите или навлизане в седиментите, което е свързано със сезонни промени в температурата и активността на организмите. По правило свързването на фосфора става по-бързо от освобождаването. Растенията бързо натрупват фосфор в тъмнина и други условия, когато не могат да го използват. През периода на бърз растеж на производителите (обикновено през пролетта) целият наличен фосфор може да бъде свързан в производителите и потребителите. След това активността на -системата намалява, докато труповете и изпражненията се разложат и се отделят биогенни елементи. Въпреки това, концентрацията на фосфор във всеки един момент може да каже малко за продуктивността на една екосистема. Ниското съдържание на разтворен фосфат може да означава или че системата е изтощена, или че нейният метаболизъм е много интензивен; Само чрез измерване на скоростта на потока на дадено вещество може да се разбере ситуацията. Pomeroy (1960) формулира този важен момент по следния начин: „Измерването на концентрацията на разтворен фосфат в естествени водни басейни не дава индикация за наличието на фосфор. Повечето или дори целият фосфор в системата може да присъства в живите организми по всяко време, но може да направи пълен „оборот“ за един час и в резултат на това за организми, способни да абсорбират фосфор от много разредени разтвори, неговият предлагането винаги ще бъде достатъчно. Такива системи могат да останат биологично стабилни за дълго време при видимата липса на наличен фосфор. Данните, представени тук, предполагат, че бързият поток на фосфор е типичен за системите с висок добив и че скоростта на потока е по-важна от концентрацията на елемента за поддържане на високо органично производство.
Концепция за продуктивност на екосистемата
Екосистемата или екологичната система е биологична система, състояща се от общност от живи организми (биоценоза), тяхното местообитание (биотоп) и система от връзки, които обменят материя и енергия между тях. Едно от основните понятия на екологията.
Пример за екосистема е езерце с растения, риби, безгръбначни животни и микроорганизми, живеещи в него, които съставляват живия компонент на системата, биоценоза.
Концепция на екосистемата:
Дефиниции
1. Всяко единство, което включва всички организми в дадена област и взаимодейства с физическата среда по такъв начин, че потокът от енергия създава ясно дефинирана трофична структура, видово разнообразие и кръговрат на веществата (обмен на вещества и енергия между биотични и абиотични части) в рамките на системата е екологична система или екосистема.
2. Съобщество от живи организми, заедно с неживата част от средата, в която се намира, и всичките му различни взаимодействия, се нарича екосистема.
3. Всяка съвкупност от организми и неорганични компоненти на тяхната среда, в която може да се случи циркулация на вещества, се нарича екологична система или екосистема.
4. Биогеоценоза - взаимозависим комплекс от живи и инертни компоненти, свързани помежду си чрез метаболизъм и енергия http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0 %B0 - cite_note-biogeobse-5.
Продуктивността на екосистемата е количеството органична материя (в единици маса или енергия), произведена от единица повърхност за единица време. Например продуктивността на една тропическа гора е kg/m2 годишно и т.н.
Биологичната продуктивност (екосистеми) може да бъде първична, вторична, нетна и брутна.
Първичната производителност (или производство) е биомасата или енергията, създадена от производителите за единица време на единица пространство. Има разлика между брутната първична производителност (GPP) - скоростта, с която слънчевата енергия се преобразува от производителите в органични съединения по време на фотосинтезата (изразява се в cal/m2 на час) и нетната първична производителност (NPP) - енергията, която отива в растеж или се абсорбира от деструктора:
Писта = NWP + D,
където GPP е брутната първична производителност; NPP -- нетна първична производителност; D - дихателна енергия.
Вторичната продуктивност (или вторичното производство) е общото количество органична материя, което се произвежда от всички хетеротрофи на единица площ за единица време. Вторичната производителност също се разделя на брутна и нетна.
Продуктивност на основните видове естествени биоми
производителност естествен биом агроекосистема
Биомът е природна зона или област със специфични климатични условия и съответен набор от доминиращи видове растения и животни (жива популация), които съставляват географско единство. За разграничаване на сухоземните биоми, в допълнение към физическите и географските условия на околната среда, се използват комбинации от жизнени форми на растения и техните компоненти. Например в горските биоми доминираща роля играят дърветата, в тундрата - многогодишните треви, в пустинята - едногодишните треви, ксерофитите и сукулентите.
Придвижвайки се от север към екватора, могат да се разграничат девет основни типа земни биоми. Нека да им дадем кратко описание.
1. Тундра. Разположен между полярните ледове и тайговите гори на юг. Характерна особеност на този биом са ниските годишни валежи – само 250 mm годишно. Основните ограничаващи фактори са ниските температури и краткият вегетационен период.
2. Тайга (биом на бореална (северна) иглолистна гора). Това е един от най-обширните биоми в района. Тук растат вечнозелени иглолистни дървесни видове: лиственица, смърч, ела, бор. Сред широколистните дървета е често срещана смес от елша, бреза и трепетлика. Има малко големи животни, главно лосове и елени, но има голям брой хищници: куници, рисове, вълци, росомахи, норки, самури. Многобройни гризачи.
3. Умерени широколистни гори. В умерения пояс, където има достатъчно влага (800-1500 mm годишно), а горещото лято отстъпва място на студените зими, са се развили гори от определен тип. Дърветата, които хвърлят листата си в неблагоприятни периоди от годината, са се приспособили да съществуват в такива условия: дъб, бук, клен, габър, леска. Смесени с тях тук се срещат както бор, така и смърч. Сред представителите на животинския свят могат да се отбележат дива свиня, вълк, елен, лисица, мечка, както и кълвач, синигер, дрозд, чинка и др. Съвременната горска растителност тук се е формирала под прякото влияние на човека.
4. Степи на умерения пояс. Степите заемат вътрешността на евразийския и северноамериканския континент, южната част на Южна Америка и Австралия. Решаващият фактор за съществуването на степите е климатът. Тук няма достатъчно валежи, за да съществуват дървета, но не толкова малко, че да се образуват пустини. Валежите варират от 250 до 750 mm годишно. Почвите на степите с високи треви са богати на хумус, тъй като до края на лятото тревите умират и бързо се разлагат. В момента тук понякога се срещат само опитомени крави, коне, овце и кози.
5. Растителност от средиземноморски тип. Този биом има специфично име - чапарал. Разпространението му е ограничено до райони с мека, дъждовна зима и често сухо лято. Преобладава твърдолистна растителност с плътни и лъскави листа. В Австралия такава растителност се състои от дървета и храсти от рода Eucalyptus. Животните включват зайци, дървесни плъхове, бурундуци и някои видове елени. Важна роля в този биом играят пожарите, които от една страна благоприятстват растежа на треви и храсти (хранителните вещества се връщат в почвата), а от друга създават естествена бариера срещу нахлуването на пустинна растителност.
6. Пустини. Пустинният биом е характерен за сухите и полусухите зони на Земята, където падат по-малко от 250 mm валежи. Пустините заемат около 1/5 от земната повърхност. Сред тях са:
¦ пустини, където не вали нито един дъжд с години (централна Сахара, пустините Такламакан в Централна Азия, Атакама в Южна Америка, Ла Хоя в Перу и Асуан в Либия). Средно такива пустини получават около 10 mm валежи годишно;
¦ пустини, където падат по-малко от 100 mm валежи годишно (растителността тук е концентрирана по речните корита, които се пълнят само след дъжд);
¦ пустини, където падат от 100 до 200 mm валежи годишно (тук е невъзможно да се отглеждат култури, но многогодишната растителност се среща навсякъде).
Пустинните животни оцеляват, като ядат растения, съхраняващи вода. Сред големите животни отбелязваме камилата, която може да се справи дълго време без вода, при условие че периодично се „запазва“. За малките пустинни животни основният източник на вода е главно влагата, съдържаща се в храната, която ядат. Някои от тези животни изобщо не могат да пият вода.
7. Тропически савани и пасища. Този биом е разпространен върху доста бедни почви, което е причината за относителната му запазеност.
Биомът е разположен от двете страни на екваториалната зона между тропиците. Типичният ландшафт на саваната е висока трева с редки дървета от родовете акация, баобаб и дървовидни млечи. Растенията тук са принудени да се адаптират към сухите сезони и пожарите.
Видовото разнообразие на животните в саваните е много по-малко, отколкото в тропическите гори, но някои видове се отличават с висока гъстота на индивиди, образувайки стада, стада, стада и гордости. Саваните на Африка пасат редица копитни животни, които не се срещат в никой друг биом. Много животни и птици се хранят с растения: прасета, зебри, жирафи, слонове, токачки, щрауси.
8. Тропическа или трънлива гора. Това са предимно светли, слабослоести широколистни гори и бодливи, сложно извити храсти. Този биом е характерен за Южна, Югозападна Африка и Югозападна Азия. Монотонно монотонна растителност понякога е украсена с величествени баобаби. Ограничаващ фактор тук е неравномерното разпределение на валежите, въпреки че като цяло има достатъчно количество валежи.
9. Дъждовни гори. Биомът заема тропическите райони на Земята в басейните на Амазонка и Ориноко в Южна Америка; басейните на Конго, Нигер и Замбези в Централна и Западна Африка, Мадагаскар, Индо-Малайския регион и Борнео-Нова Гвинея. Тропиците обикновено се наричат джунгли.
Сенниците поддържат голямо и разнообразно население. Сред птиците, които живеят в короните, има много, които не летят много добре, те основно скачат и се катерят (носорогите, райските птици).
Растителността на тропическата гора изглежда на пътника като непрекъсната стена от растения, издигащи се на височина до 75 m (фиг. 6.12). Основната характеристика на тропическите гори е, че растат върху изключително бедни почви. Горният слой на почвата не надвишава 5 см на склонове. Отдолу обикновено има червена латеритна глина, лишена от хранителни вещества.
Първични и вторични продукти.Едно от най-важните свойства на екосистемите е способността за създаване на органична материя, която се нарича продукти. Продуктивност на екосистематае скоростта на образуване на продукция за единица време (час, ден, година) на единица площ (квадратен метър, хектар) или обем (във водните екосистеми). Органичната маса, създадена от производителите за единица време, се нарича първични продуктиобщности. Разделя се на брутоИ чистапродукти. Брутно първично производствое количеството органична материя, създадено от растенията за единица време при дадена скорост на фотосинтеза. Част от тази продукция отива за поддържане на жизнената активност на самите растения (разходи за дишане). В умерените и тропическите гори растенията изразходват от 40 до 70% от брутната си продукция за дишане. Останалата част от създадената органична маса характеризира чисто първично производство, което представлява количеството растеж на растенията. След като се обработва в хранителни вериги, той се използва за попълване на масата на хетеротрофните организми.
Вторични продуктие нарастването на масата на потребителите за единица време. Изчислява се отделно за всяко трофично ниво. Потребителите живеят от нетното първично производство на общността. В различните екосистеми те го консумират в различна пълнота. Ако скоростта на отстраняване на първичните продукти в хранителните вериги изостава от скоростта на растеж на растенията, това води до постепенно увеличаване на биомасата на производителите. биомасае общата маса на организмите от дадена група или цялото съобщество като цяло. В стабилни общности с балансиран кръговрат на веществата, всички продукти се изразходват в хранителните вериги и биомасата остава постоянна.
Продуктите и биомасата на екосистемите са не само ресурс, използван за храна; ролята на екосистемите, формираща и стабилизираща околната среда, зависи пряко от тези показатели: интензивността на абсорбцията на въглероден диоксид и отделянето на кислород от растенията, регулирането на водния баланс. на територии, шумозаглушаване и др. Биомасата, включително мъртвата органична материя, е основният резервоар за концентрация на въглерод на сушата. Теоретично предвидената скорост на създаване на първични биологични продукти се определя от възможностите на фотосинтетичния апарат на растенията. Както е известно, само 44% от слънчевата радиация е фотосинтетично активна радиация (PAR) – дължината на вълната, подходяща за фотосинтеза. Максималната ефективност на фотосинтезата, постигната в природата, е 10–12% от PAR енергията, което е около половината от теоретично възможната. Празнува се при най-благоприятни условия. Като цяло по целия свят усвояването на слънчева енергия от растенията не надвишава 0,1%, тъй като фотосинтетичната активност на растенията е ограничена от много фактори: липса на топлина и влага, неблагоприятни почвени условия и др. Продуктивността на растителността се променя не само по време на прехода от една климатична зона към друга, но и във всяка зона (Таблица 2.) На територията на Русия, в зони с достатъчно влага, първичната продуктивност се увеличава от север на юг, с увеличаване на притока на топлина и продължителността на вегетационния период. Годишният растеж на растителността варира от 20 c/ha на брега на Северния ледовит океан до 200 c/ha на черноморското крайбрежие на Кавказ. Най-големият прираст на растителна маса достига средно 25 g/m2 на ден при много благоприятни условия, с висока обезпеченост на растенията с вода, светлина и минерали. На големи площи продуктивността на растенията не надвишава 0,1 g/m2: в горещи и полярни пустини и огромни вътрешни пространства на океаните с изключителен дефицит на хранителни вещества за водораслите.
таблица 2
Биомаса и първична продуктивност на основните типове екосистеми
(по Т. А. Акимова, В. В. Хаскин, 1994 г.)
| Екосистеми | Биомаса, t/ha | Продукти, t/ha година |
| Пустини | 0,1 – 0,5 | 0,1 – 0,5 |
| Централни океански зони | 0,2 – 1,5 | 0,5 – 2,5 |
| Полярни морета | 1 – 7 | 3 – 6 |
| Тундра | 1 – 8 | 1 – 4 |
| Степи | 5 – 12 | 3 – 8 |
| Агроценози | – | 3 – 10 |
| Савана | 8 – 20 | 4 – 15 |
| Тайга | 70 – 150 | 5 – 10 |
| Широколистна гора | 100 – 250 | 10 – 30 |
| Тропическа гора | 500 – 1500 | 25 – 60 |
| коралов риф | 15 – 50 | 50 – 120 |
За петте континента на света средната производителност на екосистемите варира сравнително малко (82–103 c/ha годишно). Изключение прави Южна Америка (209 ц/ха годишно), в повечето от които условията за растителност са много благоприятни.
Общото годишно производство на суха органична материя на Земята е 150–200 милиарда тона. Повече от една трета от него се образува в океаните и около две трети на сушата.
Почти цялото нетно първично производство на Земята служи за поддържане на живота на всички хетеротрофни организми. Храненето на хората се осигурява основно от селскостопански култури, които заемат около 10% от земната площ. Селскостопанските площи с тяхното рационално използване и разпределение на продуктите биха могли да осигурят растителна храна за приблизително два пъти по-голямо население на планетата от сегашното. По-трудно е осигуряването на населението с вторични продукти. Ресурсите, налични на Земята, включително животинските продукти и резултатите от риболова на сушата и в океана, могат годишно да осигурят по-малко от 50% от нуждите на съвременното население на Земята. Следователно по-голямата част от световното население е в състояние на хроничен протеинов глад. В тази връзка повишаването на биологичната продуктивност на екосистемите и особено на вторичните продукти е една от най-важните задачи на човечеството.
Екологични пирамиди.Всяка екосистема има определена трофична структура, която може да бъде изразена или чрез броя на индивидите на всяко трофично ниво, или чрез тяхната биомаса, или чрез количеството енергия, регистрирано на единица площ за единица време на всяко следващо трофично ниво. Графично това обикновено се представя като пирамида, чиято основа е първото трофично ниво, а следващите образуват етажите и върха на пирамидата.
Ориз. 17. Опростена диаграма на пирамидата на населението (според G.A. Novikov, 1979)
Има три основни вида екологични пирамиди – числа, биомаса и производство (или енергия).
Пирамида от числаотразява разпределението на индивидите през трофичните нива. Установено е, че в трофичните вериги, където трансферът на енергия се осъществява главно чрез връзките хищник-жертва, често се следва следното правило: общият брой на индивидите в хранителните вериги на всяко следващо трофично ниво намалява(фиг. 17).
Това се обяснява с факта, че хищниците обикновено са по-големи от плячката си и един хищник се нуждае от няколко жертви, за да поддържа живота си. Например, един лъв изисква 50 зебри годишно. Има обаче изключения от това правило. Вълците, когато ловуват заедно, могат да убият плячка, по-голяма от себе си (например елени). Паяците и змиите, които имат отрова, убиват големи животни.
Пирамида от биомасаотразява общата маса на организмите на всяко трофично ниво. В повечето сухоземни екосистеми общата маса на растенията е по-голяма от биомасата на всички тревопасни организми, а масата на последните от своя страна надвишава масата на всички хищници (фиг. 18)
 |
|||||||
|
|||||||
Коралов риф Депозит Пелагиал
Ориз. 18. Пирамиди от биомаса в някои биоценози (според F. Dreux, 1976):
P – производители, RK – растителни консументи, PC – месоядни консументи, F – фитопланктон, Z – зоопланктон
В океаните и моретата, където основните производители са едноклетъчни водорасли, пирамидата на биомасата има обърнат вид. Тук цялото нетно първично производство бързо се включва в хранителната верига, натрупването на биомаса от водорасли е много малко, а техните консуматори са много по-големи и имат по-голяма продължителност на живота, следователно при по-високи трофични нива преобладава тенденцията за натрупване на биомаса.
Пирамида от продукти (енергия)дава най-пълната картина на функционалната организация на общността, тъй като отразява законите на потреблението на енергия в хранителните вериги: количеството енергия, съдържащо се в организмите на всяко следващо трофично ниво на хранителната верига, е по-малко, отколкото на предишното ниво.
Ориз. 19. Продуктова пирамида
Количеството продукти, произведени за единица време на различни трофични нива, се подчинява на същото правило, което е характерно за енергията: на всяко следващо ниво на хранителната верига количеството на създадените продукти за единица време е по-малко, отколкото на предходното. Това правило е универсално и важи за всички видове екосистеми (фиг. 19). Енергийните пирамиди никога не са с главата надолу.
Изследването на законите на продуктивността на екосистемите и способността за количествено отчитане на енергийния поток са изключително важни в практическо отношение, тъй като първичното производство на агроценози и природни съобщества, експлоатирани от хората, е основният източник на хранителни доставки за човечеството. Вторичните продукти, получени от селскостопански животни, са не по-малко важни. Точните изчисления на енергийния поток в мащаба на продуктивността на екосистемите позволяват да се регулира цикълът на веществата в тях по такъв начин, че да се постигне най-голям добив на продукти, полезни за хората. И накрая, много е важно да имате добро разбиране на допустимите граници за отстраняване на растителна и животинска биомаса от природни системи, за да не подкопаете тяхната продуктивност.
Продуктивност на екосистематае натрупване на органична материя от екосистема в процеса на нейния живот. Продуктивността на екосистемата се измерва с количеството органична материя, създадено за единица време на единица площ.
Има различни нива на производство, на които се създават първични и вторични продукти. Нарича се органична маса, създадена от производителите за единица време първични продукти, а нарастването на масата на потребителите за единица време е вторични продукти.
Първичната продукция се разделя на две нива - бруто и нетно производство. Брутното първично производство е общата маса на брутната органична материя, създадена от растение за единица време при дадена скорост на фотосинтеза, включително разходите за дишане.
Растенията изразходват от 40 до 70% от брутната си продукция за дишане. Планктонните водорасли изразходват най-малко енергия - около 40% от цялата използвана енергия. Тази част от брутното производство, която не се изразходва „за дишане“, се нарича нетно първично производство, представлява количеството растеж на растенията и именно този продукт се консумира от консуматорите и разлагащите.
Вторичното производство вече не се дели на бруто и нето, тъй като консуматори и разлагатели, т.е. всички хетеротрофи увеличават масата си поради първичното производство, т.е. използвайте предварително създадени продукти.
Вторичното производство се изчислява отделно за всяко трофично ниво, тъй като се формира поради енергия, идваща от предишното ниво.
Всички живи компоненти на една екосистема - производители, потребители и разлагащи се съставляват обща биомаса (живо тегло)съобщество като цяло или отделни негови части, определени групи организми. Биомасата обикновено се изразява като мокро и сухо тегло, но може да бъде изразена и в енергийни единици - калории, джаули и др., което дава възможност да се установи връзката между количеството входяща енергия и например средната биомаса .
Въз основа на биологичната продуктивност екосистемите се разделят на 4 класа:
1) екосистеми с много висока продуктивност - >2 kg/m2 0 годишно (тропически гори, коралови рифове);
2) екосистеми с висока производителност - 1-2 kg / m2 годишно (липово-дъбови гори, крайбрежни гъсталаци от рогоз или тръстика на езера, култури от царевица и многогодишни треви с напояване и високи дози торове);
3) екосистеми с умерена продуктивност - 0,25-1 kg/m2 годишно (борови и брезови гори, сенокосни ливади и степи, езера, обрасли с водни растения);
4) екосистеми с ниска производителност -< 0,25 кг/м2 в год (пустыни, тундра, горные степи, большая часть морских экосистем). Средняя биологическая продуктивность экосистем на планете равна 0,3 кг/м2 в год.
- Класификация и характеристики на екосистемите (биоми: степи (чапарали, гариги, еспинали), пустини, тундра, джунгла, иглолистни гори, морски зони (нагоре, коралови рифове, изтичане) и сладководни (лотик: разриви, ивици) лентични (езера и техните стратификация ) екосистеми).
При класифицирането на сухоземните екосистеми е обичайно да се използват характеристиките на растителните съобщества и климатичните характеристики, например иглолистна гора, тропическа гора, студена пустиня и др.
Гарига, или гарига(фр. Гариги добре. гарига) - редки гъсталаци от нискорастящи вечнозелени храсти, главно храстовиден дъб ( Quercus dumosa) и хамеропсови палми ( Chamaerops). Може да има и мащерка ( Тимус), розмарин ( Розмаринус), дървесина ( Genista) и други растения. Може да се намери в Средиземноморието, в по-малко сух климат от фригана, по скалисти склонове, на места, където горите от бял дъб са унищожени от прекомерна паша и опожаряване.
Чапарал (chaparral, chaparrel, chaparral, испански чапарал, от чапаро- гъсталаци от храстов дъб) - вид субтропична твърдолистна храстова растителност. Разпространен в тясна ивица на тихоокеанското крайбрежие на Калифорния и в северната част на Мексиканските планини, на надморска височина 600-2400 m.
Подобни биоми се намират в четири други средиземноморски климатични региона по света, включително Средиземноморския басейн (където е известен като maquis), централно Чили (където се нарича Matorral) и нос Южна Африка (нос Добра надежда). (известен там като fynbos) и в югоизточна и югозападна Австралия.
Липсата на дървета не е свързана с човешка дейност, въпреки че редица изследователи смятат чапарала, подобно на макиса, за етап на деградация на дъбовите вечнозелени гори. Чапаралните гъсталаци достигат височина 3-4 m.
Най-характерният чапарален вид е Adenostoma fasciculatus, който образува чисти естествени насаждения. Разпространени са храсталаци от храстовидни вечнозелени дъбове, мечо грозде (18 вида), представители на родовете смрадлика, цеанотус (25 вида) и др. В горната граница на чапарала се увеличава делът на широколистните видове дъб, шик и церцис.
Пустинята е област, където изпарението надвишава валежите и нивото му е по-малко от 250 mm/g. В такива условия расте рядка, рядка и обикновено нискорастяща растителност. Преобладаването на ясно време и рядката растителност допринасят за бързата загуба на топлина през нощта, натрупана от почвата през деня. Пустинята се характеризира със значителна разлика между дневните и нощните температури. Пустинните екосистеми заемат около 16% от земната повърхност и са разположени в почти всички географски ширини на Земята.
Тропически пустини. Това са пустини като Южна Сахара, които съставляват около 20% от общата пустинна площ. Температурата там е висока целогодишно, а количеството на валежите е минимално.
Пустини от умерени ширини. Пустини като пустинята Мохаве в Южна Калифорния имат високи дневни температури през лятото и ниски дневни температури през зимата.
Студени пустини. Характеризират се с много ниски температури през зимата и средни през лятото.
Растенията и животните от всички пустини са приспособени да улавят и задържат оскъдната влага.
Бавният растеж на растенията и ниското видово разнообразие правят пустините силно уязвими. Унищожаването на растителността поради паша или шофиране извън пътя означава, че са необходими десетилетия, за да се възстанови изгубеното.
Тревни екосистеми
Тропически тревисти екосистеми или савани.
Такива екосистеми са характерни за райони с високи средни температури, два дълги сухи сезона и обилни валежи през останалата част от годината. Те образуват широки ивици от двете страни на екватора. Някои от тези биоми са открити пространства, покрити само с тревиста растителност.
Тревни екосистеми от умерени ширини. Срещат се във вътрешността на континентите, главно Северна и Южна Америка, Европа и Азия. Основните типове тревни съобщества в умерения пояс: високотревни и нискотревни прерии на САЩ и Канада, пампасите на Южна Америка, велдите на Южна Африка и степите от Централна Европа до Сибир. В тези екосистеми (биоми) ветровете духат почти постоянно, насърчавайки изпарението на влагата. Плътната мрежа от корени на тревистите растения осигурява стабилност на почвата до началото на оран.
Полярни тревисти екосистеми или арктически тундри.
Те се намират в райони, съседни на арктическите ледени пустини. През по-голямата част от годината тундрата е изложена на бурни студени ветрове и покрита със сняг и лед. Зимите тук са много студени и тъмни. Валежите са малко и падат предимно под формата на сняг.
Бавното разлагане на органичната материя, ниската дебелина на почвата и ниските темпове на растеж на растителността правят арктическата тундра една от най-уязвимите екологични системи на земното кълбо.
Горски екосистеми.
Тропически гори. Тези гори се намират в редица екваториални региони. Те се характеризират с умерено високи средногодишни температури, които варират слабо през деня и по сезони, както и със значителна влажност и почти ежедневни валежи. Тези биоми са доминирани от вечнозелени дървета, които запазват повечето си листа или игли през цялата година, което позволява непрекъсната фотосинтеза през цялата година.
Тъй като климатичните условия в тропическите гори са практически постоянни, влагата и топлината не са ограничаващи, както в други екосистеми. Основният ограничаващ фактор е съдържанието на хранителни вещества в почвите, които често са бедни на органични вещества.
Широколистни гори от умерени ширини. Те растат в райони с ниски средни температури, които варират значително според сезоните. Зимите тук не са много сурови, летният период е дълъг, а валежите падат равномерно през цялата година. В сравнение с тропическите гори, умерените гори се възстановяват бързо след изсичане и следователно са по-устойчиви на антропогенни смущения.
Северни иглолистни гори. Тези гори, наричани още бореални или тайга, са често срещани в районите на субарктическия климат. Зимите тук са дълги и сухи, с кратък светъл ден и малко снеговалежи. Температурните условия варират от хладни до изключително студени. Значителна част от индустриалния дървен материал се добива в тайгата, а търговията с кожи е от голямо значение.
35. Продуктивност на екологичните системи. Най-продуктивните екосистеми на земното кълбо, техните екологични проблеми.
Биологичното производство е количеството биологично вещество, което се създава за единица време на единица площ (g/m², kg/m²).
Биологични продукти:
Първичен (брутен); Вторичен (чист).
Брутната продукция е продуктът, създаден от растенията по време на процеса на фотосинтеза.
Нетното производство е тази част от енергията, която остава след разходите за дишане.
Средната производителност на земните екосистеми не надвишава 0,3 kg/m². Когато енергията се движи от едно ниво на друго, приблизително 90% от енергията се губи, така че вторичното производство е 20-50 пъти по-малко от първичното производство
Продуктивността на една екосистема, измерена чрез количеството органична материя, което се създава за единица време на единица площ, се нарича биологична продуктивност. Единици за производителност: g/m² на ден, kg/m² на година, t/km² на година.
Има първични биологични продукти, които се създават от производителите, и вторични биологични продукти, които се създават от консуматори и разлагачи.
Първичната продукция се дели на: бруто - това е общото количество създадено органично вещество и чисто - това е това, което остава след потребление за дишане и коренови екскрети.
Въз основа на продуктивността екосистемите се разделят на четири класа:
1. Екосистеми с много висока биологична продуктивност - над 2 kg/m² годишно. Те включват тръстикови гъсталаци в делтите на Волга, Дон и Урал.
2. Високопродуктивни екосистеми – 1-2 kg/m² годишно. Това са липово-дъбови гори, гъсталаци от рогоз или тръстика на езерото и царевични култури.
3.Екосистеми със средна биологична продуктивност - 0,25-1 kg/m² годишно. Те включват борови и брезови гори, сенокосни ливади и степи.
4. Екосистеми с ниска биологична продуктивност - под 0,25 kg/m² годишно.
Това са арктическите пустини, тундрите и повечето от морските екосистеми.
Средната производителност на земните екосистеми е 0,3 kg/m² годишно, т.е. на Земята преобладават средно и нископродуктивни екосистеми.
При преминаване от едно трофично ниво на друго се губи 90% от енергията.
Пример за повишена производителност на кръстовищата на екосистемите могат да бъдат преходните екосистеми между гора и поле („ефект на ръба“), а във водна среда - екосистеми, които възникват в речни устия (места, където те се вливат в морета, океани и езера и др. ).
Същите тези модели до голяма степен определят гореспоменатите локални концентрации на големи маси жива материя (най-високопродуктивните екосистеми).
Обикновено в океана се разграничават следните концентрации на живот:
1. Крайбрежен. Те се намират на контакта между водната и земно-въздушната среда. Екосистемите на естуарите са особено продуктивни. Колкото по-голяма е степента на тези концентрации, толкова по-голямо е изнасянето на органични и минерални вещества от земята чрез реките.
2. Коралови рифове. Високата продуктивност на тези екосистеми се свързва преди всичко с благоприятните температурни условия, филтрационния тип хранене на много организми, видовото богатство на съобществата, симбиотичните взаимоотношения и други фактори.
3. Саргасови удебеления. Те са създадени от големи маси плаващи водорасли, най-често Sargassum (в Саргасово море) и Phyllophora (в Черно море).
4. Издигане. Тези концентрации са ограничени до области на океана, където има възходящо движение на водни маси от дъното към повърхността (нагоре). Те носят много дънни органични и минерални утайки и в резултат на активно смесване са добре снабдени с кислород. Тези високопродуктивни екосистеми са едно от основните места за риболов на риба и други морски дарове.
5. Рифтови дълбоководни (абисални) концентрации. Тези екосистеми са открити едва през 70-те години на този век. Те са уникални по природа: съществуват на големи дълбочини (2-3 хиляди метра). Първичната продукция в тях се формира само в резултат на процеси на хемосинтеза, дължащи се на освобождаването на енергия от серни съединения, идващи от дънни пукнатини (разриви). Високата производителност тук се дължи преди всичко на благоприятните температурни условия, тъй като разломите са същевременно и центрове за изпускане на нагрети (термални) води от дълбините. Това са единствените екосистеми, които не използват слънчева енергия. Те живеят от енергията на вътрешността на Земята.
На сушата най-високопродуктивните екосистеми (концентрации на жива материя) включват: 1) екосистеми на бреговете на морета и океани в райони, добре снабдени с топлина; 2) екосистеми от заливни низини, периодично наводнявани от реки, които отлагат тиня, а с нея и органични и хранителни вещества, 3) екосистеми от малки вътрешни водни тела, богати на хранителни вещества, и 4) екосистеми от тропически гори. Продуктивността на други екосистеми е видима от таблица 3. Вече отбелязахме по-горе, че хората трябва да се стремят да запазят високопродуктивните екосистеми - тази мощна рамка на биосферата. Унищожаването му е свързано с най-значимите негативни последици за цялата биосфера.
Що се отнася до вторичното (животински) производство, то е значително по-високо в океана, отколкото в сухоземните екосистеми. Това се дължи на факта, че на сушата средно само около 10% от първичната продукция е включена в връзката на потребителите (тревопасни), а в океана - до 50%. Следователно, въпреки по-ниската първична продуктивност на океана от сушата, тези екосистеми са приблизително равни по отношение на масата на вторичното производство.
В сухоземните екосистеми основното производство (до 50%) и особено биомасата (около 90%) се осигурява от горските екосистеми. В същото време по-голямата част от този продукт отива директно към връзката на деструктори и декомпозитори. Такива екосистеми се характеризират с преобладаване на детритни (поради мъртва органична материя) хранителни вериги. В тревните екосистеми (ливади, степи, прерии, савани), както и в океана, значително по-голяма част от първичната продукция се отчуждава от фитофаги (тревопасни) по време на живота. Такива вериги се наричат паша или вериги за паша.