Produktiviti ekosistem. Dalam setiap ekosistem, sebahagian daripada tenaga masuk yang memasuki rangkaian trofik tidak hilang, tetapi terkumpul dalam bentuk sebatian organik. Pengeluaran tanpa henti bahan hidup (biojisim) adalah salah satu proses asas biosfera.[...]
PRODUKTIVITI LANDSKAP - keupayaan sesuatu landskap menghasilkan produk biologi. Lihat produktiviti biologi ekosistem.[...]
Produktiviti ekosistem ialah kadar pembentukan bahan biologi (biojisim) setiap unit masa.[...]
Ekosistem yang muda dan produktif sangat terdedah kerana komposisi spesies monotipnya, kerana akibat daripada beberapa jenis bencana alam sekitar, contohnya, kemarau, ia tidak dapat dipulihkan lagi kerana kemusnahan genotip. Tetapi mereka (ekosistem) adalah perlu untuk kehidupan manusia, jadi tugas kita adalah untuk mengekalkan keseimbangan antara antropogenik yang dipermudahkan dan yang lebih kompleks jiran, dengan kumpulan gen yang kaya, ekosistem semula jadi tempat mereka bergantung.[...]
Produktiviti utama ekosistem, komuniti, atau mana-mana bahagiannya ditakrifkan sebagai kadar tenaga suria diserap oleh organisma pengeluar (terutamanya tumbuhan hijau) semasa fotosintesis atau sintesis kimia (chemoproducers). Tenaga ini wujud dalam bentuk bahan organik dalam tisu pengeluar.[...]
Keadaan ekosistem - bilangan dan nisbah organisma - dikawal dan ditentukan oleh aliran tenaga yang disediakan oleh produktiviti utamanya: semakin tinggi produktiviti, semakin ketara bahagian biotik ekosistem. Seperti yang telah ditunjukkan, produk ekosistem bergantung kepada aliran tenaga suria yang diterima oleh sistem. Walau bagaimanapun, ini bukan satu-satunya faktor yang menentukan produktiviti. Kemerosotan kesuburan tanah tidak dapat dielakkan membawa kepada penurunan potensi tenaga alam sekitar dan kemerosotan yang kedua (penggurunan wilayah).[...]
| 17.1 |
Produktiviti biologi ekosistem ialah kadar penciptaan biojisim di dalamnya, i.e. jisim badan organisma hidup. Dimensi produktiviti ialah jisim/luas masa (isipadu).[...]
Kuasa biota ekosistem ditentukan oleh pengeluarannya, dinyatakan dalam unit tenaga. Kadar di mana tumbuhan mengasimilasikan tenaga cahaya matahari dan mengumpul bahan organik semasa fotosintesis membentuk produktiviti biologi ekosistem, perbezaannya dinyatakan sebagai tenaga/luas, masa atau jisim/luas, masa. Tidak semua bahan organik yang disintesis semasa fotosintesis termasuk dalam biojisim tumbuhan, i.e. tidak semuanya digunakan untuk menambah saiz dan bilangan tumbuhan. Sebahagian daripadanya mesti diuraikan sendiri oleh tumbuhan semasa proses respirasi untuk membebaskan tenaga yang diperlukan untuk biosintesis dan penyelenggaraan fungsi penting tumbuhan itu sendiri. Akibatnya, pengeluaran biologi bersih utama ekosistem Pc akan sama dengan keseluruhan pengeluaran kasar tumbuhan dalam ekosistem Pc tolak kehilangan pernafasan tumbuhan Pc itu sendiri, iaitu[...]
Dari meja 1.3 jelas menunjukkan bahawa ekosistem daratan adalah yang paling produktif. Walaupun kawasan daratan adalah separuh daripada saiz lautan, ekosistemnya mempunyai pengeluaran karbon primer tahunan lebih daripada dua kali ganda daripada Lautan Dunia (masing-masing 52.8 bilion tan dan 24.8 bilion tan), dengan produktiviti relatif ekosistem daratan adalah 7 kali ganda daripada produktiviti ekosistem lautan. Daripada ini, khususnya, ia berikutan bahawa harapan pembangunan lengkap sumber biologi lautan akan membolehkan manusia menyelesaikan masalah makanan tidak begitu wajar. Nampaknya, peluang di kawasan ini adalah kecil - kini tahap eksploitasi banyak populasi ikan, cetacea, pinniped hampir kritikal, bagi banyak invertebrata komersial - moluska, krustasea dan lain-lain, disebabkan penurunan ketara dalam bilangan mereka dalam populasi semula jadi, pembiakan telah menjadi menguntungkan dari segi ekonomi mereka di ladang marin khusus, pembangunan marikultur. Keadaannya lebih kurang sama dengan alga yang boleh dimakan, seperti kelp (rumpai laut) dan fucus, serta alga yang digunakan secara industri untuk menghasilkan agar-agar dan banyak lagi bahan berharga.[...]
Pada masa ini diterima umum bahawa semakin besar bilangan spesies yang membentuk ekosistem, semakin tinggi keupayaan komuniti untuk menyesuaikan diri dengan perubahan keadaan hidup (contohnya, perubahan iklim jangka pendek atau jangka panjang, serta faktor lain. ). Semasa pembangunan evolusi ekosistem, spesies dominan berubah berkali-kali. Selalunya, spesies yang paling kerap berlaku ternyata tidak dapat menahan perubahan dalam tindakan satu atau faktor persekitaran yang lain, manakala spesies yang jarang ditemui ternyata lebih tahan dan mendapat kelebihan (contohnya, kepupusan reptilia besar dan pembangunan mamalia pada akhir zaman Cretaceous). Oleh itu produktiviti ekosistem dikekalkan malah meningkat.[...]
Tanah lembap yang diperkaya dengan nutrien adalah ekosistem yang paling produktif, menyokong sekolah permainan akuatik dan banyak haiwan lain. Jumlah kawasan paya dan tanah lembap di planet ini adalah kira-kira 3 juta km2. Jumlah terbesar paya adalah di Amerika Selatan (hampir separuh) dan Eurasia, dengan sangat sedikit di Australia. Paya dan tanah lembap wujud di semua zon geografi, tetapi terdapat banyak terutamanya di taiga. Di negara kita, paya menduduki kira-kira 9.5% wilayah, dan paya gambut mempunyai nilai tertentu, mengumpul rizab haba yang ketara.
Sistem ekologi yang berbeza dicirikan oleh produktiviti yang berbeza, yang harus diambil kira apabila membangunkan wilayah tertentu, contohnya, untuk kegunaan pertanian. Produktiviti ekosistem bergantung kepada beberapa faktor, terutamanya pada bekalan haba dan lembapan yang ditentukan oleh keadaan iklim (Jadual 2.3 dan 2.4). Ekosistem yang paling produktif ialah muara cetek.[...]
Kelebihan objektif kaedah ini ditentukan oleh fakta bahawa fungsi mana-mana ekosistem pada mulanya disokong oleh aliran tenaga yang berterusan melalui komponennya, dan keamatan aliran ini menentukan dinamik dan produktiviti ekosistem. Tanpa pengecualian, semua aliran bahan pengeluaran dan aktiviti manusia yang lain sentiasa dikaitkan dengan aliran tenaga dan mempunyai satu atau lain intensiti tenaga. Aliran tenaga semula jadi dan buatan manusia sentiasa boleh diukur. Keamatan aliran tenaga, disebabkan hubungannya dengan faktor fizikal-geografi dan tahap pembangunan ekonomi, sentiasa boleh diramalkan dengan kebolehpercayaan yang tinggi. Pertukaran tenaga dalam ekosistem (bersama-sama dengan peredaran jirim) adalah salah satu faktor utama dalam kestabilan ekosistem dan potensi penyembuhan sendiri [...]
Seberapa kerap kitaran mana-mana unsur, termasuk karbon, berlaku, menentukan produktiviti ekosistem, yang penting untuk pertanian dan penanaman hutan. Campur tangan manusia mengganggu proses peredaran. Penebangan hutan dan pembakaran bahan api menjejaskan kitaran karbon.[...]
Dalam jadual Rajah 9 menunjukkan muara sungai sebagai kelas habitat adalah setanding dengan ekosistem produktif semulajadi seperti hutan hujan tropika dan terumbu karang. Estuari cenderung lebih produktif daripada laut, di satu pihak, dan lembangan air tawar, di sisi lain. Sekarang kita boleh menyatukan lagi sebab produktiviti yang tinggi (lihat Yu. Odum, 1961; Schelske dan Yu. Odum, 1961).
Zakbn MAKSIMUM [lat. maksimum terbesar] - perubahan kuantitatif dalam keadaan persekitaran tidak dapat meningkatkan produktiviti biologi ekosistem dan produktiviti ekonomi sistem pertanian melebihi had tenaga berat yang ditentukan oleh sifat evolusi objek biologi dan komunitinya.[...]
Fotoautotrof (tumbuhan) membentuk sebahagian besar biota dan bertanggungjawab sepenuhnya untuk pembentukan semua bahan organik baharu dalam ekosistem, i.e. adalah pengeluar utama produk - pengeluar ekosistem. Biojisim baharu bahan organik yang disintesis oleh autotrof adalah pengeluaran utama, dan kadar pembentukannya adalah produktiviti biologi ekosistem. Autotrof membentuk tahap trofik pertama bagi mana-mana ekosistem lengkap.[...]
Kata kunci dalam definisi di atas ialah perbalahan. Ia sentiasa perlu untuk mengambil kira unsur masa, iaitu kita bercakap tentang jumlah tenaga yang ditetapkan pada masa tertentu. Oleh itu, produktiviti biologi adalah berbeza daripada "hasil" dalam kimia atau industri. Dalam dua kes terakhir, proses itu berakhir dengan kemunculan jumlah tertentu satu atau produk lain, tetapi dalam komuniti biologi proses itu berterusan dalam masa, jadi adalah perlu untuk mengaitkan produk dengan unit masa yang dipilih (contohnya , bercakap tentang jumlah makanan yang dihasilkan setiap hari atau setahun). Secara umum, produktiviti ekosistem menunjukkan "kekayaannya." Komuniti yang kaya, atau produktif, mungkin mempunyai lebih banyak organisma berbanding komuniti yang kurang produktif, tetapi kadangkala ini mungkin tidak berlaku jika organisma dalam komuniti produktif dialih keluar atau "terbalik" dengan lebih cepat. Oleh itu, di padang rumput yang kaya yang dimakan oleh ternakan, penuaian rumput berdiri jelas akan menjadi lebih kurang daripada di padang rumput yang kurang produktif, yang mana tiada ternakan didorong semasa tempoh pengukuran. Biojisim yang tersedia atau tanaman berdiri untuk masa tertentu tidak boleh dikelirukan dengan produktiviti. Pelajar yang mempelajari ekologi sering mengelirukan kedua-dua kuantiti ini. Produktiviti utama sistem atau pengeluaran komponen populasi biasanya tidak boleh ditentukan dengan hanya mengira dan menimbang (iaitu, "menginci") organisma hadir, walaupun data tanaman tetap boleh memberikan anggaran produktiviti primer bersih yang baik jika organisma bersaiz besar dan bahan hidup telah hidup untuk beberapa lama tanpa dimakan (contoh - tanaman pertanian).[...]
Perbezaan dalam kesan dua jenis pencemaran utama ke atas sistem tenaga ditunjukkan dalam Rajah. 216. Apabila pengambilan meningkat ke tahap kritikal, turun naik mendadak sering berlaku (contohnya, dalam alga mekar), dan peningkatan selanjutnya dalam pengambilan bahan pencemar ini membawa kepada tekanan - sistem pada dasarnya diracuni oleh "lebihan barang". Kelajuan perubahan daripada baik kepada buruk boleh berlaku tanpa kawalan yang betul menambah kesukaran untuk mengenali dan bertindak ke atas pencemaran (ini boleh dilihat dengan betapa curamnya keluk/menurun). Kami akan menunjukkan sejauh mana model ini boleh digunakan dalam Bab. 21.[...]
Perkembangan rizab minyak dan gas telah memberi kesan yang sangat buruk terhadap sifat Siberia Barat. Sejenis padang pasir telah dicipta di sana: dengan kehabisan sumber mineral, tiada faedah semula jadi kekal, hanya tanah yang hancur. Ia memerlukan resusitasi ke dalam ekosistem yang produktif. Laluan sedemikian sama ada diketahui atau mesti ditemui. Secara umum, program khusus untuk memulihkan potensi sumber semula jadi dan mencari cara baharu untuk menggunakan alam semula jadi tanpa memusnahkannya agak menjanjikan.[...]
Oleh itu, kriteria pertama yang dicadangkan untuk kesan noocenosis pada ekosistem memungkinkan untuk menyatakan kesan ini sebagai penunjuk berangka tanpa dimensi dan, dengan nilainya, untuk mencirikan tahap kesan aktiviti ekonomi manusia terhadap produktiviti ekosistem. Kriteria kesan noocenosis pada ekosistem memungkinkan untuk menilai produktivitinya bergantung pada pengaruh perusahaan, masyarakat manusia, produk buruh dan sisa pengeluaran yang berbahaya seperti dalam fungsi noocenosis. dan apabila merancang pembangunan mereka, serta apabila sengaja mengubah suai piramid ekologi apabila merancang dan memilih strategi untuk aktiviti ekonomi.[...]
Input sistem ialah aliran tenaga suria. Kebanyakannya dilesapkan sebagai haba. Sebahagian daripada tenaga yang diserap dengan berkesan oleh tumbuhan ditukar semasa fotosintesis kepada tenaga ikatan kimia karbohidrat dan bahan organik lain. Ini adalah pengeluaran utama kasar ekosistem. Sebahagian daripada tenaga hilang semasa respirasi tumbuhan, manakala sebahagian lagi digunakan dalam proses biokimia lain dalam tumbuhan dan akhirnya turut dihamburkan sebagai haba. Baki bahan organik yang baru terbentuk menentukan peningkatan dalam biojisim tumbuhan - produktiviti utama bersih ekosistem.[...]
Jumlah aliran tenaga yang mencirikan ekosistem terdiri daripada sinaran suria dan sinaran haba gelombang panjang yang diterima daripada badan berdekatan. Kedua-dua jenis sinaran menentukan keadaan iklim persekitaran (suhu, kadar penyejatan air, pergerakan udara, dll.), tetapi hanya sebahagian kecil daripada tenaga sinaran suria digunakan dalam fotosintesis, yang membekalkan tenaga kepada komponen hidup ekosistem. Disebabkan tenaga ini, pengeluaran utama, atau utama, ekosistem dicipta. Oleh itu, produktiviti utama ekosistem ditakrifkan sebagai kadar tenaga sinaran digunakan oleh pengeluar dalam proses fotosintesis, terkumpul dalam bentuk ikatan kimia bahan organik. Produktiviti utama P dinyatakan dalam unit jisim, tenaga atau unit setara per unit masa.[...]
Penunjuk yang paling penting dalam menentukan beban maksimum pada alam sekitar ialah konsep kualiti alam sekitar. Kualiti alam sekitar adalah satu set parameter yang memenuhi syarat kewujudan manusia (niche ekologi) dan keadaan kewujudan masyarakat manusia. Sebagai kriteria untuk kualiti alam sekitar, produktiviti biologi ekosistem, nisbah spesies, keadaan sistem trofik, dan lain-lain boleh digunakan Di Amerika Syarikat, kualiti alam sekitar dicirikan oleh sistem mata khas. Jumlah mata di rantau tertentu menentukan kualiti alam sekitar.[...]
Penggantian ekologi ialah perubahan ekosistem yang berurutan dengan perubahan yang diarahkan secara beransur-ansur dalam keadaan persekitaran, contohnya, dengan peningkatan (atau penurunan) dalam kelembapan atau kekayaan tanah, dengan perubahan iklim, dsb. Dalam kes ini, keseimbangan ekologi seolah-olah "meluncur": selari (atau dengan beberapa ketinggalan) dengan perubahan dalam keadaan persekitaran, komposisi organisma hidup dan produktiviti ekosistem berubah, secara beransur-ansur peranan beberapa spesies berkurangan, sementara yang lain meningkat, spesies berbeza tercicir daripada ekosistem atau, sebaliknya, menambahnya. Penggantian boleh disebabkan oleh faktor dalaman dan luaran (berkaitan dengan ekosistem), berjalan dengan cepat atau bertahan selama berabad-abad. Sekiranya perubahan alam sekitar berlaku secara mendadak (kebakaran, tumpahan minyak yang besar, laluan kenderaan beroda di tundra), maka keseimbangan ekologi akan musnah.[...]
Apabila air dialihkan dari sungai, paya di sepanjang katil mereka, tidak diberi makan oleh banjir, kering, dan ini juga membawa kepada kehilangan banyak spesies tumbuhan dan haiwan. Paya di alam semula jadi memainkan peranan yang besar dalam membersihkan air yang meresap melalui ketebalannya ke dalam air bawah tanah. Paya adalah pengawal selia aliran sungai; Selain itu, paya yang diperkaya dengan nutrien merupakan ekosistem yang paling produktif dan berfungsi sebagai habitat bagi banyak haiwan liar.[...]
S. S. Schwartz menulis: "Bencana iklim, yang, bagaimanapun, tidak melampaui batas turun naik berabad-abad lamanya, boleh mengurangkan bilangan mamalia kecil sebanyak puluhan dan ratusan ribu kali, tetapi selepas 2-3 musim pembiakan haiwan itu pulih. nombor mereka lagi. nombor kepada optimum. Penurunan yang kelihatan tidak ketara dalam bilangan haiwan yang disebabkan oleh pengaruh antropogenik sering membawa kepada kepupusan besar-besaran spesies itu." Pemeliharaan atau pembinaan semula ekosistem yang agak kompleks, berbilang spesies dan produktif pada skala serantau memerlukan analisis saintifik yang mendalam dan teliti terhadap ekosistem rantau ini, yang malangnya, tidak selalu dapat dilakukan pada tahap pembangunan alam sekitar semasa. Walau bagaimanapun, tesis berikut kelihatan adil: walaupun kerumitan, kos tinggi dan tempoh pembangunan alam sekitar, ia mesti mendahului sebarang aktiviti ekonomi yang boleh menyebabkan perubahan alam sekitar pada skala serantau.[...]
Menurut A. N. Tetior, B. adalah kunci untuk menyelesaikan masalah memulihkan keseimbangan ekologi di kawasan perbandaran. BIOFIELD, bidang biologi - medan yang mempengaruhi organisma hidup. Sifat kesan ini tidak jelas; menampakkan dirinya dalam bentuk proses elektromagnet dan bioenergetik. BIOPOLICY ialah dasar berdasarkan pengiktirafan ketidaksamaan kaum. B. selalunya menjadi justifikasi untuk tindakan politik atau ketenteraan yang agresif. Lihat Perkauman. BIOPRODUKSI EKOSISTEM - lihat produktiviti biologi ekosistem. BIODIVERSITI - lihat Kepelbagaian biologi.[...]
Organisma penghasil ialah autotrof - tumbuh-tumbuhan pantai, tumbuhan terapung multisel dan unisel akuatik (fitoplankton), hidup hingga ke kedalaman di mana cahaya masih menembusi. Oleh kerana tenaga yang dibekalkan melalui input, organisma pengeluar mensintesis bahan organik daripada air dan karbon dioksida semasa proses fotosintesis. Penunjuk utama kuasa ekosistem ialah produktivitinya, yang difahami sebagai jisim bahan organik dalam badan penghasil organisma. Produktiviti ekosistem bergantung pada jumlah cahaya, air, dan kekayaan tanah atau air dalam sebatian organik dan mineral.[...]
Dalam keadaan pembinaan semula sistem air yang ketara - aliran terkawal sepenuhnya bagi banyak sungai, penciptaan rangkaian pelbagai takungan, penggunaan sejumlah besar takungan sebagai takungan penyejuk untuk kemudahan tenaga, eutrofikasi intensif banyak takungan darat, pemindahan aliran banyak sungai dari utara ke selatan - pendekatan yang sama sekali berbeza untuk menyelesaikan masalah meningkatkan pembiakan sumber ikan. Untuk ini, nampaknya, tidak cukup hanya untuk mempunyai pengetahuan terperinci tentang ekologi pembiakan dan pembangunan spesies ikan yang berharga, tetapi kita mesti belajar untuk membentuk ekosistem yang produktif secara buatan, menarik untuk tujuan ini walaupun objek pembiakan (penternakan ikan) yang jauh dari tradisi untuk negara kita. Jika kita dapat menjelaskan proses kompleks yang berkaitan dengan tahap kestabilan dan kebolehubahan sistem biologi (organisma, populasi, ekosistem), berdasarkan analisis terperinci dan berat sebelah kinetik proses yang berterusan pada tahap sistem biologi yang berbeza, dan beralih daripada bentuk mudah eksploitasi sumber ikan dalam badan air kepada pengurusan ekosistem produktiviti akuatik, maka kita akan dapat bukan sahaja untuk menjangka dan mencegah perubahan dalam fauna ikan yang tidak diingini untuk kita, tetapi juga untuk meningkatkan produktiviti mereka. [...]
Pemantauan biologi adalah berdasarkan pemerhatian parameter persekitaran pada rangkaian titik kawalan dan bersifat setempat. Pemantauan geosistem menggunakan bukan sahaja data yang diperoleh melalui pemantauan biologi, tetapi juga sistem kawasan utama (ujian) khas dan bersifat serantau. Bidang utama ini biasanya dipanggil tapak ujian semula jadi (geoekologi) di mana ujian geosistem ditubuhkan: MPC (kepekatan maksimum yang dibenarkan), ESSPS (keupayaan semula jadi persekitaran semula jadi untuk membersihkan diri), EEB (keseimbangan bahan tenaga), BPE ( produktiviti biologi ekosistem) dan lain-lain. Adalah disyorkan untuk mempunyai satu tapak pelupusan di setiap zon semula jadi.[...]
Asal geografi spesies padang rumput mempunyai kepentingan ekologi tertentu. Wakil-wakil genera asal utara, seperti 8Ira, Agorugop dan Roa, meneruskan pertumbuhan pada awal musim bunga, mencapai perkembangan maksimum pada akhir musim bunga atau awal musim panas (apabila benih masak), dan dalam cuaca panas mereka kelihatan jatuh ke dalam "separuh -tidur”; pada musim gugur pertumbuhan mereka kembali dan mereka kekal hijau walaupun fros. Wakil-wakil genera asal selatan, seperti Apci-gorodop, VisMoe dan Bieloia, meneruskan pertumbuhan pada akhir musim bunga, berkembang secara berterusan sepanjang musim panas, mencapai biojisim maksimum pada penghujung musim panas atau musim luruh dan tidak tumbuh sepanjang masa. Dari segi produktiviti tahunan ekosistem secara keseluruhan, campuran rumput utara dan selatan adalah baik, terutamanya kerana dalam beberapa tahun hujan mungkin lebat pada musim bunga atau musim luruh, dan pada tahun-tahun lain ia mungkin lebat pada pertengahan musim panas. Menggantikan campuran yang disesuaikan dengan "monokultur" membawa kepada turun naik dalam produktiviti (satu lagi fakta persekitaran mudah yang ahli agronomi tidak faham!).
Kayu api memainkan peranan yang sangat penting di kawasan hutan dan padang rumput di zon sederhana dan di kawasan tropika dengan musim kering. Di banyak kawasan di barat atau tenggara Amerika Syarikat, sukar untuk mencari kawasan besar yang tidak mengalami kebakaran sekurang-kurangnya dalam tempoh 50 tahun yang lalu. Penyebab kebakaran semulajadi yang paling biasa ialah sambaran petir. Orang India Amerika Utara sengaja membakar hutan dan padang rumput. Oleh itu, api adalah faktor yang mengehadkan jauh sebelum manusia mula mengubah alam sekitar dengan tegas. Malangnya, melalui tingkah laku cuai, manusia moden sering meningkatkan kesan api sehingga dia memusnahkan atau merosakkan persekitaran yang sangat produktif yang ingin dikekalkan. Walau bagaimanapun, perlindungan mutlak daripada kebakaran tidak selalu membawa kepada matlamat yang diingini, iaitu, meningkatkan produktiviti ekosistem. Jadi, menjadi jelas bahawa kebakaran harus dipertimbangkan sebagai faktor persekitaran bersama-sama dengan suhu, pemendakan dan tanah, dan faktor ini harus dikaji tanpa sebarang prejudis. Kini, seperti dahulu, peranan api sebagai kawan atau musuh tamadun bergantung sepenuhnya kepada pengetahuan saintifik dan kawalan ke atasnya.[...]
Kaedah penyelidikan untuk pemantauan biologi dan geoekologi berbeza dengan ketara. Pemantauan biologi adalah berdasarkan pengesanan sistematik (pemerhatian dan kawalan) parameter persekitaran tertentu (penunjuk) (geofizikal, biokimia dan biologi) yang mempunyai kepentingan bioekologi, pada rangkaian titik kawalan, iaitu ia terutamanya bersifat tempatan. Kawasan utama boleh dipanggil tapak ujian semula jadi (geoekologi); Ia digunakan untuk membangunkan ujian geosistem (penunjuk) seperti MPC, ESSPS, EVB, WPT untuk memantau persekitaran secara keseluruhan.[...]
Istilah khas permeant telah dicadangkan oleh Shelford untuk menunjuk haiwan yang sangat mudah alih, seperti burung, mamalia dan serangga terbang, yang sepadan dengan nekton ekosistem akuatik. Mereka bergerak bebas di antara lapisan dan subsistem dan di antara peringkat tumbuh-tumbuhan yang membangun dan matang, yang biasanya membentuk mozek dalam kebanyakan landskap. Banyak haiwan mempunyai peringkat kitaran hidup yang berbeza dalam peringkat atau komuniti yang berbeza, supaya haiwan ini memanfaatkan sepenuhnya setiap komuniti itu.
Penipisan global alam sekitar oleh ekonomi pasaran yang progresif boleh disertai dengan pengekalan keadaan mantap dan juga penambahbaikan yang boleh dilihat di kawasan tempatan tertentu (wilayah, negara) berdasarkan kitaran bahan terbuka, i.e. pengenalan berterusan jumlah bahan yang diperlukan dan penyingkiran bahan buangan yang berterusan. Walau bagaimanapun, keterbukaan peredaran tempatan bermakna bahawa kewujudan kawasan yang dikekalkan secara buatan dalam keadaan pegun disertai dengan kemerosotan dalam keadaan persekitaran di seluruh biosfera. Taman, tasik atau sungai yang mekar, dikekalkan dalam keadaan pegun berdasarkan kitaran bahan terbuka, jauh lebih berbahaya bagi biosfera secara keseluruhan daripada tanah terbiar yang berubah menjadi padang pasir. Di padang pasir semula jadi, prinsip Le Chatelier terus digunakan. Hanya magnitud pampasan untuk gangguan yang ternyata menjadi lemah berbanding ekosistem yang lebih produktif.[...]
Pada bila-bila masa, kebanyakan fosforus berada dalam keadaan terikat, sama ada dalam organisma atau dalam sedimen (dalam detritus organik dan zarah bukan organik). Tidak lebih daripada 10% fosforus terdapat dalam tasik dalam bentuk larut. Pergerakan pantas dalam kedua-dua arah (pertukaran) berlaku secara berterusan, tetapi pertukaran yang ketara antara bentuk pepejal dan larut selalunya tidak teratur, berlaku secara "jerks", dengan tempoh apabila fosforus hanya meninggalkan sedimen, dan tempoh apabila ia hanya diserap oleh organisma atau memasuki sedimen, yang dikaitkan dengan perubahan bermusim dalam suhu dan aktiviti organisma. Sebagai peraturan, pengikatan fosforus berlaku lebih cepat daripada pelepasan. Tumbuhan cepat mengumpul fosforus dalam kegelapan dan keadaan lain apabila mereka tidak boleh menggunakannya. Semasa tempoh pertumbuhan pesat pengeluar (biasanya pada musim bunga), semua fosforus yang ada mungkin terikat dalam pengeluar dan pengguna. Kemudian aktiviti -sistem berkurangan sehingga mayat dan najis mereput dan unsur biogenik dibebaskan. Walau bagaimanapun, kepekatan fosforus pada bila-bila masa tertentu boleh memberitahu sedikit tentang produktiviti ekosistem. Kandungan fosfat terlarut yang rendah mungkin bermakna sama ada sistem telah habis, atau metabolismenya sangat sengit; Hanya dengan mengukur kadar aliran sesuatu bahan boleh memahami keadaan. Pomeroy (1960) meletakkan perkara penting ini begini: “Mengukur kepekatan fosfat terlarut dalam badan air semula jadi tidak memberikan petunjuk tentang ketersediaan fosforus. Kebanyakan atau bahkan semua fosforus dalam sistem mungkin terdapat dalam organisma hidup pada bila-bila masa, tetapi ia boleh membuat "perolehan" penuh dalam satu jam, dan sebagai hasilnya, untuk organisma yang mampu menyerap fosforus daripada larutan yang sangat cair, ia bekalan akan sentiasa mencukupi. Sistem sedemikian boleh kekal stabil secara biologi untuk masa yang lama dalam ketiadaan fosforus yang tersedia. Data yang dibentangkan di sini menunjukkan bahawa aliran fosforus pantas adalah tipikal bagi sistem hasil tinggi dan kadar aliran itu lebih penting daripada kepekatan unsur untuk mengekalkan pengeluaran organik yang tinggi."
Konsep produktiviti ekosistem
Ekosistem, atau sistem ekologi, ialah sistem biologi yang terdiri daripada komuniti organisma hidup (biocenosis), habitat mereka (biotope), dan sistem sambungan yang menukar bahan dan tenaga antara mereka. Salah satu konsep asas ekologi.
Contoh ekosistem ialah kolam dengan tumbuhan, ikan, haiwan invertebrata, dan mikroorganisma yang hidup di dalamnya yang membentuk komponen hidup sistem, biocenosis.
Konsep ekosistem:
Definisi
1. Sebarang perpaduan yang merangkumi semua organisma dalam kawasan tertentu dan berinteraksi dengan persekitaran fizikal sedemikian rupa sehingga aliran tenaga mewujudkan struktur trofik yang jelas, kepelbagaian spesies dan kitaran bahan (pertukaran bahan dan tenaga antara biotik dan abiotik bahagian) dalam sistem ialah sistem ekologi atau ekosistem.
2. Komuniti organisma hidup, bersama-sama dengan bahagian persekitaran yang tidak hidup di mana ia ditemui dan semua pelbagai interaksinya, dipanggil ekosistem.
3. Sebarang set organisma dan komponen tak organik persekitarannya di mana peredaran bahan boleh berlaku dipanggil sistem ekologi atau ekosistem.
4. Biogeocenosis - kompleks yang saling bergantung antara komponen hidup dan lengai yang saling berkaitan oleh metabolisme dan tenaga 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.
Produktiviti ekosistem ialah jumlah bahan organik (dalam unit jisim atau tenaga) yang dihasilkan daripada satu unit permukaan per unit masa. Sebagai contoh, produktiviti hutan tropika ialah kg/m2 setahun, dsb.
Produktiviti biologi (ekosistem) boleh menjadi primer, sekunder, bersih dan kasar.
Produktiviti utama (atau pengeluaran) ialah biojisim atau tenaga yang dicipta oleh pengeluar per unit masa per unit ruang. Terdapat perbezaan antara produktiviti primer kasar (GPP) - kadar di mana tenaga suria ditukar oleh pengeluar kepada sebatian organik semasa fotosintesis (ia dinyatakan dalam kal/m2 sejam), dan produktiviti primer bersih (NPP) - tenaga yang masuk ke dalam pertumbuhan atau diserap oleh pemusnah:
Landasan = NWP + D,
di mana GPP ialah produktiviti primer kasar; NPP -- produktiviti utama bersih; D - tenaga pernafasan.
Produktiviti sekunder (atau pengeluaran sekunder) ialah jumlah jumlah bahan organik yang dihasilkan oleh semua heterotrof per unit luas per unit masa. Produktiviti sekunder juga dibahagikan kepada kasar dan bersih.
Produktiviti jenis utama biom semula jadi
produktiviti agroekosistem bioma semula jadi
Bioma ialah zon atau kawasan semula jadi dengan keadaan iklim tertentu dan satu set spesies dominan tumbuhan dan haiwan (populasi hidupan) yang sepadan yang membentuk satu kesatuan geografi. Untuk membezakan biom darat, sebagai tambahan kepada keadaan persekitaran fizikal dan geografi, gabungan bentuk hidupan tumbuhan dan komponennya digunakan. Sebagai contoh, dalam biom hutan peranan dominan dimainkan oleh pokok, di tundra - oleh rumput saka, di padang pasir - oleh rumput tahunan, xerophytes dan succulents.
Bergerak dari utara ke khatulistiwa, sembilan jenis utama biom darat boleh dibezakan. Mari kita berikan penerangan ringkas tentang mereka.
1. Tundra. Terletak di antara ais kutub dan hutan taiga di selatan. Ciri ciri bioma ini ialah hujan tahunan yang rendah - hanya 250 mm setahun. Faktor penghad utama ialah suhu rendah dan musim tumbuh yang pendek.
2. Taiga (bioma hutan konifer boreal (utara)). Ini adalah salah satu biom yang paling luas di kawasan ini. Spesies pokok konifer malar hijau tumbuh di sini: larch, spruce, fir, pain. Di antara pokok daun luruh, campuran alder, birch, dan aspen adalah perkara biasa. Terdapat beberapa haiwan besar, terutamanya rusa dan rusa, tetapi terdapat sejumlah besar pemangsa: martens, lynx, serigala, serigala, cerpelai, sable. Banyak tikus.
3. Hutan daun luruh sederhana. Di zon sederhana, di mana terdapat kelembapan yang mencukupi (800-1500 mm setahun), dan musim panas yang panas memberi laluan kepada musim sejuk yang sejuk, hutan jenis tertentu telah berkembang. Pokok-pokok yang menggugurkan daunnya pada masa yang tidak diingini dalam setahun telah menyesuaikan diri untuk wujud dalam keadaan sedemikian: oak, beech, maple, hornbeam, hazel. Bercampur dengan mereka terdapat di sini kedua-dua pain dan spruce. Di antara wakil-wakil dunia haiwan boleh diperhatikan babi hutan, serigala, rusa, musang, beruang, serta burung belatuk, tit, seriawan, finch, dll. Tumbuhan hutan moden di sini terbentuk di bawah pengaruh langsung manusia.
4. Padang rumput zon sederhana. Padang rumput menempati pedalaman benua Eurasia dan Amerika Utara, selatan Amerika Selatan dan Australia. Faktor penentu dalam kewujudan padang rumput adalah iklim. Hujan tidak mencukupi di sini untuk kewujudan pokok, tetapi tidak terlalu sedikit sehingga padang pasir terbentuk. Kerpasan berkisar antara 250 hingga 750 mm setahun. Tanah padang rumput dengan rumput tinggi kaya dengan humus, kerana pada akhir musim panas rumput mati dan cepat reput. Pada masa ini, anda kadangkala boleh menemui hanya lembu, kuda, biri-biri dan kambing yang dijinakkan di sini.
5. Tumbuhan jenis Mediterranean. Bioma ini mempunyai nama khusus - chaparral. Pengedarannya terhad kepada kawasan yang mempunyai musim sejuk yang sederhana, hujan dan musim panas yang sering kering. Tumbuhan berdaun keras dengan daun tebal dan berkilat mendominasi. Di Australia, tumbuh-tumbuhan tersebut terdiri daripada pokok dan pokok renek genus Eucalyptus. Haiwan termasuk arnab, tikus pokok, chipmunks, dan beberapa jenis rusa. Kebakaran memainkan peranan penting dalam bioma ini, yang, dalam satu tangan, memihak kepada pertumbuhan rumput dan pokok renek (nutrien dikembalikan ke tanah), dan di pihak lain, mewujudkan penghalang semula jadi terhadap pencerobohan tumbuh-tumbuhan padang pasir.
6. Gurun pasir. Bioma padang pasir adalah ciri zon gersang dan separa gersang Bumi, di mana kurang daripada 250 mm hujan turun. Gurun menempati kira-kira 1/5 daripada permukaan tanah. Antaranya ialah:
¦ padang pasir di mana tiada satu hujan pun turun selama bertahun-tahun (Sahara tengah, gurun Taklamakan di Asia Tengah, Atacama di Amerika Selatan, La Jolla di Peru dan Aswan di Libya). Secara purata, padang pasir tersebut menerima kira-kira 10 mm hujan setahun;
¦ padang pasir di mana kurang daripada 100 mm hujan turun setiap tahun (tumbuh-tumbuhan di sini tertumpu di sepanjang dasar sungai, yang mengisi hanya selepas hujan);
¦ padang pasir di mana 100 hingga 200 mm hujan turun setiap tahun (adalah mustahil untuk menanam tanaman di sini, tetapi tumbuh-tumbuhan saka ditemui di mana-mana).
Haiwan padang pasir bertahan dengan memakan tumbuhan menyimpan air. Di antara haiwan besar, kita perhatikan unta, yang boleh hidup tanpa air untuk masa yang lama, dengan syarat ia "terpelihara" secara berkala. Bagi haiwan padang pasir yang kecil, sumber utama air adalah terutamanya kelembapan yang terkandung dalam makanan yang mereka makan. Sesetengah haiwan ini tidak boleh minum air sama sekali.
7. Savana tropika dan padang rumput. Bioma ini diedarkan pada tanah yang agak miskin, yang merupakan sebab untuk pemeliharaan relatifnya.
Biome terletak di kedua-dua belah zon khatulistiwa antara kawasan tropika. Landskap savana yang tipikal ialah rumput tinggi dengan pokok jarang daripada genera akasia, baobab dan spurge seperti pokok. Tumbuhan di sini terpaksa menyesuaikan diri dengan musim kemarau dan kebakaran.
Kepelbagaian spesies haiwan di savana adalah lebih sedikit daripada di hutan tropika, tetapi spesies tertentu dibezakan oleh kepadatan individu yang tinggi, membentuk kumpulan, kawanan, kawanan, dan kebanggaan. Sabana Afrika meragut sejumlah ungulates yang tidak terdapat dalam mana-mana bioma lain. Banyak haiwan dan burung memakan tumbuhan: warthog, zebra, zirafah, gajah, unggas guinea, burung unta.
8. Hutan tropika atau berduri. Ini terutamanya adalah hutan luruh yang ringan, jarang berlapis dan pokok renek berduri, melengkung yang rumit. Bioma ini adalah ciri-ciri selatan, barat daya Afrika dan barat daya Asia. Tumbuhan monoton yang membosankan kadangkala dihiasi dengan pokok baobab yang megah. Faktor pengehad di sini ialah taburan kerpasan yang tidak sekata, walaupun secara amnya terdapat jumlah kerpasan yang mencukupi.
9. Hutan hujan. Bioma itu menduduki kawasan tropika Bumi di lembangan Amazon dan Orinoco di Amerika Selatan; lembangan Congo, Niger dan Zambezi di Afrika Tengah dan Barat, Madagascar, wilayah Indo-Malaya dan Borneo-New Guinea. Kawasan tropika biasanya dipanggil hutan.
Kanopi menyokong populasi yang besar dan pelbagai. Di antara burung yang hidup di mahkota, terdapat banyak yang tidak terbang dengan baik, mereka terutama melompat dan memanjat (enggang, burung cenderawasih).
Tumbuh-tumbuhan hutan tropika kelihatan kepada pengembara sebagai dinding tumbuhan berterusan yang meningkat kepada ketinggian sehingga 75 m (Rajah 6.12). Ciri utama hutan tropika ialah ia tumbuh di tanah yang sangat miskin. Lapisan atas tanah tidak melebihi 5 cm di cerun. Di bawahnya biasanya tanah liat laterit merah, tanpa nutrien.
Produk primer dan sekunder. Salah satu sifat ekosistem yang paling penting ialah keupayaan untuk mencipta bahan organik, yang dipanggil produk. Produktiviti Ekosistem ialah kadar pembentukan pengeluaran seunit masa (jam, hari, tahun) seunit luas (meter persegi, hektar) atau isipadu (dalam ekosistem akuatik). Jisim organik yang dicipta oleh pengeluar per unit masa dipanggil produk utama masyarakat. Ia terbahagi kepada kasar Dan bersih produk. Pengeluaran primer kasar ialah jumlah bahan organik yang dicipta oleh tumbuhan setiap unit masa pada kadar fotosintesis tertentu. Sebahagian daripada pengeluaran ini digunakan untuk mengekalkan aktiviti penting tumbuhan itu sendiri (berbelanja untuk pernafasan). Di hutan sederhana dan tropika, tumbuhan membelanjakan dari 40 hingga 70% daripada pengeluaran kasarnya untuk respirasi. Bahagian baki jisim organik yang dicipta mencirikan pengeluaran primer tulen, yang mewakili jumlah pertumbuhan tumbuhan. Diproses dalam rantai makanan, ia digunakan untuk menambah jisim organisma heterotrofik.
Produk sekunder ialah pertambahan jisim pengguna seunit masa. Ia dikira secara berasingan untuk setiap aras trofik. Pengguna hidup daripada pengeluaran utama bersih masyarakat. Dalam ekosistem yang berbeza mereka memakannya untuk kesempurnaan yang berbeza. Jika kadar penyingkiran produk utama dalam rantai makanan ketinggalan berbanding kadar pertumbuhan tumbuhan, maka ini membawa kepada peningkatan beransur-ansur dalam biojisim pengeluar. Biojisim ialah jumlah jisim organisma kumpulan tertentu atau keseluruhan komuniti secara keseluruhan. Dalam komuniti yang stabil dengan kitaran bahan yang seimbang, semua produk dibelanjakan dalam rantai makanan dan biojisim kekal malar.
Produk dan biojisim ekosistem bukan sahaja sumber yang digunakan untuk makanan, peranan ekosistem yang membentuk alam sekitar dan menstabilkan alam sekitar bergantung secara langsung kepada penunjuk ini: keamatan penyerapan karbon dioksida dan pembebasan oksigen oleh tumbuhan, pengawalan keseimbangan air wilayah, redaman bunyi, dsb. Biojisim, termasuk bahan organik mati, adalah takungan utama kepekatan karbon di darat. Kadar penciptaan produk biologi primer yang diramalkan secara teori ditentukan oleh keupayaan alat fotosintesis tumbuhan. Seperti yang diketahui, hanya 44% sinaran suria adalah sinaran aktif fotosintesis (PAR) - panjang gelombang yang sesuai untuk fotosintesis. Kecekapan maksimum fotosintesis yang dicapai dalam alam semula jadi ialah 10–12% daripada tenaga PAR, iaitu kira-kira separuh daripada kemungkinan secara teori. Ia disambut dalam keadaan yang paling baik. Secara umum, di seluruh dunia, penyerapan tenaga suria oleh tumbuhan tidak melebihi 0.1%, kerana aktiviti fotosintesis tumbuhan dihadkan oleh banyak faktor: kekurangan haba dan kelembapan, keadaan tanah yang tidak menguntungkan, dsb. Produktiviti tumbuh-tumbuhan berubah bukan sahaja semasa peralihan dari satu zon iklim ke zon iklim yang lain, tetapi juga dalam setiap zon (Jadual 2.) Di wilayah Rusia, dalam zon kelembapan yang mencukupi, produktiviti primer meningkat dari utara ke selatan, dengan peningkatan kemasukan haba dan tempoh musim tumbuh. Pertumbuhan tahunan tumbuh-tumbuhan berbeza dari 20 c/ha di pantai Lautan Artik hingga 200 c/ha di pantai Laut Hitam Caucasus. Peningkatan terbesar dalam jisim tumbuhan mencapai purata 25 g/m2 sehari di bawah keadaan yang sangat baik, dengan bekalan tumbuhan yang tinggi dengan air, cahaya dan mineral. Di kawasan yang luas, produktiviti tumbuhan tidak melebihi 0.1 g/m2: di padang pasir panas dan kutub serta ruang dalaman yang luas di lautan dengan kekurangan nutrien yang melampau untuk alga.
jadual 2
Biojisim dan produktiviti utama jenis ekosistem utama
(menurut T.A. Akimova, V.V. Khaskin, 1994)
| Ekosistem | Biojisim, t/ha | Produk, t/ha tahun |
| Gurun pasir | 0,1 – 0,5 | 0,1 – 0,5 |
| Zon lautan tengah | 0,2 – 1,5 | 0,5 – 2,5 |
| Lautan kutub | 1 – 7 | 3 – 6 |
| Tundra | 1 – 8 | 1 – 4 |
| Padang rumput | 5 – 12 | 3 – 8 |
| Agrocenosis | – | 3 – 10 |
| Savannah | 8 – 20 | 4 – 15 |
| Taiga | 70 – 150 | 5 – 10 |
| hutan luruh | 100 – 250 | 10 – 30 |
| Hutan hujan tropika | 500 – 1500 | 25 – 60 |
| Terumbu karang | 15 – 50 | 50 – 120 |
Bagi lima benua di dunia, purata produktiviti ekosistem berbeza-beza secara relatifnya (82–103 c/ha setahun). Pengecualian adalah Amerika Selatan (209 c/ha setahun), yang kebanyakannya keadaan untuk tumbuh-tumbuhan adalah sangat baik.
Jumlah pengeluaran tahunan bahan organik kering di Bumi ialah 150–200 bilion tan. Lebih daripada satu pertiga daripadanya terbentuk di lautan, dan kira-kira dua pertiga di darat.
Hampir semua pengeluaran utama bersih Bumi berfungsi untuk menyokong kehidupan semua organisma heterotropik. Pemakanan manusia disediakan terutamanya oleh tanaman pertanian, yang menduduki kira-kira 10% daripada keluasan tanah. Kawasan pertanian, dengan penggunaan dan pengedaran produk yang rasional, boleh menyediakan makanan tumbuhan untuk kira-kira dua kali ganda populasi planet ini daripada yang sedia ada. Adalah lebih sukar untuk menyediakan penduduk dengan produk sekunder. Sumber yang terdapat di Bumi, termasuk produk ternakan dan hasil penangkapan ikan di darat dan di lautan, setiap tahun boleh menyediakan kurang daripada 50% daripada keperluan penduduk moden Bumi. Akibatnya, kebanyakan penduduk dunia berada dalam keadaan kebuluran protein kronik. Dalam hal ini, meningkatkan produktiviti biologi ekosistem dan terutamanya produk sekunder adalah salah satu tugas terpenting manusia.
Piramid ekologi. Setiap ekosistem mempunyai struktur trofik tertentu, yang boleh dinyatakan sama ada dengan bilangan individu pada setiap aras trofik, atau biojisim mereka, atau dengan jumlah tenaga yang direkodkan setiap unit kawasan per unit masa pada setiap tahap trofik berikutnya. Secara grafik, ini biasanya diwakili sebagai piramid, asasnya adalah aras trofik pertama, dan yang berikutnya membentuk lantai dan bahagian atas piramid.
nasi. 17. Gambar rajah ringkas piramid penduduk (menurut G.A. Novikov, 1979)
Terdapat tiga jenis utama piramid ekologi - nombor, biojisim dan pengeluaran (atau tenaga).
Piramid nombor mencerminkan taburan individu merentasi peringkat trofik. Telah ditetapkan bahawa dalam rantaian trofik, di mana pemindahan tenaga berlaku terutamanya melalui sambungan pemangsa-mangsa, peraturan berikut sering diikuti: jumlah bilangan individu dalam rantai makanan pada setiap aras trofik berikutnya berkurangan(Gamb. 17).
Ini dijelaskan oleh fakta bahawa pemangsa biasanya lebih besar daripada mangsanya dan seorang pemangsa memerlukan beberapa mangsa untuk mengekalkan kehidupannya. Sebagai contoh, seekor singa memerlukan 50 ekor kuda belang setahun. Walau bagaimanapun, terdapat pengecualian kepada peraturan ini. Serigala, apabila memburu bersama, boleh membunuh mangsa yang lebih besar daripada diri mereka sendiri (contohnya, rusa). Labah-labah dan ular, mempunyai racun, membunuh haiwan besar.
Piramid biojisim mencerminkan jumlah jisim organisma pada setiap aras trofik. Dalam kebanyakan ekosistem daratan, jumlah jisim tumbuhan adalah lebih besar daripada biojisim semua organisma herbivor, dan jisim yang terakhir, seterusnya, melebihi jisim semua pemangsa (Rajah 18)
 |
|||||||
|
|||||||
Pelagial Deposit Terumbu Karang
nasi. 18. Piramid biojisim dalam beberapa biocenoses (menurut F. Dreux, 1976):
P – pengeluar, RK – pengguna tumbuhan, PC – pengguna karnivor, F – fitoplankton, Z – zooplankton
Di lautan dan laut, di mana pengeluar utama adalah alga uniselular, piramid biojisim mempunyai rupa terbalik. Di sini, semua pengeluaran primer bersih dengan cepat terlibat dalam rantaian makanan, pengumpulan biojisim alga adalah sangat kecil, dan penggunanya jauh lebih besar dan mempunyai jangka hayat yang lebih lama, oleh itu, pada tahap trofik yang lebih tinggi kecenderungan untuk mengumpul biojisim berlaku.
Piramid Produk (Tenaga) memberikan gambaran paling lengkap tentang organisasi berfungsi sesebuah komuniti, kerana ia mencerminkan undang-undang penggunaan tenaga dalam rantai makanan: jumlah tenaga yang terkandung dalam organisma pada setiap tahap trofik rantai makanan berikutnya adalah kurang daripada tahap sebelumnya.
nasi. 19. Piramid produk
Jumlah produk yang dihasilkan setiap unit masa pada tahap trofik yang berbeza mematuhi peraturan yang sama iaitu ciri tenaga: pada setiap peringkat rantai makanan yang berikutnya, jumlah produk yang dicipta setiap unit masa adalah kurang daripada yang sebelumnya. Peraturan ini adalah universal dan terpakai kepada semua jenis ekosistem (Rajah 19). Piramid tenaga tidak pernah terbalik.
Kajian undang-undang produktiviti ekosistem dan keupayaan untuk mengira aliran tenaga secara kuantitatif adalah sangat penting dari segi praktikal, kerana pengeluaran utama agrocenosis dan komuniti semula jadi yang dieksploitasi oleh manusia adalah sumber utama bekalan makanan untuk manusia. Produk sekunder yang diperoleh daripada haiwan ternakan tidak kurang pentingnya. Pengiraan aliran tenaga yang tepat pada skala produktiviti ekosistem memungkinkan untuk mengawal kitaran bahan di dalamnya sedemikian rupa untuk mencapai hasil terbesar produk yang bermanfaat kepada manusia. Akhir sekali, adalah sangat penting untuk mempunyai pemahaman yang baik tentang had yang boleh diterima untuk penyingkiran biojisim tumbuhan dan haiwan daripada sistem semula jadi supaya tidak menjejaskan produktiviti mereka.
Produktiviti Ekosistem ialah pengumpulan bahan organik oleh ekosistem dalam proses kehidupannya. Produktiviti ekosistem diukur dengan jumlah bahan organik yang dicipta seunit masa seunit luas.
Terdapat tahap pengeluaran yang berbeza di mana produk primer dan sekunder dicipta. Jisim organik yang dicipta oleh pengeluar per unit masa dipanggil produk utama, dan peningkatan dalam jisim pengguna seunit masa ialah produk sekunder.
Pengeluaran utama dibahagikan kepada dua peringkat - pengeluaran kasar dan bersih. Pengeluaran primer kasar ialah jumlah jisim bahan organik kasar yang dicipta oleh tumbuhan seunit masa pada kadar fotosintesis tertentu, termasuk perbelanjaan untuk respirasi.
Tumbuhan membelanjakan dari 40 hingga 70% daripada pengeluaran kasar mereka untuk respirasi. Alga planktonik menghabiskan paling sedikit tenaga - kira-kira 40% daripada semua tenaga yang digunakan. Bahagian pengeluaran kasar yang tidak dibelanjakan "untuk pernafasan" dipanggil pengeluaran utama bersih, ia mewakili jumlah pertumbuhan tumbuhan dan produk inilah yang digunakan oleh pengguna dan pengurai.
Pengeluaran sekunder tidak lagi dibahagikan kepada kasar dan bersih, kerana pengguna dan pengurai, i.e. semua heterotrof meningkatkan jisim mereka kerana pengeluaran primer, i.e. gunakan produk yang dibuat sebelum ini.
Pengeluaran sekunder dikira secara berasingan untuk setiap aras trofik, kerana ia terbentuk kerana tenaga yang datang dari aras sebelumnya.
Semua komponen hidup ekosistem - pengeluar, pengguna dan pengurai - membentuk jumlah biojisim (berat hidup) komuniti secara keseluruhan atau bahagian individunya, kumpulan organisma tertentu. Biojisim biasanya dinyatakan dari segi berat basah dan kering, tetapi juga boleh dinyatakan dalam unit tenaga - kalori, joule, dll., yang memungkinkan untuk mengenal pasti hubungan antara jumlah tenaga yang masuk dan, sebagai contoh, purata biojisim .
Berdasarkan produktiviti biologi, ekosistem dibahagikan kepada 4 kelas:
1) ekosistem produktiviti yang sangat tinggi - >2 kg/m2 0 setahun (hutan tropika, terumbu karang);
2) ekosistem produktiviti tinggi - 1-2 kg/m2 setahun (hutan linden-oak, belukar pantai cattails atau buluh di tasik, tanaman jagung dan rumput saka dengan pengairan dan baja dos yang tinggi);
3) ekosistem produktiviti sederhana - 0.25-1 kg/m2 setahun (hutan pain dan birch, padang rumput jerami dan padang rumput, tasik yang ditumbuhi tumbuhan akuatik);
4) ekosistem produktiviti rendah -< 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.
- Klasifikasi dan ciri-ciri ekosistem (Biomes: steppes (chapparals, garrigues, espinal), padang pasir, tundra, hutan, hutan konifer, zon marin (upwelling, terumbu karang, outwelling) dan air tawar (lotik: rifts, reaches) lentik (tasik dan mereka stratifikasi ) ekosistem).
Apabila mengklasifikasikan ekosistem daratan, adalah kebiasaan untuk menggunakan ciri komuniti tumbuhan dan ciri iklim, contohnya, hutan konifer, hutan tropika, padang pasir sejuk, dll.
Gariga, atau garriga(fr. garrigue dan ok. garriga) - belukar jarang pokok renek malar hijau yang tumbuh rendah, terutamanya oak gosok ( Quercus dumosa) dan tapak tangan chamerops ( Chamaerops). Mungkin juga terdapat thyme ( Thymus), rosemary ( Rosmarinus), gorse ( Genista) dan tumbuhan lain. Ia boleh ditemui di Mediterranean, dalam iklim yang kurang kering daripada frigana, di lereng berbatu, di tempat di mana hutan oak holm telah dimusnahkan oleh ragut dan pembakaran yang berlebihan.
Chaparral (chaparral, chaparrel, chaparral, Sepanyol chaparral, daripada chaparro- semak semak oak) - sejenis tumbuh-tumbuhan renek berdaun keras subtropika. Diedarkan di jalur sempit pantai Pasifik California dan di utara Dataran Tinggi Mexico, pada ketinggian 600-2400 m.
Biom serupa ditemui di empat kawasan iklim Mediterranean yang lain di seluruh dunia, termasuk Lembangan Mediterranean (di mana ia dikenali sebagai maquis), Chile tengah (di mana ia dipanggil Matorral), dan Tanjung Afrika Selatan (Tanjung Harapan). (dikenali di sana sebagai fynbos) dan di tenggara dan barat daya Australia.
Ketiadaan pokok tidak dikaitkan dengan aktiviti manusia, walaupun beberapa penyelidik menganggap chaparral, seperti maquis, sebagai peringkat degradasi hutan malar hijau oak. Belukar chaparral mencapai ketinggian 3-4 m.
Spesies chaparral yang paling tipikal ialah Adenostoma fasciculatus, yang membentuk dirian semula jadi tulen. Belukar pokok oak malar hijau, bearberry (18 spesies), wakil genera sumac, ceanothus (25 spesies) dan lain-lain tersebar luas. Di sempadan atas chaparral, perkadaran spesies daun oak, serviceberry, dan cercis meningkat.
Gurun ialah kawasan di mana penyejatan melebihi kerpasan, dan parasnya kurang daripada 250 mm/g. Dalam keadaan sedemikian, tumbuh-tumbuhan yang jarang, jarang dan biasanya tumbuh rendah. Keutamaan cuaca cerah dan tumbuh-tumbuhan jarang menyumbang kepada kehilangan haba yang cepat pada waktu malam yang terkumpul oleh tanah pada siang hari. Gurun dicirikan oleh perbezaan ketara antara suhu siang dan malam. Ekosistem padang pasir menduduki kira-kira 16% daripada permukaan tanah dan terletak di hampir semua latitud Bumi.
Gurun tropika. Ini adalah padang pasir seperti Sahara Selatan, yang membentuk kira-kira 20% daripada jumlah kawasan padang pasir. Suhu di sana adalah tinggi sepanjang tahun dan jumlah pemendakan adalah minimum.
Gurun dengan latitud sederhana. Gurun seperti Gurun Mojave di selatan California mempunyai suhu siang hari yang tinggi pada musim panas dan suhu siang hari yang rendah pada musim sejuk.
Gurun yang sejuk. Mereka dicirikan oleh suhu yang sangat rendah pada musim sejuk dan suhu purata pada musim panas.
Tumbuhan dan haiwan dari semua padang pasir disesuaikan untuk menangkap dan mengekalkan kelembapan yang terhad.
Pertumbuhan tumbuhan yang perlahan dan kepelbagaian spesies yang rendah menjadikan padang pasir sangat terdedah. Kemusnahan tumbuh-tumbuhan akibat ragut atau pemanduan luar jalan bermakna memerlukan beberapa dekad untuk memulihkan apa yang hilang.
Ekosistem herba
Ekosistem herba tropika atau sabana.
Ekosistem sedemikian adalah ciri-ciri kawasan dengan suhu purata yang tinggi, dua musim kemarau yang panjang dan hujan lebat pada sepanjang tahun. Mereka membentuk jalur lebar di kedua-dua belah khatulistiwa. Sebahagian daripada bioma ini adalah kawasan lapang yang hanya dilitupi oleh tumbuh-tumbuhan berumput.
Ekosistem herba dari latitud sederhana. Mereka ditemui di pedalaman benua, terutamanya Amerika Utara dan Selatan, Eropah dan Asia. Jenis utama komuniti herba di zon sederhana: padang rumput tinggi dan rumput pendek di Amerika Syarikat dan Kanada, pampas Amerika Selatan, padang rumput Afrika Selatan dan padang rumput dari Eropah Tengah ke Siberia. Dalam ekosistem ini (biom), angin bertiup hampir berterusan, menggalakkan penyejatan lembapan. Rangkaian akar tumbuhan herba yang padat memberikan kestabilan kepada tanah sehingga pembajakan bermula.
Ekosistem berumput kutub atau tundra arktik.
Mereka terletak di kawasan bersebelahan dengan gurun ais Artik. Sepanjang tahun, tundra terdedah kepada angin sejuk yang ribut dan dilitupi salji dan ais. Musim sejuk di sini sangat sejuk dan gelap. Terdapat sedikit hujan, dan ia turun terutamanya dalam bentuk salji.
Penguraian bahan organik yang perlahan, ketebalan tanah yang rendah, dan kadar pertumbuhan tumbuh-tumbuhan yang rendah menjadikan tundra Artik sebagai salah satu sistem ekologi yang paling terdedah di dunia.
Ekosistem hutan.
Hutan hujan tropika. Hutan ini terletak di beberapa kawasan khatulistiwa. Mereka dicirikan oleh purata suhu tahunan yang sederhana tinggi, yang sedikit berbeza pada siang hari dan mengikut musim, serta kelembapan yang ketara dan hujan hampir setiap hari. Bioma ini didominasi oleh pokok malar hijau yang mengekalkan kebanyakan daun atau jarumnya sepanjang tahun, membolehkan fotosintesis berterusan sepanjang tahun.
Oleh kerana keadaan iklim di hutan hujan tropika secara praktikalnya tetap, kelembapan dan haba tidak mengehadkan, seperti dalam ekosistem lain. Faktor penghad utama ialah kandungan nutrien dalam tanah yang selalunya miskin bahan organik.
Hutan daun luruh di latitud sederhana. Mereka tumbuh di kawasan dengan suhu purata rendah yang berbeza dengan ketara mengikut musim. Musim sejuk di sini tidak begitu teruk, tempoh musim panas adalah panjang, dan hujan turun sama rata sepanjang tahun. Berbanding dengan hutan tropika, hutan sederhana pulih dengan cepat selepas dibersihkan dan oleh itu lebih tahan terhadap gangguan antropogenik.
Hutan konifer utara. Hutan ini, juga dipanggil boreal atau taiga, adalah biasa di kawasan iklim subartik. Musim sejuk di sini panjang dan kering, dengan waktu siang yang singkat dan sedikit salji. Keadaan suhu berkisar dari sejuk hingga sangat sejuk. Sebahagian besar kayu perindustrian dilombong di taiga, dan perdagangan bulu adalah sangat penting.
35. Produktiviti sistem ekologi. Ekosistem yang paling produktif di dunia, masalah alam sekitar mereka.
Pengeluaran biologi ialah jumlah bahan biologi yang dicipta per unit masa per unit luas (g/m², kg/m²).
Produk biologi:
Utama (kasar); Sekunder (tulen).
Pengeluaran kasar ialah hasil yang dicipta oleh tumbuhan semasa proses fotosintesis.
Pengeluaran bersih ialah sebahagian daripada tenaga yang tinggal selepas kos pernafasan.
Purata produktiviti ekosistem bumi tidak melebihi 0.3 kg/m². Apabila tenaga bergerak dari satu tahap ke tahap yang lain, kira-kira 90% tenaga hilang, jadi pengeluaran sekunder adalah 20-50 kali kurang daripada pengeluaran primer
Produktiviti ekosistem, diukur dengan jumlah bahan organik yang dicipta setiap unit masa per unit kawasan, dipanggil produktiviti biologi. Unit produktiviti: g/m² sehari, kg/m² setahun, t/km² setahun.
Terdapat produk biologi primer, yang dicipta oleh pengeluar, dan produk biologi sekunder, yang dicipta oleh pengguna dan pengurai.
Pengeluaran primer dibahagikan kepada: kasar - ini adalah jumlah keseluruhan bahan organik yang dicipta, dan tulen - inilah yang kekal selepas penggunaan untuk pernafasan dan perkumuhan akar.
Mengikut produktiviti, ekosistem dibahagikan kepada empat kelas:
1. Ekosistem produktiviti biologi yang sangat tinggi - lebih 2 kg/m² setahun. Ini termasuk belukar buluh di delta Volga, Don dan Ural.
2. Ekosistem produktiviti tinggi – 1-2 kg/m² setahun. Ini adalah hutan linden-oak, belukar cattail atau buluh di tasik, dan tanaman jagung.
3.Ekosistem purata produktiviti biologi - 0.25-1 kg/m² setahun. Ini termasuk hutan pain dan birch, padang rumput jerami, dan padang rumput.
4. Ekosistem produktiviti biologi rendah - kurang daripada 0.25 kg/m² setahun.
Ini adalah padang pasir Artik, tundra, dan kebanyakan ekosistem marin.
Purata produktiviti ekosistem bumi ialah 0.3 kg/m² setahun, iaitu ekosistem sederhana dan produktif rendah mendominasi Bumi.
Apabila bergerak dari satu aras trofik ke yang lain, 90% tenaga hilang.
Contoh peningkatan produktiviti di persimpangan ekosistem boleh menjadi ekosistem peralihan antara hutan dan ladang ("kesan tepi"), dan dalam persekitaran akuatik - ekosistem yang timbul di muara sungai (tempat di mana ia mengalir ke laut, lautan dan tasik, dsb. ).
Corak yang sama ini sebahagian besarnya menentukan kepekatan tempatan yang disebut di atas jisim besar bahan hidup (ekosistem yang paling produktif).
Biasanya, kepekatan hidupan berikut dibezakan di lautan:
1. Pantai. Ia terletak pada sentuhan antara persekitaran air dan udara darat. Ekosistem muara adalah sangat produktif. Semakin besar tahap kepekatan ini, semakin besar penyingkiran bahan organik dan mineral dari tanah oleh sungai.
2. Terumbu karang. Produktiviti tinggi ekosistem ini dikaitkan terutamanya dengan keadaan suhu yang menggalakkan, jenis penapisan pemakanan banyak organisma, kekayaan spesies komuniti, hubungan simbiotik dan faktor lain.
3. Kental Sargassum. Mereka dicipta oleh jisim besar alga terapung, selalunya Sargassum (di Laut Sargasso) dan Phyllophora (di Laut Hitam).
4. Upwelling. Kepekatan ini terhad kepada kawasan lautan di mana terdapat pergerakan ke atas jisim air dari bawah ke permukaan (upwelling). Mereka membawa banyak sedimen organik dan mineral bawah dan, sebagai hasil daripada pencampuran aktif, dibekalkan dengan baik dengan oksigen. Ekosistem yang sangat produktif ini merupakan salah satu kawasan penangkapan ikan utama untuk ikan dan makanan laut lain.
5. Kepekatan laut dalam (abyssal) retak. Ekosistem ini hanya ditemui pada tahun 70-an abad ini. Mereka adalah unik dalam alam semula jadi: mereka wujud pada kedalaman yang hebat (2-3 ribu meter). Pengeluaran utama di dalamnya terbentuk hanya sebagai hasil daripada proses kemosintesis disebabkan oleh pembebasan tenaga daripada sebatian sulfur yang datang dari sesar bawah (rifts). Produktiviti yang tinggi di sini adalah terutamanya disebabkan oleh keadaan suhu yang menggalakkan, kerana sesar berada pada masa yang sama pusat untuk pelepasan air yang dipanaskan (terma) dari kedalaman. Ini adalah satu-satunya ekosistem yang tidak menggunakan tenaga suria. Mereka hidup daripada tenaga dalaman Bumi.
Di darat, ekosistem yang paling produktif (kepekatan bahan hidup) termasuk: 1) ekosistem pantai laut dan lautan di kawasan yang dibekalkan dengan baik dengan haba; 2) ekosistem dataran banjir, secara berkala dibanjiri oleh sungai yang memendapkan kelodak, dan bersamanya organik dan nutrien, 3) ekosistem badan air pedalaman yang kecil, kaya dengan nutrien, dan 4) ekosistem hutan tropika. Produktiviti ekosistem lain boleh dilihat dari Jadual 3. Kami telah menyatakan di atas bahawa orang ramai harus berusaha untuk memelihara ekosistem yang sangat produktif - rangka kerja biosfera yang berkuasa ini. Kemusnahannya dikaitkan dengan akibat negatif yang paling ketara untuk keseluruhan biosfera.
Bagi pengeluaran sekunder (haiwan), ia lebih tinggi di lautan berbanding ekosistem daratan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa di darat, secara purata, hanya kira-kira 10% daripada pengeluaran utama dimasukkan ke dalam pautan pengguna (herbivor), dan di lautan - sehingga 50%. Oleh itu, walaupun produktiviti utama lautan lebih rendah daripada darat, ekosistem ini lebih kurang sama dari segi jisim pengeluaran sekunder.
Dalam ekosistem daratan, pengeluaran utama (sehingga 50%) dan terutamanya biojisim (kira-kira 90%) disediakan oleh ekosistem hutan. Pada masa yang sama, sebahagian besar produk ini pergi terus ke pautan pemusnah dan pengurai. Ekosistem sedemikian dicirikan oleh dominasi rantai makanan detrital (disebabkan oleh bahan organik mati). Dalam ekosistem herba (padang rumput, padang rumput, padang rumput, savana), seperti di lautan, sebahagian besar pengeluaran primer diasingkan oleh fitofaj (herbivor) semasa hidup. Rantai sedemikian dipanggil rantai ragut atau ragut.