Năng suất hệ sinh thái. Trong mỗi hệ sinh thái, một phần năng lượng đi vào mạng lưới dinh dưỡng không tiêu tan mà tích tụ dưới dạng các hợp chất hữu cơ. Sự sản sinh không ngừng nghỉ của vật chất sống (sinh khối) là một trong những quá trình cơ bản của sinh quyển.[...]
NĂNG SUẤT CẢNH QUAN - khả năng của cảnh quan để tạo ra các sản phẩm sinh học. Xem Năng suất sinh học của một hệ sinh thái.[...]
Năng suất hệ sinh thái là tốc độ hình thành vật chất sinh học (sinh khối) trên một đơn vị thời gian.[...]
Một hệ sinh thái non trẻ, hiệu quả rất dễ bị tổn thương do thành phần loài đơn loài của nó, do hậu quả của một loại thảm họa môi trường nào đó, chẳng hạn như hạn hán, nó không thể phục hồi được nữa do kiểu gen bị phá hủy. Nhưng chúng (hệ sinh thái) cần thiết cho sự sống của nhân loại, vì vậy nhiệm vụ của chúng ta là duy trì sự cân bằng giữa những hệ sinh thái đơn giản do con người tạo ra và những hệ sinh thái lân cận phức tạp hơn, với nguồn gen phong phú, các hệ sinh thái tự nhiên mà chúng phụ thuộc vào.[...]
Năng suất sơ cấp của một hệ sinh thái, quần xã hoặc bất kỳ bộ phận nào trong đó được định nghĩa là tốc độ hấp thụ năng lượng mặt trời của các sinh vật sản xuất (chủ yếu là thực vật xanh) trong quá trình quang hợp hoặc tổng hợp hóa học (các nhà sản xuất hóa học). Năng lượng này hiện thực hóa dưới dạng các chất hữu cơ trong mô của người sản xuất.[...]
Trạng thái của hệ sinh thái - số lượng và tỷ lệ sinh vật - được kiểm soát và xác định bởi dòng năng lượng được cung cấp bởi năng suất sơ cấp của nó: năng suất càng cao thì phần sinh học của hệ sinh thái càng có ý nghĩa. Người ta đã chứng minh rằng sản phẩm của hệ sinh thái phụ thuộc vào dòng năng lượng mặt trời mà hệ thống nhận được. Tuy nhiên, đây không phải là yếu tố duy nhất quyết định năng suất. Sự suy giảm độ phì của đất chắc chắn dẫn đến sự suy giảm tiềm năng năng lượng của môi trường và sự suy thoái của môi trường sau này (sa mạc hóa lãnh thổ).[...]
| 17.1 |
Năng suất sinh học của một hệ sinh thái là tốc độ tạo ra sinh khối trong đó, tức là khối lượng cơ thể của sinh vật. Thứ nguyên của năng suất là khối lượng/diện tích thời gian (khối lượng).[...]
Sức mạnh của quần thể sinh vật trong một hệ sinh thái được xác định bởi khả năng sản xuất của nó, thể hiện bằng đơn vị năng lượng. Tốc độ thực vật đồng hóa năng lượng ánh sáng mặt trời và tích lũy chất hữu cơ trong quá trình quang hợp cấu thành năng suất sinh học của hệ sinh thái, sự khác biệt được biểu thị bằng năng lượng/diện tích, thời gian hoặc khối lượng/diện tích, thời gian. Không phải tất cả các chất hữu cơ được tổng hợp trong quá trình quang hợp đều có trong sinh khối thực vật, tức là không phải tất cả chúng đều được sử dụng để tăng kích thước và số lượng cây. Một số trong số chúng phải được chính thực vật phân hủy trong quá trình hô hấp để giải phóng năng lượng cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp và duy trì các chức năng quan trọng của chính thực vật. Do đó, sản lượng sinh học ròng sơ cấp của hệ sinh thái Pc sẽ bằng toàn bộ tổng sản lượng thực vật trong hệ sinh thái Pc trừ đi lượng thất thoát do hô hấp của chính thực vật Pc, tức là […]
Từ bàn 1.3 cho thấy rõ ràng rằng hệ sinh thái trên cạn có năng suất cao nhất. Mặc dù diện tích đất liền bằng một nửa diện tích đại dương nhưng các hệ sinh thái của nó có sản lượng carbon sơ cấp hàng năm cao hơn gấp đôi so với Đại dương Thế giới (lần lượt là 52,8 tỷ tấn và 24,8 tỷ tấn), với năng suất tương đối của các hệ sinh thái trên cạn gấp 7 lần so với năng suất của hệ sinh thái đại dương. Đặc biệt, từ điều này, dẫn đến hy vọng rằng sự phát triển toàn diện tài nguyên sinh học của đại dương sẽ cho phép nhân loại giải quyết vấn đề lương thực là không chính đáng lắm. Rõ ràng, cơ hội trong lĩnh vực này là rất nhỏ - hiện nay mức độ khai thác của nhiều quần thể cá, động vật giáp xác, động vật có chân màng đã gần đến mức nghiêm trọng đối với nhiều loài động vật không xương sống thương mại - động vật thân mềm, động vật giáp xác và các loài khác, do số lượng của chúng giảm đáng kể trong các quần thể tự nhiên, việc chăn nuôi đã mang lại lợi nhuận kinh tế cho chúng trong các trang trại biển chuyên biệt, phát triển nuôi trồng hải sản. Tình trạng tương tự xảy ra với các loại tảo ăn được, chẳng hạn như tảo bẹ (rong biển) và fucus, cũng như các loại tảo được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất agar-agar và nhiều chất có giá trị khác.[...]
Hiện nay người ta thường chấp nhận rằng số lượng loài tạo nên một hệ sinh thái càng nhiều thì khả năng thích ứng của cộng đồng với những điều kiện sống thay đổi càng cao (ví dụ, những thay đổi khí hậu ngắn hạn hoặc dài hạn, cũng như các yếu tố khác). ). Trong quá trình phát triển tiến hóa của hệ sinh thái, các loài ưu thế đã thay đổi nhiều lần. Thông thường, những loài xuất hiện thường xuyên nhất hóa ra không thể chịu được những thay đổi trong tác động của yếu tố môi trường này hoặc yếu tố môi trường khác, trong khi những loài quý hiếm lại có khả năng chống chọi tốt hơn và nhận được lợi thế (ví dụ, sự tuyệt chủng của các loài bò sát lớn và sự phát triển của các loài bò sát). của động vật có vú vào cuối kỷ Phấn Trắng). Năng suất của hệ sinh thái nhờ đó được duy trì và thậm chí còn tăng lên.[...]
Các vùng đất ngập nước giàu chất dinh dưỡng là hệ sinh thái có năng suất cao nhất, hỗ trợ các đàn thủy sinh và nhiều loài động vật khác. Tổng diện tích đầm lầy và vùng đất ngập nước trên hành tinh là khoảng 3 triệu km2. Số lượng đầm lầy lớn nhất là ở Nam Mỹ (gần một nửa) và Âu Á, với rất ít ở Úc. Đầm lầy và vùng đất ngập nước tồn tại ở tất cả các khu vực địa lý, nhưng đặc biệt có nhiều ở vùng taiga. Ở nước ta, đầm lầy chiếm khoảng 9,5% lãnh thổ và đầm lầy than bùn có giá trị đặc biệt, tích tụ trữ lượng nhiệt đáng kể.
Các hệ sinh thái khác nhau được đặc trưng bởi năng suất khác nhau, điều này cần được tính đến khi phát triển các vùng lãnh thổ nhất định, chẳng hạn như để sử dụng cho nông nghiệp. Năng suất của một hệ sinh thái phụ thuộc vào một số yếu tố, chủ yếu vào việc cung cấp nhiệt và độ ẩm được xác định bởi điều kiện khí hậu (Bảng 2.3 và 2.4). Các hệ sinh thái có năng suất cao nhất là các cửa sông nông.[...]
Ưu điểm khách quan của phương pháp này được xác định bởi thực tế là hoạt động của bất kỳ hệ sinh thái nào ban đầu được hỗ trợ bởi dòng năng lượng liên tục xuyên qua các thành phần của nó và cường độ của dòng năng lượng này quyết định động lực và năng suất của hệ sinh thái. Không có ngoại lệ, tất cả các dòng vật chất của sản xuất và các hoạt động khác của con người luôn gắn liền với các dòng năng lượng và có cường độ năng lượng này hay cường độ năng lượng khác. Các dòng năng lượng tự nhiên và nhân tạo luôn có thể được định lượng. Cường độ của các dòng năng lượng, do mối liên hệ của chúng với các yếu tố địa lý và mức độ phát triển kinh tế, luôn có thể được dự đoán với độ tin cậy cao. Trao đổi năng lượng trong hệ sinh thái (cùng với sự tuần hoàn của vật chất) là một trong những yếu tố chính tạo nên sự ổn định của hệ sinh thái và khả năng tự phục hồi của chúng.
Chu kỳ của bất kỳ nguyên tố nào, bao gồm cả carbon, diễn ra thường xuyên như thế nào sẽ quyết định năng suất của hệ sinh thái, điều này rất quan trọng đối với nông nghiệp và phát triển rừng. Sự can thiệp của con người làm gián đoạn quá trình lưu thông. Phá rừng và đốt nhiên liệu ảnh hưởng đến chu trình carbon.[...]
Trong bảng Hình 9 cho thấy các cửa sông với tư cách là một lớp môi trường sống ngang hàng với các hệ sinh thái có năng suất tự nhiên như rừng mưa nhiệt đới và rạn san hô. Một mặt, các cửa sông có xu hướng có năng suất cao hơn biển và các lưu vực nước ngọt. Bây giờ chúng ta có thể tập hợp lại các lý do để có năng suất cao (xem Yu. Odum, 1961; Schelske và Yu. Odum, 1961 […]
Zakbn TỐI ĐA [lat. tối đa lớn nhất] - sự thay đổi về số lượng trong điều kiện môi trường không thể làm tăng năng suất sinh học của hệ sinh thái và năng suất kinh tế của hệ thống nông nghiệp vượt quá giới hạn trọng lượng-năng lượng được xác định bởi đặc tính tiến hóa của các đối tượng sinh học và cộng đồng của chúng.[...]
Sinh vật quang tự dưỡng (thực vật) chiếm phần lớn quần thể sinh vật và chịu trách nhiệm hoàn toàn cho việc hình thành tất cả các chất hữu cơ mới trong hệ sinh thái, tức là. là nhà sản xuất chính các sản phẩm - nhà sản xuất hệ sinh thái. Sinh khối mới của chất hữu cơ được tổng hợp bởi sinh vật tự dưỡng là sản phẩm sơ cấp và tốc độ hình thành của nó là năng suất sinh học của hệ sinh thái. Sinh vật tự dưỡng tạo thành bậc dinh dưỡng đầu tiên của bất kỳ hệ sinh thái hoàn chỉnh nào.[...]
Từ khóa trong các định nghĩa trên là sự tranh cãi. Luôn cần phải tính đến yếu tố thời gian, tức là chúng ta đang nói về lượng năng lượng cố định trong một thời gian nhất định. Như vậy, năng suất sinh học khác với “năng suất” trong hóa học hoặc công nghiệp. Trong hai trường hợp cuối, quá trình này kết thúc với sự xuất hiện của một lượng nhất định sản phẩm này hoặc sản phẩm kia, nhưng trong cộng đồng sinh học, quá trình này diễn ra liên tục về mặt thời gian, do đó cần phải liên kết sản phẩm với một đơn vị thời gian đã chọn (ví dụ: , nói về lượng thực phẩm được sản xuất mỗi ngày hoặc mỗi năm). Nói chung, năng suất của một hệ sinh thái cho thấy “sự phong phú” của nó. Một cộng đồng giàu có hoặc năng suất cao có thể có nhiều sinh vật hơn một cộng đồng kém năng suất hơn, nhưng đôi khi điều này có thể không xảy ra nếu các sinh vật trong cộng đồng sản xuất bị loại bỏ hoặc "chuyển đổi" nhanh hơn. Do đó, trên một đồng cỏ trù phú bị gia súc ăn, việc thu hoạch cỏ đứng rõ ràng sẽ ít hơn nhiều so với trên một đồng cỏ kém năng suất hơn, nơi không có vật nuôi nào được đưa đến trong thời gian đo. Sinh khối sẵn có hoặc cây trồng tạm thời trong một thời gian nhất định không nên nhầm lẫn với năng suất. Sinh viên nghiên cứu sinh thái học thường nhầm lẫn hai đại lượng này. Năng suất sơ cấp của một hệ thống hoặc sản lượng của một bộ phận quần thể thường không thể được xác định bằng cách đơn giản là đếm và cân nhắc (tức là "kiểm duyệt") các sinh vật có mặt, mặc dù dữ liệu về cây trồng thường xuyên có thể cung cấp những ước tính tốt về năng suất sơ cấp ròng nếu các sinh vật đó có kích thước lớn và vật chất sống đã tồn tại trong một thời gian mà không bị tiêu thụ (ví dụ - cây trồng nông nghiệp).[...]
Sự khác biệt về tác động của hai loại ô nhiễm chính đến hệ thống năng lượng được thể hiện trong Hình 2. 216. Khi lượng tiêu thụ tăng lên đến mức tới hạn, thường xảy ra biến động mạnh (ví dụ như tảo nở hoa), và việc tăng thêm lượng hấp thụ các chất ô nhiễm này sẽ dẫn đến căng thẳng - về cơ bản, hệ thống bị đầu độc bởi “dư thừa hàng hóa”. Tốc độ thay đổi từ tốt sang xấu có thể xảy ra nếu không có sự kiểm soát thích hợp sẽ làm tăng thêm khó khăn trong việc nhận biết và xử lý ô nhiễm (điều này có thể được thấy qua độ dốc của đường cong/đi xuống). Mô hình này có thể áp dụng ở mức độ nào, chúng tôi sẽ trình bày trong Chương. 21.[...]
Sự phát triển trữ lượng dầu khí đã có tác động cực kỳ bất lợi đến thiên nhiên của Tây Siberia. Một loại sa mạc đã được tạo ra ở đó: với sự cạn kiệt của tài nguyên khoáng sản, không còn lợi ích tự nhiên nào nữa, chỉ có đất bị xói mòn. Nó đòi hỏi phải hồi sinh vào hệ sinh thái sản xuất. Những con đường như vậy đã được biết hoặc phải được tìm thấy. Nhìn chung, các chương trình cụ thể nhằm khôi phục tiềm năng tài nguyên thiên nhiên và tìm kiếm những cách thức mới để sử dụng thiên nhiên mà không phá hủy nó là khá hứa hẹn.[...]
Do đó, tiêu chí được đề xuất đầu tiên về tác động của noocenosis đối với hệ sinh thái giúp có thể biểu thị tác động này như một chỉ số số không thứ nguyên và, bằng giá trị của nó, để mô tả mức độ tác động của hoạt động kinh tế của con người đến năng suất của hệ sinh thái. Tiêu chí về tác động của noocenosis đối với hệ sinh thái giúp đánh giá năng suất của nó tùy thuộc vào ảnh hưởng của doanh nghiệp, xã hội loài người, sản phẩm lao động của nó và chất thải sản xuất có hại như trong hoạt động của noocenoses. và khi lập kế hoạch phát triển, cũng như khi cố ý sửa đổi các kim tự tháp sinh thái khi lập kế hoạch và lựa chọn chiến lược cho hoạt động kinh tế.[...]
Đầu vào của hệ thống là dòng năng lượng mặt trời. Hầu hết nó bị tiêu tan dưới dạng nhiệt. Một phần năng lượng được thực vật hấp thụ hiệu quả được chuyển hóa trong quá trình quang hợp thành năng lượng của các liên kết hóa học của carbohydrate và các chất hữu cơ khác. Đây là tổng sản lượng sơ cấp của hệ sinh thái. Một phần năng lượng bị mất đi trong quá trình hô hấp của thực vật, trong khi một phần năng lượng được sử dụng trong các quá trình sinh hóa khác trong thực vật và cuối cùng cũng bị tiêu tán dưới dạng nhiệt. Phần còn lại của chất hữu cơ mới hình thành quyết định sự gia tăng sinh khối thực vật - năng suất sơ cấp ròng của hệ sinh thái.[...]
Tổng dòng năng lượng đặc trưng cho một hệ sinh thái bao gồm bức xạ mặt trời và bức xạ nhiệt sóng dài nhận được từ các vật thể lân cận. Cả hai loại bức xạ đều quyết định điều kiện khí hậu của môi trường (nhiệt độ, tốc độ bay hơi nước, chuyển động của không khí, v.v.), nhưng chỉ một phần nhỏ năng lượng của bức xạ mặt trời được sử dụng trong quá trình quang hợp, cung cấp năng lượng cho các thành phần sống của hệ sinh thái. Nhờ năng lượng này, sản phẩm chính hoặc sơ cấp của hệ sinh thái được tạo ra. Do đó, năng suất sơ cấp của một hệ sinh thái được định nghĩa là tốc độ năng lượng bức xạ được các sinh vật sản xuất sử dụng trong quá trình quang hợp, tích lũy dưới dạng liên kết hóa học của các chất hữu cơ. Năng suất sơ cấp P được biểu thị bằng đơn vị khối lượng, năng lượng hoặc đơn vị tương đương trên một đơn vị thời gian.[...]
Chỉ tiêu quan trọng nhất để xác định tải trọng tối đa đối với môi trường là khái niệm chất lượng môi trường. Chất lượng môi trường là tập hợp các thông số thỏa mãn các điều kiện tồn tại của con người (ổ sinh thái) và các điều kiện tồn tại của xã hội loài người. Có thể sử dụng tiêu chí về chất lượng môi trường, năng suất sinh học của một hệ sinh thái, tỷ lệ loài, trạng thái của các hệ thống dinh dưỡng, v.v.. Ở Hoa Kỳ, chất lượng môi trường được đặc trưng bởi một hệ thống các điểm đặc biệt. Tổng số điểm trong một khu vực cụ thể quyết định chất lượng của môi trường.[...]
Diễn thế sinh thái là sự thay đổi tuần tự của các hệ sinh thái với sự thay đổi dần dần theo hướng về điều kiện môi trường, ví dụ như tăng (hoặc giảm) độ ẩm hoặc độ phì nhiêu của đất, biến đổi khí hậu, v.v. Trong trường hợp này, cân bằng sinh thái dường như “trượt”: song song (hoặc có độ trễ nhất định) với những thay đổi về điều kiện môi trường, thành phần sinh vật sống và năng suất của hệ sinh thái thay đổi, vai trò của một số loài giảm dần, trong khi những loài khác tăng lên, các loài khác nhau sẽ rời khỏi hệ sinh thái hoặc ngược lại, bổ sung nó. Sự kế thừa có thể do các yếu tố bên trong và bên ngoài (liên quan đến hệ sinh thái) gây ra, diễn ra rất nhanh hoặc kéo dài hàng thế kỷ. Nếu môi trường thay đổi đột ngột (cháy, tràn dầu lớn, xe cộ di chuyển ở vùng lãnh nguyên), thì sự cân bằng sinh thái sẽ bị phá hủy.[...]
Khi nước bị chuyển hướng từ các con sông, các đầm lầy dọc theo lòng sông không được lũ lụt cung cấp sẽ khô cạn và điều này cũng dẫn đến sự biến mất của nhiều loài thực vật và động vật. Đầm lầy trong tự nhiên đóng một vai trò lớn trong việc lọc nước thấm qua độ dày của chúng vào nước ngầm. Đầm lầy là cơ quan điều tiết dòng chảy của sông; chúng cung cấp nước cho các dòng suối và sông. Ngoài ra, đầm lầy giàu chất dinh dưỡng là hệ sinh thái có năng suất cao nhất và là môi trường sống cho nhiều loài động vật hoang dã.[...]
S. S. Schwartz viết: “Tuy nhiên, những thảm họa khí hậu không vượt quá giới hạn của những biến động kéo dài hàng thế kỷ, có thể làm giảm số lượng động vật có vú nhỏ hàng chục, hàng trăm nghìn lần, nhưng sau 2-3 mùa sinh sản, chúng sẽ phục hồi.” số của họ nữa. số đến mức tối ưu. Sự sụt giảm dường như không đáng kể về số lượng động vật do ảnh hưởng của con người gây ra thường dẫn đến sự tuyệt chủng hàng loạt của loài này.” Việc bảo tồn hoặc tái thiết một hệ sinh thái khá phức tạp, đa loài và hiệu quả ở quy mô khu vực đòi hỏi phải có sự phân tích khoa học sâu sắc và kỹ lưỡng về hệ sinh thái của khu vực, thật không may, điều này không phải lúc nào cũng có thể thực hiện được ở mức độ phát triển môi trường hiện nay. Tuy nhiên, luận điểm sau đây có vẻ hợp lý: mặc dù tính phức tạp, chi phí cao và thời gian phát triển môi trường, chúng phải đi trước bất kỳ hoạt động kinh tế nào có thể gây ra những thay đổi môi trường trên quy mô khu vực […]
Theo A. N. Tetior, B. là chìa khóa giải quyết bài toán khôi phục cân bằng sinh thái ở các khu vực đô thị hóa. BIOFIELD, lĩnh vực sinh học - một lĩnh vực ảnh hưởng đến các sinh vật sống. Bản chất của hiệu ứng này không rõ ràng; biểu hiện dưới dạng các quá trình điện từ và năng lượng sinh học. CHÍNH SÁCH SINH HỌC là một chính sách dựa trên sự công nhận sự bất bình đẳng về chủng tộc. B. thường là sự biện minh cho các hành động chính trị hoặc thậm chí quân sự hung hãn. Xem Phân biệt chủng tộc. NĂNG SUẤT SINH HỌC CỦA MỘT HỆ SINH THÁI - xem Năng suất sinh học của một hệ sinh thái. ĐA DẠNG SINH HỌC - xem Đa dạng sinh học.[...]
Các sinh vật sản xuất là sinh vật tự dưỡng - thảm thực vật ven biển, thực vật nổi đa bào và đơn bào dưới nước (thực vật phù du), sống ở độ sâu nơi ánh sáng vẫn xuyên qua. Do năng lượng được cung cấp thông qua đầu vào, các sinh vật sản xuất tổng hợp chất hữu cơ từ nước và carbon dioxide trong quá trình quang hợp. Chỉ số chính về sức mạnh của một hệ sinh thái là năng suất của nó, được hiểu là khối lượng chất hữu cơ trong cơ thể của các sinh vật sản xuất. Năng suất của một hệ sinh thái phụ thuộc vào lượng ánh sáng, nước và độ phong phú của đất hoặc nước trong các hợp chất hữu cơ và khoáng chất.[...]
Trong bối cảnh tái thiết đáng kể các hệ thống nước - dòng chảy của nhiều con sông được điều tiết hoàn toàn, tạo ra một mạng lưới các hồ chứa khác nhau, sử dụng một số lượng lớn hồ chứa làm hồ chứa làm mát cho các cơ sở năng lượng, hiện tượng phú dưỡng mạnh ở nhiều hồ chứa nội địa, chuyển dòng chảy của nhiều con sông từ Bắc vào Nam - một cách tiếp cận hoàn toàn khác để giải quyết bài toán tăng cường tái tạo nguồn lợi cá. Để làm được điều này, rõ ràng, chỉ có kiến thức chi tiết về hệ sinh thái sinh sản và phát triển của các loài cá có giá trị là chưa đủ, mà chúng ta phải học cách hình thành các hệ sinh thái sản xuất một cách nhân tạo, thu hút ngay cả các đối tượng chăn nuôi (nuôi cá) cho những mục đích này. khác xa với truyền thống của nước ta. Nếu chúng ta có thể làm rõ các quá trình phức tạp liên quan đến mức độ ổn định và biến đổi của các hệ thống sinh học (sinh vật, quần thể, hệ sinh thái), dựa trên phân tích chi tiết và một chiều về động học của các quá trình đang diễn ra ở các cấp độ khác nhau của hệ thống sinh học, và chuyển từ hình thức khai thác nguồn lợi cá trong các vùng nước đơn giản sang quản lý hệ sinh thái năng suất thủy sản, khi đó chúng ta không chỉ có thể dự đoán và ngăn chặn những thay đổi không mong muốn trong quần thể cá mà còn có thể tăng năng suất của chúng. […]
Giám sát sinh học dựa trên việc quan sát các thông số môi trường tại một mạng lưới các điểm kiểm soát và mang tính chất cục bộ. Giám sát hệ thống địa chất không chỉ sử dụng dữ liệu thu được từ giám sát sinh học mà còn sử dụng hệ thống các khu vực (thử nghiệm) quan trọng đặc biệt và mang tính chất khu vực. Những khu vực quan trọng này thường được gọi là các địa điểm thử nghiệm tự nhiên (địa sinh thái) nơi thiết lập các thử nghiệm hệ thống địa chất: MPC (nồng độ tối đa cho phép), ESSPS (khả năng tự làm sạch tự nhiên của môi trường tự nhiên), EBB (cân bằng năng lượng-vật chất), BPE ( năng suất sinh học của hệ sinh thái) v.v... Nên có một bãi chôn lấp ở mỗi vùng tự nhiên.[...]
Nguồn gốc địa lý của các loài thảo nguyên có tầm quan trọng sinh thái đặc biệt. Đại diện của các chi có nguồn gốc phía bắc, chẳng hạn như 8Ira, Agorugop và Roa, tiếp tục tăng trưởng vào đầu mùa xuân, đạt mức phát triển tối đa vào cuối mùa xuân hoặc đầu mùa hè (khi hạt chín) và trong thời tiết nóng, chúng dường như rơi vào “một nửa”. -ngủ"; vào mùa thu, chúng tiếp tục phát triển và vẫn xanh tươi bất chấp sương giá. Đại diện của các chi có nguồn gốc miền Nam, chẳng hạn như Apci-gorodop, VisMoe và Bieloia, tiếp tục tăng trưởng vào cuối mùa xuân, phát triển liên tục trong suốt mùa hè, đạt sinh khối tối đa vào cuối mùa hè hoặc mùa thu và không phát triển trong thời gian còn lại. Xét về năng suất hệ sinh thái hàng năm, sự kết hợp giữa cỏ phía bắc và phía nam nhìn chung là thuận lợi, đặc biệt vì trong một số năm lượng mưa có thể nhiều vào mùa xuân hoặc mùa thu và trong những năm khác có thể nhiều vào giữa mùa hè. Việc thay thế các hỗn hợp thích nghi như vậy bằng “độc canh” sẽ dẫn đến sự biến động về năng suất (một thực tế môi trường đơn giản khác mà ngay cả các nhà nông học cũng không hiểu được! [...]
Củi đóng vai trò đặc biệt quan trọng ở các vùng rừng và thảo nguyên thuộc vùng ôn đới và ở các vùng nhiệt đới có mùa khô. Ở nhiều khu vực phía Tây hoặc Đông Nam Hoa Kỳ, rất khó để tìm thấy một khu vực rộng lớn chưa từng xảy ra hỏa hoạn trong ít nhất 50 năm qua. Nguyên nhân tự nhiên phổ biến nhất gây cháy là sét đánh. Người da đỏ Bắc Mỹ cố tình đốt rừng và thảo nguyên. Vì vậy, lửa là yếu tố hạn chế từ rất lâu trước khi con người bắt đầu thay đổi môi trường một cách dứt khoát. Thật không may, thông qua hành vi bất cẩn, con người hiện đại thường làm tăng tác dụng của lửa đến mức phá hủy hoặc làm hư hỏng môi trường rất hiệu quả mà họ muốn duy trì. Tuy nhiên, việc bảo vệ tuyệt đối khỏi hỏa hoạn không phải lúc nào cũng dẫn đến mục tiêu mong muốn, tức là tăng năng suất của hệ sinh thái. Vì vậy, rõ ràng là lửa phải được coi là một yếu tố môi trường cùng với nhiệt độ, lượng mưa và đất, và yếu tố này cần được nghiên cứu mà không có bất kỳ thành kiến nào. Ngày nay, cũng như trong quá khứ, vai trò của lửa như một người bạn hay kẻ thù của nền văn minh phụ thuộc hoàn toàn vào kiến thức khoa học và khả năng kiểm soát nó.[...]
Các phương pháp nghiên cứu để theo dõi sinh học và địa sinh thái có sự khác biệt đáng kể. Giám sát sinh học dựa trên việc theo dõi có hệ thống (quan sát và kiểm soát) các thông số (chỉ số) nhất định của môi trường (địa vật lý, sinh hóa và sinh học) có ý nghĩa sinh thái, trên mạng lưới các điểm kiểm soát, tức là nó chủ yếu mang tính chất cục bộ. Các khu vực trọng điểm có thể được gọi là địa điểm thử nghiệm tự nhiên (địa sinh thái); Chúng được sử dụng để phát triển các thử nghiệm (chỉ báo) hệ thống địa chất như MPC, ESSPS, EVB, WPT để giám sát toàn bộ môi trường.[...]
Thuật ngữ đặc biệt thấm qua được Shelford đề xuất để chỉ các động vật có tính di động cao, chẳng hạn như chim, động vật có vú và côn trùng bay, tương ứng với nekton của hệ sinh thái dưới nước. Chúng di chuyển tự do giữa các lớp và các hệ thống con cũng như giữa các giai đoạn phát triển và trưởng thành của thảm thực vật, thường tạo thành một bức tranh khảm ở hầu hết các cảnh quan. Nhiều loài động vật có các giai đoạn khác nhau trong vòng đời của chúng ở các tầng hoặc cộng đồng khác nhau, để những loài động vật này tận dụng tối đa lợi thế của từng cộng đồng.
Sự suy giảm môi trường toàn cầu do nền kinh tế thị trường tiến bộ có thể đi kèm với việc duy trì trạng thái ổn định và thậm chí cải thiện rõ rệt ở một số khu vực địa phương (khu vực, quốc gia) dựa trên một chu trình mở của các chất, tức là. liên tục đưa ra lượng chất tiêu thụ cần thiết và liên tục loại bỏ chất thải. Tuy nhiên, tính mở của hoàn lưu cục bộ có nghĩa là sự tồn tại của một khu vực được duy trì nhân tạo ở trạng thái đứng yên đi kèm với sự suy thoái trạng thái môi trường ở phần còn lại của sinh quyển. Một khu vườn, hồ hoặc sông đang nở hoa, được duy trì ở trạng thái đứng yên trên cơ sở chu trình mở của các chất, sẽ nguy hiểm hơn nhiều đối với toàn bộ sinh quyển so với vùng đất bị bỏ hoang biến thành sa mạc. Trong các sa mạc tự nhiên, nguyên lý Le Chatelier tiếp tục được áp dụng. Chỉ có mức độ bù đắp cho những xáo trộn hóa ra là bị suy yếu so với các hệ sinh thái năng suất cao hơn.[...]
Tại bất kỳ thời điểm nào, hầu hết phốt pho đều ở trạng thái liên kết, trong sinh vật hoặc trong trầm tích (trong mảnh vụn hữu cơ và các hạt vô cơ). Không quá 10% phốt pho có trong hồ ở dạng hòa tan. Chuyển động nhanh theo cả hai hướng (trao đổi) xảy ra liên tục, nhưng sự trao đổi đáng kể giữa dạng rắn và dạng hòa tan thường không đều, xảy ra theo chu kỳ “giật”, với những giai đoạn khi phốt pho vừa rời khỏi trầm tích và những giai đoạn khi nó vừa được hấp thụ bởi các sinh vật hoặc đi vào trầm tích, gắn liền với sự thay đổi theo mùa về nhiệt độ và hoạt động của sinh vật. Theo quy luật, sự liên kết phốt pho xảy ra nhanh hơn sự giải phóng. Thực vật nhanh chóng tích lũy phốt pho trong bóng tối và các điều kiện khác khi chúng không thể sử dụng được. Trong thời kỳ các nhà sản xuất tăng trưởng nhanh chóng (thường là vào mùa xuân), toàn bộ lượng phốt pho sẵn có có thể bị ràng buộc trong người sản xuất và người tiêu dùng. Sau đó, hoạt động của hệ thống giảm dần cho đến khi xác chết và phân phân hủy và các yếu tố sinh học được giải phóng. Tuy nhiên, nồng độ phốt pho tại bất kỳ thời điểm nào cũng có thể nói lên rất ít về năng suất của một hệ sinh thái. Hàm lượng photphat hòa tan thấp có thể có nghĩa là hệ thống đang cạn kiệt hoặc quá trình trao đổi chất của nó rất mãnh liệt; Chỉ bằng cách đo tốc độ dòng chảy của một chất, người ta mới có thể hiểu được tình hình. Pomeroy (1960) trình bày quan điểm quan trọng này như sau: “Việc đo nồng độ phốt phát hòa tan trong các vùng nước tự nhiên không cung cấp dấu hiệu về sự sẵn có của phốt pho. Hầu hết hoặc thậm chí toàn bộ phốt pho trong hệ thống có thể có mặt trong các sinh vật sống bất cứ lúc nào, nhưng nó có thể tạo ra một “doanh thu” hoàn toàn trong một giờ, và kết quả là đối với các sinh vật có khả năng hấp thụ phốt pho từ các dung dịch rất loãng, nguồn cung sẽ luôn đủ. Những hệ thống như vậy có thể duy trì ổn định sinh học trong một thời gian dài khi không có phốt pho sẵn có. Dữ liệu được trình bày ở đây cho thấy dòng phốt pho nhanh là điển hình của các hệ thống năng suất cao và tốc độ dòng chảy quan trọng hơn nồng độ nguyên tố để duy trì sản lượng hữu cơ cao”.
Khái niệm năng suất hệ sinh thái
Hệ sinh thái hay hệ sinh thái là một hệ thống sinh học bao gồm một cộng đồng các sinh vật sống (biocenosis), môi trường sống của chúng (biotope) và một hệ thống kết nối trao đổi vật chất và năng lượng giữa chúng. Một trong những khái niệm cơ bản của sinh thái.
Một ví dụ về hệ sinh thái là một cái ao có thực vật, cá, động vật không xương sống và các vi sinh vật sống trong đó tạo nên thành phần sống của hệ thống, biocenosis.
Khái niệm hệ sinh thái:
định nghĩa
1. Bất kỳ thể thống nhất nào bao gồm tất cả các sinh vật trong một khu vực nhất định và tương tác với môi trường vật lý theo cách mà dòng năng lượng tạo ra cấu trúc dinh dưỡng được xác định rõ ràng, sự đa dạng về loài và chu kỳ vật chất (trao đổi chất và năng lượng giữa sinh vật và phi sinh học). phần) trong hệ thống là một hệ sinh thái hoặc hệ sinh thái.
2. Một quần xã gồm các sinh vật sống, cùng với phần không sống của môi trường nơi nó tồn tại và mọi hoạt động tương tác khác nhau của nó, được gọi là hệ sinh thái.
3. Bất kỳ tập hợp sinh vật và thành phần vô cơ nào trong môi trường của chúng có thể diễn ra sự lưu thông các chất được gọi là hệ sinh thái hoặc hệ sinh thái.
4. Biogeocenosis - một phức hợp phụ thuộc lẫn nhau của các thành phần sống và trơ được kết nối với nhau bằng quá trình trao đổi chất và năng lượng 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.
Năng suất hệ sinh thái là lượng chất hữu cơ (tính theo đơn vị khối lượng hoặc năng lượng) được tạo ra từ một đơn vị bề mặt trên một đơn vị thời gian. Ví dụ, năng suất của rừng nhiệt đới là kg/m2 mỗi năm, v.v.
Năng suất sinh học (hệ sinh thái) có thể là sơ cấp, thứ cấp, ròng và tổng.
Năng suất sơ cấp (hoặc sản xuất) là sinh khối hoặc năng lượng được tạo ra bởi nhà sản xuất trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị không gian. Có sự khác biệt giữa tổng năng suất sơ cấp (GPP) - tốc độ năng lượng mặt trời được các nhà sản xuất chuyển đổi thành các hợp chất hữu cơ trong quá trình quang hợp (được biểu thị bằng cal/m2 mỗi giờ) và năng suất sơ cấp ròng (NPP) - năng lượng mà đi vào tăng trưởng hoặc bị hấp thụ bởi hàm hủy:
Đường băng = NWP + D,
trong đó GPP là tổng năng suất sơ cấp; NPP -- năng suất sơ cấp ròng; D - năng lượng thở.
Năng suất thứ cấp (hoặc sản xuất thứ cấp) là tổng lượng chất hữu cơ được tạo ra bởi tất cả các loài dị dưỡng trên một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian. Năng suất thứ cấp cũng được chia thành tổng và ròng.
Năng suất của các loại quần xã sinh vật tự nhiên chính
năng suất hệ sinh thái nông nghiệp quần xã tự nhiên
Quần xã là một vùng hoặc khu vực tự nhiên có điều kiện khí hậu cụ thể và một tập hợp tương ứng các loài thực vật và động vật chiếm ưu thế (quần thể sống) tạo thành một thể thống nhất về mặt địa lý. Để phân biệt các quần xã sinh vật trên cạn, ngoài các điều kiện môi trường vật lý và địa lý, người ta còn sử dụng sự kết hợp giữa các dạng sống của thực vật và các thành phần của chúng. Ví dụ, trong quần xã sinh vật rừng, cây cối đóng vai trò chủ đạo, ở vùng lãnh nguyên - cỏ lâu năm, ở sa mạc - cỏ hàng năm, xerophytes và mọng nước.
Di chuyển từ phía bắc đến xích đạo, có thể phân biệt được chín loại quần xã sinh vật trên cạn chính. Hãy để chúng tôi đưa ra một mô tả ngắn gọn về họ.
1. Lãnh nguyên. Nằm giữa vùng băng cực và rừng taiga ở phía nam. Đặc điểm đặc trưng của quần xã sinh vật này là lượng mưa hàng năm thấp - chỉ 250 mm mỗi năm. Các yếu tố hạn chế chính là nhiệt độ thấp và mùa sinh trưởng ngắn.
2. Taiga (quần xã rừng lá kim phương bắc (phía bắc). Đây là một trong những quần xã sinh vật rộng lớn nhất trong khu vực. Các loài cây lá kim thường xanh mọc ở đây: cây thông, cây vân sam, cây thông, cây thông. Trong số các cây rụng lá, hỗn hợp của cây tổng quán sủi, bạch dương và cây dương là phổ biến. Có rất ít loài động vật lớn, chủ yếu là nai sừng tấm và hươu, nhưng có một số lượng lớn các loài săn mồi: martens, lynxes, sói, wolverines, chồn, sables. Vô số loài gặm nhấm.
3. Rừng rụng lá ôn đới. Ở vùng ôn đới, nơi có đủ độ ẩm (800-1500 mm mỗi năm) và mùa hè nóng bức nhường chỗ cho mùa đông lạnh giá, một số loại rừng nhất định đã phát triển. Những cây rụng lá vào những thời điểm không thuận lợi trong năm đã thích nghi để tồn tại trong những điều kiện như: sồi, sồi, phong, sừng, cây phỉ. Trộn lẫn với chúng được tìm thấy ở đây cả thông và vân sam. Trong số các đại diện của thế giới động vật, có thể kể đến lợn rừng, chó sói, hươu, cáo, gấu cũng như chim gõ kiến, chim sẻ, chim hét, chim sẻ, v.v. Thảm thực vật rừng hiện đại ở đây được hình thành dưới tác động trực tiếp của con người.
4. Thảo nguyên vùng ôn đới. Thảo nguyên chiếm giữ nội địa của lục địa Á-Âu và Bắc Mỹ, miền nam Nam Mỹ và Úc. Yếu tố quyết định sự tồn tại của thảo nguyên là khí hậu. Ở đây không có đủ lượng mưa để cây tồn tại nhưng cũng không ít đến mức hình thành sa mạc. Lượng mưa dao động từ 250 đến 750 mm mỗi năm. Đất của thảo nguyên có cỏ cao rất giàu mùn, vì đến cuối mùa hè cỏ chết và nhanh chóng phân hủy. Hiện tại, đôi khi bạn chỉ có thể tìm thấy bò, ngựa, cừu và dê đã được thuần hóa ở đây.
5. Thảm thực vật kiểu Địa Trung Hải. Quần xã sinh vật này có một tên cụ thể - chaparral. Sự phân bố của nó chỉ giới hạn ở những khu vực có mùa đông ôn hòa, mưa nhiều và mùa hè thường khô. Thảm thực vật lá cứng với lá dày và bóng chiếm ưu thế. Ở Úc, thảm thực vật như vậy bao gồm các cây và cây bụi thuộc chi Bạch đàn. Trong số các loài động vật có thỏ, chuột cây, sóc chuột và một số loại hươu. Hỏa hoạn đóng một vai trò quan trọng trong quần xã sinh vật này, một mặt tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của cỏ và cây bụi (chất dinh dưỡng được trả lại cho đất), mặt khác tạo ra rào cản tự nhiên chống lại sự xâm lấn của thảm thực vật sa mạc.
6. Sa mạc. Quần xã sa mạc là đặc trưng của vùng khô cằn và bán khô cằn trên Trái đất, nơi có lượng mưa dưới 250 mm. Sa mạc chiếm khoảng 1/5 diện tích đất liền. Trong số đó có:
¦ sa mạc không có một giọt mưa nào trong nhiều năm (trung tâm Sahara, sa mạc Taklamakan ở Trung Á, Atacama ở Nam Mỹ, La Jolla ở Peru và Aswan ở Libya). Trung bình, những sa mạc như vậy nhận được lượng mưa khoảng 10 mm mỗi năm;
¦ sa mạc có lượng mưa dưới 100 mm mỗi năm (thực vật ở đây tập trung dọc theo lòng sông, chỉ lấp đầy sau khi mưa);
¦ sa mạc nơi có lượng mưa từ 100 đến 200 mm mỗi năm (không thể trồng trọt ở đây, nhưng thảm thực vật lâu năm có ở khắp mọi nơi).
Động vật sa mạc sống sót bằng cách ăn thực vật chứa nước. Trong số các loài động vật lớn, chúng tôi lưu ý đến lạc đà, loài có thể sống mà không cần nước trong thời gian dài, với điều kiện là nó được “dành riêng” định kỳ. Đối với động vật sa mạc nhỏ, nguồn nước chính chủ yếu là độ ẩm có trong thức ăn chúng ăn. Một số loài động vật này không thể uống được nước.
7. Thảo nguyên và đồng cỏ nhiệt đới. Quần xã sinh vật này phân bố trên những loại đất khá nghèo dinh dưỡng, đó là lý do cho sự bảo tồn tương đối của nó.
Quần xã sinh vật nằm ở cả hai phía của vùng xích đạo giữa vùng nhiệt đới. Cảnh quan thảo nguyên điển hình là cỏ cao với các cây thưa thớt thuộc các chi keo, bao báp và các cành dạng cây. Thực vật ở đây buộc phải thích nghi với mùa khô và cháy rừng.
Sự đa dạng về loài của động vật ở thảo nguyên ít hơn nhiều so với các khu rừng nhiệt đới, nhưng một số loài được phân biệt bởi mật độ cá thể cao, hình thành đàn, đàn, đàn và đàn. Các thảo nguyên ở Châu Phi chăn thả một số loài động vật móng guốc không được tìm thấy ở bất kỳ quần xã sinh vật nào khác. Nhiều loài động vật và chim ăn thực vật: lợn lòi, ngựa vằn, hươu cao cổ, voi, gà guinea, đà điểu.
8. Rừng nhiệt đới hoặc gai góc. Đây chủ yếu là những khu rừng rụng lá thưa thớt, nhiều lớp ánh sáng và những cây bụi có gai, cong phức tạp. Quần xã sinh vật này là đặc trưng của miền nam, tây nam châu Phi và tây nam châu Á. Thảm thực vật đơn điệu đôi khi được trang trí bằng những cây bao báp hùng vĩ. Yếu tố hạn chế ở đây là lượng mưa phân bố không đồng đều, mặc dù nhìn chung lượng mưa đều đủ.
9. Rừng nhiệt đới. Quần xã sinh vật chiếm các vùng nhiệt đới trên Trái đất trong lưu vực sông Amazon và Orinoco ở Nam Mỹ; lưu vực Congo, Niger và Zambezi ở Trung và Tây Phi, Madagascar, khu vực Ấn Độ-Mã Lai và Borneo-New Guinea. Vùng nhiệt đới thường được gọi là rừng rậm.
Các tán cây hỗ trợ một quần thể lớn và đa dạng. Trong số các loài chim sống trên tán có nhiều loài bay không giỏi, chúng chủ yếu nhảy và leo trèo (chim hồng hoàng, chim thiên đường).
Thảm thực vật của rừng nhiệt đới hiện ra với du khách như một bức tường thực vật liên tục cao tới 75 m (Hình 6.12). Đặc điểm chính của rừng nhiệt đới là chúng mọc trên những loại đất cực kỳ nghèo dinh dưỡng. Lớp đất trên cùng không vượt quá 5 cm trên sườn dốc. Bên dưới thường là đất sét đá ong đỏ, không có chất dinh dưỡng.
Sản phẩm sơ cấp và thứ cấp. Một trong những đặc tính quan trọng nhất của hệ sinh thái là khả năng tạo ra chất hữu cơ, được gọi là các sản phẩm. Năng suất hệ sinh thái là tốc độ hình thành sản xuất trên một đơn vị thời gian (giờ, ngày, năm) trên một đơn vị diện tích (mét vuông, ha) hoặc thể tích (trong hệ sinh thái dưới nước). Khối lượng hữu cơ do nhà sản xuất tạo ra trong một đơn vị thời gian được gọi là sản phẩm chính cộng đồng. Nó được chia thành tổng Và lau dọn các sản phẩm. Tổng sản lượng sơ cấp là lượng chất hữu cơ được thực vật tạo ra trong một đơn vị thời gian với tốc độ quang hợp nhất định. Một phần của quá trình sản xuất này dùng để duy trì hoạt động sống còn của chính cây trồng (tiêu tốn cho hô hấp). Ở các khu rừng ôn đới và nhiệt đới, thực vật dành từ 40 đến 70% tổng sản lượng cho hô hấp. Phần còn lại của khối lượng hữu cơ được tạo ra có đặc tính sản xuất sơ cấp thuần túy, đại diện cho mức độ tăng trưởng của thực vật. Được chế biến trong chuỗi thức ăn, nó được sử dụng để bổ sung khối lượng sinh vật dị dưỡng.
Sản phẩm thứ cấp là sự gia tăng số lượng người tiêu dùng trên một đơn vị thời gian. Nó được tính riêng cho từng bậc danh hiệu. Người tiêu dùng sống nhờ vào sản lượng sơ cấp ròng của cộng đồng. Trong các hệ sinh thái khác nhau, chúng tiêu thụ nó ở mức độ hoàn thiện khác nhau. Nếu tốc độ loại bỏ các sản phẩm sơ cấp trong chuỗi thức ăn chậm hơn tốc độ tăng trưởng của thực vật thì điều này sẽ dẫn đến sinh khối của sinh vật sản xuất tăng dần. Sinh khối là tổng khối lượng sinh vật của một nhóm nhất định hoặc toàn bộ quần xã nói chung. Trong các cộng đồng ổn định với chu trình cân bằng các chất, tất cả sản phẩm được sử dụng trong chuỗi thức ăn và sinh khối không đổi.
Sản phẩm và sinh khối của hệ sinh thái không chỉ là nguồn tài nguyên dùng làm thực phẩm; vai trò hình thành môi trường và ổn định môi trường của hệ sinh thái phụ thuộc trực tiếp vào các chỉ số: cường độ hấp thụ carbon dioxide và giải phóng oxy của thực vật, điều hòa cân bằng nước. vùng lãnh thổ, giảm tiếng ồn, v.v. Sinh khối, bao gồm cả chất hữu cơ chết, là nguồn chứa nồng độ carbon chính trên đất liền. Tốc độ tạo ra các sản phẩm sinh học sơ cấp được dự đoán về mặt lý thuyết được xác định bởi khả năng của bộ máy quang hợp của thực vật. Như đã biết, chỉ có 44% bức xạ mặt trời là bức xạ quang hợp (PAR) - bước sóng thích hợp cho quá trình quang hợp. Hiệu suất quang hợp tối đa đạt được trong tự nhiên là 10–12% năng lượng PAR, bằng khoảng một nửa năng lượng có thể đạt được về mặt lý thuyết. Nó được tổ chức trong những điều kiện thuận lợi nhất. Nhìn chung, trên toàn cầu, khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời của thực vật không vượt quá 0,1%, do hoạt động quang hợp của thực vật bị hạn chế bởi nhiều yếu tố: thiếu nhiệt, ẩm, điều kiện đất đai không thuận lợi, v.v.. Năng suất thực vật thay đổi không chỉ trong quá trình chuyển đổi từ vùng khí hậu này sang vùng khí hậu khác mà còn trong từng vùng (Bảng 2.) Trên lãnh thổ Nga, ở những vùng có đủ độ ẩm, năng suất sơ cấp tăng từ Bắc vào Nam, cùng với sự gia tăng nhiệt độ dòng chảy và thời gian của mùa sinh trưởng. Tốc độ tăng trưởng hàng năm của thảm thực vật thay đổi từ 20 c/ha trên bờ biển Bắc Băng Dương đến 200 c/ha trên bờ Biển Đen của vùng Kavkaz. Khối lượng thực vật tăng mạnh nhất đạt trung bình 25 g/m2 mỗi ngày trong điều kiện rất thuận lợi, với nguồn cung cấp nước, ánh sáng và khoáng chất cao cho cây. Trên diện tích rộng lớn, năng suất thực vật không vượt quá 0,1 g/m2: ở các sa mạc nóng và vùng cực cũng như không gian nội địa rộng lớn của đại dương với tình trạng thiếu chất dinh dưỡng trầm trọng cho tảo.
Bảng 2
Sinh khối và năng suất sơ cấp của các loại hệ sinh thái chính
(theo T.A. Akimova, V.V. Khaskin, 1994)
| Hệ sinh thái | Sinh khối, tấn/ha | Sản phẩm, tấn/ha năm |
| Sa mạc | 0,1 – 0,5 | 0,1 – 0,5 |
| Các vùng đại dương trung tâm | 0,2 – 1,5 | 0,5 – 2,5 |
| Biển vùng cực | 1 – 7 | 3 – 6 |
| lãnh nguyên | 1 – 8 | 1 – 4 |
| thảo nguyên | 5 – 12 | 3 – 8 |
| Agrocenoses | – | 3 – 10 |
| Savannah | 8 – 20 | 4 – 15 |
| Taiga | 70 – 150 | 5 – 10 |
| Rừng rụng lá | 100 – 250 | 10 – 30 |
| Rừng mưa nhiệt đới | 500 – 1500 | 25 – 60 |
| rạn san hô | 15 – 50 | 50 – 120 |
Đối với năm châu lục trên thế giới, năng suất trung bình của các hệ sinh thái thay đổi tương đối ít (82–103 c/ha mỗi năm). Ngoại lệ là Nam Mỹ (209 c/ha mỗi năm), ở hầu hết các nước này điều kiện cho thảm thực vật rất thuận lợi.
Tổng sản lượng chất hữu cơ khô hàng năm trên Trái đất là 150–200 tỷ tấn. Hơn một phần ba trong số đó được hình thành ở đại dương và khoảng hai phần ba trên đất liền.
Hầu như toàn bộ sản lượng sơ cấp ròng của Trái đất đều dùng để hỗ trợ sự sống của tất cả các sinh vật dị dưỡng. Dinh dưỡng của con người được cung cấp chủ yếu bởi cây nông nghiệp, chiếm khoảng 10% diện tích đất. Các khu vực nông nghiệp, với việc sử dụng và phân phối sản phẩm hợp lý, có thể cung cấp thực phẩm thực vật cho dân số hành tinh khoảng gấp đôi so với dân số hiện tại. Việc cung cấp cho người dân các sản phẩm thứ cấp còn khó khăn hơn. Các nguồn tài nguyên sẵn có trên Trái đất, bao gồm các sản phẩm chăn nuôi và kết quả đánh bắt cá trên đất liền và dưới đại dương, hàng năm có thể cung cấp ít hơn 50% nhu cầu của dân số hiện đại trên Trái đất. Hậu quả là phần lớn dân số thế giới đang trong tình trạng thiếu protein mãn tính. Về vấn đề này, việc tăng năng suất sinh học của các hệ sinh thái và đặc biệt là các sản phẩm thứ cấp là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của nhân loại.
Kim tự tháp sinh thái. Mỗi hệ sinh thái có một cấu trúc dinh dưỡng nhất định, có thể được biểu thị bằng số lượng cá thể ở mỗi bậc dinh dưỡng hoặc bằng sinh khối của chúng hoặc bằng lượng năng lượng được ghi trên một đơn vị diện tích trên một đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng tiếp theo. Về mặt đồ họa, nó thường được biểu diễn dưới dạng một kim tự tháp, đáy của nó là bậc dinh dưỡng đầu tiên, và những bậc tiếp theo tạo thành các tầng và đỉnh của kim tự tháp.
Cơm. 17. Sơ đồ đơn giản tháp dân số (theo G.A. Novikov, 1979)
Có ba loại kim tự tháp sinh thái chính - số lượng, sinh khối và sản xuất (hoặc năng lượng).
Kim tự tháp số phản ánh sự phân bố của các cá thể ở các bậc dinh dưỡng. Người ta đã xác định rằng trong các chuỗi dinh dưỡng, nơi sự truyền năng lượng diễn ra chủ yếu thông qua các kết nối giữa động vật ăn thịt và con mồi, quy tắc sau thường được tuân theo: tổng số cá thể trong chuỗi thức ăn ở mỗi bậc dinh dưỡng tiếp theo giảm đi(Hình 17).
Điều này được giải thích là do những kẻ săn mồi thường lớn hơn con mồi và một kẻ săn mồi cần nhiều nạn nhân để duy trì sự sống. Ví dụ, một con sư tử cần 50 con ngựa vằn mỗi năm. Tuy nhiên, có những ngoại lệ cho quy tắc này. Những con sói khi đi săn cùng nhau có thể giết chết con mồi lớn hơn chúng (ví dụ như hươu). Nhện và rắn có nọc độc giết chết động vật lớn.
Kim tự tháp sinh khối phản ánh tổng khối lượng của sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng. Trong hầu hết các hệ sinh thái trên cạn, tổng khối lượng thực vật lớn hơn sinh khối của tất cả các sinh vật ăn cỏ và khối lượng của sinh vật sau này lại vượt quá khối lượng của tất cả các loài săn mồi (Hình 18)
 |
|||||||
|
|||||||
Trầm tích rạn san hô Pelagial
Cơm. 18. Kim tự tháp sinh khối ở một số biocenose (theo F. Dreux, 1976):
P – sinh vật sản xuất, RK – sinh vật tiêu thụ thực vật, PC – sinh vật ăn thịt, F – thực vật phù du, Z – động vật phù du
Ở các đại dương và biển, nơi sinh vật sản xuất chính là tảo đơn bào, kim tự tháp sinh khối có dạng đảo ngược. Ở đây, tất cả sản xuất sơ cấp thuần túy đều nhanh chóng tham gia vào chuỗi thức ăn, sự tích tụ sinh khối tảo rất nhỏ, người tiêu dùng của chúng lớn hơn nhiều và có tuổi thọ dài hơn, do đó, ở cấp độ dinh dưỡng cao hơn, xu hướng tích lũy sinh khối chiếm ưu thế.
Kim tự tháp sản phẩm (Năng lượng)đưa ra bức tranh đầy đủ nhất về tổ chức chức năng của một cộng đồng, vì nó phản ánh quy luật tiêu thụ năng lượng trong chuỗi thức ăn: lượng năng lượng chứa trong sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng tiếp theo của chuỗi thức ăn ít hơn ở bậc trước đó.
Cơm. 19. Kim tự tháp sản phẩm
Lượng sản phẩm được tạo ra trong một đơn vị thời gian ở các bậc dinh dưỡng khác nhau tuân theo cùng một quy luật đặc trưng của năng lượng: ở mỗi cấp độ tiếp theo của chuỗi thức ăn, lượng sản phẩm được tạo ra trong một đơn vị thời gian sẽ ít hơn ở cấp độ trước đó. Quy tắc này mang tính phổ quát và áp dụng cho tất cả các loại hệ sinh thái (Hình 19). Kim tự tháp năng lượng không bao giờ lộn ngược.
Việc nghiên cứu các quy luật về năng suất của hệ sinh thái và khả năng tính toán định lượng dòng năng lượng là cực kỳ quan trọng về mặt thực tế, vì sản lượng cơ bản của agrocenoses và các cộng đồng tự nhiên do con người khai thác là nguồn cung cấp thực phẩm chính cho nhân loại. Các sản phẩm thứ cấp thu được từ động vật trang trại cũng không kém phần quan trọng. Tính toán chính xác dòng năng lượng trên quy mô năng suất của hệ sinh thái giúp điều chỉnh chu trình của các chất trong chúng sao cho đạt được năng suất lớn nhất của các sản phẩm có lợi cho con người. Cuối cùng, điều rất quan trọng là phải hiểu rõ về giới hạn chấp nhận được đối với việc loại bỏ sinh khối thực vật và động vật khỏi hệ thống tự nhiên để không làm giảm năng suất của chúng.
Năng suất hệ sinh thái là sự tích lũy chất hữu cơ của một hệ sinh thái trong quá trình hoạt động sống của nó. Năng suất hệ sinh thái được đo bằng lượng chất hữu cơ được tạo ra trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích.
Có nhiều cấp độ sản xuất khác nhau để tạo ra sản phẩm sơ cấp và thứ cấp. Khối lượng hữu cơ do nhà sản xuất tạo ra trong một đơn vị thời gian được gọi là sản phẩm chính, và mức tăng số lượng người tiêu dùng trên một đơn vị thời gian là sản phẩm thứ cấp.
Sản xuất sơ cấp được chia thành hai cấp độ - tổng sản lượng và sản xuất ròng. Tổng sản lượng sơ cấp là tổng khối lượng tổng chất hữu cơ được tạo ra bởi cây trong một đơn vị thời gian với tốc độ quang hợp nhất định, bao gồm cả chi tiêu cho hô hấp.
Thực vật dành từ 40 đến 70% tổng sản lượng của chúng cho hô hấp. Tảo sinh vật phù du tiêu tốn ít năng lượng nhất - khoảng 40% tổng năng lượng được sử dụng. Phần tổng sản lượng không được chi cho “hô hấp” được gọi là sản lượng sơ cấp ròng, nó đại diện cho lượng tăng trưởng của thực vật và chính sản phẩm này được người tiêu dùng và sinh vật phân hủy tiêu thụ.
Sản xuất thứ cấp không còn được chia thành tổng và ròng, vì người tiêu dùng và người phân hủy, tức là. tất cả các sinh vật dị dưỡng đều tăng khối lượng do sản xuất sơ cấp, tức là sử dụng các sản phẩm được tạo ra trước đó.
Sản lượng thứ cấp được tính riêng cho từng bậc dinh dưỡng vì nó được hình thành do năng lượng đến từ bậc dinh dưỡng trước đó.
Tất cả các thành phần sống của hệ sinh thái - sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân hủy - tạo nên tổng sinh khối (trọng lượng sống) cộng đồng nói chung hoặc các bộ phận riêng lẻ của nó, các nhóm sinh vật nhất định. Sinh khối thường được biểu thị dưới dạng trọng lượng ướt và khô, nhưng cũng có thể được biểu thị bằng đơn vị năng lượng - calo, joules, v.v., điều này giúp xác định mối quan hệ giữa lượng năng lượng đến và, ví dụ, sinh khối trung bình .
Căn cứ vào năng suất sinh học, hệ sinh thái được chia thành 4 lớp:
1) các hệ sinh thái có năng suất rất cao - >2 kg/m2 0 mỗi năm (rừng nhiệt đới, rạn san hô);
2) hệ sinh thái có năng suất cao - 1-2 kg/m2 mỗi năm (rừng cây bồ đề, bụi cây đuôi mèo hoặc lau sậy ven hồ trên hồ, cây ngô và cỏ lâu năm được tưới tiêu và bón phân liều lượng cao);
3) hệ sinh thái có năng suất vừa phải - 0,25-1 kg/m2 mỗi năm (rừng thông và bạch dương, đồng cỏ khô và thảo nguyên, hồ có cây thủy sinh mọc um tùm);
4) hệ sinh thái có năng suất thấp -< 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.
- Phân loại và đặc điểm của các hệ sinh thái (Quần xã: thảo nguyên (chaparals, garrigues, espinals), sa mạc, lãnh nguyên, rừng rậm, rừng lá kim, vùng biển (nước trồi, rạn san hô, nước trồi) và nước ngọt (lotic: rạn nứt, vùng) lentic (hồ và chúng phân tầng) hệ sinh thái).
Khi phân loại các hệ sinh thái trên cạn, người ta thường sử dụng các đặc điểm của quần xã thực vật và đặc điểm khí hậu, ví dụ như rừng lá kim, rừng nhiệt đới, sa mạc lạnh, v.v..
Gariga, hoặc garriga(fr. quân đồn trú và được. garriga) - những bụi cây bụi thường xanh mọc thấp, chủ yếu là cây bụi sồi ( Quercus dumosa) và cây cọ chamerops ( chamaerops). Cũng có thể có húng tây ( Tuyến ức), hương thảo ( Rosmarinus), kim tước ( Genista) và các loại cây khác. Nó có thể được tìm thấy ở Địa Trung Hải, nơi có khí hậu ít khô hơn frigana, trên các sườn đá, ở những nơi rừng sồi holm đã bị phá hủy do chăn thả quá mức và đốt cháy.
chaparral (chaparral, chaparrel, chaparral, tiếng Tây Ban Nha chaparral, từ chaparro- bụi cây sồi) - một loại thảm thực vật cây bụi lá cứng cận nhiệt đới. Phân bố trên một dải hẹp bờ biển Thái Bình Dương của California và phía bắc Cao nguyên Mexico, ở độ cao 600-2400 m.
Các quần xã sinh vật tương tự được tìm thấy ở bốn vùng khí hậu Địa Trung Hải khác trên thế giới, bao gồm Lưu vực Địa Trung Hải (nơi được gọi là maquis), miền trung Chile (nơi được gọi là Matorral) và Mũi Nam Phi (Mũi Hảo Vọng). (được gọi là fynbos) và ở phía đông nam và tây nam Australia.
Sự vắng mặt của cây cối không liên quan đến hoạt động của con người, mặc dù một số nhà nghiên cứu coi chaparral, giống như maquis, là một giai đoạn suy thoái của rừng sồi thường xanh. Những bụi cây Chaparral đạt chiều cao 3-4 m.
Loài chaparral điển hình nhất là Adenostoma fasciculatus, hình thành các quần thể thuần tự nhiên. Những bụi cây sồi thường xanh dạng bụi, cây dâu tây (18 loài), đại diện của các chi cây thù du, ceanothus (25 loài) và các loài khác rất phổ biến. Ở biên giới phía trên của chaparral, tỷ lệ các loài sồi, dâu tây và cercis rụng lá tăng lên.
Sa mạc là khu vực có lượng bốc hơi lớn hơn lượng mưa và mức độ bốc hơi nhỏ hơn 250 mm/g. Trong điều kiện như vậy, thảm thực vật thưa thớt, thưa thớt và thường phát triển thấp. Ưu thế của thời tiết quang đãng và thảm thực vật thưa thớt góp phần làm đất mất nhiệt nhanh chóng vào ban đêm do đất tích tụ vào ban ngày. Sa mạc được đặc trưng bởi sự chênh lệch đáng kể giữa nhiệt độ ngày và đêm. Hệ sinh thái sa mạc chiếm khoảng 16% bề mặt đất và nằm ở hầu hết các vĩ độ trên Trái đất.
Sa mạc nhiệt đới. Đây là những sa mạc như Nam Sahara, chiếm khoảng 20% tổng diện tích sa mạc. Nhiệt độ ở đó cao quanh năm và lượng mưa rất ít.
Sa mạc ở vĩ độ ôn đới. Các sa mạc như sa mạc Mojave ở miền nam California có nhiệt độ ban ngày cao vào mùa hè và nhiệt độ ban ngày thấp vào mùa đông.
Sa mạc lạnh giá. Chúng được đặc trưng bởi nhiệt độ rất thấp vào mùa đông và nhiệt độ trung bình vào mùa hè.
Thực vật và động vật ở tất cả các sa mạc đều thích nghi để hấp thụ và giữ lại độ ẩm khan hiếm.
Thực vật phát triển chậm và tính đa dạng loài thấp khiến sa mạc rất dễ bị tổn thương. Thảm thực vật bị tàn phá do chăn thả hoặc lái xe địa hình đồng nghĩa với việc phải mất hàng chục năm mới khôi phục được những gì đã mất.
Hệ sinh thái thảo mộc
Hệ sinh thái thảo mộc nhiệt đới hoặc thảo nguyên.
Những hệ sinh thái như vậy là đặc trưng của vùng có nhiệt độ trung bình cao, hai mùa khô kéo dài và lượng mưa lớn trong thời gian còn lại trong năm. Chúng tạo thành các sọc rộng ở hai bên đường xích đạo. Một số quần xã sinh vật này là không gian mở chỉ được bao phủ bởi thảm thực vật cỏ.
Hệ sinh thái thảo mộc ở vĩ độ ôn đới. Chúng được tìm thấy ở bên trong các lục địa, chủ yếu là Bắc và Nam Mỹ, Châu Âu và Châu Á. Các kiểu quần xã thân thảo chính ở vùng ôn đới: thảo nguyên cỏ cao và cỏ ngắn ở Hoa Kỳ và Canada, đồng bằng ở Nam Mỹ, đồng cỏ ở Nam Phi và thảo nguyên từ Trung Âu đến Siberia. Trong các hệ sinh thái (quần xã sinh vật) này, gió thổi gần như liên tục, thúc đẩy quá trình bốc hơi ẩm. Mạng lưới rễ cây thân thảo dày đặc mang lại sự ổn định cho đất cho đến khi bắt đầu cày xới.
Hệ sinh thái cỏ vùng cực hoặc vùng lãnh nguyên Bắc cực.
Chúng nằm ở những khu vực tiếp giáp với sa mạc băng Bắc Cực. Trong phần lớn thời gian trong năm, vùng lãnh nguyên phải hứng chịu những cơn gió lạnh như bão và được bao phủ bởi băng tuyết. Mùa đông ở đây rất lạnh và tối. Có rất ít mưa và chủ yếu rơi dưới dạng tuyết.
Sự phân hủy chậm của chất hữu cơ, độ dày của đất thấp và tốc độ phát triển thực vật thấp khiến vùng lãnh nguyên Bắc Cực trở thành một trong những hệ sinh thái dễ bị tổn thương nhất trên toàn cầu.
Hệ sinh thái rừng.
Rừng mưa nhiệt đới. Những khu rừng này nằm ở một số vùng xích đạo. Chúng được đặc trưng bởi nhiệt độ trung bình hàng năm cao vừa phải, thay đổi rất ít trong ngày và theo mùa, cũng như độ ẩm đáng kể và lượng mưa gần như hàng ngày. Những quần xã sinh vật này bị chi phối bởi những cây thường xanh giữ lại hầu hết lá hoặc lá kim quanh năm, cho phép quang hợp liên tục trong suốt cả năm.
Vì điều kiện khí hậu ở các khu rừng mưa nhiệt đới gần như không đổi nên độ ẩm và nhiệt độ không bị hạn chế như trong các hệ sinh thái khác. Yếu tố hạn chế chính là hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất thường nghèo chất hữu cơ.
Rừng rụng lá ở vĩ độ ôn đới. Chúng phát triển ở những khu vực có nhiệt độ trung bình thấp và thay đổi đáng kể theo mùa. Mùa đông ở đây không khắc nghiệt lắm, mùa hè kéo dài và lượng mưa rơi đều quanh năm. So với rừng nhiệt đới, rừng ôn đới phục hồi nhanh chóng sau khi bị chặt phá và do đó có khả năng chống chịu tốt hơn trước những xáo trộn do con người gây ra.
Rừng lá kim phía Bắc. Những khu rừng này, còn được gọi là phương bắc hoặc taiga, phổ biến ở các khu vực có khí hậu cận Bắc Cực. Mùa đông ở đây dài và khô, thời gian ban ngày ngắn và ít tuyết rơi. Điều kiện nhiệt độ dao động từ mát mẻ đến cực kỳ lạnh. Một phần đáng kể gỗ công nghiệp được khai thác ở rừng taiga và việc buôn bán lông thú có tầm quan trọng rất lớn.
35. Năng suất của các hệ sinh thái. Các hệ sinh thái năng suất cao nhất trên thế giới, các vấn đề môi trường của chúng.
Sản xuất sinh học là lượng chất sinh học được tạo ra trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích (g/m2, kg/m2).
Sản phẩm sinh học:
Sơ cấp (tổng); Thứ cấp (tinh khiết).
Tổng sản lượng là sản phẩm được tạo ra bởi thực vật trong quá trình quang hợp.
Sản lượng ròng là phần năng lượng còn lại sau chi phí thở.
Năng suất trung bình của các hệ sinh thái trên trái đất không vượt quá 0,3 kg/m2. Khi năng lượng chuyển từ mức này sang mức khác, khoảng 90% năng lượng bị mất đi, do đó năng lượng sản xuất thứ cấp ít hơn 20-50 lần so với sản xuất sơ cấp.
Năng suất của một hệ sinh thái, được đo bằng lượng chất hữu cơ được tạo ra trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích, được gọi là năng suất sinh học. Đơn vị năng suất: g/m2 mỗi ngày, kg/m2 mỗi năm, t/km2 mỗi năm.
Có những sản phẩm sinh học sơ cấp được tạo ra bởi người sản xuất và những sản phẩm sinh học thứ cấp được tạo ra bởi người tiêu dùng và người phân hủy.
Sản xuất sơ cấp được chia thành: tổng - đây là tổng lượng chất hữu cơ được tạo ra và tinh khiết - đây là những gì còn lại sau khi tiêu thụ để hô hấp và bài tiết của rễ.
Dựa vào năng suất, hệ sinh thái được chia thành 4 loại:
1. Hệ sinh thái có năng suất sinh học rất cao - trên 2 kg/m2 mỗi năm. Chúng bao gồm những bụi sậy ở vùng đồng bằng sông Volga, Don và Ural.
2. Hệ sinh thái năng suất cao – 1-2 kg/m2 mỗi năm. Đó là những khu rừng sồi, những bụi cây đuôi mèo hoặc lau sậy trên hồ và những cây ngô.
3.Hệ sinh thái có năng suất sinh học trung bình - 0,25-1 kg/m2/năm. Chúng bao gồm rừng thông và bạch dương, đồng cỏ khô và thảo nguyên.
4. Hệ sinh thái có năng suất sinh học thấp - dưới 0,25 kg/m2 mỗi năm.
Đây là các sa mạc Bắc Cực, lãnh nguyên và hầu hết các hệ sinh thái biển.
Năng suất trung bình của các hệ sinh thái trên trái đất là 0,3 kg/m2 mỗi năm, tức là các hệ sinh thái có năng suất trung bình và thấp chiếm ưu thế trên Trái đất.
Khi chuyển từ bậc dinh dưỡng này sang bậc dinh dưỡng khác, 90% năng lượng bị mất đi.
Một ví dụ về tăng năng suất tại các điểm nối của hệ sinh thái có thể là hệ sinh thái chuyển tiếp giữa rừng và đồng ruộng (“hiệu ứng rìa”) và trong môi trường nước - hệ sinh thái phát sinh ở các cửa sông (nơi chúng chảy ra biển, đại dương và hồ, v.v.). ).
Những mô hình tương tự này quyết định phần lớn sự tập trung cục bộ nói trên của khối lượng lớn vật chất sống (hệ sinh thái có năng suất cao nhất).
Thông thường, sự tập trung sự sống sau đây được phân biệt trong đại dương:
1. Ven biển. Chúng nằm ở nơi tiếp xúc giữa môi trường nước và đất-không khí. Hệ sinh thái cửa sông đặc biệt có năng suất cao. Mức độ tập trung này càng lớn thì khả năng loại bỏ các chất hữu cơ và khoáng chất khỏi đất qua đường sông càng lớn.
2. Rạn san hô. Năng suất cao của các hệ sinh thái này chủ yếu liên quan đến điều kiện nhiệt độ thuận lợi, kiểu lọc dinh dưỡng của nhiều sinh vật, sự phong phú về loài của quần xã, mối quan hệ cộng sinh và các yếu tố khác.
3. Sargassum dày lên. Chúng được tạo ra bởi khối lượng lớn tảo nổi, thường là Sargassum (ở Biển Sargasso) và Phyllophora (ở Biển Đen).
4. Nước dâng lên. Sự tập trung này được giới hạn ở các khu vực của đại dương, nơi có sự chuyển động đi lên của các khối nước từ đáy lên bề mặt (nước dâng lên). Chúng mang theo nhiều trầm tích hữu cơ và khoáng chất ở đáy và do quá trình trộn tích cực nên chúng được cung cấp đầy đủ oxy. Những hệ sinh thái có năng suất cao này là một trong những ngư trường chính để đánh bắt cá và các loại hải sản khác.
5. Nồng độ rạn nứt ở vùng biển sâu (vực thẳm). Những hệ sinh thái này chỉ được phát hiện vào những năm 70 của thế kỷ này. Chúng có bản chất độc đáo: chúng tồn tại ở độ sâu lớn (2-3 nghìn mét). Sản xuất sơ cấp ở chúng chỉ được hình thành do kết quả của quá trình tổng hợp hóa học do sự giải phóng năng lượng từ các hợp chất lưu huỳnh đến từ các vết nứt đáy (rạn nứt). Năng suất cao ở đây chủ yếu là do điều kiện nhiệt độ thuận lợi, vì các đứt gãy đồng thời là trung tâm giải phóng nước nóng (nhiệt) từ độ sâu. Đây là những hệ sinh thái duy nhất không sử dụng năng lượng mặt trời. Họ sống nhờ năng lượng bên trong Trái đất.
Trên đất liền, các hệ sinh thái có năng suất cao nhất (tập trung vật chất sống) bao gồm: 1) hệ sinh thái ven biển và đại dương ở những khu vực được cung cấp đầy đủ nhiệt; 2) hệ sinh thái vùng đồng bằng ngập nước, bị ngập lụt định kỳ bởi các con sông tích tụ phù sa, cùng với chất hữu cơ và chất dinh dưỡng, 3) hệ sinh thái các vùng nước nội địa nhỏ, giàu chất dinh dưỡng và 4) hệ sinh thái rừng nhiệt đới. Năng suất của các hệ sinh thái khác được thể hiện trong Bảng 3. Chúng tôi đã lưu ý ở trên rằng mọi người nên cố gắng bảo tồn các hệ sinh thái có năng suất cao - khuôn khổ sinh quyển mạnh mẽ này. Sự phá hủy của nó gắn liền với những hậu quả tiêu cực đáng kể nhất đối với toàn bộ sinh quyển.
Đối với sản lượng thứ cấp (động vật), nó ở đại dương cao hơn đáng kể so với hệ sinh thái trên cạn. Điều này là do thực tế là trung bình trên đất liền chỉ có khoảng 10% sản lượng sơ cấp được đưa vào liên kết của người tiêu dùng (động vật ăn cỏ) và ở đại dương - lên tới 50%. Do đó, mặc dù năng suất sơ cấp của đại dương thấp hơn đất liền, nhưng các hệ sinh thái này gần như bằng nhau về khối lượng sản xuất thứ cấp.
Trong các hệ sinh thái trên cạn, sản lượng chính (lên tới 50%) và đặc biệt là sinh khối (khoảng 90%) được cung cấp bởi các hệ sinh thái rừng. Đồng thời, phần lớn sản phẩm này đi thẳng vào liên kết của bộ hủy và bộ dịch ngược. Những hệ sinh thái như vậy được đặc trưng bởi sự chiếm ưu thế của chuỗi thức ăn có hại (do chất hữu cơ chết). Trong các hệ sinh thái thân thảo (đồng cỏ, thảo nguyên, thảo nguyên, thảo nguyên), cũng như trong đại dương, một phần lớn hơn đáng kể sản lượng sơ cấp bị thực vật thực vật (động vật ăn cỏ) xa lánh trong suốt cuộc đời. Những chuỗi như vậy được gọi là chuỗi chăn thả hoặc chăn thả.