ЭНЕРГЕТИКА ФИТОЦЕНОЗОВ
ЯНГДЮМХЕ ДНЙСЛЕМРНБ НМКЮИМ
дНЙСЛЕМРШ Х АКЮМЙХ НМКЮИМ

нАЯКЕДНБЮРЭ

Администрация
Механический Электроника
биологии ботаника
география
дом в саду
история
литература
маркетинг
математике
медицина
музыка
образование
психология
разное
художественная культура
экономика


ЭНЕРГЕТИКА ФИТОЦЕНОЗОВ

ботаника


Отправить его в другом документе Tab для Yahoo книги - конечно, эссе, очерк Hits: 1233


ДРУГИЕ ДОКУМЕНТЫ

БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И АДАПТАЦИИ РАСТЕНИЙ К НИМ
ДИНАМИКА ФИТОЦЕНОЗОВ
МЕСТО ФИТОСФЕРЫ В БИОСФЕРЕ ЗЕМЛИ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
ЭНЕРГЕТИКА ФИТОЦЕНОЗОВ
 

ЭНЕРГЕТИКА ФИТОЦЕНОЗОВ

3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

В 1942 году америк&# 626c24ig 1072;нский эколог Л.Линдеман обосновал трофо-динамический подход к изучению экосистем. Согласно Линдеману экосистемы в процессе питания связывают энергию и можно дать количественную оценку значения отдельных популяций, входящих в экосистему и находящихся на разных ступенях использования энергии. При этом от 10 до 20% количества энергии, связанной одним трофическим звеном экосистемы может быть передан следующему. Этот процесс носит ступенчатый характер. В настоящее время идеи Линдемана получили широкое распространение и при любых экологических исследованиях обращается внимание на функциональную роль экосистемы и ее энергетическое содержание. Показано, что биологический смысл возникновения и существования экосистем заключается в наиболее полном использовании организмами наличных природных ресурсов и потоков энергии. Этим обусловлена структура экосистемы и взаимодействие между ее компонентами, а также деление экосистем на открытые (природные) и закрытые (созданные человеком).

Важнейшим функциональным компонентом большинства природных экосистем являются продуценты. Подавляющая часть продуцентов в экосистемах √ это растения (доля фото- и хемотрофных бактерий в процессе создания органических веществ незначительна).

Наиболее мощный способ воздействия растительности на среду по силе и последствиям √ это производство органической массы и сброс ее в виде мертвого вещества. Энергия, заключенная в химических связях органических веществ характеризует энергетику фитоценозов.



В экологии способность или свойство организмов образовывать и накапливать органические вещества определяют как продуктивность. Различают первичную продуктивность √ способность образовывать органические вещества автотрофами и вторичную продуктивность √ способность накапливать органические вещества гетеротрофами.

Мерой продуктивности является продукция √ скорость накопления органического вещества за единицу времени на единицу площади или объема. Обычно за единицу времени принимаю год, а за единицу площади √ 1 кв.м или га. Продукция, соответственно, выражается в г на 1 кв. м (или в кг на га) абсолютно сухого или воздушно-сухого вещества.

Соответственно продукция бывает первичной √ продукцией растений и вторичной √ продукцией животных.

Принято различать:

валовую продукцию (брутто-продукция) √ все органические вещества, синтезированные в процессе фотосинтеза или накопленные организмами и

чистую продукцию (нетто-продукция)═ √ часть органического вещества, сохраняющегося в организме после расходов органического вещества на дыхание.

В экологических исследованиях чаще используют понятие биомассы √ как количества живого вещества, приходящееся на единицу площади или объема в данный момент времени.

В экосистемах биомасса образована фитомассой, зоомассой, микомассой и бактериомассой. В биосфере Земли преобладает фитомасса, на долю которой приходится 97√99% всей биомассы.

В состав растений входят не только органические соединения, но и минеральные элементы (зола), многие из которых входят и в состав органических веществ. Поэтому биомассу растений (или фитомассу) определяют по общей массе растений.

Фитомасса и продукция═ могут быть также охарактеризованы по содержанию в них энергии в калориях или джоулях (1Дж =0,239 кал) √ это дает представление о результатах фотосинтетической деятельности растений.

3.2. ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ЗЕМЛИ

В 1964√1974 гг. во всем мире проводился согласованный сбор информации о продуктивности экосистем и влияющих на него факторах. Эта работа проводилась в рамках Международной биологической программы (МБП). Это была первая в истории науки долгосрочная программа междунардного сотрудничества в области исследования продуктивности естественных экосистем с целью охраны и рационального использования их ресурсов.

Исследования, проведенные в рамках МБП, позволили разработать унифированную методику определения биологической продуктивности экосистем, выявить закономерности потока энергии и круговорота веществ по трофическим цепям биоценоза, роль генетических, физиологических, ценотических факторов и т.д. Преемницей МБП является международная программа ЮНЕСКО ╚Человек и биосфера╩ (МАБ), принятая в 1970 году,═ исследования в рамках которой ведутся и в настоящее время.



В результате проведенных исследований было показано, что первичная биологическая продукция распределения по земному шару крайне неравномерно.

За год чистая первичная продукция всей суши составляет 110√120 млрд. т сухого вещества, а Мирового океана √ 50√60 млдр. т сухого вещества. Таким образом, несмотря на то, что площадь Мирового океана составляет 70% всей поверхности земного шара, он дает только 1/3 общей продукции, в то время как на суше, площадь которой 30% образуется 2/3 всего объема органического вещества.

На значительной части земного шара продукция составляет менее 400 г/м2 за год. Это относится к более 30% поверхности суши и 90% океана. Открытый океан является практически водной пустыней и лишь пограничные системы (вода-суша), такие как болота, марши, эстуарии, рифы и обрабатываемые земли, являются наиболее продуктивными. Максимальный прирост растительной массы на суше достигает 25 г в сутки при очень благоприятных условиях.

В лесных биомах планеты в целом наблюдается отчетливая тенденция к увеличению продукции при продвижении от бореальных областей через умеренные зоны к тропикам. Такая же закономерность наблюдается в тундровых и степных сообществах, а также на возделываемых площадях. Среди водных экосистем эта тенденция прослеживается в озерах, но в океане отсутствует. Такая широтная изменчивость свидетельствует о возможном лимитировании продукции сообществ освещенностью, температурой и другими факторами. В море она чаще всего ограничена концентрацией биогенных элементов. Здесь очень высокая продукция характерна для зон, в которых идет процесс подъема холодных глубинных вод, богатых биогенными элементами. В наземных системах общая тенденция повышения продуктивности нарушается в засушливых районах. Так, годовой прирост фитомассы на побережье и островах Северного Ледовитого океана составляет 2 т на га, на Черноморском побережье Кавказа √ 20 т на га, а в среднеазиатских пустынях опять снижается до 2 т на га.

Кроме того, было показано, что даже в пределах одной территории возможен большой диапозон изменения продукции, что связано с изменением микроусловий среды. Например, в тундровой зоне расстояние в несколько метров между береговым валом и лугом с затрудненным дренажем иногда меняет первичную продукцию в пределах от 10 до 100 г/ м2 в год. В благоприятных условиях Гренландии и Антарктиды (о. Южная Георгия) продукция тундровых сообществ может достигать 2000 г/м2 в год.

Питание людей обеспечивается в основном сельскохозяйственными культурами, занимающими примерно 10% площади суши (1,4 млрд. га). Общий годовой прирост культурных растений составляет примерно 16% от всей продуктивности суши. Половина урожая идет на питание людей, остальное √ на корм домашним животных, используется промышленностью и теряется в отбросах. Всего человек потребляет около 0,2% первичной продукция наземных сообществ. В рацион человека должно входить не менее 30 г белков в день. Имеющиеся на земле ресурсы, включая продукцию животноводства и промысел на суше и в океане, могут обеспечить ежегодно лишь 50% потребностей современного населения Земли. Таким образом, увеличение биологической продуктивности естественных экосистем является одной из важнейших задач, стоящих перед человечеством.