пятница, 26 марта 2010 г.

Продуктивность экосистемы


Пищевые (трофические) цепи внутри каждой экосистемы имеют хорошо
выраженную структуру, которая является следствием длительной эволюции биосферы,
и определяют продуктивность количеством организмов, представленных на каждом
уровне различных пищевых цепей. Таким образом, образующиеся экологические пирамиды выражают трофическую
структуру экосистемы
, характеризуемую численным значением видов, биомасс,
энергий. Эти пирамиды отражают две фундаментальные характеристики: их
высота пропорциональна длине пищевой
цепи, числу содержащихся в ней трофических уровней; их форма отражает
эффективность превращений энергии при переходе от одного к другому уровню. Чем
выше эффективность термодинамических реакций, тем большее количество
биохимической материи остается на последнем уровне.



В каждой экосистеме часть приходящей энергии, попадающей в трофическую
цепь, не диссипирует, а накапливается в виде органических соединений. При этом
различают первичную и вторичную продукцию.



Таблица 1.2.4.
Глобальная продуктивность фотосинтеза, миллиард тонн в год (Ефимова,1977)



Объекты




Поглощается




Создается и
выделяется




СО2




Н2О




СН2О




О2




%



Суша




204




84




140




148




75




Океаны




72




30




50




52




25




Всего




276




114




190




200




100







Первичная продукция –
количество органического вещества, выработанного автотрофами (растениями, способными осуществлять фотосинтез,
использующими минеральное вещество для синтеза биохимических субстанций).



Вторичная продукция –
количество органического вещества, выработанного гетеротрофами за счет
автотрофов на уровне консументов и деструкторов.



Продуктивность биосферы (таблица 3) по оценке Виттанера и Лайкеса (1970)
достигает 164 млрд. тонн сухого органического вещества в год. По оценке Дювенью
– 83 млрд.тонн в год: 30 – для океанов и
53 – для наземных биомов.



Хотя океан и покрывает 0,7 общей поверхности Земли, его вклад в
производство чистой продукции составляет лишь 40%. Леса, занимающие лишь 0,1
часть площади материков, фиксируют почти половину общей энергии его продуцентами.



Культивируемые земли обладают высокой первичной продуктивностью. Но она
несоизмерима с общей первичной продуктивностью леса. Высокая чистая первичная продуктивность, полученная агрономами, не
означает прогресса в использовании фотосинтеза
. Это лишь искусственное
увеличение общего количества энергии, используемой в агроэкосистеме. То есть, потребление углеводородов увеличивает поток
энергии через биосферу, что приводит ее к тепловой перегрузке.


Таблица 1.2.4-1

Годовая продуктивность фотосинтеза






Параметры







Леса




Агроэкосистемы,



пастбища







Степи







Пустыни







Ледники







Всего




Площадь, млн.кв. км







40,6







14,5







26,0







54,2







12,7







148,0




% от общей площади







28







10







17







36







9







100




Фиксация углерода,



т/га







3,0







2,5







1,5







0,1







0








Чистая первичная
продукция







7







6







4







1







0








Общая биомасса,
млрд.т







28,4







8,7







10,4







5,4







0







52,9




Калорийность,1016
ккал







11,4







3,5







4,2







2,2







0







21,3










Объем ископаемого топлива, используемого, например, в 1970 г. в масштабе
всей планеты, в эквивалентном отношении был равен энергии всей чистой первичной
продукции мировой агрокультуры (т.е. энергии, поглощаемой в течение года всеми
культурными насаждениями!). Вот, что означает деятельность человека.



Потеря объема биомассы при вторичной продуктивности связана с
колоссальными затратами энергии на дыхание, мышечную энергию, передвижение и
т.д. Чем больше длина пищевой цепи, тем меньше вторичная продуктивность. Например, на производство 1 кг говядины
требуется 80 кг травы, а для производства 1 кг форели потребуется 5 кг мяса.







Комментариев нет:

Отправить комментарий