Биологческая продуктивность экосистемы

Продуктивность биологической системы - это скорость, с которой продуценты усваивают солнечную энергию в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество, которое может быть использовано в качестве пищи. Различают разные уровни продуцирования органического вещества:

Первичная продукция, создаваемая продуцентами в единицу времени (продукция растений), и вторичная продукция - прирост за единицу времени массы консументов (продукция животных).

Первичная продукция подразделяется на валовую и чистую продукцию. Валовая первичная продукция - это общая масса валового органического вещества, создаваемая растением в единицу времени при данной скорости фотосинтеза, включая и траты растения на дыхание - от 40 до 70 % от валовой продукции. Та часть валовой продукции, которая не израсходована «на дыхание» называется чистой первичной продукцией, представляет собой величину прироста растений и именно эта продукция потребляется консументами и редуцентами. Вторичная продукция не делится уже на валовую и чистую, так как консументы и редуценты, т.е. все гетеротрофы, увеличивают свою массу за счет первичной ранее созданной продукции.

Все живые компоненты экосистемы составляют общую биомассу. Ее выражают в г/cм³ в сыром или сухом виде, или в энергетических единицах - в калориях, джоулях и т. п. Если скорость изъятия биомассы консументами отстает от скорости прироста растений, то это ведет к постепенному приросту биомассы продуцентов и к избытку мертвого органического вещества. Трофическую структуру экосистемы можно изобразить Это приводит к заторфовыванию болот зарастанию мелких водоемов. В стабильных сообществах практически вся продукция тратится в трофических цепях, и биомасса остается практически постоянной.

Трофическую структуру экосистемы можно изобразить графически, в виде экологических пирамид. Известны три основных типа экологических пирамид:

1) пирамида чисел отображает закономерность, обнаруженную Элтоном - на каждом уровне откладывается численность особей в последовательном ряду от продуцентов к консументам, которая неуклонно уменьшается.

 

1 - 9 млн. растений; 2 - 700 тысяч растительноядных насекомых; 3 - 350 тысяч хищных насекомых и птицы;

2) пирамида биомасс указывает на количество живого вещества на данном трофическом уровне.В наземных экосистемах действует следующее правило экологической пирамиды биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса преувышает всю биомассу хищников.

На суше

весной

В остальное время года

В водной среде

 

3) пирамида продукции (энергии) отражает законы расходования энергии в трофических цепях и имеет универсальный характер для всех экосистем - количество биомассы, создаваемой за единицу времени (или энергии) меньше в каждом последующем уровне в 10раз. Подсчитано, что на каждом этапе передачи вещества и энергии по пищевой цепи теряется примерно 90%, и только 10% переходит к очередному потребителю. Иногда это правило называют правилом десяти процентов.

 

Пирамида энергии