BIOLOGISK PRODUKTIVITET - ?kningen av organiskt material av biomassa som produceras av en biocenos per tidsenhet och ytenhet.[...]

Den prim?ra produktiviteten f?r ett ekosystem, ett samh?lle eller n?gon del d?rav definieras som den hastighet med vilken solenergi absorberas av producerande organismer (fr?mst gr?na v?xter) under fotosyntes eller kemisk syntes (kemoproducenter). Denna energi materialiseras i form av organiska ?mnen i producenternas v?vnader.[...]

PRODUKTIVITET (produktion) PRIM?R - biologisk produktivitet (produktion) hos producenter (fr?mst fytokenos). PRODUKTER - se Biologiska produkter.[...]

PRIM?RA F?RORENINGAR - f?roreningar som direkt kommer in i eller sl?pps ut i milj?n fr?n f?roreningsk?llor. P.Z.V. kan bidra till bildning och ackumulering av sekund?ra f?roreningar i milj?n. FL?DES?VERF?RING (floder) - ?ndra den naturliga riktningen av flodfl?det med dess ?verf?ring till en annan dr?neringsbass?ng med hj?lp av hydrauliska strukturer (GOST 19185-73). ?VERBETE, ?verdrivet bete - okontrollerat bete av boskap, vilket leder till nedbrytning av betesvegetationen och en minskning av dess produktivitet och produktivitet (den s? kallade betesg?ngen) och bildandet av slakterier.[...]

PRIM?R PRODUKTIVITET - se Prim?r produktivitet.[...]

Den prim?ra produktiviteten hos vegetation (producenter) i ett ekosystem best?mmer den totala energin f?r biokemiska processer i ekosystemet och f?ljaktligen intensiteten i biogeokemiska cykler av b?de kol och andra n?rings?mnen. Kolets biogeokemiska kretslopp, det definierande elementet i levande system, har studerats b?ttre ?n cyklerna f?r andra element som ?r involverade i det biogena kretsloppet med en relativt liten del av sin n?rvaro i jordskorpan eller atmosf?ren. ?nd? har de biogeokemiska kretsloppen av kv?ve och syre studerats relativt fullst?ndigt, ?tminstone vad g?ller deras utbyte i ekosystem och atmosf?ren.[...]

Prim?ra data fr?n l?ngtidsobservationer, utf?rda enligt ett strikt definierat program, l?ggs in i "Chronicle of Nature" f?r varje reserv. I den, fr?n ?r till ?r, ?r datumen f?r ?ppningen av floder, tidpunkten f?r blomning av v?xter, ankomsten av f?glar, information om antalet huvudarter av djur, sk?rdar av fr?n, b?r, svampar och olika naturfenomen. spelade in. Detta till?ter oss att bed?ma graden av best?ndighet hos dessa fenomen, f?rst? m?nstren f?r deras f?r?ndring, g?ra f?ruts?gelser och utveckla s?tt att ?ka den biologiska produktiviteten hos naturliga biogeocenoser.[...]

Ekosystemens produktivitet ?r n?ra relaterad till fl?det av energi som passerar genom ett visst ekosystem. I varje ekosystem ackumuleras en del av den inkommande energin som kommer in i det trofiska n?tverket i form av organiska f?reningar. Non-stop produktion av biomassa (levande materia) ?r en av de grundl?ggande processerna i biosf?ren. Organiskt material som skapas av producenter under fotosyntes eller kemosyntes kallas prim?rproduktionen av ett ekosystem (gemenskap). Det uttrycks kvantitativt i v?xternas v?ta eller torra massa eller i energienheter - motsvarande antal kalorier eller joule. Prim?rproduktion best?mmer det totala energifl?det genom den biotiska komponenten i ekosystemet, och d?rf?r biomassan av levande organismer som kan finnas i ekosystemet (Fig. 12.44).[...]

PRIM?R PRODUKTIVITET - biomassa (organ ovanf?r och under jord), samt energi och biogena flyktiga ?mnen som produceras av producenter per ytenhet per tidsenhet. Eftersom produktiviteten beror p? intensiteten av fotosyntesen, och den senare beror p? inneh?llet av koldioxid i luften, antogs en ?kning av prim?rproduktiviteten p? grund av en ?kning av koncentrationen av CO2 i jordens atmosf?r. Men p? grund av andra antropogena effekter (f?roreningar etc.) och ers?ttningen av mer produktiva biotiska samh?llen med mindre produktiva, har den biologiska produktiviteten p? planeten nyligen minskat med 20 %[...]

Nettoprim?rproduktivitet (NPP) ?r hastigheten f?r ackumulering av organiskt material av v?xter minus kostnaden f?r andning och fotorespiration.[...]

Nettoprim?rproduktivitet ?r ackumuleringshastigheten f?r organiskt material i v?xtv?vnader minus den del av det som anv?ndes f?r respiration (R) av v?xter under studieperioden: Rl/ = Rv R.[...]

Bruttoprim?rproduktivitet (GPP) ?r den hastighet med vilken v?xter ackumulerar kemisk energi.[...]

Bruttoprim?rproduktiviteten ?r graden av ackumulering av organiskt material under fotosyntesen, inklusive den del av det som kommer att spenderas p? andning under m?tningar. Det betecknas med Ra och uttrycks i mass- eller energienheter per ytenhet eller volym per tidsenhet.[...]

Terti?r produktivitet p? rovdjursniv? ?r cirka 10 % av sekund?r produktivitet och kan s?llan n? 20 %. Prim?renergin reduceras allts? snabbt under ?verg?ngen fr?n l?gre till h?gre niv?er.[...]

Biomassa och prim?r produktivitet f?r huvudtyperna av ekosystem presenteras i Tabell 12.7 och Fig. 12.45.[...]

I de mest produktiva omr?dena sker syntesen av organiskt material mycket intensivt. I Medelhavet ligger allts? prim?rproduktionen i april i genomsnitt p? niv?n 10 mg C/(m2-dag) i ytskiktet av vatten och 210 mg C/(m2-dag) i hela det fotosyntetiska skiktet. Betydligt h?gre produktivitet - upp till 580 mg C/(m2 ? dag) i fotosyntesskiktet observeras i zonen av den cykloniska cirkulationen. Ett liknande v?rde ?r ocks? typiskt f?r uppv?xtomr?den: den genomsnittliga dagliga produktionen integrerad ?ver ett djup av 0-2000 m i Stilla havet utanf?r Kaliforniens kust ligger p? niv?n 560 mg C/m2.[...]

Indikatorer f?r prim?r och sekund?r produktivitet f?r de viktigaste ekosystemen ges i tabell. 6.1.[...]

F?r v?xter kan milj?ns produktivitet bero p? vilken resurs eller tillst?nd som ?r mest begr?nsande f?r tillv?xten. I terrestra samh?llen leder en minskning av temperaturen och en f?rkortning av v?xts?songens varaktighet med h?jden i allm?nhet till en minskning av produktionen, medan den senare i vattendrag som regel minskar med djupet parallellt med temperatur och belysning. Det sker ofta en kraftig minskning av produktionen i torra f?rh?llanden, d?r tillv?xten kan begr?nsas av brist p? fukt, och en ?kning n?stan alltid n?r infl?det av basn?ring, s?som kv?ve, fosfor och kalium, ?kar. I vid bem?rkelse f?ljer milj?ns produktivitet f?r djur samma m?nster, eftersom den beror p? m?ngden resurser i n?ringskedjans bas, temperatur och andra f?rh?llanden.[...]

Biologisk produktivitet ?r den totala m?ngden organiskt material (biomassa) som produceras av en befolkning eller ett samh?lle per tidsenhet och ytenhet. I det h?r fallet skiljer man mellan prim?r biomassa, producerad under fotosyntes av autotrofer (gr?na v?xter), och sekund?r biomassa, producerad av heterotrofer per tidsenhet per ytenhet. Prim?rproduktionen delas in i brutto (lika med den totala m?ngden fotosyntesprodukter under en viss tidsperiod) och netto (lika med skillnaden mellan brutto och den del som anv?ndes f?r v?xtandning). I ?rtartade v?xter anv?nds 40-50 % av bruttoprim?rproduktionen f?r andning, och i tr?d - 70-80% av bruttoprim?rproduktionen.[...]

N?stan all jordens prim?rproduktion tj?nar till att st?dja livet f?r alla heterotrofa organismer. Energi som ?r underutnyttjad av konsumenterna lagras i deras kroppar, jord humus och organiska sediment i vattendrag. M?nniskans n?ring tillhandah?lls till stor del av jordbruksgr?dor, som upptar cirka 10 % av landytan. Den ?rliga ?kningen av odlade v?xter ?r lika med cirka 16 % av den totala produktiviteten p? mark, varav det mesta sker i skogarna.

Morozov G.F. p?pekade f?r mer ?n 100 ?r sedan milj?ns prim?ra, grundl?ggande betydelse f?r bildandet av skogens sammans?ttning och produktivitet. fungerade som ett f?rebud om modern ekologi och biologi inom skogsbruket.[...]

Fr?n raderna 1a-b i tabellen. Figur 6.4 visar att prim?rproduktionen av v?xtbiomassa (uttryckt som kol) i havet ?r ungef?r h?lften av den p? land. N?stan alla dessa produkter ?r v?xtplankton. F?rdelningen av havets biologiska produktivitet f?r olika typer av organismer ges i tabell. 6.6 (enligt Institute of Oceanology vid USSR Academy of Sciences).[...]

Fr?n bordet 1.3 visar tydligt att terrestra ekosystem ?r de mest produktiva. ?ven om landytan ?r h?lften s? stor som haven, har dess ekosystem en ?rlig prim?r kolproduktion mer ?n dubbelt s? stor som i v?rldshavet (52,8 miljarder ton respektive 24,8 miljarder ton), med den relativa produktiviteten f?r terrestra ekosystem som ?r 7 g?nger h?gre ?n havsekosystemens produktivitet. S?rskilt av detta f?ljer att f?rhoppningar om att den fullst?ndiga utvecklingen av havets biologiska resurser kommer att till?ta m?nskligheten att l?sa matproblemet inte ?r s?rskilt ber?ttigade. Uppenbarligen ?r m?jligheterna i detta omr?de sm? - redan nu ?r exploateringsniv?n av m?nga populationer av fisk, valar, ?lsdjur n?ra kritisk, f?r m?nga kommersiella ryggradsl?sa djur - bl?tdjur, kr?ftdjur och andra, p? grund av en betydande minskning av deras antal i naturliga populationer, avel har blivit ekonomiskt l?nsamt dem p? specialiserade marina g?rdar, utvecklingen av havsbruk. Situationen ?r ungef?r densamma med ?tbara alger, s?som kelp (t?ng) och fucus, samt alger som anv?nds industriellt f?r att producera agar-agar och m?nga andra v?rdefulla ?mnen.[...]

P? Rysslands territorium, i zoner med tillr?cklig fukt, ?kar prim?r produktivitet fr?n norr till s?der, med en ?kning av v?rmeinfl?det och varaktigheten av v?xts?songen (s?song). Den ?rliga tillv?xten av vegetation varierar fr?n 20 c/ha vid kusten och ?arna i Ishavet till mer ?n 200 c/ha i Krasnodar-territoriet, vid Svarta havets kust i Kaukasus (Fig. 12.46).[... ]

Stabiliteten hos v?xtsamh?llen kan k?nnetecknas av deras prim?ra biologiska produktivitet (PBP) - det genomsnittliga v?rdet av organisk massa som v?xer ?ver jord och under jord per ?r, vilket m?ts i torr massa (c/ha). GGBP beror p? resurserna f?r v?rme och fukt, s?v?l som p? markens beskaffenhet, och uppg?r inom Ryssland f?r den arktiska tundran till 10 c/ha, f?r ?ngsst?ppen 100-110 och f?r omr?den som ?r d?ligt f?rs?rjda med fukt (halv- ?ken) 7-10 c/ha. [ . ..]

Inte bara de organiska resterna av d?da v?xter (prim?rt organiskt material), utan ?ven produkterna fr?n deras mikrobiologiska omvandling, s?v?l som resterna av djur (sekund?rt organiskt material) kommer in i jorden. Den prim?ra produktiviteten f?r olika terrestra ekosystem varierar och str?cker sig fr?n 1-2 t/ha per ?r torrt organiskt material (olika typer av tundra) till 30-35 t/ha per ?r (tropiska regnskogar) (se tabell 3). I agroekosystem tar marken emot v?xtrester fr?n 2-3 t/ha per ?r (radgr?dor) till 7-9 t/ha per ?r (perenna gr?s). N?stan allt organiskt material i marken bearbetas av mikroorganismer och representanter f?r jordens fauna. Slutprodukterna av denna bearbetning ?r mineralf?reningar. S?rskilda s?tt f?r omvandling av prim?ra organiska f?reningar och bildning av organiska produkter av varierande stabilitet och komplexitet, deras deltagande i olika stadier av omvandling i jordbildning och v?xtn?ring f?rblir dock i stort sett outforskade.[...]

Den andra typen av antropogen p?verkan - anrikningen av en reservoar med n?rings?mnen - ?kar produktiviteten f?r inte bara v?xtplankton, utan ?ven andra vattenlevande samh?llen, inklusive fisk, och b?r betraktas som en process som ?r gynnsam ur ekonomisk synvinkel. Men i m?nga fall sker spontan antropogen anrikning av vattenf?rekomster med prim?ra n?rings?mnen i en s?dan skala att vattenf?rekomsten som ekologiskt system blir ?verbelastad med n?rings?mnen. Konsekvensen av detta ?r den alltf?r snabba utvecklingen av v?xtplankton ("blomning" av vatten), vars nedbrytning frig?r svavelv?te eller andra giftiga ?mnen. Detta leder till att djurpopulationen i reservoaren d?r och g?r vattnet ol?mpligt att dricka.[...]

Alla studerade BGCs identifierades typologiskt, varefter de ordinerades enligt produktivitetsgradienten och successions?ldersfaktorn. P? dr?nerade ekotoper identifierades 4 successiva rader med ett allm?nt m?nster: ?lvsvidskogar - ? flodsl?tterskogstyper (tallskogar, bj?rkskogar, ekskogar, gr?alskogar) - ? ?versv?mningsgranskogar - "? granskogar (klimaxskogar) ). F?r varje successionsserie anv?ndes en dator f?r att approximera och anpassa v?rdena f?r prim?r nettoproduktion P, reserver av levande fytomassa M och total reserv av biomassa B l?ngs ordinatan f?r successions?ldern (r). Genom att ber?kna den f?rsta derivatan av funktionerna M och B med avseende p? t, fick vi den nuvarande f?r?ndringen i reserverna av levande fytomassa i DM och hela biomassan i DV. Sedan, f?r varje decennium av successions?lder, ber?knades medelv?rdet av ?rlig str? och f?rlust av fytomassa b med hj?lp av formeln A = P - DM och kostnaden f?r heterotrofisk andning I/1 med formeln R = P - DV. V?rdet b representerar f?rlusten (f?rlusten) av energireserverna i det autotrofa blocket, och d/, - det heterotrofa blocket av BGC. V?rdet b karakteriserar dessutom infl?det av kemisk energi till det heterotrofa blocket. Efter att ha approximerat v?rdena p? lagren i BGC av d?tt organiskt material och biomassa av f?rst?rare (detritus) - ?detr, erh?llen fr?n ekvationen ydetr = B - M, v?rdena f?r DAde™ - den nuvarande f?r?ndringen i lager av d?d biomassa och destruktorer - ber?knades med den f?rsta derivatan av funktionen D1Lr = /(g). L?mplighetskontrollen utf?rdes genom att j?mf?ra resultaten med de v?rden som erh?lls fr?n ekvationen D detr = ? - R/g = DV - DM.[...]

Varje biogeocenos k?nnetecknas av artdiversitet, populationsstorlek och t?thet f?r varje art, biomassa och produktivitet. Antalet best?ms av antalet djur eller antalet v?xter i ett givet territorium (avrinningsomr?de, havsomr?de, etc.). Detta ?r ett m?tt p? en befolknings ?verfl?d. Densiteten k?nnetecknas av antalet individer per ytenhet. Till exempel 800 tr?d per 1.ha skog eller antalet personer per 1 km2. Prim?r produktivitet ?r ?kningen av v?xtbiomassa per tidsenhet och ytenhet. Sekund?r produktivitet ?r den biomassa som bildas av heterotrofa organismer per tidsenhet per ytenhet. Biomassa ?r helheten av v?xt- och djurorganismer som finns i biogeocenosen vid observationstillf?llet.[...]

Ett av de lovande tillv?gag?ngss?tten f?r att bed?ma tillst?ndet i den naturliga milj?n ?r att ?vervaka ?mnens n?ringskretslopp och biotans produktivitet. Tillst?nd f?r biogeocenos, enligt D.A. Krivolutsky och E.A. Fedorov (1984), objektivt karakterisera s?dana indikatorer som tillg?ngen p? biogena element tillg?ngliga f?r v?xter (kv?ve, fosfor); ekosystemens prim?ra och sekund?ra produktivitet. Vid l?ngvarig exponering f?r f?roreningar, ?ven i mycket l?ga koncentrationer, kan det ta l?ng tid innan eventuella milj?konsekvenser uppst?r. F?r att f?ruts?ga dessa konsekvenser och f?rebygga dem i tid kan man anv?nda s? k?nsliga indikatorer som antalet pollen och fr?n, frekvensen av kromosomavvikelser i meristemceller och den fraktionella sammans?ttningen av v?xtv?vnadsproteiner. [...]

Som redan n?mnts kallas den totala m?ngden ?mne som produceras under fotosyntesen under en viss tidsperiod brutto prim?rproduktion. En del av prim?rproduktionen anv?nds av v?xter som energik?lla. Skillnaden mellan bruttoprim?rproduktion och andelen organiskt material som anv?nds av v?xter kallas nettoprim?rproduktion och ?r tillg?nglig f?r konsumtion av organismer p? h?gre trofiska niv?er. I tabell Tabell 17.1 visar data om Nordsj?ns produktivitet. Den totala totala fiskf?ngsten inneh?ller mindre ?n 0,1 % av energiv?rdet i bruttoprim?rproduktionen. Detta faktum, f?rv?nande vid f?rsta anblicken, f?rklaras av den stora f?rlusten av energi p? varje niv? i n?ringskedjan och det stora antalet trofiska niv?er mellan den f?rsta trofiska niv?n och niv?n vars produkter anv?nds av m?nniskor, i detta fall av fisk . F?rh?llandet mellan nettoprim?rproduktion och det etablerade best?ndet kallas f?rnyelsehastighetskonstanten, som visar hur m?nga g?nger per ?r befolkningen f?r?ndras.[...]

Processen f?r fotosyntes ?r huvudk?llan till utseendet av alla organiska ?mnen i naturliga vatten, deras r?ckvidd och koncentrationer. Som bekant k?nnetecknas v?xtplankton av den st?rsta produktiviteten, vilket tillsammans med skog best?mmer syrehalten i atmosf?ren. F?rst?relsen av v?xtplankton (detritus och dess nedbrytningsprodukter) ?r den f?rsta och viktigaste k?llan till organiskt material i naturliga vatten. Det ?r d?rf?r ingen slump att i den allm?nna listan ?ver vattenindikatorer som ska fastst?llas en viktig plats upptas av m?tningen av prim?rproduktion och f?rst?relse och den tillh?rande best?mningen av antalet bakterie- och v?xtplanktonceller. Det ?r uppenbart att storleken p? prim?rproduktion och f?rst?relse till stor del best?mmer storleken p? den oberoende best?mda koncentrationen av syre l?st i vatten. Den andra k?llan till organiska ?mnen i naturliga vatten ?r avrinning fr?n ytan och under ytan som inneh?ller produkter av f?rst?relse av tr?dens l?v och v?xtlighet. En tydlig illustration av betydelsen av denna k?lla kan ses i de mycket f?rgade bifloderna till Volgas v?nstra strand som rinner genom torvmossar, s?v?l som det h?ga inneh?llet av organiska ?mnen i sm?ltvattnet fr?n ?versv?mningar.

Det b?r understrykas att i tabell. Tabell 5 visar generaliserade data om "l?ngsiktiga" energi?verf?ringar, det vill s?ga ?ver ett ?r eller ?ver en ?nnu l?ngre tidsperiod. Under den mest produktiva tiden av v?xts?songen, s?rskilt under l?nga sommardagar i norr, kan mer ?n 5 % av det totala dagliga solenergiintaget omvandlas till bruttoproduktion, och p? en dag kan mer ?n 50 % av bruttoproduktionen v?nda till prim?rproduktionen netto (tabell 6). Men ?ven under de mest gynnsamma f?rh?llanden kan en s? h?g daglig produktivitet inte uppr?tth?llas under hela ?ret, och det ?r om?jligt att f? s? h?ga sk?rdar p? stora jordbruksarealer (j?mf?r uppgifterna i tabell 6 med siffrorna i den sista kolumnen i tabell 11 ).[...]

Biomassa avser det vanliga antalet organismer (i massa eller volym) i 1 m3 eller per 1 m2 yta. M?ngden biomassa som bildas under en viss tid kallas produktivitet. I den moderna eran best?ms den prim?ra produktiviteten hos levande organismer av fotosyntesen av autotrofa v?xter. Men all levande materia p? planeten deltar i bibeh?llandet och omvandlingen av energiresurser som skapas av autotrofa v?xter. Den totala massan av levande materia p? jorden, enligt ber?kningar av V.I. Vernadsky, uppg?r till hundratals miljarder ton och inkluderar 500 tusen arter av v?xter och cirka 2 miljoner arter av djur.[...]

Bland- och l?vskogar har ett stort utbud av organiskt material, d?r levande biomassa st?r f?r cirka 45 % (90 % av v?xterna). Skogar har h?g b?rdighet i marken. M?ngden prim?r produktivitet av fytomassa ?r mycket betydande, l?vskogar kan effektivt uppr?tth?lla syreregimen.[...]

Jordarna i agroekosystem ?r mest nedbrutna. Orsaken till agroekosystemens instabila tillst?nd beror p? deras f?renklade fytocenos, som inte ger optimal sj?lvreglering, strukturkonstant och produktivitet. Och om den biologiska produktiviteten i naturliga ekosystem s?kerst?lls genom verkan av naturlagar, beror avkastningen av prim?rproduktion (sk?rd) i agroekosystem helt p? en s? subjektiv faktor som en person, niv?n p? hans agronomiska kunskap, teknisk utrustning, socioekonomiska f?rh?llanden etc. vilket g?r att den f?rblir instabil.[...]

De grundl?ggande kraven f?r brunnskompletteringsprocesser ges, tekniken och tekniken f?r att ?ppna, s?kra och testa brunnskomplettering beskrivs. Egenskaperna hos borr- och cementv?tskor, material och kemiska reagenser beskrivs i relation till den prim?ra och sekund?ra ?ppningen av produktiva formationer. Metoder f?r att inducera infl?de och prospektering av brunnar, metoder f?r att p?verka bottenh?lszonen behandlas. Metoder f?r att bed?ma kvaliteten p? ?ppning, s?kring, testning och komplettering av brunnar beskrivs. S?rskild uppm?rksamhet ?gnas ?t fr?gorna om att bevara reservoaregenskaperna hos produktiva objekt.[...]

Systeminmatningen ?r fl?det av solenergi. Det mesta avleds som v?rme. En del av den energi som effektivt absorberas av v?xter omvandlas under fotosyntesen till energin av kemiska bindningar av kolhydrater och andra organiska ?mnen. Detta ?r ekosystemets bruttoprim?rproduktion. En del av energin g?r f?rlorad under v?xtandningen, medan en del anv?nds i andra biokemiska processer i v?xten och i slut?ndan ?ven avleds som v?rme. ?terstoden av det nybildade organiska materialet best?mmer ?kningen av v?xtbiomassa - ekosystemets prim?ra nettoproduktivitet.[...]

Under miljarder ?r av evolution har naturen utvecklat de mest effektiva s?tten att ?terst?lla verkan av Le Chateliers princip p? kortast m?jliga tid. En avg?rande roll i denna process spelas av jungfruliga territorier med of?rvr?ngd biota, som k?nnetecknas av ett helt slutet kretslopp av ?mnen och h?g produktivitet. D?rf?r, f?r att minska antropogena st?rningar och ?terst?lla effekten av Le Chateliers princip i biosf?ren, ?r det nu n?dv?ndigt att stoppa expansionen av ekonomisk aktivitet p? global skala och att stoppa utvecklingen av naturomr?den i biosf?ren som ?nnu inte har f?rvr?ngts av civilisationen, som borde bli verkliga k?llor till ?terst?llande av biosf?ren. De mest produktiva samh?llena p? kontinenterna ?r skogar och tr?sk, bland vilka tropiska samh?llen har maximal produktivitet. Produktiviteten f?r dessa samh?llen ?r 4 g?nger h?gre ?n produktiviteten f?r motsvarande samh?llen i tempererade zoner. D?rf?r, med tanke p? effektiviteten av kompensation f?r milj?st?rningar, i enlighet med Le Chateliers princip, motsvarar en enhetsyta av jungfruliga tropiska skogar och tr?sk fyra enheter yta som upptas av skogar och tr?sk i den tempererade zonen . Sekund?rskog som v?xer i r?jda omr?den har ungef?r tusen g?nger s?mre slutenhet i ?mneskretsloppet och f?rm?ga att kompensera f?r milj?st?rningar ?n urskogar och tr?sk. F?rst cirka 300 ?r efter avverkningen avslutas restaureringsprocessen och skogen ?terg?r till sitt ursprungliga ost?rda tillst?nd. Periodisk avskogning, som nu sker i genomsnitt vart 50:e ?r n?r ekonomiskt l?mpligt virke f?r avverkning bildas, avbryter processen f?r ?terst?llande av prim?rskogen med ett slutet kretslopp av ?mnen och f?rm?gan att kompensera f?r st?rningar fr?n den yttre milj?n. .]

Det finns ber?kningar som visar att 1 hektar av viss skog f?r i genomsnitt 2,1 109 kJ solenergi ?rligen. Men om vi br?nner allt v?xtmaterial som lagras under ?ret, blir resultatet endast 1,1 106 kJ, vilket ?r mindre ?n 0,5 % av den energi som tas emot. Detta inneb?r att den faktiska produktiviteten f?r fotosyntetika (gr?na v?xter), eller prim?rproduktiviteten, inte ?verstiger 0,5 %. Sekund?r produktivitet ?r extremt l?g: under ?verf?ringen fr?n varje f?reg?ende l?nk i den trofiska kedjan till n?sta g?r 90-99% av energin f?rlorad. Om till exempel v?xter p? 1 m2 jordyta skapar en ?mnesm?ngd motsvarande cirka 84 kJ per dag, blir prim?rkonsumenternas produktion 8,4 kJ och sekund?rkonsumenternas produktion inte ?verstiger 0,8 kJ. Det finns specifika ber?kningar att f?r att producera 1 kg n?tk?tt, till exempel, beh?ver du 70-90 kg f?rskt gr?s.[...]

Solenergi kan omvandlas till energi av organiskt material med en verkningsgrad n?ra enhet. Den observerade effektiviteten av fotosyntes ?r dock betydligt l?gre ?n detta v?rde. Anledningen till denna situation f?rklaras av det faktum att effektiviteten av fotosyntesen i naturliga ekosystem begr?nsas av andra faktorer. I havet begr?nsas allts? prim?rproduktiviteten av koncentrationerna av kv?ve och fosfor, som inte kan ?kas av biota. P? land begr?nsas v?xternas produktivitet av fukt, vars reserver regleras av biota endast inom vissa gr?nser.[...]

Tydligen ?r det mest rationella s?ttet att kontrollera siffror djurens territorialitet. Varje territorium tillh?r endast en sj?lvreproducerande individ, vilket skyddar det fr?n alla konkurrenter (genom ljudsignaler, genom doftm?rken, etc.). Storleken p? territoriet och dess m?jliga samband med prim?r produktivitet ?r genetiskt fixerad.[...]

Det totala energifl?det som k?nnetecknar ett ekosystem best?r av solstr?lning och l?ngv?gig termisk str?lning som tas emot fr?n n?rliggande kroppar. B?da typerna av str?lning best?mmer omgivningens klimatf?rh?llanden (temperatur, vattenavdunstning, luftr?relser etc.), men endast en liten del av solstr?lningens energi anv?nds i fotosyntesen, vilket ger energi till de levande komponenterna i ekosystemet. P? grund av denna energi skapas ekosystemets huvudsakliga eller prim?ra produktion. D?rf?r definieras den prim?ra produktiviteten f?r ett ekosystem som den hastighet med vilken str?lningsenergi anv?nds av producenter i fotosyntesprocessen, som ackumuleras i form av kemiska bindningar av organiska ?mnen. Prim?r produktivitet P uttrycks i massenheter, energi eller motsvarande enheter per tidsenhet.[...]

Utvecklingen av skiktning orsakar i allm?nhet syrel?ckage fr?n hypolimnion, vilket kan resultera i bildandet av anaerobt bottenvatten som inte kan oxidera bottensediment. Under s?dana f?rh?llanden kan stora m?ngder organiskt material bevaras. Ytvattnet i skiktade sj?ar ?r vanligtvis utarmat p? fosfor och kv?ve p? grund av att dessa element kommer in i v?vnaderna hos planktoniska organismer, som sjunker och ackumuleras under termoklinen. Detta avl?gsnande av n?rings?mnen fr?n ytvatten p?verkar i h?g grad deras prim?ra produktivitet. Den prim?ra produktiviteten f?r Lake Kivu, som har en v?ldefinierad konstant termoklin, ?r bara en fj?rdedel av den f?r Lake Edward eller Lake Mobutu-Sese Seko i ?stafrika, som ?r ungef?r lika stora och liknande i kemisk sammans?ttning, men mindre skarpt stratifierad.

SEKUND?R PRODUKTIVITET

I en vid mening h?nvisar termen "sekund?r produktivitet" till ackumuleringen av levande materia (dvs energi) p? niv?n av heterotrofer: konsumenter och f?rst?rare.

Det finns bara en typ av sekund?r produktivitet. Oavsett vilken trofisk niv? vi ?n ?verv?ger, inneb?r det alltid omvandlingen av ren prim?rproduktion till olika v?vnader av m?nga heterotrofer, tack vare en enda och gemensam process f?r alla, eftersom b?de djur och mikroorganismer-f?rst?rare alltid omvandlar f?rdiga organiska materia. Denna process sker med ganska l?g effektivitet: det mesta av den absorberade energin f?rsvinner i olika faser av cellandning och andra metaboliska processer.

H?rav f?ljer att det totala energitillfl?det till heterotrofniv?n, inklusive nettoprim?rproduktion, kan spenderas ?rligen p? andningen av heterotrofer i slutet av n?ringskedjan. En liten del kan dock ackumuleras i den senares biomassa (sekund?r produktivitet), i jord och sediment av d?tt organiskt material, och ibland till och med genomg? fossilisering (kolv?ten, djuphavssediment).

Effektiviteten av energiomvandlingen varierar avsev?rt fr?n en n?ringskedja till n?sta: det kr?vs 80 kg gr?nt gr?s f?r att producera 1 kg n?tk?tt, men bara 5 kg k?tt f?r att producera 1 kg ?ring i fiskodling.

Naturliga ekosystem uppvisar ocks? betydande fluktuationer. Dessutom ?r sekund?rproduktionen i dem ofta l?gre ?n den som erh?lls i agroekosystem, men detta f?rklaras av avvikelser som uppst?r i processen f?r jordbruksproduktion. I praktiken av n?tkreatursuppf?dning har m?nniskor faktiskt uteslutit allt som kan konkurrera med husdjur (v?xt?tare), medan sekund?ra produkter i ett naturligt ekosystem distribueras bland m?nga konsumentarter. P? s?tt och vis finns det en koncentration av sekund?r produktivitet i agroekosystem, vilket g?r att man subjektivt kan ?verskatta deras betydelse om man har en antropocentrisk synvinkel. S?lunda visade Bourliere och Verschuren (1960) att, med h?nsyn till produktiviteten hos inte bara en enskild art, utan ?ven hela d?ggdjurens zoocenos, ?r den sekund?ra produktiviteten f?r kl?vdjur p? savannerna i centrala Afrika h?gre ?n produktiviteten hos n?tkreatur, med vilka m?nniskor f?rs?ker ers?tta vilda djur p? dessa breddgrader.

Det b?r noteras att i vissa naturliga biocenoser finns populationer av vilda v?xt?tare, vars produktivitet kan j?mf?ras med produktiviteten hos tama kl?vvilt.

Studier i st?pperna i Uganda har visat att antilopernas sekund?ra produktivitet ?r j?mf?rbar med produktiviteten hos kor som f?ds upp p? extensivt bete: 74 kcal/(?r*m2) f?rvandlas till 0,81 kcal/(?r*m2) biomassa. Denna art f?rbrukar 10 % av prim?rproduktionen och ackumulerar en mycket betydande del av energitillstr?mningen j?mf?rt med andra vilda d?ggdjur (Buchner och Dajoz. 1971).

Om vi tittar p? organismer i slutet av n?ringskedjan finner vi att deras produktivitet ?r mycket l?g.

Sekund?r produktivitet i fiskezonen utanf?r USA:s ?stkust kan uppskattas: 3-10 6 kcal per dag per 1 m 2 havsyta. Denna energi omvandlas till 9000 cal i kiselalger (fytoplankton), sedan omvandlas den till 4000 cal/dag i djurplankton och 5 cal/dag i rovfiskar. L?g effektivitet beror p? f?rluster i varje l?nk i n?ringskedjan. Ju l?ngre den ?r, desto mindre sekund?r produktivitet kan en person anv?nda. Detta observeras ofta i vattenmilj?n: produktiviteten f?r v?rldens fiske ?verstiger inte 0,05 g/(?r-m2), och detta ?r fortfarande v?tvikt! I vissa akvatiska ekosystem kan dock sekund?r produktivitet ?kas som en konsekvens av den h?ga effektiviteten hos vissa poikilotermiska ryggradsdjur vid energiomvandling.

Stora omr?den av oceaniska eller kontinentala vatten ?r mindre produktiva ?n begr?nsade vattenomr?den som f?r rikligt med naturligt eller konstgjort (fiskodling) g?dselmedel.

N?r man flyttar fr?n en trofisk niv? till en annan kan biomassakvoten ?ndras fr?n 100 till 1000. I m?nga terrestra ekosystem ?r biomassan hos ryggradsdjur mycket kompakt, s?rskilt i skogar, d?r, med undantag f?r fytofaga insekter, huvuddelen av heterotrofa organismer placeras i den detrivorous n?ringskedjan. saprofytiska.

Bourliere ger allts? en biomassa p? 1 kg/ha f?r alla d?ggdjur (inklusive primater och gnagare) i Ghanas tropiska regnskogar. Duvigneaud uppskattade biomassan f?r vildsvin till 0,7 kg/ha, r?djur till 0,5 kg/ha och sm?gnagare till 5 kg/ha, och detta ?r f?r d?ggdjuren i Ardennskogarna!

Animalisk biomassa har h?gre v?rden i oceaniska och s?ta vatten. I synnerhet finns det ett ?verfl?d av olika ryggradsl?sa djurplankton, vilket betonas av n?rvaron av en inverterad ekologisk pyramid.

Begreppen produktivitet och biomassa ska inte blandas ihop. Den totala biomassan av djur i terrestra ekosystem ?r h?gre ?n i v?rldshavet, medan v?rldshavets yta ?r dubbelt s? stort som landytan. D?remot ?r den genomsnittliga sekund?ra produktiviteten f?r terrestra biomer 61 kg/(?r*ha) och f?r oceaner ?r 75 kg/(?r*ha). S? det finns inget direkt proportionellt samband mellan djurens faktiska biomassa och sekund?r produktivitet. Om man ibland kan hitta h?ga v?rden av sekund?r produktivitet i marina eller sj?ar biocenoser, s? ?r i dessa milj?er som regel producentens biomassa - v?xtplankton - mycket liten. Dess snabba oms?ttning, det vill s?ga den h?ga tillv?xt- och reproduktionshastigheten f?r olika v?xtplanktonorganismer, ger dock h?ga v?rden av nettoproduktion, tillr?ckligt f?r att mata en stor biomassa av djur.

Omv?nt, trots den mycket stora biomassan, ?r skogarnas nettoproduktivitet l?g eller noll. F?rv?xling mellan dessa tv? olika begrepp har mycket ofta lett till missr?kningar i exploateringen av naturresurser, s?rskilt skogar.

?ven om en rik och produktiv biocenos kan innefatta ett st?rre antal och biomassa av organismer ?n ett mindre produktivt samh?lle, betyder det inte att detta ?r den allm?nna regeln.

Faktum ?r att begreppet produktivitet inkluderar tidsfaktorn. Biomassan i ett ekosystem kan vara mycket stor, men det finns inget direkt proportionellt samband mellan dess produktivitet och produktiviteten i ett samh?lle som best?r av organismer av mindre storlek, men med h?gre tillv?xthastighet och h?gre reproduktion.

Biomassan i en m?nghundra?rig ekskog ?r 30 g?nger st?rre ?n biomassan i ett majsf?lt, men skogens produktivitet ?r mycket l?g eller noll, eftersom all netto prim?rproduktion konsumeras av heterotrofer, fr?mst f?rst?rare, vars befolkningst?thet har n?tt ett maximum och ?kar inte l?ngre. S?ledes spenderas hela m?ngden producerat organiskt material p? ?mnesoms?ttningen i samh?llet. D?remot ?r gr?dans produktivitet h?g och det mesta av prim?rproduktionen kan anv?ndas av m?nniskor. Det ?r mycket troligt att m?nniskors ?nskan att f?renkla naturliga ekosystem h?rr?r fr?n en mer eller mindre medveten naturlig ?nskan att modifiera biocenosen f?r att ?ka sin produktivitet.

En studie av parametern Q (kvoten mellan prim?r nettoproduktivitet och total biomassa) visar att den f?r terrestra ekosystem minskar med ?kande komplexitet i biocenosen, det vill s?ga n?r vi betraktar samh?llen med en st?rre m?ngfald av arter och ?kande n?ringsv?vst?thet.

Q-koefficienten ?r maximal f?r tundra och andra subarktiska ekosystem (f? arter, enkla n?ringskedjor) och ?r tv?rtom minimum f?r tropiska regnskogar, d?r biocenosen ?r extremt komplex (stor variation av arter och trofiska n?tverk i flera steg).

Samma m?nster observeras i den marina milj?n, d?r Q-koefficienten str?cker sig fr?n 5 till 10 f?r pelagiskt v?xtplankton, men ?r bara 2-3 f?r korallrev - de mest komplexa och m?ngsidiga havsekosystemen.

Ekosystemproduktivitet. Produktivitetsniv?er: prim?r produktivitet (brutto och netto), sekund?r produktivitet, nettoproduktivitet i samh?llet

Ekosystemproduktivitet

N?r man analyserar produktivitet och fl?den av materia och energi i ekosystem s?rskiljs f?ljande begrepp: biomassa Och st?ende gr?da. Med st?ende gr?da menas massan av kroppar av alla organismer per ytenhet land eller vatten, och med biomassa ?r massan av samma organismer i termer av energi (till exempel i joule) eller i termer av torrt organiskt material (till exempel i ton per hektar). Biomassa omfattar hela kroppen av organismer, inklusive vitaliserade d?da delar och inte bara i v?xter, till exempel bark och xylem, utan ?ven naglar och keratiniserade delar hos djur. Biomassa f?rvandlas till nekromassa f?rst n?r en del av organismen d?r (separeras fr?n den) eller hela organismen. Ofta ?r ?mnen fixerade i biomassa "d?tt kapital", detta ?r s?rskilt uttalat i v?xter: xylem?mnen kanske inte kommer in i kretsloppet p? hundratals ?r och tj?nar bara som st?d f?r v?xten.

Under samh?llets prim?rproduktion(eller prim?r biologisk produktion) h?nvisar till bildningen av biomassa (n?rmare best?mt, syntesen av plast?mnen) av producenter, utan att exkludera energi som f?rbrukas p? andning per tidsenhet per ytenhet (till exempel per dag per hektar). produktivitet milj?m?ssigt skapad

Prim?r produktion av samh?llet ?r uppdelad i bruttoprim?rproduktion, det vill s?ga alla produkter av fotosyntes utan kostnad f?r andning, och ren prim?rproduktion, vilket ?r skillnaden mellan brutto prim?rproduktion och andningskostnader. Ibland kallas det ocks? f?r ren assimilering eller observerad fotosyntes.

Gemenskapens nettoproduktivitet- Ansamlingshastigheten f?r organiskt material som inte f?rbrukas av heterotrofer (och sedan av nedbrytare). Ber?knas vanligtvis f?r v?xts?songen eller f?r ?ret. Det ?r allts? en del av produktionen som inte kan bearbetas av ekosystemet sj?lvt. I mer mogna ekosystem tenderar ett samh?lles nettoproduktivitet till noll (begreppet klimaxsamh?llen).

Gemenskapens sekund?ra produktivitet- Energiackumuleringshastigheten hos konsumenterna. Sekund?rproduktion ?r inte uppdelad i brutto och netto, eftersom konsumenterna bara f?rbrukar den energi som absorberas av producenterna, en del av den ?r inte assimilerad, en del anv?nds f?r andning och resten g?r till biomassa, d?rf?r ?r det mer korrekt att kalla det sekund?r assimilering .

F?rdelningen av energi och materia i ett ekosystem kan representeras som ett ekvationssystem. Om producenternas produkter representeras som P1, kommer produkterna fr?n f?rsta ordningens konsumenter att se ut s? h?r:

d?r R2 ?r kostnaden f?r andning, v?rme?verf?ring och oassimilerad energi. F?ljande konsumenter (andra best?llningen) kommer att behandla biomassan fr?n f?rsta best?llningskonsumenter i enlighet med:

och s? vidare, till konsumenter av h?gsta klass och nedbrytare. Allts?, ju fler konsumenter (konsumenter) det finns i ekosystemet, desto mer fullst?ndigt bearbetas den energi som ursprungligen registrerades av producenter i plast?mnen. I klimaxsamh?llen, d?r m?ngfalden vanligtvis ?r st?rst f?r en viss region, till?ter detta energibearbetningssystem samh?llen att fungera h?llbart under l?nga tidsperioder.

Ekosystemens biologiska produktivitet ?r grunden f?r livet i biosf?ren och m?nniskan som en del av den. Det beror p? markresurser (dess tillf?rsel av n?rings?mnen och fukt), atmosf?r, solljus och v?rme. Var och en av dessa faktorer (resurser eller f?rh?llanden) ?r oers?ttlig: i fr?nvaro av ljus eller koldioxid i atmosf?ren ?r det om?jligt att ?ka ekosystemets produktivitet med h?ga doser av g?dningsmedel eller riklig vattning. Vid l?ga temperaturer ?r b?de vattning och g?dning lika v?rdel?sa.

Det viktigaste n?r man anv?nder biologiska produkter fr?n naturliga ekosystem ?r att bevara dem genom rationell anv?ndning.

Varje ?r utarmar m?nniskor jordens resurser mer och mer. Det ?r inte f?rv?nande att bed?mningen av hur m?nga resurser en viss biocenos kan ge p? senare tid har blivit av stor betydelse. Idag ?r ekosystemets produktivitet avg?rande vid val av f?rvaltningsmetod, eftersom den ekonomiska genomf?rbarheten av arbetet direkt beror p? m?ngden produkter som kan erh?llas.

H?r ?r de viktigaste fr?gorna som forskare st?r inf?r idag:

• Hur mycket solenergi finns tillg?nglig och hur mycket assimileras av v?xter, m?tt?
• Vilka har h?gst produktivitet och vilka producerar mest prim?rproduktion?
• Vilka ?r kvantiteterna lokalt och globalt?
• Med vilken effektivitet omvandlas energi av v?xter?
• Vilka ?r skillnaderna mellan assimileringseffektivitet, ren produktionseffektivitet och milj?effektivitet?
• Hur ekosystem skiljer sig i m?ngd biomassa eller volym
• Hur mycket energi ?r tillg?nglig f?r m?nniskor och hur mycket anv?nder vi?

Vi kommer att f?rs?ka ?tminstone delvis besvara dem inom ramen f?r denna artikel. L?t oss f?rst f?rst? de grundl?ggande begreppen. S?, produktiviteten hos ett ekosystem ?r processen f?r ackumulering av organiskt material i en viss volym. Vilka organismer ?r ansvariga f?r detta arbete?

Autotrofer och heterotrofer

Vi vet att vissa organismer ?r kapabla att syntetisera organiska molekyler fr?n oorganiska prekursorer. De kallas autotrofer, vilket betyder "sj?lv?tande". Egentligen beror ekosystemens produktivitet just p? deras aktiviteter. Autotrofer kallas ocks? f?r prim?rproducenter. Organismer som kan producera komplexa organiska molekyler fr?n enkla oorganiska ?mnen (vatten, CO2) tillh?r oftast klassen v?xter, men vissa bakterier har samma f?rm?gor. Processen genom vilken de syntetiserar organiskt material kallas fotokemisk syntes. Som namnet antyder kr?ver fotosyntes solljus.

Vi b?r ocks? n?mna den v?g som kallas kemosyntes. Vissa autotrofer, fr?mst specialiserade bakterier, kan omvandla oorganiska n?rings?mnen till organiska f?reningar utan tillg?ng till solljus. Det finns flera grupper i hav och s?tvatten, och de ?r s?rskilt vanliga i milj?er med h?ga halter av svavelv?te eller svavel. Liksom klorofyllb?rande v?xter och andra organismer som kan fotokemisk syntes, ?r kemosyntetiska organismer autotrofer. Produktiviteten hos ett ekosystem ?r dock snarare vegetationens aktivitet, eftersom det ?r ansvarigt f?r ackumuleringen av mer ?n 90% av organiskt material. Kemosyntes spelar en oproportionerligt mindre roll i detta.

Under tiden kan m?nga organismer f? den n?dv?ndiga energin endast genom att livn?ra sig p? andra organismer. De kallas heterotrofer. Dessa inkluderar i princip alla samma v?xter (de "?ter" ocks? f?rdigt organiskt material), djur, mikrober, svampar och mikroorganismer. Heterotrofer kallas ocks? "konsumenter".

V?xternas roll

Som regel h?nvisar ordet "produktivitet" i detta fall till v?xternas f?rm?ga att lagra en viss m?ngd organiskt material. Och detta ?r inte f?rv?nande, eftersom endast v?xtorganismer kan omvandla oorganiska ?mnen till organiska. Utan dem skulle livet p? v?r planet vara om?jligt, och d?rf?r betraktas ekosystemets produktivitet fr?n denna position. I allm?nhet st?lls fr?gan extremt enkelt: hur mycket organiskt material kan v?xter lagra?

Vilka biocenoser ?r mest produktiva?

M?nniskoskapade biocenoser ?r konstigt nog l?ngt ifr?n de mest produktiva. Djungler, tr?sk och djungler av stora tropiska floder ligger l?ngt f?re dem i detta avseende. Dessutom ?r det dessa biocenoser som neutraliserar en enorm m?ngd giftiga ?mnen, som ?terigen kommer in i naturen som ett resultat av m?nsklig aktivitet och producerar ocks? mer ?n 70% av syret som finns i atmosf?ren p? v?r planet. F?rresten h?vdar m?nga l?rob?cker fortfarande att den mest produktiva "br?dkorgen" ?r jordens hav. M?rkligt nog ?r detta uttalande mycket l?ngt ifr?n sanningen.

"Ocean Paradox"

Vet du vad den biologiska produktiviteten i havets och havets ekosystem kan j?mf?ras med? Med halv?knar! Stora volymer biomassa f?rklaras av att det ?r vattenutrymmen som upptar st?rre delen av planetens yta. S? den upprepade f?rutsedda anv?ndningen av haven som den huvudsakliga k?llan till n?rings?mnen f?r hela m?nskligheten under de kommande ?ren ?r knappast m?jlig, eftersom den ekonomiska genomf?rbarheten f?r en s?dan sak ?r extremt l?g. Den l?ga produktiviteten hos ekosystem av denna typ minskar dock inte p? n?got s?tt havens betydelse f?r alla levande varelsers liv, s? de m?ste skyddas s? noggrant som m?jligt.

Moderna ekologer s?ger att jordbruksmarkens potential ?r l?ngt ifr?n utt?md, och i framtiden kommer vi att kunna f? rikligare sk?rdar fr?n den. S?rskilda f?rhoppningar st?lls p? att de kan producera en enorm m?ngd v?rdefullt organiskt material p? grund av deras unika egenskaper.

Grundl?ggande information om biologiska systems produktivitet

I allm?nhet best?ms produktiviteten hos ett ekosystem av hastigheten f?r fotosyntes och ackumulering av organiska ?mnen i en viss biocenos. Massan av organiskt material som skapas per tidsenhet kallas prim?rproduktion. Det kan uttryckas p? tv? s?tt: antingen i joule eller i den torra massan av v?xter. Bruttoproduktion ?r den volym som skapas av v?xtorganismer under en viss tidsenhet, med en konstant fotosynteshastighet. Man b?r komma ih?g att en del av detta ?mne kommer att anv?ndas under v?xternas liv. Det organiska materialet som blir kvar efter detta ?r ekosystemets rena prim?ra produktivitet. Det ?r detta som anv?nds f?r att mata heterotrofer, vilket inkluderar dig och mig.

Finns det en "?vre gr?ns" f?r prim?rproduktionen?

Kort sagt, ja. L?t oss ta en snabb titt p? hur effektiv fotosyntesprocessen ?r i princip. Kom ih?g att intensiteten av solstr?lning som n?r jordens yta beror mycket p? platsen: den maximala energiproduktionen ?r karakteristisk f?r ekvatorialzoner. Den minskar exponentiellt n?r den n?rmar sig polerna. Ungef?r h?lften av solens energi reflekteras av is, sn?, hav eller ?knar och absorberas av gaser i atmosf?ren. Ozonskiktet i atmosf?ren absorberar till exempel n?stan all ultraviolett str?lning! Endast h?lften av ljuset som n?r v?xternas blad anv?nds i fotosyntesreaktionen. S? ekosystemens biologiska produktivitet ?r resultatet av omvandlingen av en obetydlig del av solens energi!

Vad ?r sekund?ra produkter?

F?ljaktligen ?r sekund?rproduktion ?kningen av konsumenter (det vill s?ga konsumenter) under en viss tidsperiod. Naturligtvis beror ekosystemets produktivitet i mycket mindre utstr?ckning p? dem, men det ?r denna biomassa som spelar den viktigaste rollen i m?nskligt liv. Det b?r noteras att sekund?rt organiskt material ber?knas separat p? varje trofisk niv?. S?ledes ?r typerna av ekosystemproduktivitet indelade i tv? typer: prim?r och sekund?r.

F?rh?llandet mellan prim?ra och sekund?ra produkter

Som du kanske kan gissa ?r f?rh?llandet mellan biomassa och total v?xtmassa relativt litet. ?ven i djungler och tr?sk ?verstiger denna siffra s?llan 6,5 %. Ju fler ?rtartade v?xter i ett samh?lle, desto h?gre ackumuleringshastighet av organiskt material och desto st?rre divergens.

Om hastigheten och volymen av bildning av organiska ?mnen

I allm?nhet beror den maximala hastigheten f?r bildning av organiskt material av prim?rt ursprung helt p? tillst?ndet hos v?xtens fotosyntetiska apparat (PAR). Det maximala v?rdet f?r fotosynteseffektivitet som uppn?ddes under laboratorief?rh?llanden ?r 12 % av PAR-v?rdet. Under naturliga f?rh?llanden anses ett v?rde p? 5% vara extremt h?gt och intr?ffar praktiskt taget aldrig. Man tror att absorptionen av solljus p? jorden inte ?verstiger 0,1%.

F?rdelning av prim?rproduktion

Det b?r noteras att produktiviteten i ett naturligt ekosystem ?r extremt oj?mn p? en global skala. Den totala massan av allt organiskt material som bildas ?rligen p? jordens yta ?r cirka 150-200 miljarder ton. Kommer du ih?g vad vi sa om havsproduktivitet ovan? S?, 2/3 av detta ?mne bildas p? land! F?rest?ll dig bara: gigantiska, otroliga volymer av hydrosf?ren bildar tre g?nger mindre organiskt material ?n en liten del av landet, varav en betydande del ?r ?knar!

Mer ?n 90 % av ackumulerat organiskt material i en eller annan form anv?nds som f?da f?r heterotrofa organismer. Endast en liten del av solenergin lagras i form av jordhumus (liksom olja och kol, vars bildning forts?tter ?n idag). P? v?rt lands territorium varierar ?kningen av prim?r biologisk produktion fr?n 20 c/ha (n?ra Ishavet) till mer ?n 200 c/ha i Kaukasus. I ?kenomr?den ?verstiger inte detta v?rde 20 c/ha.

I princip, p? de fem varma kontinenterna i v?r v?rld, ?r produktionsintensiteten praktiskt taget densamma, n?stan: i Sydamerika ackumuleras vegetationen en och en halv g?nger mer torrsubstans, vilket beror p? utm?rkta klimatf?rh?llanden. D?r ?r produktiviteten hos naturliga och artificiella ekosystem maximal.

Vad matar m?nniskor?

Ungef?r 1,4 miljarder hektar av v?r planets yta upptas av plantager av m?nskligt odlade v?xter som f?rser oss med mat. Detta ?r ungef?r 10 % av alla ekosystem p? planeten. M?rkligt nog g?r bara h?lften av de resulterande produkterna direkt till m?nsklig mat. Allt annat anv?nds som s?llskapsdjursfoder och g?r till industriproduktionens behov (ej relaterat till livsmedelsproduktion). Forskare har l?nge slagit larm: produktiviteten och biomassan i v?r planets ekosystem kan inte tillhandah?lla mer ?n 50 % av m?nsklighetens proteinbehov. Enkelt uttryckt lever halva v?rldens befolkning under tillst?nd av kronisk proteinsv?lt.

Rekordbrytande biocenoser

Som vi redan har sagt, k?nnetecknas ekvatorialskogarna av den st?rsta produktiviteten. T?nk bara: en hektar s?dan biocenos kan inneh?lla mer ?n 500 ton torrsubstans! Och detta ?r l?ngt ifr?n gr?nsen. I Brasilien, till exempel, producerar en hektar skog fr?n 1200 till 1500 ton (!) organiskt material per ?r! T?nk bara: det finns upp till tv? centner organiskt material per kvadratmeter! I tundran bildas inte mer ?n 12 ton i samma omr?de och i skogarna i mittzonen - inom 400 ton. Jordbruksg?rdar i dessa delar anv?nder aktivt detta: produktiviteten hos ett artificiellt ekosystem i form av ett socker sockerr?rsf?lt, som kan samla upp till 80 ton torrsubstans per hektar, ingen annanstans kan fysiskt producera s?dana sk?rdar. Orinoco- och Mississippivikarna, liksom vissa omr?den i Tchad, skiljer sig dock n?got fr?n dem. H?r ”producerar” ekosystemen upp till 300 ton ?mne per hektar och ?r!

Resultat

Produktivitetsbed?mning b?r d?rf?r utf?ras specifikt p? det prim?ra ?mnet. Faktum ?r att sekund?r produktion inte utg?r mer ?n 10% av detta v?rde, dess v?rde fluktuerar mycket, och d?rf?r ?r det helt enkelt om?jligt att g?ra en detaljerad analys av denna indikator.

Den hastighet med vilken ekosystemproducenter fixerar solenergi i de kemiska bindningarna av syntetiserat organiskt material best?mmer samh?llenas produktivitet.

Den organiska massa som skapas av v?xter per tidsenhet kallas f?r samh?llets prim?rproduktion. Produkter uttrycks kvantitativt i v?xternas v?ta eller torra massa eller i energienheter - motsvarande antal joule.

Bruttoprim?rproduktion ?r m?ngden ?mne som skapas av v?xter per tidsenhet vid en given fotosynteshastighet. En del av denna produktion g?r till att uppr?tth?lla den vitala aktiviteten hos v?xterna sj?lva (utgifterna f?r andning).

Den ?terst?ende delen av den skapade organiska massan k?nnetecknar nettoprim?rproduktionen, som representerar m?ngden v?xttillv?xt. Nettoprim?rproduktion ?r en energireserv f?r konsumenter och nedbrytare.

Bearbetas i n?ringskedjor och anv?nds f?r att fylla p? massan av heterotrofa organismer.

?kningen av m?ngden konsumenter per tidsenhet ?r samh?llets sekund?ra produktion. Sekund?r produktion ber?knas separat f?r varje trofisk niv?, eftersom ?kningen av massan vid var och en av dem uppst?r p? grund av energin som kommer fr?n den f?reg?ende.

Heterotrofer, som ing?r i trofiska kedjor, lever av samh?llets prim?ra nettoproduktion. I olika ekosystem konsumerar de det i olika grad. Om hastigheten f?r borttagning av prim?rprodukter i livsmedelskedjorna sl?par efter takten f?r v?xttillv?xt, leder detta till en gradvis ?kning av producenternas totala biomassa.

Produktivitet av biocenoser. Hastigheten f?r solenergifixering best?mmer produktiviteten hos biocenoser.

Huvudindikatorn f?r produktion ?r biomassan av organismer (v?xter och djur) som utg?r biocenosen. Det finns v?xtbiomassa - fytomassa, animalisk biomassa - zoommassa, bakteriomassa och biomassa av specifika grupper eller organismer av enskilda arter.

Biomassa ?r det organiska materialet i organismer, uttryckt i vissa kvantitativa enheter och per ytenhet eller volymenhet.

Produktivitet ?r tillv?xttakten f?r biomassa. Det h?nvisas vanligtvis till en specifik period och omr?de, till exempel ett ?r och ett hektar. Det ?r k?nt att gr?na v?xter ?r den f?rsta l?nken i n?ringskedjorna och endast de kan sj?lvst?ndigt bilda organiskt material med hj?lp av solens energi. D?rf?r kallas biomassan som produceras av autotrofa organismer, det vill s?ga m?ngden energi som omvandlas av v?xter till organiskt material i ett visst omr?de, uttryckt i vissa kvantitativa enheter, prim?rproduktion. Dess v?rde ?terspeglar produktiviteten hos alla l?nkar av heterotrofa organismer i ekosystemet.

Den totala produktionen av fotosyntes kallas bruttoprim?rproduktion. Detta ?r all kemisk energi i form av producerat organiskt material. En del av energin kan anv?ndas f?r att uppr?tth?lla den vitala aktiviteten (andningen) hos producenterna sj?lva – v?xter. Om man tar bort den delen av energin som v?xter l?gger p? andning f?r man ren prim?rproduktion.

Det kan l?tt tas i beaktande. Det r?cker att samla, torka och v?ga v?xtmassan till exempel vid sk?rd. S?ledes ?r nettoprim?rproduktionen lika med skillnaden mellan m?ngden atmosf?riskt kol som absorberas av v?xter under fotosyntesen och som konsumeras av dem genom andning. Maximal produktivitet ?r typiskt f?r tropiska ekvatorialskogar. F?r en s?dan skog ?r 500 ton torrsubstans per 1 ha inte gr?nsen. F?r Brasilien anges siffror p? 1500 och till och med 1700 ton - det ?r 150-170 kg. v?xtmassa per 1 kvm. (j?mf?r: i tundran - 12 ton, och i l?vskogar i den tempererade zonen - upp till 400 ton per 1 hektar).

Fertila jordavlagringar, en h?g summa av ?rliga temperaturer och ett ?verfl?d av fukt hj?lper till att uppr?tth?lla en mycket h?g produktivitet av fytocenoser i deltan i s?dra floder, laguner och flodmynningar. Den n?r 20-25 ton per 1 hektar per ?r i torrsubstans, vilket avsev?rt ?verstiger granskogarnas prim?rproduktivitet (8-12 ton). Sockerr?r lyckas samla upp till 78 ton fytomassa per 1 hektar p? ett ?r. ?ven en sphagnummosse har under gynnsamma f?rh?llanden en produktivitet p? 8-10 ton, vilket kan j?mf?ras med produktiviteten i en granskog.

"Rekordh?llarna" f?r produktiviteten p? jorden ?r gr?ssn?r av daltyp, som har bevarats i deltan i Mississippi, Parana, Ganges, runt Tchadsj?n och i vissa andra regioner. H?r bildas p? ett ?r upp till 300 ton organiskt material per 1 hektar!

Sekund?ra produkter ?r biomassa som skapas av alla konsumenter av biocenosen per tidsenhet. N?r man ber?knar det g?rs ber?kningar separat f?r varje trofisk niv?, f?r n?r energin flyttar fr?n en trofisk niv? till en annan, ?kar den p? grund av mottagandet fr?n f?reg?ende niv?.

Den totala produktiviteten f?r en biocenos kan inte bed?mas med en enkel aritmetisk summa av prim?r och sekund?r produktion, eftersom ?kningen av sekund?r produktion inte sker parallellt med tillv?xten av prim?r, utan p? grund av f?rst?relsen av n?gon del av den. Det finns ett slags tillbakadragande, subtraktion av sekund?ra produkter fr?n den totala m?ngden prim?rprodukter. D?rf?r bed?ms produktiviteten hos en biocenos utifr?n prim?rproduktion. Prim?rproduktionen ?r m?nga g?nger st?rre ?n sekund?rproduktionen. I allm?nhet varierar sekund?r produktivitet fr?n 1 till 10 %. Ekologins lagar f?rutbest?mmer skillnader i biomassan hos v?xt?tare och prim?ra rovdjur. En flock migrerande r?djur f?ljs allts? vanligtvis av flera rovdjur, till exempel vargar. Detta g?r att vargarna kan bli v?ln?rda utan att kompromissa med bes?ttningens reproduktion. Om antalet vargar n?rmade sig antalet r?djur, skulle rovdjur snabbt utrota bes?ttningen och l?mnas utan mat. Av denna anledning finns det ingen h?g koncentration av rovdjur och f?glar i den tempererade zonen.