2014-01-31
986
Весь запас энергии сосредоточен в массе органического вещества - биомассе, поэтому интенсивность образования и разрушения органического вещества на каждом из уровней определяется прохождением энергии через экосистему (биомассу всегда можно выразить в единицах энергии).
Производительность экосистем (древесина, листва и плоды растений, животная биомасса), которая измеряется количеством органического вещества, созданного за единицу времени на единицу площади, называется биологической производительностью экосистемы.
Производительностью называют способность живого вещества создавать, трансформировать и накапливать органическое вещество (биомассу).
Выражают производительность через показатели продукции.
Различают первичную и вторичную продукцию.
Скорость накопления энергии продуцентами в форме органического вещества, которое может быть использовано в пищу, называется первичной продукцией. Этим показателем определяется общий поток энергии через живую составляющую экосистемы, а значит, и количество (биомасса) живых организмов, которые могут существовать за ее счет в экосистеме.
В первичной продукции различают валовую и чистую продуктивность. Валовая первичная продуктивность - это скорость, с которой растения накапливают химическую энергию при фотосинтезе. Часть ее (около 20 %) они тратят на дыхание - поддержание собственной жизнедеятельности, которая затем в виде теплоты выделяется в окружающую среду и теряется для экосистемы. Скорость накопления органического вещества продуцентами за вычетом расхода на дыхание называется чистой первичной продуктивностью. Это энергия, которую могут использовать организмы следующих трофических уровней.
Скорость накопления органического вещества на уровнях консументов называется вторичной продуктивностью. Это энергия, которую создают гетеротрофы (консументы и редуценты) в результате переработки растительной и животной биомассы.
Основные классы экосистем по биопродуктивности, г/м2 за год:
- экосистемы высочайшей производительности (тропические влажные леса) – 2000-3000;
- экосистемы высокой производительности (листвен. леса умеренной зоны и луга) -1000-2000;
- экосистемы умеренной производительности (степи и кустарники) – 250-1000;
- экосистемы низкой производительности (пустыни, полупустыни, тундра) - 250.
На конкретное значение продукции влияет много разных факторов, но, как правило, первое место занимают влажность и температура, второе - обеспеченность биогеоценоза элементами минерального питания.
Наибольшую продукцию имеют биогеоценозы влажного тропического, леса. Дальше продукция уменьшается по градиентам температуры и влажности в направлении от экватора к полюсам.
По площади на Земле преобладают низкопродуктивные экосистемы пустынь и океанов.
Кроме продукции, важным показателем является деструкция - скорость разложения органического вещества до минерального. Процессы деструкции осуществляют редуценты - прежде всего грибы и бактерии. Разность между продукцией и деструкцией является показателем аккумуляции (накопления) органического вещества в биогеоценозе.
В наземных биогеоценозах накопленное органическое вещество в дальнейшем постепенно превращается в гумус, который благодаря своим физико-химическим свойствам способен сохранять питательные минеральные вещества, предотвращая тем самым их вымывание дождями и талой водой в Мировой океан. Поэтому богатые на гумус почвы (например, черноземы) содержат большой запас питательных веществ, необходимых продуцентам, и являются наиболее плодородными.
В хорошо сформированных, стабильных биогеоценозах, таких как старые дубовые леса, ковыльные степи, тундры, органическое вещество почти не аккумулируется. Здесь первичная продукция практически равняется деструкции, т.е. все, что синтезируется растениями, сполна потребляется животными, грибами, бактериями и раскладывается до минеральных веществ, которые снова используются продуцентами и возвращаются в биологический круговорот.
3.9. Понятие экологической ниши
Любой живой организм приспособлен (адаптирован) к определенным условиям окружающей среды. Изменение ее параметров, их выход за некоторые границы толерантности подавляет жизнедеятельность организмов и может вызвать их гибель.
Требования того или иного организма к факторам среды обусловливают границы его распространения и место, занимаемое в экосистеме.
Экологическая ниша - это пространственно-временное положение организма в рамках экосистемы: где, когда и чем он питается; где живет; какое потомство выводит; как зимует и т.п.
Образно говоря, если местообитание (ареал, экотоп) - это как бы адрес организмов данного вида, условия его существования, то экологическая ниша - это профессия, роль организма в месте его обитания.
Понятие "экологическая ниша" ввел в 1927 г. английский биолог Ч. Элтон.
По обыкновению в природных биогеоценозах количество экологических ниш совпадает с количеством видов, которые этот биогеоценоз населяют {принцип Гаузе).
Весь биоценоз можно вообразить как совокупность взаимосвязанных между собой экологических ниш.
Соотношения экологических ниш А и В может быть таким:
|
I - экологические ниши целиком накладываются (лисица и волк охотятся на птиц и мелких зверей);
II - частично совпадают (совы и ястребы охотятся на грызунов и маленьких птичек, но сова ночью, а орел днем);
III - соприкасаются (слоны питаются высокой травой, антилопы - низкой, а буйволы - молодыми побегами);
IV - целиком разделенные (растения и хищники).
Вид занимает свою экологическую нишу, чтобы выполнять отвоеванную им у других видов функцию только ему присущим способом, осваивая, таким образом, среду обитания и в то же время формируя ее. Природа очень экономна: даже два вида, занимающих одну и ту же экологическую нишу, не могут устойчиво существовать, в конкурентной борьбе один вид вытеснит другой (Принцип конкурентного исключения Г.Ф.Гаузе).
Чаще всего понятие ниши используется для популяции. Таким образом, одна популяция может занимать несколько экологических ниш, значительно расширяя свою распространенность в разнообразных экосистемах, которые, бесспорно, оказывает содействие лишь процветанию данной популяции да и вида в целом.
