Чистая первичная продукция

Cтраница 3

На своем значительном протяжении пути вещества и энергии в сообществах совпадают, причем в обоих случаях системе редуцентов принадлежит решающая - роль. Углерод, например, включается в трофическую структуру сообщества путем фиксации молекулы СС2 в процессе фотосинтеза. Если он вошел в чистую первичную продукцию, то становится доступным для потребления в качестве компонента сахара, жира, белка или очень часто целлюлозы. Он проходит такой же путь, что и энергия, последовательно потребляясь, выделяясь с фекалиями, ассимилируясь и, возможно, входя в состав вторичной продукции одной из трофических групп. Когда молекула, включающая этот углерод, используется в конце концов для совершения работы, ее энергия теряется в виде тепла, а углерод вновь поступает в атмосферу в виде СОг - продукта тканевого дыхания. Здесь пути энергии и углерода ( или других биогенных элементов) расходятся. [31]

Скорость накопления вещества экологической системой за вычетом того вещества, которое израсходовано на дыхание, образует фактическую, или чистую первичную, продуктивность сообщества. Чистая первичная продукция оказывается доступной консументам - растительноядным организмам и через них - плотоядным. Они тоже образуют органическое вещество за счет чистой первичной продукции, но сами создавать органику из неорганического вещества они не могут. Продуктивность ( и продукция) консументов носит название вторичной продуктивности. [32]

Для того чтобы человек вернулся в состояние равновесия с природой, необходимо, прежде всего, осознать место человека ( как биологического вида) в биосфере, его природное предназначение. Человек не является царем природы, ее хозяином. Согласно Горшкову [35], все консументы ( потребители чистой первичной продукции) могут быть разбиты на 3 группы в зависимости от своих размеров. Первая группа размерами от 10 - 6 до 10 - 4 м ( бактерии, грибы-сапрофаги) потребляет около 90 % чистой первичной продукции. Вторая группа ( беспозвоночные) с размерами от 10 - 4 до 10 - 2 м потребляет около 10 % чистой первичной продукции. Третья группа с размерами от 10 - 2 до 1 м, в которую входит и человек, потребляет не более 1 % чистой первичной продукции. С биосферной точки зрения человек относится к крупным передвигающимся животным, выполняющим задачу тренировки ремонтников биосферы. Основную работу по восстановлению биосферы после катастрофических воздействий различного рода как раз выполняют ремонтники биосферы. Для сохранения биосферы человек, прежде всего не должен превышать отведенную ему природой норму потребления чистой первичной продукции, должен обеспечивать постоянную, относительно низкую, плотность популяции. Не человек управляет биосферой, а биосферные сообщества определяют допустимую ( и необходимую. В осознании своего места в биосфере как раз и заключается разумность человека. Согласно оценкам, для того чтобц биосфера возвратилась в состояние, в котором бы в полной мере возобновилась работа биотической регуляции ( поскольку биота при современной численности населения не способна регулировать возмущения антропогенного происхождения), численность населения планеты должна быть уменьшена в 10 раз. [33]

Продуктивность экосистемы Северного моря. [34]

Как уже говорилось, общее количество вещества, образующееся при фотосинтезе за определенный отрезок времени, называется валовой первичной продукцией. Часть первичной продукции используется растениями в качестве источника энергии. Разница между валовой первичной продукцией и частью органического вещества, используемого растениями, называется чистой первичной продукцией, она доступна для потребления организмами более высоких трофических уровней. В табл. 17.1 приведены данные о продуктивности Северного моря. Суммарный общий улов рыбы содержит менее 0 1 % величины энергии в валовой первичной продукции. Этот удивительный, на первый взгляд, факт объясняется большой потерей энергии на каждом уровне пищевой цепи и большим числом трофических уровней между первым трофическим уровнем и уровнем, продукция которого используется людьми, в данном случае рыбой. Отношение чистой первичной продукции к установленному запасу называется константой скорости обновления, которая показывает сколько раз в год происходит смена популяции. [35]

Большая часть поглощенной растениями, но не усвоенной энергии, рассеивается в окружающую среду в виде тепловой энергии. Часть образованных органических веществ окисляется, а высвобождающаяся энергия расходуется на поддержание всех метаболических процессов. Эта энергия, в конечном счете, также рассеивается в виде тепла. В чистую первичную продукцию превращается только 1 % поглощенной растением энергии. [36]

Оставшаяся часть составляет чистую первичную продукцию ( чистая ассимиляция), которая в дальнейшем используется консументами и редуцентами, или накапливается в экосистеме. [37]

Важнейшим понятием, позволяющим осмыслить ограниченность ресурсов, которым и располагает человечество, является чистая первичная продукция биосферы. Чистая первичная продукция является основой всех пищевых цепей. Человек потребляет не более 3 % чистой первичной продукции, произведенной на суше, еще около 36 % используется им косвенно. Если учесть чистую первичную продукцию океана, то человек, с учетом косвенного потребления, использует около 25 % чистой первичной продукции всей биосферы. Эти цифры показывают, что существует важный предел в использовании ресурсов - объем чистой первичной продукции биосферы. И этот предел близок. [38]

Бвосфершш рол одной пксоим ( по А.В. Лию, Ш7. [39]

Поскольку ни один механизм не работает со 100 % - ным коэффициентом полезного действия, не вся полученная продуцентами энергия накапливается в виде первичной продукции; часть ее рассеивается в форме тепла. В свою очередь, часть энергии, накопленной в биомассе, расходуется на процессы жизнедеятельности; это ведет к уменьшению биомассы. Эти потери принято называть потерями на дыхание. В результате в виде накопленной биомассы ( чистая первичная продукция) аккумулируется лишь относительно небольшая часть полученной организмом продуцента солнечной энергии. [40]

Важная роль в экономике биогеоценоза принадлежит цепям питания, которые составляют трофическую структуру и по которым осуществляется перенос энергии и круговорот веществ. Первичным источником энергии в цепи питания является солнечное излучение, энергия которого составляет 4 6 1026Дж / с. Поверхности Земли достигается 1 / 2000000 часть этого количества энергии, из которых около 1 - 2 % ассимилируется растениями. Энергия, накопленная в растительной биомассе, составляет чистую первичную продукцию биогеоценоза. Фи-тобиомасса используется в качестве источника энергии и материала для создания биомассы потребителей первого порядка и далее по пищевой цепи. Обычно продуктивность последующего трофического уровня составляет не более 5 - 20 % предыдущего. [41]

Нарушение природных экосистем приводит к потере устойчивости биосферы, нарушается ее способность гасить на основе обратных связей возникающие возмущения. Причиной наступления глобального экологического кризиса авторы указанного выше пособия считают то, что человек уже превысил экологический предел потребления чистой первичной продукции. Согласно их оценке произошло это еще в начале нашего века. Единственный способ избежать дальнейшего углубления экологического кризиса заключается в возвращении в природные пределы потребления человечеством чистой первичной продукции. Только в этом случае может возродиться регулирующая функция биосферы. [42]

Пирамиды изображают в виде сужающихся к верху прямоугольников равной высоты, поставленных друг на друга. Длина этих прямоугольников соответствует масштабам продукции на соответствующих трофических уровнях. Основными продуцентами в океане являются одноклеточные водоросли, их годовая продукция может в десятки раз превышать запас биомассы на данный момент времени. Вся чистая первичная продукция быстро вовлекается в цепи питания, и биомасса водорослей накапливается в незначительном количестве, но его хватает для поддержания скорости воссоздания органического вещества. На высших трофических уровнях преобладает тенденция к накоплению биомассы, в результате достаточно большой длительности жизни крупных морских хищников скорость их размножения в отличие от водорослей очень мала и в их телах задерживается значительная часть вещества, поступающего по цепям питания. [44]

Страницы: 1 2 3 4