Продуктивность экосистем

Впервые на важную роль дождевых червей в поддержании структуры и плодородия почвы обратил внимание Чарлз Дарвин. В плодородной почве может насчитываться до двух миллионов дождевых червей на гектар. Проходя через кишечник червя почва размельчается и обогащается различными элементами, а затем в виде экскрементов выносится на поверхность. Это улучшает ее структуру и обеспечивает своего рода вспахивание (по приблизительным оценкам, такой оборот почвы составляет около 50 т на гектар в год). Конечные продукты азотистого обмена червей в свою очередь добавляют питательные вещества в почву эти вещества в дальнейшем могут использовать растения. Связывание избытка кальция в ввде его солей уменьшает кислотность почвы, что в целом улучшает рост растений. Вырытые червями ходы обеспечивают хорошую аэрацию почвы и дренаж, в результате чего большее количество кислорода поступает к корням растений. Затаскивая детрит с поверхности почвы в свои норки, земляные черви увеличивают общую скорость разложения органических веществ и продуктивность экосистемы. [c.301]

Последний момент очень важен для сохранения плодородия почвы. В дождевых тропических лесах основная часть органики и минеральных элементов питания экосистемы сосредоточена в надземных частях растений. Опад, как и любое МОВ, очень быстро минерализуется, и за 5—6 нед, если не раньше, его вещества вновь включаются в состав живой биомассы — в почве почти ничего потенциально полезного не накапливается. Деревья образуют густое поверхностное сплетение корней, которое поглощает 99,9% просачивающихся сквозь грунт минеральных солей. Многие лесные породы относятся к бобовым, и на их корнях находятся клубеньки с азот-фиксирующими бактериями. Другие виды обычно связаны с микоризными грибами, которые в процессе собственного питания переносят жизненно необходимые минеральные вещества из разлагающегося опада непосредственно в растения. Такой быстрый круговорот элементов поддерживает высокую продуктивность экосистемы несмотря на низкое плодородие почвы. Она вполне подходит для переложного земледелия, при котором небольшие поля сравнимы с прогалинами ( окнами ), периодически возникающими естественным путем в пологе, чтобы быстро зарасти снова. Однако широкомасштабное сведение леса под сельскохозяйственные площади в таких условиях, очевидно, нерентабельно. [c.429]

При анализе движения энергии через экосистему выделяют первичную (ПП) и вторичную (ВП) продуктивность экосистемы. [c.29]

Первичная продуктивность экосистемы, сообщества или любой их части - это скорость (количество энергии/год), с которой солнечная энергия усваивается организмами-продуцентами в процессе фотосинтеза, накапливаясь в форме органических веществ. [c.29]

На продуктивность экосистемы влияет также ее структура. Например, первичная продукция лиственного леса обычно превосходит продукцию пшеничного поля благодаря вертикальной ярусности, когда каждый ярус (деревья, кустарник, подрост, трава) поглощает часть солнечной энергии. [c.31]

Емкость среды можно определить как максимальную численность популяции данного вида, которая существует в экосистеме. Если численность популяции достигла емкости среды или приближается к ней, продуктивность экосистемы близка к нулю, прироста численности популяции не наблюдается. Продукцию, а следовательно, и уровень устойчивой эксплуатации можно повысить, уменьшив плотность популяции, чтобы ослабить конкуренцию и добиться оптимальных скоростей роста. [c.45]

Методы ликвидации разливов нефти с поверхности почвы менее разнообразны, чем с поверхности воды (табл. 1.11), однако сама проблема рекультивации почвы является достаточно острой и сложной, особенно в отношении продуктивных сельскохозяйственных угодий. Рекультивации малопродуктивных почв уделяется значительно меньше внимания, а труднодоступные торфяники, торфяно-болотные почвы считаются непригодными к рекультивации [71], хотя разливы нефти наносят подобным экосистемам существенный урон. [c.40]

АТФ, АДФ и АМФ). Он входит также в состав нуклеиновых кислот ДНК и РНК, ответственных за хранение и передачу наследственной информации. Следовательно, фосфор совершенно необходим живым организмам, и его нехватка в экосистеме может стать лимитирующим фактором ее продуктивности. Наиболее наглядно это проявляется в морских экосистемах. [c.70]

Как уже говорилось, растительность континентов поглощает значительную часть избыточного антропогенного углерода из атмосферы. Поэтому для прогноза вероятных глобальных изменений важно знать, как изменяется продуктивность континентальных экосистем с увеличением концентрации СО2. Сложность проблемы заключается не только в многообразии экосистем и наличии в каждой их них многочисленных подлежащих количественному учету связей между отдельными элементами (см. упрощенную схему углеродного цикла внутри экосистемы на рис. 3.12). Недостаточно изучены взаимодействия циклов углерода и других элементов-органогенов - азота, фосфора, серы, лимитирующих продуктивность большинства континентальных экосистем. [c.102]

Мезотрофные экосистемы занимают по показателям биологической продуктивности и биомассы промежуточное положение между олиготрофными и эвтрофными водными системами. [c.13]

В естественных экосистемах, не испытавших в значительной степени антропогенного воздействия, качество окружающей природной среды обеспечивается самой природой. При ведении хозяйственной деятельности в таких условиях задача состоит в том, чтобы не нарушать сложившегося баланса. В нарушенных экосистемах улучшение качества окружающей природной среды достигается регулированием степени удовлетворения экономических интересов предприятий-производителей и требований экологической защиты природы. Такой метод регулирования получил название правление качеством окружающей природной среды. В нем проявляется сущность охраны окружающей природной среды в современных условиях — достижение оптимального соотношения экономических и экологических интересов общества, при котором обеспечивается качество жизни человека, т.е. удовлетворяются его материальные и духовные потребности на основе /сильнейшего развития экономики и сохраняется здоровая, продуктивная, многообразная окружающая его естественная среда обитания. [c.68]

Интенсивное земледелие мира способно функционировать в том случае, если оно имеет надежную промышленную основу. Индустриализованное сельское хозяйство ФРГ добилось постоянного повышения урожаев с единицы площади путем использования фотосинтетического преобразования солнечной энергии в биомассу. Однако эти всё возрастающие урожаи были достигнуты только за счет непропорционально выросших затрат вне сельскохозяйственной экосистемы. На рисунке 13 показаны в принципе хорошо известные взаимосвязи, значение которых часто недооценивается. С увеличивающейся интенсивностью сельскохозяйственного производства расходы постоянно резко возрастают. В результате плато кривой чистой продуктивности, т. е. оптимальный уровень, достигается значительно раньше, чем об этом можно судить по валовому урожаю. Обсуждая рентабельность какого-либо метода защиты растений, нельзя отходить от кривой чистой продуктивности, т. е. предварительно снимать все затраты. Если принять во внимание удорожание и ограниченность доступного жидкого топлива, то можно предвидеть, что прежние успехи подходят к концу. В США, например, начиная с 1970 г. урожаи пшеницы, кукурузы, сорго, сои, хлопчатника и многих плодовых и овощных культур не повышаются, а скорее снижаются, несмотря на растущее использование минеральных удобрений и пестицидов [509]. Еще более тревожной, чем графическое изображение (рис. 13), является проведенная ФАО экстраполяция глобальных дан- [c.254]

Неудобств, связанных с использованием пирамид чисел можно избежать путем построения пирамид биомассы, в которых учитывается суммарная масса организмов (биомасса) каждого трофического уровня. Для таких оценок надо взвесить типичных представителей каждого вида, что, конечно, трудоемко и может потребовать дорогого оборудования. В идеале сравниваются сухие биомассы. Их либо оценивают приблизительно по сырым данным, либо определяют разрушающим методом (опыт 11.2). Прямоугольники, из которых строится пирамида, теперь соответствуют массе организмов на единице площади или в единице объема местообитания. На рис. 10.7 приведена пирамида биомассы некой водной экосистемы. Обратите внимание, что биомасса продуцентов (фитопланктона) меньше, чем биомасса первичных консументов (зоопланктона), и лишь вьппе этого уровня пирамида приобретает характерную для нее форму. При взятии образцов, иными словами в какой-то данный момент времени, всегда определяется биомасса на корню, или урожай на корню. Важно понимать, что эта величина не содержит никакой информации о скорости образования биомассы (продуктивности) или ее потребления. В противном случае могут возникнуть ошибки по двум причинам. [c.393]

Изучение продуктивности различных компонентов экосистемы фактически означает прослеживание различньк путей переноса в ней энергии. Энергия поступает в биоту через продуцентов, и скорость, с которой она запасается ими в виде пригодного в пищу органического вешества, называется первичной продуктивностью. Этот параметр очень важен, поскольку он определяет общее количество энергии, доступное всем организмам сообщества, т. е. суммарную биомассу экосистемы. [c.395]

Используя для борьбы с вредителями, патогенами и сорняками те методы, которые подсказаны нам природными системами, мы сможем, очевидно, обеспечить высокую продуктивность сельского хозяйства на основе селективной защиты, не причиняя никакого вреда ни человеку, ни другим компонентам экосистемы. [c.492]

Отсюда видно, что в состоянии системы Земли первоочередную роль играет дисбаланс между продукцией и деструкцией. Кислород атмосферы представляет недоиспользованный в деструкции остаток кислорода фотосинтеза. Важны не столько абсолютные величины продукции и деструкции, сколько разность между ними. Экосистемы с низкой продуктивностью могут оказаться в сумме накопителями органического углерода, если деструкция в них еще более замедлена. Такая картина действительно наблюдается в холодной тундре и в анаэробных болотах. Деструкция не может в целом превышать продукцию, и поэтому система должна неизбежно двигаться в направлении накопления кислорода и органического вещества. При этом деструкция зависит от содержания кислорода и существенно различна в аноксических и аэробных условиях. Разность между продукцией и деструкцией определяется наличием ловушек, в приведенном примере холодной и анаэробной, к которым надо добавить обычную геологическую седиментационную ловушку. [c.12]

Для составления энергетических балансов, материальных балансов потоков веществ, расчета продуктивности искусственных экосистем и объема отходов необходимо знать структуру переноса энергии и вещества в экосистеме. [c.24]

Температурная стратификация может вызывать как благоприятные, так и отрицательные изменения в водной экосистеме. Направленность этих изменений определяется лимитирующим фактором для обитателей водоема (гидробионтов). Если летом активность их роста зависит от уровня освещенности, то действие стратификации благоприятно, так как прогрев верхних слоев воды и отсутствие конвективных потоков затрудняет перемещение первичных продуцентов - водорослей из области солнечного освещения в глубину, способствует их росту и повышению продуктивности водоема. [c.79]

Содержание органического вещества. Органическое вещество в пресноводных экосистемах участвует в процессах, приводящих к изменению физико-химических свойств воды, содержания и состава растворенных и взвешенных веществ, видовой структуры и продуктивности биоценозов (рис. 2.4). [c.90]

Содержание автохтонного органического вещества в воде зависит от биологической продуктивности водной экосистемы. Биологическая продуктивность морских и пресноводных продуцентов и их сообществ в сравнении с наземными представлена ниже. [c.92]

Общая численность и состав микроорганизмов, их скорость роста зависят от климатических условий, типа почв, глубины горизонта и др. В 1 г почвы содержится от 10 (по данным светового микроскопирования) до 10 -10 (по данным электронного микроскопирования) клеток различных микроорганизмов. В лесных и луговых почвах время удвоения микробных популяций составляет от 50 до 1200 ч. Данные о продуктивности почвенных микроорганизмов в почвенных экосистемах умеренной климатической зоны приведены в табл. 2.6. [c.153]

Выпадение кислотных дождей отрицательно воздействует на лесные экосистемы. Снижается их первичная продуктивность, развивается вторичная сукцессия, приводящая к доминированию ограниченного числа ацидо- [c.190]

Таким образом, вполне очевидно, что в теоретическом и прикладном отношении исключительный интерес представляет анализ функционального потенциала естественного микробного сообщества с упором на оценку процессов разложения органического вещества, образовавшегося в наземной экосистеме при фотосинтезе. Именно функциональный потенциал микробного сообщества обеспечивает организацию циклов биогенных элементов и, в конечном счете, определяет здоровье почвы , то есть способность поддерживать агрономическую продуктивность, сохранять приемлемое качество воды и воздуха, а также обеспечивать здоровье людей, животных и растений. [c.4]

Так же точно должно установиться новое равновесие и в отношении приливных течений, усиление которых приведет к изменению транспорта наносов в самом зал. Мэн и прилегающих к нему эстуариях. Показано, что увеличение перемешивания вод в заливе может повлиять на сезонные температуры воды, на режим обмена с открытым морем питательными веществами из-за их задержки вследствие нарушения стратификации. Сочетание этих факторов (для зал. Мэн предсказывается уменьшение температуры вод примерно на Г) должно по оценке экологов привести к увеличению первичной и вторичной продуктивности и к изменению видового состава всей экосистемы. [c.239]

Почвенные экосистемы, особенно плодородные, при нефтяном загрязнении рекультивируются естественным или искусственным путем крайне медленно. Хотя и считается, что можно ликвидировать загрязнение почвы механическим снятием верхнего слоя [69], однако при этом резко уменьшается продуктивность почвы. Так, по данным [70], после очистки почвы от нефти бульдозером и годичного парования земли урожай овса был в пять раз ниже на участке, подвергавшемся загрязнению и рекультивации, по сравнению с основным полем. [c.40]

Для контроля за состоянием биосферы в настоящее время особое значение приобретает регламентация выбросов зафязняющих веществ в окружающую среду, их поступления в природные экосистемы с учетом их воздействия на отдельные организмы и их сообщества, В качестве критериев для офаничения антропогенных нафузок предложено использовать изменение первичной продуктивности в биогеоценозах, степень повреждения критических звеньев (по Криволуцкому), нарушение биогеохимических циклов биогенных элементов, [c.310]

Весеннее цветение и апвеллинговые зоны — это не просто время и области высокой продуктивности результатом являются изменения в структуре всей экосистемы. Например, сообщества фитопланктона в областях с высокой продуктивностью обычно богаты диатомовыми водорослями — организмами, которые после смерти эффективно переносят углерод и питательные вещества в глубинные воды. В отличие от этого в тропиках, где сообщество фитопланктона приспособилось к водам с низким содержанием питательных веществ путем их очень эффективной переработки, экспорт в глубинные воды невелик. [c.198]

Г еосистемный (хозяйственный) Исчезающие виды животных и растений. Природные экосистемы. Агросистемы. Лесные экосистемы Функциональная структура природных экосистем и ее нарушения. Популяционное состояние растений и животных. Урожайность сельскохозяйственных культур. Продуктивность насаждений [c.376]

Некоторые общие экологические черты сельскохозяйственных экосистем. По самой своей природе успехи сельскохозяйственной науки всегда склонны вызывать экологические изменения. Экосистемы, создаваемые ею, непрочны, но биологически очень эффективны первичная продуктивность в правильно управляемых сельскохозяйственных экосистемах обычно намного выше, чем то, что природа могла бы создать без вмешательства человека [21]. Чтобы достигнуть этого, человек регулирует структуру, функции и продолжительность существования сельскохозяйственных экосистем. Больншнство окультуренных видов выращивают в среде, очень отличающейся от среды их ДИКИХ родичей и предков. Зерновые культуры, происходящие от злаков засушливых областей юго-западной Азии и Центральной Америки, культивируют от экватора почти до северной и южной границы земледелия. Какао, кофе, гевея и другие виды нижнего яруса тропических лесов успешно выращиваются в чистых насаждениях иногда за тысячи километров от своей родины. Кроме того, многие из наиболее продуктивных сельскохозяйственных экосистем, особенно с однолетними культурами и временными пастбищами, разработаны для использования крайне быстрого накопления биомассы, характерного для ранних стадий вторичной сукцес- [c.26]

В здоровой озерной экосистеме больщая часть первичной биомассы поедается фитофагами на долю детритофагов и редуцентов приходится сравнительно мало пищи. Эвтрофикация повыщает продуктивность фитопланктона в эпилимнионе, и масса мертвых остатков оседает на дно водоема, поскольку консументы не справляются с возросщим количеством корма. Это стимулирует развитие в гиполимнионе редуцентов, истощающих и так небольщой запас [c.426]

Таким образом, болото может быть охарактеризовано как ландшафт с нарушенным процессом минерализации органического вещества. Неполноценность анаэробного микробного сообщества в разложении растительных остатков ведет к накоплению в болотах Сорр которому эквивалентно накопление О2, образовавшегося при фотосинтезе. Таким образом, в глобальном масштабе болота служат не только стоком СО2, но и источником О2, хотя их продуктивность ниже, чем во многих других экосистемах. Дефектность процесса минерализации растительной мортмассы, преимущественно пигноцеллюлозы, сообществом микроорганизмов болота обуслов-нивает дисбаланс в углеродном цикле наземных экосистем. Точно [c.227]

Большое экологическое значение имеет отношение продуктивности к биомассе П/Б и дыхания к биомассе Д/Б, которые в экосистеме широко варьируют. Отношение Д/Б можно расматривать как отношение затрат энергии на поддержание жизнедеятельности биоты к энергии, заключенной в структуре, т.е. как меру термодинамической неупорядоченности. Если в закрытой системе без притока энергии резко увеличивается биомасса Б и при этом затраты энергии на дыхание Д не компенсируют энергию, необходимую для поддержания упорядоченности системы, то такая система постепенно разрушается и погибает. Важным показателем функциональной зрелости экосистем является также соотношение между долями ассимилированной энергии, расходуемой на продукцию и дыхание П/Д, и коэффициент ассимиляции общего потока энергии, потенциально доступной на трофическом уровне А/Э. В идеальном случае Э = А, Э = П + Д. Конкретные соотношения П/Д зависят от количества биомассы, стадии развития попу- [c.30]

Продуктивность экосистем определяется главным образом лимитирующими факторами наличием воды, питательных веществ, интенсивностью солнечной радиации, способностью системы исг1ользовать вещества и др. Эти факторы в разных экосистемах неодинаковы в пустыне - это вода, в глубоководных зонах моря - освещенность и недостаток биогенных элементов. [c.31]

В водоемах со сбалансированным соотношением потока углерода и содержания биогенных элементов концентрация КН/-иона составляет 0,0-0,2 мг/л, NOs" - 0,0-0,3 мг/л, фосфора примерно 0,01-0,05 мг/л. При содержании азота и фосфора выше этих равновесных концентраций наступает интенсивный рост водорослей, достигающий максимума при содержании азота в воде более 0,3 мг/л (по нитратам), фосфора 0,2 мг/л и наличии других питательных веществ (Si02, Mg, Са, Na, К и НСОз"). При условиях окружающей среды, благоприятных для роста и размножения, начинается цветение водоема, в процессе которого количество клеток водорослей достигает 5000-50000 в 1 мл. При этом продуктивность рыб достигает максимума. Однако дальнейшее возрастание концентрации биогенных элементов ведет к неблагоприятным изменениям экосистемы водоема. [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология