Біологічна продуктивність як основа функціонування різних екосистем та біотопів
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
00% перетворення первинної продукції у вторинну.
Загальна біологічна продукція на планеті не перевищує 0,3-0,5 кг/м2 за рік унаслідок того, що на Землі переважають території з низькою продуктивністю (пустелі, океани) [2].
Можна говорити про біомасу окремого організму або про біомасу того чи іншого виду рослини чи тварини. Біомасу вимірюють в одиницях маси (сухого залишку) на одиницю поверхні, тобто у вигляді кг/м2, ц/га, т/кмг і т.п. У звязку з тим, що біомаса формується в результаті процесу живлення, спорідненого зі звязуванням енергії, для оцінки розміру біомаси придатні й енергетичні одиниці (джоулі, калорії та ін.). Ця енергетична форма вираження має дві переваги. Вона показує, наскільки енергетично ефективними були процеси утворення біологічної маси даного виду, а також дозволяють обєктивно порівнювати організми або екосистеми, в яких біомаса має різний хімічний склад. Оцінка розміру продукції та запасів біомаси в масштабах земної кулі в цілому - досить важка справа. Загальна її методика ще не розроблена, і дані різних авторів відрізняються. Сумарна біомаса всієї біосфери Землі в середньому оцінюється в 1,8х1018 г або 30х1021 Дж. Первинна продукція земної кулі досягає 100 млрд. т/рік. За даними В А. Ковди (1973), загальна біомаса суходолу дорівнює 3х1012 - 1х1013 тонн. На суходолі основний внесок роблять ліси. У тропічних лісах чиста первинна продукція досягає 2016, а в лісах помірної зони - 1 242 г/м2/рік. Океани мають низьку первинну продукцію, що повязано, головним чином, із нестачею поживних речовин для рослин. На долю океанів та морських акваторій припадає 55x109 тонн сухої біомаси. У природному середовищі всі живі організми мешкають поряд. Співіснуючі рослини та тварини звичайно мають різні типи та способи живлення. Але для певних груп, що проживають разом, базовий тип живлення є однаковим. У цьому випадку й роль цих організмів в екосистемі є також однаковою. Так, наприклад, у лісі ростуть і великі дуби, і ліани, і трави, і мохи. Конкретні механізми оптимізації фотосинтезу в них різні, але роль в екосистемі ідентична: усі вони мають автотрофне живлення та здійснюють первинний синтез органічних речовин. У цьому звязку з урахуванням основної екосистемної функції живі організми обєднуються в три важливі групи: продуценти, консументи та редуценти. Групу консументів поділяють на кілька підгруп: первинні, вторинні і т.д.
Продуценти - це всі організми з автотрофним живленням. Як компоненти екосистеми вони синтезують органічну речовину та накопичують рослинну біомасу. Унаслідок цього при вирішенні суто екологічних проблем іноді неважливо, до якого конкретного виду належить даний організм - він оцінюється лише за кількістю та якістю біомаси, яку продукує.
Первинними консументами називаються всі рослиноїдні організми, тобто всі фітофаги, їхня їжа - це рослинна біомаса. У процесі живлення вони перетворюють її в нову форму - в органічні речовини свого тіла. Корова, кріль, колорадський жук у цьому розумінні займають однакову екологічну позицію. Вони - первинні консументи.
Групу вторинних консументів складають усі мясоїдні організми, їжею їм служать фітофаги, тобто рослиноїдні організми. Основними представниками цієї екологічної групи є хижаки та тварини, що живляться мертвими організмами.
І, нарешті, редуцентами називають групу мікроорганізмів (але не лише їх), у ході трофічної діяльності яких органічна речовина руйнується та мінералізується. Так, у ґрунті різні дрібні червяки та личинки комах живляться органічними речовинами відмерлих частин рослин (опад) та відмерлими тваринами. Органічні речовини, проходячи через їхній травний шлях, сильно спрощуються та, у свою чергу, стають їжею для ґрунтових мікроорганізмів і грибів, які завершують деструкцію органічних речовин.
Розглянуті групи організмів, кожна з яких виконує свою екосистемну функцію, відповідно складають так звані трофічні рівні. У спеціальній екології дуже важливо знати, до якого трофічного рівня належить той чи інший організм. Це відразу визначає його екосистемну позицію.
РОЗДІЛ 2. Фактори продуктивності та її контроль
2.1 Генетичні фактори продуктивності
У всіх живих організмів рівень біопродуктивності чітко зумовлений їхньою видовою належністю і, відповідно, контролюється генотипом. Генотип визначає й іншу властивість живих організмів, що впливає на планетарне накопичення біомаси, темпи розмноження. У результаті продукція, що створюється тим чи іншим живим організмом, залежить від двох факторів:
1) інтенсивності біопродукційного процесу;
2) темпів розмноження.
Обидва ці фактори мають генетичну зумовленість.
У тих випадках, коли рівень біопродукційного процесу досить високий, він визначає запаси біомаси, які створюються даним організмом. У мікроскопічних організмів при їх мікроскопічних розмірах тіла накопичення біомаси цілком визначається темпами розмноження. Окремі акти розмноження бактерій та інших мікроорганізмів у сприятливих умовах можуть відбуватися кожні 30-60 хвилин. Теоретично це може призвести до того, що вже протягом кількох років мікроорганізми могли б сформувати біомасу розміром із земну кулю. Однак цього не спостерігається, оскільки швидкість розмноження мікроорганізмів обмежена великою кількістю зовнішніх факторів і, перш за все, нестачею органічної речовини для живлення. Тому в сучасній біосфері Землі сумарна біомаса мікроорганізмів невелика. Найбільша її частина зосереджена