Біологічна продуктивність як основа функціонування різних екосистем та біотопів
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
у ґрунті. За підрахунками спеціалістів ґрунт містить 0,3 кг/м2 бактерій, 0,3 - грибків, 0,15 - актиноміцетів.
У вищих зелених рослин продукування біомаси коливається в дуже широких межах. Це повязано з розмірами їхнього тіла. Особини ряски, наприклад, мають масу всього в кілька грамів, а маса найбільшого на нашій планеті дерева секвої гігантської, що росте в Каліфорнії (СІЛА), становить приблизно 2 тис. тонн.
Дослідження селекціонерів та тисячолітній досвід ведення сільського господарства показали, що як у рослин, так і у тварин продукція дійсно контролюється генетично, але спеціального гену врожайності немає. Здатність до формування біомаси визначається генотипом у цілому. Незалежні набори генів впливають на морфологічні, фізіологічні та біохімічні параметри, що контролюють процес накопичення біомаси.
Світу живих істот властива загальна закономірність: чим більший розмір біомаси особини певного виду рослини чи тварини, тим нижчий темп розмноження та менша кількість потомства продукується за один акт репродукції. Природа немовби контролює продукційний процес, не допускаючи перевиробництва біомаси одного виду та сприяючи збільшенню біомаси різних видів.
Окремі рослини та тварини відрізняються високим рівнем біопродукції. Найчастіше це повязано з явищем поліплоїдії. Поліплоїдія - це природне чи штучне збільшення кількості хромосом в ядрах. Найбільш характерна вона для рослин, але спостерігається й у тварин, зокрема властива дощовим червякам. Особини поліплоїдів відрізняються великими розмірами і мають підвищену стійкість до несприятливих факторів. У сільському господарстві у звязку з цим ведеться цілеспрямована робота щодо створення поліплоїдів із максимальною продуктивністю. Підвищує біопродукцію і гібридизація.
Узагальнюючи викладений вище матеріал, варто підкреслити, що вимоги кожного з видів організмів до екологічних факторів високо специфічні. Ця твердо встановлена закономірність уперше була сформульована ЛТ. Раменським (1924) й отримала назву правила екологічної індивідуальності видів [8].
2.2 Екологічний контроль продуктивності
Особливості навколишнього середовища і, в першу чергу, режим абіотичних факторів помітно впливають на процес синтезу органічної речовини автотрофними та гетеротрофними організмами.
Загальна зумовленість біопродукції екологічними факторами підпорядковується закону толерантності (рис. 2.1). Відповідно до цього закону в амплітуді дії того чи іншого фактору є зона оптимуму, у межах якої біопродукція максимальна, і дві зони песимуму, в області яких формування біопродуктивності гальмується або нестачею даного ресурсу, або його надлишком.
Рис. 2.1. Загальний вигляд кривої, що показує залежність розміру біопродукції живих організмів від екологічних факторів [8]:
2 - зона оптимуму, 1 та 3 - зони песимуму.
Сукупність ресурсів та умови, що сприяють можливості отримання біологічної продукції від живих організмів, розуміють як родючість природного угіддя. Розрізнюють природну родючість як вихідну потенційну продуктивність угіддя, тобто ділянки суходолу або водойми, та економічну родючість як реальну кількість біологічної продукції, яку можна отримати від даного угіддя.
Природна родючість є базовою властивістю будь-якої природної екосистеми. Отримання продукції внаслідок природної родючості безвитратне. Витрати необхідні тільки для збору біомаси та її доставлення в потрібне місце. Економічна родючість - поняття більш складне. Воно визначається як співвідношення між одержаною біомасою та витратами матеріалів, енергії та праці на її отримання. Економічна родючість може бути відємною величиною, коли вартість сукупних витрат перевищує вартість біопродукції. При цьому вартість розуміється в грошовому вираженні, але можливе її вираження у формі енергетичних одиниць.
Ресурсами, необхідними для обміну речовин зелених рослин, є вуглекислий газ, вода, мінеральні речовини та сонячна енергія. У тварин головним є доступність та якість їжі, кисень та вода.
Температура. У зелених рослин температурний режим найчастіше виявляється критичним для продукційного процесу. Температура впливає майже на всі біологічні процеси рослин. Із підвищенням температури змінюється розчинність у клітинному соку різноманітних компонентів обміну речовин і, в тому числі, вуглекислого газу. У межах амплітуди температури від 0оС до 30С підвищується активність майже всіх ферментів. У результаті при температурі 20-30С фотосинтез має свій максимум. В усіх зелених рослинах підвищення температури від 0С до 15С веде до помітного зростання швидкості росту, з 15оС до 30С вона майже постійна, а при температурі, більшій за 30С, швидкість росту знижується. Метод суми ефективних температур в його різновидах широко застосовується в агрономії для оцінки умов росту та розвитку рослин.
Існує дві групи тварин - теплокровні та холоднокровні. У птахів та ссавців температура тіла постійна і підтримується обмінними процесами. Вони порівняно автономні щодо температурного режиму екотопу. У холоднокровних тварин такої автономності немає. Але навіть і теплокровні тварини реагують на температуру. Відомо, що як вівці (теплокровні), так і бджоли (холоднокровні організми) мають схильність збиватися в тісні групи при похолоданні. Інші види захищаються від похолодання шляхом міграцій в теплі регіони або