§5. Продуктивность экосистем

 

Растения в экологической системе выполняют роль продуцентов, т. е. они создают продукцию, органическое вещество.

Первичная продуктивность экологической системы – это скорость образования органических веществ растениями в экологической системе, т.е. это масса органических веществ, создаваемая растениями в единицу времени на единице площади экосистемы. Единицы измерения первичной продуктивности  экосистем: г/м² в день, кг/м² в год, т/км² в год.

Различают валовую и чистую продукцию. Валовая первичная продуктивность (ВПП) – это общая масса органического вещества, которое было произведено растениями -продуцентами на единице площади или объема за единицу времени. Часть этого вещества тратится растениями на собственное дыхание. Растения тратят на дыхание от 40 до 70 % валовой продукции. Меньше всего ее тратят планктонные водоросли – около 40%  от произведенной валовой продукции. Та часть валовой продукции, которая не израсходована на дыхание, называется чистой первичной продукцией (ЧПП). ЧПП представляет собой величину прироста растений, и именно эта продукция потребляется консументами и редуцентами.

Вторичная продуктивность представляет собой прирост за единицу времени  биомассы консументов. Вторичная продукция не делится на валовую и чистую, т.к. животные увеличивают свою массу за счет первичной продукции, т.е. используют ранее созданную продукцию.

Рассчитывают вторичную продукцию отдельно для каждого трофического уровня, т.к. она формируется за счет энергии, поступающей с предшествующего уровня.

Все живые компоненты экосистемы  – продуценты, консументы и редуценты – составляют общую биомассу сообщества экосистемы. В стабильных экологических системах практически вся продукция тратится в трофических сетях, и биомасса остается постоянной. Если прирост биомассы превышает потребности консументов, то это приводит к постепенному приросту биомассы продуцентов и возникает избыток мертвых органических веществ в экосистеме. Это, в свою очередь, приводит к зарастанию мелких водоемов, к заторфовываниюболот, созданию большого слоя подстилки в таежных лесах и др.

По величине продуктивности все экологические системы делятся на 4 класса:

1.                 Экологические системы, характеризующиеся очень высокой биологической продуктивностью, первичная продукция в которых составляет свыше 2 кг/м² в год, например, экологические системы тропических лесов, коралловых рифов, заросли тростника в дельтах Волги.

2.                 Экологические системы, характеризующиеся высокой биологической продуктивностью, первичная продуктивность в которых составляет 1-2 кг/м² в год, например, луга, смешанные леса.

3.                 Экологические системы, характеризующиеся умеренной биологической продуктивностью, первичная продуктивность в которых составляет 0,25 – 1 кг/м² в год, например, поля, озера, хвойные леса.

4.                 Экологические системы, характеризующиеся низкой биологической продуктивностью, первичная продукция в которых составляет менее 0,25 кг/м² в год, например, тундры, пустыни, глубины океанов.

Отметим, что экосистемы тропических лесов, которые активно вырубаются, продуктивнее сельскохозяйственных угодий. Человек должен стремиться сохранить продуктивные экологические системы, т.к. для человека они представляют наибольшую ценность. Суммарная площадь высоко продуктивных экологических систем незначительна, на нашей планете преобладают низкопродуктивные экологические системы.