4. Первичная продукция - продукция автотрофных организмов. Экологическая эффективность экосистем

Все живые организмы нашей планеты поддерживают свою жизнедеятельность только благодаря энергии Солнца. Но не следует себе воображать, что данная энергия космического происхождения есть общедоступной и широко используется живыми организмами. Только незначительная часть энергии солнца улавливаемая растениями, используется для фотосинтеза. Энергия Солнца в основном идет на выпарывание и на поддержание температурного режима земной поверхности. Таким образом, только близко 40-50% энергии Солнца проникает в биосферу, и только 0,1% связывается в процессе фотосинтеза. За год в масштабах нашей планеты синтезируется 150-200 млрд. сухого органического вещества.

Прирост биомассы за единицу времени называется (валовой) продукцией, т.е., это количество органического вещества, которое накопливает экосистема за единицу времени.

Часть продукции, которая образовалась свыше количества нужной для поддержания жизнедеятельности всех форм жизни в экосистеме, называется - чистой продукцией.

Человек всегда старается нарастить показатели чистой продукции, природа валовой - отношение чистой продукции к общей первичной продукции. Важной характеристикой производительности экосистем является показатель биомассы, которая образовывается в том или ином типе экосистем.

Биомасса - все органическое вещество экосистемы, т.е., это выраженное в единицах массы или энергии количество живого вещества организмов, отдельных живых компонентов, которые приходятся на единицу площади или объема.

Биомасса создается за длительные периоды времени. Все организмы, которые населяют экосистему, создают биомассу. Показатели биомассы отличаются в разных екосистемах, что обусловлено, прежде всего, скоростью обменных процессов в самой экосистеме и темпами накопления энергии в экосистеме. Ярким примером разности параметров биомассы разных экосистем нашей планеты есть следующие данные

Биомасса некоторых экосистем Земли.

 

Экосистемы	Площадь (Х10^6км^2)	Биомасса в среднем, кг/м2
Влажные тропические леса	17,0	45
Вечнозеленые леса воздержанного пояса	5.0	35
Тундра и высокогорье	8.0	0.6
Пустыни и полупустыни	18,0	0,7
Культивированные земли	2,0	1
Болота	2,0	15

Как видим, прямой связи с объемом или площадью, которые занимают экосистемы, и их производительностью, нет.

Одним из чрезвычайно важных показателей автотрофного звена пищевой цепи экосистемы есть первичная продукция.

Первичная продукция - биомасса подземных и надземных организмов, а также энергия и улетучивающиеся вещества, произведенные автотрофной растительностью на единице площади за единицу времени.

Первичную продукцию выражают, как правило, в граммах биомассы на 1м² на год. Итак, проще говоря, продукция зеленых растений и будет первичной продукцией. Определение параметров первичной продукции является важной предпосылкой для оптимизации природопользования. На сегодняшний день человеку не по силам моделирование естественных процессов, чтобы увеличить уровень первичной продукции хотя бы до средних параметров естественных экосистем. Мы знаем, что трофические связи, начатые автотрофными организмами, создают сложные цепи питания гетеротрофного и сапротрофного звена пищевых связей. Вследствие потребления энергии, аккумулированной гетеротрофными организмами, образовывается вторичная продукция.

Следует понимать, что энергия не возвращается к исходному источнику, как это происходит с химическими веществами. Каждый организм запасается частью отобранной энергии в своих тканях, а часть выделяет в виде теплоты или механической работы