КОНЦЕПЦИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ
Определения
Основная, или первичная, продуктивность экологической системы, сообщества или любой их части определяется как скорость, с которой лучистая энергия усваивается организмами-продуцентами (главным
образом зелеными растениями) в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, накапливаясь в форме органических веществ, которые затем могут быть использованы в качестве пищи. В процессе производства органического вещества следует выделять четыре последовательных уровня, или ступени. Валовая первичная продуктивность — это общая скорость фотосинтеза, включая ту органику, которая за время измерений была израсходована на дыхание. Эту величину называют также «валовым фотосинтезом» или «общей ассимиляцией». Чистая первичная продуктивность — скорость накопления органического вещества в растительных тканях за вычетом того органического вещества, которое использовалось при дыхании растений за изучаемый период. Эту величину называют также «наблюдаемым фотосинтезом» или «чистой ассимиляцией». На практике, чтобы оценить валовую продукцию, данные по дыханию складывают с данными измерения «наблюдаемого» фотосинтеза. Чистая продуктивность сообщества — скорость накопления органического вещества, не потребленного гетеротрофами (т. е. чистая первичная продукция минус потребление гетеротрофами) за учетный период, обычно за вегетационный период или за год. Наконец, скорости накопления, энергии на уровнях консументов называют вторичной продуктивностью. Поскольку консументы лишь используют ранее созданные питательные вещества, часть из них расходуя на дыхание, а остальное превращая в собственные ткани, вторичную продуктивность не делят на «валовую» и «чистую». Общий поток энергии на гетеротрофном уровне, аналогичный валовой продукции в случае автотрофов, следует называть не «продукцией», а «ассимиляцией». Во всех этих случаях термины «продуктивность» и «скорость продуцирования» вполне взаимозаменяемы. Даже когда термин «продукция» используется для обозначения количества накопленного органического вещества, всегда подразумевается и элемент времени — например, говоря о продукции сельскохозяйственной культуры,мы подразумеваем урожай за год. Чтобы избежать путаницы, лучше указывать промежуток времени. В соответствии со вторым законом термодинамики поток энергии с каждой ступенью уменьшается, так как при превращениях одной фооиы энергии в другую часть энергии теряется в виде тепла.
f Высокие скорости продуцирования встречаются в естественных и искусственных экосистемах там, где физические факторы благоприятны, и особенно при дополнительном поступлении энергии извне, уменьшающем собственные затраты на поддержание жизнедеятельности. Такие поступления энергии могут иметь место в разной форме: в тропическом дождевом лесу — в форме работы ветра и дождя, в эстуарии — в форме энергии прилива, на возделываемом поле — в форме энергии ископаемого топлива и работы, совершаемой человеком или животными. Оценивая продуктивность экосистемы, необходимо учитывать как утечки энергии, связанные со сбором урожая, загрязнением среды, неблагоприятными климатическими условиями и другими типами стрессовых воздействий, способствующих отведению энергии от экосистемы, так и поступления энергии, которые увеличивают продуктивность, компенсируя потери тепла при дыхании (при «откачивании неупорядоченности», см. выше разд. 1), необходимые для поддержания биологической структуры
Оглавление Дальше:
ТРОФИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПИРАМИДЫ
Вверх:
Энергия в экологических системах. Принцип и концепция.