Биомасса и продуктивность экосистем сообщение

Обновлено: 04.07.2024

А.С. Степановских
Экология. Учебник для вузов
М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. — 703 с.

12.8. Продуктивность экосистем

Продуктивность экосистем тесно связана с потоком энергии, проходящим через ту или иную экосистему. В каждой экосистеме часть приходящей энергии, попадающей в трофическую сеть, накапливается в виде органических соединений. Безостановочное производство биомассы (живой материи) — один из фундаментальных процессов биосферы. Органическое вещество, создаваемое продуцентами в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, называют первичной продукцией экосистемы (сообщества). Количественно ее выражают в сырой или сухой массе растений или в энергетических единицах —эквивалентном числе ккалорий или джоулей. Первичной продукцией определяется общий поток энергии через биотический компонент экосистемы, а следовательно, и биомасса живых организмов, которые могут существовать в экосистеме (рис. 12.33).

Рис. 12.33. Первичная продукция больших подразделений

биосферы (из Ф. Рамада, 1981)

Примечание: интенсивность продукции пропорциональна густоте штриховки

Теоретически возможная скорость создания первичной биологической продукции определяется возможностями фотосинтетического аппарата растений. А как известно, лишь часть энергии света, получаемой зеленой поверхностью, может быть использована растениями. Из коротковолнового излучения Солнца только 44% относится к фотосинтетически активной радиации (ФАР) — свет по длине волны, пригодный для фотосинтеза. Максимально достигаемый в природе КПД фотосинтеза 10—12% энергии ФАР, что составляет около половины от теоретически возможного, отмечается в зарослях джугары и тростника в Таджикистане в кратковременные, наиболее благоприятные периоды. КПД фотосинтеза в 5% считается очень высоким для фитоценоза. В целом по земному шару усвоение растениями солнечной энергии не превышает 0,1 % из-за ограничения фотосинтетической активности растений множеством факторов, среди них таких, как недостаток тепла и влаги, неблагоприятные физические и химические свойства почвы и т. д. Средний коэффициент использования энергии ФАР для территории России равен 0,8%, на европейской части страны составляет 1,0—1,2%, а в восточных районах, где условия увлажнения менее благоприятны, не превышает 0,4—0,8%. Скорость, с которой растения накапливают химическую энергию, называют валовой первичной продуктивностью (ВПП). Около 20% этой энергии расходуется растениями на дыхание и фотодыхание. Скорость накопления органического вещества за вычетом этого расхода называется чистой первичной продуктивностью (ЧПП). Это энергия, которую могут использовать организмы следующих трофических уровней. Количество органического вещества, накопленного гетеротрофными организмами, называется вторичной продукцией. Вторичную продукцию вычисляют отдельно для каждого трофического уровня, так как прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего. Гетеротрофы, включаясь в трофические цепи, в конечном итоге живут за счет чистой первичной продукции сообщества. Полнота ее расхода в разных экосистемах различна. Постеленное увеличение общей биомассы продуцентов отмечается, если скорость изъятия первичной продукции в цепях питания отстает от темпов прироста растений.

Мировое распределение первичной биологической продукции весьма неравномерно. Чистая продукция меняется от 3000 г/м 2 /год до нуля в экстрааридных пустынях, лишенных растений, или в условиях Антарктиды с ее вечными льдами на поверхности суши, а запас биомассы — соответственно от 60 кг/м 2 до нуля. Р. Уиттекер (1980) делит по продуктивности все сообщества на четыре класса.

1. Сообщества высшей продуктивности, 3000—2000 г/м 2 /год. Сюда относятся тропические леса, посевы риса и сахарного тростника. Запас биомассы в этом классе продуктивности весьма различен и превышает 50 кг/м 2 в лесных сообществах и равен продуктивности у однолетних сельскохозяйственных культур.

2. Сообщества высокой продуктивности, 2000—1000 г/м 2 /год. В этот класс включены листопадные леса умеренной полосы, луга при применении удобрений, посевы кукурузы. Максимальная биомасса приближается к биомассе первого класса. Минимальная биомасса соответственно равна чистой биологической продукции однолетних культур.

3. Сообщества умеренной продуктивности, 1000—250 г/м 2 /год. К этому классу относится основная масса возделываемых сельскохозяйственных культур, кустарники, степи. Биомасса степей меняется в пределах 0,2—5 кг/м 2 .

4. Сообщества низкой продуктивности, ниже 250 г/м^год — пустыни, полупустыни (в отечественной литературе их называют чаще опустыненными степями), тундры.

Биомасса и первичная продуктивность основных типов экосистем представлена в табл. 12.6.

Биомасса и первичная продуктивность основных типов экосистем (по Т. Д. Акимовой, В. В. Хаскину, 1994)

Биологическая продуктивность — это способность эко­системы к воспроизведению биомассы растений, микроор­ганизмов и животных, входящих в ее состав.

Биологическую продуктивность можно выразить про­дукцией — она является мерой биологической продуктив­ности и представляет собой количество воспроизведенной биомассы на 1 кв. м площади или в 1 куб. м объема в едини­цу времени и выражается в граммах углерода или сухого органического вещества.

Биомасса и продукция — основные показатели экосис­темы. Биомасса, или урожай на корню, — масса органичес­кого вещества, заключенного в телах живых организмов на единицу площади. Биомасса может быть как живой, так и мертвой (например, древесина). Общая биомасса живого ве­щества составляет, по разным подсчетам, от 1800 до 2500 млрд. т (в среднем около 2000 млрд т) Более 90% приходится на биомассу наземных растений (фитомас-су), остальное — на водную растительность и гетеротрофные организмы. Таким образом, основная роль в живом вещест­ве Земли принадлежит автотрофным растениям суши.

Основные запасы фитомассы приходятся на тропические области — более 55% (700—1000 т/га). На полярные области и пустыни приходится всего 1— 2% (1—2 т/га). Биомасса жи­вотных (зоомасса) составляет около 5% всей биомассы. Био­масса Мирового океана в несколько сот раз меньше, чем био­масса суши. Причем здесь наблюдается обратное соотношение запасов биомассы растений и животных. Фитомасса океана составляет 0,2—0,3 млрд т, а зоомасса — 5—6 млрд т.

Важнейшим показателем экосистемы, кроме биомассы, является продукция. Продукция — прирост биомассы за единицу времени. Различают первичную и вторичную про­дукцию. Первичная продукция — органическое вещество, которое образуют продуценты в процессе фотосинтеза (или хемосинтеза). Вторичная продукция — биомасса, образуе­мая за единицу времени всеми репродуцентами и консумен-тами. Общая годовая продукция наземной растительности оценивается приблизительно в 180—200 млрд т, основная ее доля приходится на тропическую зону. Годовая продук­ция океана составляет около 50—100 млрд т, т.е. он дает 1/3 всей продукции биосферы.

Таблица 6.1 Биомасса организмов Земли (по Н.И. Базилевич и др.)

Среда Группа организмов Масса 10 12 т Соотношение, в%
Континенты Зеленые растения 2,40 99,2
Животные и микроорганизмы 0,02 0,8
ИТОГО 2,42 100,0
Океаны Зеленые растения 0,0002 6,3
Животные и микроорганизмы 0,0030 93,7
ИТОГО 0,0032 100,0
Биомасса организмов Земли 2,4232

Количественный учет потоков энергии и продуктивнос­ти экосистемы имеет большое практическое значение. Точ­ный расчет потока энергии и продуктивности позволяет ре­гулировать в экосистемах выход выгодной для человека би­омассы живых организмов и хорошо представлять допусти­мые пределы ее изъятия.

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Экология
Биологическая продуктивность и динамика экосистем
Презентацию подготовила:
Кузнецова О. С.
Преподаватель ОГБ ПОУ ИВПЭК

Биологическая продуктивность экосистем
Продуктивность – прирост биомассы экосистемы за единицу времени
Биомасса – масса сообщества в целом

Самой высокой биомассой и продуктивностью обладают тропические дождевые леса, самой низкой – пустыни и тундры

Динамика экосистем
Изменения в сообществе могут быть:
Циклические
Поступательные

Сукцессия – последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза другим

В зависимости от участия человека выделяют два типа сукцессий: природные и антропогенные

В зависимости от первоначального состояния субстрата, на котором развивается сукцессия

В зависимости от причин, вызывающих сукцессию, выделяют два типа:
Аутогенные (самопорождающиеся)
Аллогенные (порожденные извне)

Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, называется климаксным

Природные и антропогенные экосистемы

Отличия агроценозов от природных экосистем

Урбосистемы – искусственные системы, возникающие в результате развития городов

Спасибо за внимание!

Краткое описание документа:

Презентация по теме: "Биологическая продуктивность и динамика экосистем" разработана как наглядно-демонстрационное пособие для проведения занятий по дисциплине "Экология". Данная презентация может быть использована при проведении уроков для учащихся среднего и старшего звена школы или для демонстрации на занятиях со студентами первого курса средних профессиональных учебных заведений.

  • подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
  • по всем предметам 1-11 классов
  • ЗП до 91 000 руб.
  • Гибкий график
  • Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 605 631 материал в базе

Материал подходит для УМК

§ 17. Законы биологической продуктивности

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

  • 06.07.2021 477
  • PPTX 2.3 мбайт
  • 79 скачиваний
  • Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Кузнецова Ольга Сергеевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

  • Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
  • Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Минпросвещения России подготовит учителей для обучения детей из Донбасса

Время чтения: 1 минута

В Россию приехали 10 тысяч детей из Луганской и Донецкой Народных республик

Время чтения: 2 минуты

Ленобласть распределит в школы прибывающих из Донбасса детей

Время чтения: 1 минута

Минобрнауки и Минпросвещения запустили горячие линии по оказанию психологической помощи

Время чтения: 1 минута

В Белгородской области отменяют занятия в школах и детсадах на границе с Украиной

Время чтения: 0 минут

Школы граничащих с Украиной районов Крыма досрочно уйдут на каникулы

Время чтения: 0 минут

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Помощь по экологии

Продуктивность экосистемы — это накопление экосистемой органического вещества в процессе ее жизнедеятельности. Продуктивность экосистемы измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади.

Различают разные уровни продуцирования, на которых создается первичная и вторичная продукция. Органическая масса, создаваемая продуцентами в единицу времени, называется первичной продукцией, а прирост за единицу времени массы консументов — вторичной продукцией.

Первичная продукция подразделяется на два уровня — валовую и чистую продукцию. Валовая первичная продукция — это общая масса валового органического вещества, создаваемая растением в единицу времени при данной скорости фотосинтеза, включая и траты на дыхание.

Вторичная продукция не делится уже на валовую и чистую, так как консументы и редуценты, т.е. все гетеротрофы, увеличивают свою массу за счет первичной продукции, т.е. используют ранее созданную продукцию.

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

Все живые компоненты экосистемы — продуценты, консументы и редуценты — составляют общую биомассу (живой вес) сообщества в целом или его отдельных частей, тех или иных групп организмов. Биомассу обычно выражают через сырой и сухой вес, но можно выражать и в энергетических единицах — в калориях, джоулях и т.п , что позволяет выявить связь между величиной поступающей энергии и, например, средней биомассой.

По величине биологической продуктивности экосистемы подразделяют на 4 класса:

  1. экосистемы очень высокой продуктивности — >2 кг/м 2 в год (тропические леса, коралловые рифы);
  2. экосистемы высокой продуктивности – 1-2 кг/м 2 в год (липово-дубовые леса, прибрежные заросли рогоза или тростника на озерах, посевы кукурузы и многолетних трав при орошении и внесении высоких доз удобрений);
  3. экосистемы умеренной продуктивности — 0,25-1 кг/м 2 в год (сосновые и березовые леса, сенокосные луга и степи, заросшие водными растениями озера);
  4. экосистемы низкой продуктивности — 2 в год (пустыни, тундра, горные степи, большая часть морских экосистем). Средняя биологическая продуктивность экосистем на планете равна 0,3 кг/м 2 в год.

Читайте также: