Екологія: біологія взаємодії. III-07. Продуктивність різних біомів





Д. Шабанов, М. Кравченко
Екологія: біологія взаємодії

БІОСИСТЕМИ. БІОСФЕРА
ЕКОСИСТЕМИ. ПОПУЛЯЦІЇ
ОРГАНІЗМИ У ДОВКІЛЛІ
ЛЮДСТВО ТА ЙОГО ДОЛЯ

← III-6. Продукція екосистем і її вимірювання

III-7. Продуктивність різних біомів

III-8. Сукцесії. Основні поняття →

 

III-7. Продуктивність різних біомів

Щоб оцінити продуктивність Землі, довелося розділити її поверхню на різні типи природних і штучних екосистем, вивчити продуктивність кожного з цих типів, а потім отримати глобальну оцінку продуктивності. Найхарактерніші (хоча далеко не всі) результати цієї роботи представлені в табл. III-7.1. Зверніть увагу: в ній представлені дані не про чисту продукцію всього угруповання (про яку ми говорили в попередньому параграфі), а про чисту первинну продукцію — продукцію рослин. Переважна частина цієї продукції споживається гетеротрофами. Рівновага у клімаксних наземних угрупованнях виявляється можливою лише завдяки тому, що вся первинна продукція або споживається гетеротрофами, або виноситься за їх межі, наприклад, з потоками води. Якщо жодна з цих вимог не виконується, кількість невикористаної продукції в біогеоценозі буде зростати, що призведе до автотрофної сукцесії (див. наступний пункт).

Таблиця III-7.1. Дані про біомасу і чисту первинну продуктивність основних біомів (в перерахунку на суху органічну речовину)

Біоми

Площа

Біомаса, г/м2

Продукція, г/м2 на рік

Усього, млрд.т/рік

Дощовий тропічний ліс

11,4 %

45 000

2 200

37,4

Сезонний тропічний ліс

5,0 %

35 000

1 600

12,0

Листопадний ліс

4,7 %

30 000

1 200

8,4

Степ

6,0 %

1 600

600

5,4

Пустелі

16,1 %

20

3

0,07

Озера й річки

1,3 %

20

250

0,5

Оброблювані землі

9,3 %

1 000

650

9,1

Сумарно для суходолу (29,2 % планети)

12 300

773

115

Відкритий океан (пелагіаль)

92,1 %

3

125

41,5

Континентальний шельф

7,4 %

10

360

9,6

Зарості водоростей і рифи

0,15%

2 000

2 500

1,6

Зони апвелінга

0,1 %

20

500

0,2

Естуарії

0,35%

1 000

1 500

2,1

Сумарно для океану (70,8 % планети)

10

152

55

Сумарно для земної кулі

333

170

170

Отже, чиста первинна продукція суші за рік — 110–120 млрд тонн сухої органіки, а океану — 50–60 млрд тонн. Приблизно можна сказати, що океан дає близько 1/3 продукції нашої планети, займаючи при цьому приблизно 2/3 її площі. Зверніть увагу, як продуктивність різних типів біомів пов'язана з їх біомасою. Найпродуктивніші біоми, як для суші, так і для океану, — ті, які мають максимальну біомасу. Втім, біомаса наземних екосистем набагато вище, ніж морських. Це пов'язано з тим, що на суші переважають великі рослини зі значною кількістю опорних і провідних тканин.

На більшій території суші продуктивність обмежується нестачею води, в океані — недоліком біогенних елементів. Продуктивність наземних екосистем падає від тропіків до помірних широт і далі до полюсів. Для морських середовищ існування залежність продуктивності від географічного положення складніша, оскільки на продуктивність істотно впливають течії та шляхи переміщення біогенів. В арктичних районах продуктивність суші низька через стислість періоду фотосинтезу і холоду, а продуктивність океану відносно висока. Часто приполярні області моря виявляються досить продуктивними завдяки гарній розчинності газів у холодній воді. У тропічному поясі велика частина суші зайнята пустелями, а відкритий океан малопродуктивний, але є й особливо продуктивні угіддя — рифи, мангрові зарості, естуарії, болота, дощовий ліс.

Зареєстрована в ході досліджень максимальна продукція (7000 г/м2 на рік) спостерігалася у двох місцеперебуваннях: на тропічних морських мілководдях, зарослих рослинністю, і в інтенсивній культурі цукрової тростини на Гавайських островах. Відмінність цих даних від показаних в табл. III-7.1 пов'язана з тим, що в таблиці наведені усереднені, а не максимальні продуктивності для тих чи інших біомів.

До речі, тепер можна дати відповідь на наведене в попередньому пункті завдання. У темному бутлі фотосинтез не йде (немає світла), а йде тільки дихання. Зменшення кількості кисню у темному бутлі є мірою дихання: C0–Cb~R, де R (англ. respiration) — дихання. У світлому бутлі йде не тільки дихання, але і фотосинтез. Наприклад, якщо у світлому бутлі кількість кисню зросла, це означає, що фотосинтез виробив достатньо кисню, щоб забезпечити дихання, і ще скількись понад те. Отже, мірою фотосинтезу планктонної спільноти є сума надбавки кисню у світлому бутлі і його зменшення у темному: (Cw–C0)+(C0–Cb)~P, де P (англ. production) — продукція.