рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Продуктивность экосистем

Продуктивность экосистем - Конспект Лекций, раздел Биология, Лекция 2. Взаимодействие живых организмов со средой их обитания8   В Процессе Жизнедеятельности Различных Организмов В Экосистем...

 

В процессе жизнедеятельности различных организмов в экосистеме создается и расходуется органическое вещество. Поэтому каждая экосистема обладает определенной продуктивностью.

Продуктивность экосистем − это масса органического вещества, образованного в единицу времени на единице жизненного пространства, то есть скорость образования органического вещества.

Различают первичную (валовую и чистую) и вторичную продуктивность.

Валовая первичная продуктивность − количество вещества, образованное всеми продуцентами экосистемы на единице площади (объема) в единицу времени.

Чистая первичная продуктивность − все образованное продуцентами вещество за вычетом расходов на дыхание. Чистую первичную продуктивность определяют простым измерением массы всего вещества, образованного продуцентами. Валовую продуктивность определить сложнее, для этого чистую продуктивность складывают с найденными расходами на дыхание. У травянистых растений расходы на дыхания составляют 40−50%, у деревьев 70−80%, у животных − более 50 %. Расходы на дыхание зависят от возраста особи: у молодых много энергии идет на рост организма, взрослые особи используют энергию пищи в основном для дыхания (совершения физических действий).

Органическое вещество, составляющее чистую первичную продуктивность, может быть использовано организмами−консументами.

Вторичная продуктивность − продуктивность консументов − количество вещества, созданное консументами за счет первичной продуктивности. Поскольку консументы лишь используют созданные ранее питательные вещества, вторичная продуктивность не делится на валовую и чистую. Вторична продуктивность на каждом трофическом уровне составляет около 10% (у хищных видов может быть до 20%).

Если солнечную энергию обозначить за 100%, то:

валовая первичная продуктивность составит около 1%;

чистая первичная продуктивность − примерно 0,5% (50% от валовой);

вторичная продуктивность − 0,05−0,005 (или 1−10% от чистой первичной).

Пример расчета продуктивности экосистемы.

1 Га леса воспринимает 2,1·109кДж солнечной энергии. Накопленное продуцентами вещество (чистая первичная продуктивность) содержит 1,1·107кДж энергии. Вторичная продуктивность в этом случае составляет 105кДж энергии. При перемещении по трофической цепи происходит дальнейшее снижение доступной энергии. (Поэтому, например, для образования 1 кг биомассы растительноядного животного расходуется около 70−80 кг травы.) Следует отметить, что при переходе к следующему трофическому уровню уменьшается количество, но увеличивается качество энергии.

Графически соотношение продуктивности различных звеньев трофической цепи принято изображать в виде экологических пирамид. Различают пирамиды чисел, биомассы и энергии (в зависимости от того, в каких единицах выражена продуктивность). Экологические пирамиды изображают в виде поставленных друг на друга прямоугольников одинаковой высоты, длина которых соответствует количеству продукции на каждом трофическом уровне ( рис.11 )

 
 

 

 


Рис.11. Графическое изображение трофической цепи

 

Пирамиды чисел. В любой экосистеме количество мелких животных превышает количество крупных. Хищники охотятся на жертвы определенного размера: слишком крупное животное хищник не может поймать (исключение составляет охота стаей), а на мелкую добычу охотиться не имеет смысла − пришлось бы ловить в очень больших количествах, тратя много сил и времени.

В некоторых случаях пирамиды чисел могут иметь обращенный (неклассический) вид. Например, если насекомые питаются биомассой деревьев, пирамида чисел имеет обращенный вид.

Пирамиды биомассы несколько лучше, чем пирамиды чисел отражают соотношение звеньев в трофической цепи. В ней показано количественное соотношение биомасс. Существуют обращенные пирамиды биомасс, характерные для тех случаев, когда биомасса организмов низших уровней меньше биомассы организмов высших трофических уровней. Например, для океана пирамиды биомассы имеют перевернутый вид, так как там значительная часть вещества накапливается в телах растительноядных и хищных животных, с большим сроком жизни и малой скоростью размножения.

Пирамиды энергии лучше всего отражают распределение энергии на всех трофических уровнях. Эти пирамиды никогда не бывают обращенными (перевернутыми), так количество доступной энергии на каждом следующем уровне меньше, чем на предыдущем.

Данные по численности обычно приводят к переоценке роли крупных организмов. В отличие от этого поток энергии позволяет достоверно сравнивать одни компоненты сообщества с другими.

Продуктивность экосистем определяется отношением образуемой биомассы (Р) к расходам на дыхание (R) (P/R). Если это отношение больше единицы, то биомасса увеличивается − наблюдается рост продуктивности; если отношение P/R меньше единицы, то биомасса и продуктивность снижаются. В наиболее стабильных сообществах наблюдается равенство P и R, то есть вся созданная продукция потребляется, ничего не откладывается в почве. Этим объясняется низкая плодородность сельскохозяйственных угодий, разбитых на месте устойчивых экосистем (например, вырубленных тропических лесов). Но в большинстве экосистем Р превышает R, в результате чего большая масса органического вещества откладывается про запас.

Приток в экосистему энергии извне, от различных природных и антропогенных источников, увеличивает продуктивность. Например, высокая продуктивность прибрежных зон объясняется привлечением дополнительной энергии приливов и отливов, продуктивность влажных лесов − энергией дождя и ветра. Высокая продуктивность сельскохозяйственных угодий поддерживается за счет затрат энергии на обработку земель, удобрение, орошение, борьбу с вредителями. Наоборот, утечка энергии в связи с неблагоприятными условиями, загрязнением и т.д. уменьшает продуктивность.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Лекция 2. Взаимодействие живых организмов со средой их обитания8

К О Н С П Е К Т Л Е К Ц И Й... П О Э К О Л О Г И И...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Продуктивность экосистем

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ИНСТРУКЦИЯ
Для использования в учебном процессе данного учебного пособия студенты должны выполнить следующие мероприятия:   1. Выполнить практическую работу по освоению термино-понятийн

Лекция.
Тема: Введение в общую экологию. Основные термины и понятия 1. Экология - это наука о взаимодействии живых организмов со средой их обитания. Классическая экология

Термодинамика процессов живой природы. Негэнтропия.
Из второго закона термодинамика также следует, что самопроизвольно происходят только процессы, сопровождающиеся рассеянием энергии и увеличением энтропии - меры беспорядка(DS>0)

Гомеостаз и устойчивость экологических систем. Сукцессия.
На экосистему воздействует большое количество факторов, которые стремятся вывести ее из состояние равновесия. Но природа имеет механизмы, направленные на поддержание равновесия. Таким образом, для

Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное воздействие на живые организмы.
Все экологические факторы можно разделить на две группы: I) факторы неживой природы - II) факторы живой природы абиотические; - биотические.

Биотические факторы представляют собой совокупность влияния жизнедеятельности живых организмов на другие живые организмы и на окружающую среду.
1) фитогенные - факторы влияния растительных организмов; Любое растительное сообщество сильно влияет на абиотические условия. (например, лесные растения создают микроклимат в лесу.) Растения создаю

Толерантность.
Шелфорду принадлежит и формулировка закона толерантности, как бы суммирующего законы максимума и минимума: лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум

Адаптации. Жизненные формы.
Для каждого вида организмов существуют свои оптимальные параметры экологических факторов (свой диапазон толерантности). При постоянном воздействии какого-либо экологического фактора сверх лимитируе

Экологическая ниша организма.
Растения и животные могут обитать только там, где условия подходят для них. Каждый организм имеет свое местообитания - место, где он живет или где его обычно можно найти. В экологии существует боле

Принципы рационального природопользования. Безотходные технологии.
При переходе от биосферы к ноосфере важным этапом является разработка и внедрение в жизнь принципов рационального природопользования. Человеку необходимо научиться так регулировать свою хозяйственн

ПДВ - это норматив, определяющий предельно-допустимую концентрацию загрязняющего вещества в воздухе над источником выброса.
ПДВ устанавливают для каждого источника загрязнения атмосферы. При этом предельные выбросы подбирают так, чтобы приземная концентрации вредных веществ не превышала ПДК, т.е. ПДВ устанавливают с уче

Экологический мониторинг.
Для перехода биосферы в ноосферу необходимо исключить все отрицательные последствия природопользования и исправить те, что уже имели место. Для эффективного управления качеством природной

Информационные методы управления окружающей средой.
Схема управления окружающей средой:

Модель - это физическое или знаковое подобие реального объекта, явления или процесса.
Для организации рационального природопользования нужны модели взаимодействия человеческого общества и окружающей среды для того, чтобы предвидеть последствия антропогенного воздействия. При моделир

Государственная экологическая экспертиза; лицензирование природопользования. Сертификация. Экологический паспорт предприятия.
Экологическая экспертиза проводится обычно специальными исполнительными органами (Госкомэкологией, различными ведомствами) и определяется как проверка соответствия намечаемой хозяйственной

Биосфера, ее структура
Средой обитания всех живых организмов Земли, в том числе человека, является биосфера. Биосфера - это все живое вещество Земли и область его распространения. Биосфера представляет собой обо

Эволюция биосферы. Живое, косное и биокосное вещество
Свое становление учение о биосфере получило в трудах выдающегося русского ученого Владимира Ивановича Вернадского (1863-1945). Вернадский подчеркивал, что биосфера находится в постоянной б

И абиотическая среда
Основным предметом экологии как науки, изучающей взаимодействие живых организмов с окружающей средой, является экологическая система или экосистема. Экосистемой называется безразмерная уст

Уровни организации жизни на Земле
  Биосфера Земли является сложноорганизованной структурой, состоящей из большого количества элементов. Входящие в состав биосферы биологические системы сильно различаются по

Организм и среда обитания
Организменный - это первый уровень организации жизни, изучаемый экологией. Отдельный живой организм входит в системы более высокого уровня (популяции, биоценозы, биотические сообщества) как подсист

Систематика растений и животных
На Земле обитает большое количество живых организмов, сильно различающихся своим строением и функциями. Единицей классификации для организмов служит вид - совокупность сходных организмов, обладающи

Биогеоценоз, его структура
Основными структурными составляющими биосферы являются биогеоценозы. Биогеоценоз - это экосистема макро- или мезоуровня на определенном участке земной поверхности. Понятие биогеценоза уже понятие э

Биогеохимические циклы веществ
  Между живым и косным веществом биосфере под действием лучистой энергии Солнца происходит постоянный обмен химическими элементами. Если бы все вещество на Земле не было бы вовлечено

Биогеохимический цикл азота
Азот является основным газом атмосферы, где его объемная доля составляет 78%. Биосферный круговорот азота хорошо отрегулирован и носит замедленный характер. Большинство живых организмов мо

Биогеохимический цикл кислорода
Круговорот кислорода играет важную роль в функционировании всей биосферы. Наличие свободного кислорода является обязательным условием жизнедеятельности большинства живых организмов. С другой сторон

Биогеохимический цикл углерода
Из всех известных биогеохимических циклов наиболее интенсивным является круговорот углерода. Продолжительность одного цикла в этом случае − всего 300 лет. Цепь из атомов углерода сос

Биогеохимический цикл фосфора
Фосфор входит в состав клеточных мембран, ферментов костных тканей, то есть является необходимым элементом протоплазмы всех живых организмов. Цикл фосфора менее совершенен,

Биогеохимический цикл серы
Сера входит в состав белков всех живых организмов. В отличии от фосфора, в атмосфере присутствует достаточное количество газообразных соединений серы: сероводород H2

ПОТОКИ ЭНЕРГИИ В БИОСФЕРЕ
3.1.Термодинамика процессов живой природы. Негэнтропия.   Одним из основных свойств материи является энергия − способность производить работу. Существо

Понятие о качестве энергии
  Энергия характеризуется не только количеством, но и качеством. Известно много форм и видов энергии: солнечная, химическая, тепловая, механическая, электрическая, атомная и т.д. Прич

Процессы фотосинтеза и хемосинтеза
Живые организмы способны создавать сложные органические вещества, увеличивая собственную упорядоченность. Первичное органическое вещество биосферы создается растениями и некоторыми микроорганизмами

Процесс дыхания
  Органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза, характеризуются высоким запасом внутренней энергии. Но эта энергия недоступна для непосредственного использования в реакц

Передача энергии по трофической цепи
  Не все живые организмы способны синтезировать органическое вещество из неорганического. Живые организмы, обитающие на Земле, можно разделить по типу получения и накопления ими вещес

Энергетические типы экосистем
  Все экосистемы, в зависимости от вида используемой энергии, можно разделить на следующие типы. 1 тип. Экосистемы, для которых основным источником энергии я

Абиотические факторы
Выделяют следующие группы абиотических факторов (факторов неживой природы): климатические, эдафогенные (почвенные), орографические и химические. I) Климатические факторы: к ним относятся с

Биотические факторы
  Выделяют фитогенные, зоогенные, микробогенные и антропогенные факторы. I) Фитогенные − факторы, характеризующие влияние растительных организмов. Они воздействуют на в

Лимитирующие факторы. Законы минимума и максимума
  Для каждого организма существуют свои оптимальные параметры экологических факторов, при которых жизнедеятельность особей протекает нормально. Допустимые диапазоны экологических факт

Закон толерантности
  Закон толерантности суммирует законы максимума и минимума. Его формулировка принадлежит Шелфорду: лимитирующим фактором может быть как минимум, так и максимум экологического воздейс

Адаптации. Жизненные формы
  При постоянном воздействии какого-либо экологического фактора сверх лимитирующих пределов организм должен либо адаптироваться к новым параметрам, либо погибнуть. Адаптациям

Экологическая валентность (пластичность)
  Организмы различаются своей способностью к адаптации: одни адаптируются медленно, другие легко и быстро. Способность вида адаптироваться к экологическим факторам называется экологич

Экологическая ниша
  Растения и животные могут обитать только там, где условия подходят для них. Каждый организм имеет свое местообитания, пригодное для жизни. В экологии существует более емкое понятие

УСТОЙЧИВОСТЬ И РАЗВИТИЕ ЭКОСИСТЕМ
Устойчивостью экосистем называется их способность противостоять колебаниям внешних факторов и сохранять свою структуру и функциональные особенности. Устойчивая экосистема возвращается в исходное со

Гомеостаз экосистем.
  Рассмотрим механизмы поддержания равновесия, действующие в открытых природных экосистемах. На любую экосистему постоянно действует большое количество экологических факторов, стремящ

Экологическая сукцессия.
Даже в устойчивых экосистемах постоянно происходят медленные необратимые изменения. В большей степени они касаются живых организмов. При этом один биоценоз заменяется другим. Последователь

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
  Технический прогресс бурный рост производства в последние десятилетия привели к большому уровню загрязненности окружающей среды. На земном шаре практически невозможно найти место, г

Основные источники загрязнения
  Среди большого количества источников загрязнения наиболее важными являются следующие. 1) Транспорт. При сгорании топлива выделяется большое количест

Последствия загрязнения окружающей среды
  Антропогенное воздействие сильно изменяет естественные природные процессы. Глобальными последствиями загрязнения являются парниковый эффект, разрушение озонового слоя, нарушение при

Разрушение природных экосистем
  Выброс большого количества загрязнителей и изменения, происходящие при этом в окружающей среде, неизбежно ведут к нарушению нормальных биологически циклов и разрушению природных эко

Демографические проблемы
  Демография − наука, изучающая динамику роста народонаселения. Несмотря на ухудшение состояния окружающей среды и сокращение количества плодородных земель в настоящее время наб

Глобальные проблемы энергетики
  Кроме перечисленных проблем, связанных с резким ухудшением качества среды, перед человечеством остро стоит проблема энергетики. Основная причина энергетического кризиса − исто

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
  Если качество природной среды не соответствует нормативным требованиям, необходимо проводить специальные мероприятия по защите окружающей среды. Для этого необходима информация о фа

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги