- •Основы общей экологии введение
- •I. Основные понятия (термины) экологии. Ее системность
- •II. Биосфера
- •1. Живое вещество, его свойства и функции в биосфере
- •2. Основные свойства биосферы
- •3. Примеры круговоротов веществ в биосфере
- •III. Среда обитания. Факторы среды и адаптации к ним организмов
- •1. Классификация факторов
- •2. Некоторые общие закономерности действия факторов среды на организмы
- •IV. Экосистемный уровень организации организмов
- •1. Связи организмов в экосистемах
- •2. Экологическая ниша
- •3. Организация (структура) экосистем
- •4. Энергетика экосистем
- •5. Продуктивность экосистем
- •Экосистемы берегов морей и океанов в районах, хорошо обеспеченных теплом;
- •6. Экологические пирамиды
- •7. Динамика и развитие экосистем. Сукцессии
- •8. Стабильность и устойчивость экосистем
- •9. Агроценозы и естественные экосистемы
- •V. Популяционный уровень организации живого вещества
- •1. Структура популяций
- •2. Динамика популяций. Гомеостаз
Экосистемы берегов морей и океанов в районах, хорошо обеспеченных теплом;
экосистемы пойм рек, периодически заливаемые водами рек, которые откладывают ил, а вместе с ним органические и биогенные вещества;
экосистемы небольших внутренних водоемов, богатые питательными веществами, а также
экосистемы тропических лесов. Продуктивность других экосистем видна из табл. 3.
Что касается вторичной (животной) продукции, то она заметно выше в Океане, чем в наземных экосистемах. Это связано с тем, что на суше в звено консументов (травоядных) в среднем включается лишь около 10% первичной продукции, а в Океане — до 50%. Поэтому, несмотря на более низкую первичную продуктивность Океана, чем суши, по биомассе вторичной продукции эти экосистемы примерно равны (см. табл. 2).
В наземных экосистемах основную продукцию (до 50%) и особенно биомассу (около 90%) дают лесные экосистемы. Вместе с тем основная масса этой продукции поступает сразу в звено деструкторов и редуцентов. Для таких экосистем характерно преобладание детритных цепей питания. В травянистых экосистемах (луга, степи, прерии, саванны), как и в Океане, значительно большая часть первичной продукции отчуждается фитофагами (травоядными животными). Такие цепи носят название пастбищных, или цепей выедания.
Человек должен стремиться прежде всего сохранить высокопродуктивные экосистемы. Они представляют как бы основной каркас биосферы, и его разрушение связано с наиболее значительными отрицательными последствиями.
6. Экологические пирамиды
Если количество энергии, продукции, биомасс или численности организмов на каждом трофическом уровне изображать в виде прямоугольников в одном и том же масштабе, то их распределение будет иметь вид пирамид.
Правило пирамид энергии можно сформулировать следу-щим образом: количество энергии, содержащейся в организмах на любом последующем трофическом уровне цепи питания, меньше ее значений на предыдущем уровне (рис. 8).
Рис. 8. Пирамиды продукции, энергии (биомасс для экосистем суши) — 1 и биомасс для экосистем Океана — 2.
Количество продукции, образующейся в единицу времени на разных трофических уровнях, подчиняется тому же правилу, которое характерно для энергии: на каждом последующем уровне количество продукции меньше, чем на предыдущем (рис. 8). Более того, суммарное количество вторичной продукции (как и содержащейся в ней энергии), образующейся на разных трофических уровнях, меньше первичной продукции. Эта закономерность абсолютна и легко объясняется исходя из правила передачи энергии в цепях питания. Следует также иметь в виду, что различия в количестве энергии, содержащейся в единице веса (объема) отдельных видов продукции, невелики: 1 г животной продукции содержит в среднем около 6—7 ккал энергии, а растительной — 4—5 ккал.
Таблица 3
Первичная и вторичная продуктивность основных экосистем Земного шара (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)
Экосистемы |
Площадь млн.км2 |
Чистая первичная продукция, г/см2 в год |
Общая чистая первичная продукция, млрд.т в год |
|
||
крайние значения |
средняя |
Продуктивность животных, млн.т/год |
||||
Материковые |
149 |
0-3500 |
773 |
115 |
909 |
|
экосистемы |
|
|
|
|
|
|
(в целом) |
|
|
|
|
|
|
в том числе: |
|
|
|
|
|
|
Влажные тропические леса |
17
|
1000-3500
|
2200
|
37,4
|
260
|
|
Вечнозеленые |
5 |
600-2500 |
1300 |
6,5 |
26 |
|
леса умеренного |
|
|
|
|
|
|
пояса |
|
|
|
|
|
|
Листопадные |
7 |
600-2500 |
1200 |
8,4 |
42 |
|
леса умеренного |
|
|
|
|
|
|
пояса |
|
|
|
|
|
|
Тайга |
12 |
400-2000 |
800 |
9,6 |
38 |
|
Саванна |
15 |
200-2000 |
900 |
13,5 |
300 |
|
Тундры и |
8 |
10-400 |
140 |
1,1 |
3 |
|
высокогорья |
|
|
|
|
|
|
Пустыни и |
18 |
10-250 |
90 |
1,6 |
7 |
|
полупустыни |
|
|
|
|
|
|
Болота мангро |
2 |
800-3500 |
2000 |
4,0 |
32 |
|
вые и низинные |
|
|
|
|
|
|
Озера и |
2 |
100-1500 |
250 |
0,5 |
10 |
|
водотоки |
|
|
|
|
|
|
Культивируем ые |
14 |
100-3500 |
650 |
9,1 |
9 |
|
земли |
|
|
|
|
|
|
Морские |
361 |
2-2400 |
152 |
55,0 |
3025 |
|
экосистемы |
|
|
|
|
|
|
(в целом) |
|
|
|
|
|
|
в том числе: |
|
|
|
|
|
|
Открытый |
332 |
2-400 |
125 |
41,5 |
2500 |
|
океан |
|
|
|
|
|
|
Апвеллинги |
0,4 |
400-1000 |
500 |
0,2 |
11 |
|
Континенталь |
26 |
200-600 |
360 |
9,6 |
430 |
|
ный шельф |
|
|
|
|
|
|
Заросли водо |
0,6 |
500-4000 |
2500 |
1,6 |
36 |
|
рослей и рифы |
|
|
|
|
|
|
Эстуарии |
1,4 |
200-3500 |
1500 |
2,1 |
48 |
|
Средняя общая |
510 |
0-4000 |
333 |
170,0 |
3934 |
|
продуктивность |
|
|
|
|
|
|
в биосфере |
|
|
|
|
|
|
Пирамиды биомасс сходны с таковыми для энергии и продукции, но только для сухопутных экосистем. Для водных экосистем закономерности соотношения биомасс на различных трофических уровнях имеют свою специфику. Здесь пирамида биомасс как бы перевернута (рис. 8), то есть биомасса животных, потребляющих растительную продукцию, больше биомассы растительных организмов. Причина этого — резкие различия в продолжительности жизни организмов сравниваемых уровней. Первый уровень (продуценты) представлен в основном фитопланктоном с крайне коротким периодом жизни (несколько дней или часов), второй — более долгоживущими организмами — зоопланктоном или другими, питающимися фитопланктоном животными (рыбы, моллюски, киты и т.п.). Они накапливают биомассу годами и десятилетиями.
Пирамида чисел свидетельствует, что количество организмов, как правило, уменьшается от основания к вершине. Это правило не абсолютно и применимо в основном к цепям питания, не включающим редуцентов.
