П

Біопродуційний процес у ландшафті

ід біопродуційним процесом у ландшафтному комплексі розуміється складна сукупність процесів, в результаті яких створюється та трансформується його органічна речовина. Цей інтегральний процес складається з утворення органічної речовини рослинами (утворення фітомаси), потоку цієї речовини по трофічній мережі ландшафтного комплексу (утворення зоомаси) та продукування органічної речовини ґрунту. Крім власне утворення фітомаси. зоомаси та гумусу, важливими ланками біопродуційного процесу є вуглецевий газообмін у ландшафтному комплексі, зростання чисельності популяцій та збереження популяційної структури.

В основі біопродуційного процесу лежить фотосинтез. При ньому хімічно з’єднуються дві неорганічні сполуки СО₂ та Н₂О й утворюється органічна речовина – глюкоза. Внаслідок численних хімічних реакцій вона далі перетворюється у різні сахари та целюлозу – основний матеріал, з якого складаються стінки рослинних клітин. Крім СО₂ та води, рослини для синтезу органічних речовин використовують й інші мінеральні речовини. При цьому необхідне також достатнє освітлення та сприятливий температурний режим. Отже, процес створення фітомаси при фотосинтезі можна зобразити у вигляді рівняння:

Утворена в результаті фотосинтезу фітомаса (чиста первинна продукція) далі розподіляється по вертикальній структурі ландшафтного комплексу за схемою, близькій до потоків енергії у трофічній мережі (див. рис. 23). Однак, розподіл продукції між окремими ланками цієї мережі для ландшафтів різних типів, як і сама їх біопродуктивність дуже відрізняється (табл. 4).

Таблиця 4. Середня біопродуктивність та розподіл продукції між ланками продуційного процесу у ландшафтах різних типів, в т/км² (за Р. Уіттекером, 1980).

Тип ландшафту	Чиста первинна продукція (фітомаса) за рік	Загальна біомаса	Маса підстилки	Споживання тваринами за рік	Продукція тварин за рік	Біомаса тварин (зоомаса)
Тундрові	140	600	1000	33	0,38	0,44
Бореальних лісів	800	20000	4000	380	3,2	4,75
Широколистяних лісів	1200	30000	2000	420	6,0	15,7
Степові	600	1600	400	540	8,9	6,7
Пустель і напівпустель	90	700	20	48	0,4	0,45
Тропічних дощових лісів	2200	45000	200	2600	15,0	20,0
Болотяні	2000	15000	2500	320	16,0	10,0
Агроландшафти	650	1000	100	90	0,65	0,4
В середньому по суходолу	773	12300	750	781	6,1	7,75

Важливою складовою біопродуційного процесу є продукування мікробної маси. Внаслідок короткої тривалості життя переважної більшості мікроорганізмів та високої швидкості відновлення їх біомаси (наприклад, окремі популяції бактерій дають 30 – 40 і більше генерацій за рік) величина її річної продукції дуже велика й може досягати 200 – 500 ц/га, що набагато перевищує величину чистої первинної продукції наземних фітоценозів. Однак, попри те, що щорічна продукція мікроорганізмів дуже висока, їх жива біомаса на конкретний момент часу значно менша. наприклад, у ландшафтних комплексах з дерново-підзолистими ґрунтами вона становить 0,17 мг/г, з сірими лісовими – 0,28, з чорноземами – 0,38 мг/г.

Отже, маса мертвої органічної речовини мікроорганізмів завжди перевищує живу й її роль у біопродуційному процесі ландшафтних комплексів є вельми істотно – мертві клітини мікроорганізмів є важливим матеріалом, з якого синтезується гумус. Крім них, у формуванні та відтворенні гумусу приймають важливу участь рослинний опад та екскременти тварин. Швидкість і характер гуміфікації залежать від режиму вологості та аерації ґрунту, його кислотності, мінералогічного та механічного складу тощо. Утворення гумусу – процес повільний й для різних ландшафтних комплексів України коливається в межах від 0,2 до 2,6 т/га на рік.

Діяльність людини у ландшафті сильно позначається на біопродуційному процесі. Так, перетворення природного рослинного покриву на ріллю призводить до кардинальної перебудови усієї структури продукування біомаси. Зокрема, процес утворення гумусу практично повністю позбавляється його основного ресурсу – рослинного опаду. Внесення органічних добрив здебільшого не компенсує цієї втрати, й тому у ландшафтних комплексах сільськогосподарських угідь йде швидка втрата гумусу. Ці комплекси також збіднені на тваринне населення, через що їх зоомаса в сотні разів менша, ніж у природних ландшафтах.