Понятие продуктивности экосистем

Продуктивность экосистемы — это способность природного сообщества создавать органическое вещество и накапливать энергию за определённый промежуток времени. Продуктивность показывает, сколько биомассы образуется в экосистеме и насколько эффективно используется солнечная энергия. Этот показатель имеет большое значение для понимания функционирования экосистем и их роли в биосфере.

Основным источником энергии для большинства экосистем является Солнце. Именно солнечная энергия лежит в основе процессов фотосинтеза и образования органических веществ.

Первичная продуктивность

Первичная продуктивность — это количество органического вещества, созданного продуцентами (зелёными растениями, водорослями, цианобактериями) в процессе фотосинтеза.

Различают:

• Валовую первичную продукцию — всё органическое вещество, образованное растениями;

• Чистую первичную продукцию — часть органического вещества, которая остаётся после расхода энергии на дыхание растений.

Чистая первичная продукция используется консументами и служит основой всех пищевых цепей.

Вторичная продуктивность

Вторичная продуктивность — это продукция, создаваемая консументами, то есть животными, питающимися готовыми органическими веществами. Она выражается в приросте массы тела животных за определённое время.

Вторичная продуктивность всегда ниже первичной, так как при переходе энергии по пищевым цепям большая её часть теряется в виде тепла. В среднем на следующий трофический уровень передаётся около 10 % энергии.

Продуктивность разных экосистем

Разные экосистемы имеют неодинаковую продуктивность.
Наиболее высокой продуктивностью отличаются:

• тропические вечнозелёные леса;

• болота и пойменные луга;

• коралловые рифы.

Среднюю продуктивность имеют леса умеренного пояса и сельскохозяйственные угодья.
Наименьшая продуктивность характерна для пустынь, тундры и открытых океанических пространств.

На продуктивность влияют климат, количество света и влаги, температура, плодородие почв и видовой состав организмов.

Биомасса и продуктивность

Биомасса — это общая масса живых организмов экосистемы. Она не всегда напрямую связана с продуктивностью. Например, в тропических лесах биомасса очень велика, а в океане биомасса фитопланктона мала, но его продуктивность может быть высокой за счёт быстрого обновления.

Таким образом, продуктивность отражает скорость образования органического вещества, а биомасса — его накопление.

Экологические пирамиды

Продуктивность экосистем часто изображают с помощью экологических пирамид — пирамид численности, биомассы и энергии. Наиболее точной является пирамида энергии, так как она показывает уменьшение количества энергии при переходе от одного трофического уровня к другому.

Значение продуктивности экосистем

Продуктивность экосистем:

• определяет количество доступной пищи для организмов;

• влияет на численность и разнообразие видов;

• лежит в основе сельского и лесного хозяйства;

• играет важную роль в круговороте веществ и энергии в биосфере.

Влияние человека

Деятельность человека может как повышать, так и снижать продуктивность экосистем. Орошение, удобрения и селекция увеличивают продуктивность агроэкосистем. Однако загрязнение среды, вырубка лесов и деградация почв приводят к её снижению. Поэтому рациональное природопользование имеет большое значение.