Популяционный уровень продуктивности

Уровень продукционного процесса в популяциях очень важен. От него зависит устойчивость популяции, её возможность контролировать популяционное поле и степень участия в круговороте вещества в экосистеме.

Продукция каждой популяции за определённое время представляет собой сумму приростов всех особей, включающую прирост отделившихся от организмов образований и прирост особей, выпадающих по тем или иным причинам из состава популяции за рассматриваемое время. В предельном случае, если нет такого выпадения и все особи доживают до конца изучаемого периода, продукция равна приросту биомассы. Если начальная (Bj) и конечная (В2) биомассы равны: В, = В2, то это означает, что прирост компенсирован элиминацией. В типичных ситуациях lt; В2, и тогда разница В2 -              =              Пв.

Человек обычно заинтересован в повышении продуктивности популяций, поскольку это увеличивает возможности использования биологических ресурсов природы, но в ряде случаев высокая биологическая продуктивность оказывается нежелательной. Это

Плотность, шт/кв. м

   Рис. 3.7. Стабилизация урожая (запас фитомассы на единицу площади) при возрастании плотности популяции

По мере роста растения занимают все большее пространство и потребляют больше ресурсов. Это ведет к тому, что на данной территории может разместиться меньшее количество особей. В конечном итоге выражением этих процессов является стабилизация выхода фитомассы (урожая) с единицы площади популяционного поля (рис. 3.7). Такую стабилизацию запаса фитомассы называют законом константности конечного урожая, или законом константности конечной фитомассы.

Измерения в природе свидетельствуют о том, что продукция, равная Ют органического вещества на 1 га в год, характерна для многих типов растительности. Эта величина соответствует ежегодной чистой продукции - 2,75 г сухого вещества на 1 м2 в день; валовую продукцию можно считать примерно вдвое большей (5,5 г на 1 м2 в день).

4. Продуценты в пишевых пирамидах

Все гетеротрофные организмы-животные к первичному синтезу органических веществ не способны и являются только его потре- бителями и преобразователями. Каждый из компонентов биоценоза образует в цепи лищевых взаимоотношений свой трофический уровень. Зеленые растения, как продуценты, образуют в пищевых цепях экосистем первый трофический уровень. Гетеротрофные организмы - последующие уровни.

Согласно второму закону термодинамики, на всех ступенях лищевых цепей идет потеря вещества и энергии, так как никакие превращения ке могут иметь 100% эффективности. В наземных экосистемах действует следующее правило: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса в свою очередь превышает всю биомассу хищников. Биомасса всей цепочки изменяется вслед за изменениями величины чистой продукции. Как обобщение этого процесса (хотя в конкретных ситуация могут быть отклонения), принято считать, что с одного трофического уровня на следующий переходит только 10% исходного.

Количественные соотношения между продуцентами, коне у- ментами и редуцентами принято графически представлять в фор- ме пирамиды. Это так называемые экологические пирамиды.

1. пирами да чисел (пирамидаЭлтона), отражающая численность организмов на каждом уровне;
2. пирамида биомассы, характеризующая массу живого вещества (вес);

   Пирамида чисел Элтона

3.  

      пирамида продукции (или энергии), показывающая изменения размера первичной продукции (или энергии) при переходе с одного трофического уровня на другой.

Пирамида чисел (рис. 3.8) отображает отчетливую закономерность. впервые обнаруженную К. Элтоном; число особей, составляющих последовательный ряд от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается. В основе этой закономерности лежит, во- первых, тот факт, что для уравновешивания массы большого тела необходимо много маленьких тел; во-вторых, от низших трофических уровней к высшим теряется определенное количество энергии, и, в-третьих, имеется обратная зависимость метаболизма от размера особей: чем мельче организмы, тем у них интенсивнее обмен веществ и тем выше скорость роста их численности.