Продуктивність та продукція екосистеми. Сукцесії

Кожен біогеоценозхарактеризуєтьсябіомасою та продуктивністю. Біомасою називають кількість живої речовини на одиниці площі в момент спостереження. Це один із найважливіших статичних показників біогеоценозу. Загальна біомаса визначається сумою біомас усіх популяцій, які населяють даний біогеоценоз. Найчастіше за одиницю біомаси беруть 1 г сухої (рідше — сирої) органічної речовини на 1 м². Біомаса біогеоценозів різних типів коливається вшироких межах (табл.1 ).

Табл.1 Середня біомаса продуцентів і первинна продукціяв біогеоценозах різних типів

Продуктивністю називають здатність живої речовини створювати, трансфор­мувати й нагромаджувати органічну речовину (біомасу). На відміну від біомаси — це динамічний показник біогеоценозу. Продуктивність — одна з найважли­віших характеристик: вона відображає ефективність роботи біогеоценозів, швид­кість потоку енергії й речовин в їхніх ланцюгах живлення. Виражають продук­тивність через показники продукції.

Первинною продукцією називають утворення орга­нічної речовини в процесі фотосинтезу за певний час на одиницю площі. Вимірюється вона в джоулях або в грамах сухої органічної речовини на 1 м² в рік. Від первинної про­дукції відрізняють біомасу, тобто кількість органічної ре­човини, яка є в даний момент на одиницю площі. її вира­жають в г/м², кг/м² або т/га. Вся біомаса Землі в останній час оцінюється різними авторами в межах від 1,4-10¹² до З-10¹² тонн сухої речовини.

Загальна продуктивність автотрофних організмів нашої планети складає, за сучасними даними, до 176-10⁹ тонн су­хої речовини в рік, з них біомаса суші — 122 млрд. тони чи­стої первинної продукції.

Різні біоценози відрізняються своєю продукцією, або продуктивністю. Продуктивність біоценозів насамперед за­лежить від вологи і температури навколишнього середови­ща, а також від родючості ґрунту.

Найбільшу продукцію органіч­ної речовини дають ліси, савани, степи та сільськогосподар­ські угіддя. На суші первинна продукція майже в 2 рази більша, ніж в океані. Важливо відмітити, що продуктив­ність екосистем знижується в напрямку від тропіків до по­люсів. Це пояснюється впливом температурних умов при­родного середовища.

При однакових кліматичних умовах продуктивність природних екосистем залежить від родючості ґрунту. Це особливо яскраво видно на прикладі сільського господарства. Відомо, що при внесенні в грунт добрива різко збільшується врожайність культурних рослин.

Сукцесії. У біогеоценозах постійно відбуваються зміни, які можуть бути циклічними, пов'язані з періодичністю зовнішніх умов та поступальні, пов'язані з поступовою їх зміною в певному напрямку. Такі зміни можуть призвести до заміни одного біогеоценозу іншим.

Поступові необоротні зміни складу та структури біогеоценозу, що спричинюються зовнішніми або внутрішніми факторами, називають сукцесіями. На­водимо приклади. При певних умовах, коли озеро наповню­ється мулом, воно поступово перетворюється з глибокого на мілке, потім в болото, після чого в зелений луг, на якому згодом виростають кущі і дерева. Якщо в горах відбувся зсув землі, то на оголеній поверхні спочатку поселяються лишайники, їх змінює покрив моху, поселяються трави і ут­ворюються луки, які згодом заростають кущами. Ще пізні­ше появляються дерева і виникає ліс, що є завершаючим, кінцевим біоценозом.

Сукцесії бувають повільними (тисячоліття), середніми (століття), швидкими (десятиліття). Сукцесії можуть мати природне(підняття чи опускання суші) чи антропогенне(вирубування лісу, розорювання степу) походження. Сукцесії що супроводжуються збільшенням продуктивності й видового багатства біогеоценозу називаються - прогресуючими (заростання піщаних кіс), або навпаки регресуючими.

Для стабільності біоценозу необхідна рівновага процесів народження і смерті, споживання і витрачання речовин і енергії. Саме така константність системи, що базується на відповідності приходу і витрат і при наявності постійного самовідновлення, одержала назву динамічної рівноваги. Наведемо приклад: по руслі річки знаходиться ставок, вода в ньому постійно обновляється, але він зберігає свою форму, загальну площу, глибину і певні угрупування водних рослин і тварин.

Отже, динамічна рівновага властива всім рівням органі­зації живих систем — від клітини до біоценозів, екосистем і в цілому біосфери. Несприятливий зовнішній вплив може порушити цю рівновагу, внаслідок чого відбувається пере­будова або загибель всієї системи.