Меню
Видеоучебник

Продуктивность сообщества

Урок 43. Введение в общую биологию и экологию 9 класс ФГОС

Из данного видеоурока вы узнаете о том, что совокупная масса растительных и животных организмов, присутствующих в биогеоценозе, образует биомассу. Изучите такое понятие, как продуктивность. Вы узнаете о том, что знания о продуктивности сообщества позволяют создавать рациональные системы управления природными ресурсами. Основные понятия урока: природное вещество, живое вещество, биомасса, фитомасса, зоомасса, биологическая продуктивность, первичная продукция, вторичная продукция

Конспект урока "Продуктивность сообщества"

К основным показателям биогеоценоза относят:

·         Видовой состав

·         Видовое разнообразие

·         Биомассу

·         Продуктивность сообщества.

Органическое вещество и энергия переходят от одного уровня к другому. Вещество и энергия необходимы для роста и развития живого организма.

Природное веществоэто любое химическое соединение или элемент, возникающее в ходе спонтанно идущих химических реакций и физических процессов, которое включается в природный круговорот веществ.

Если разобрать все живое вещество планеты, то на долю кислорода приходиться 70%, углерода 17%, водорода 9%, азота 2%, а остальные 2% приходятся на другие химические элементы.

К элементам, которые обязательно входят в состав живого вещества относят: водород, углерод, азот, кислород, фосфор, серу, хлор, йод, натрий, магний, калий, железо, цинк и другие. Однако из всех веществ 98% приходиться на долю кислорода, углерода, водорода и азота.

«Живые организмы… своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом... непрерывной сменой поколений, фомируют миграцию химических элементов в биосфере».

Одним из выдающихся естествоиспытателей, посвятивших себя изучению процессов, протекающих в биосфере, был академик Владимир Иванович Вернадский.

Владимир Иванович Вернадский

Согласно представлениям Вернадского, биосфера состоит из нескольких разнородных компонентов. Главный и основной из них — это живое вещество, совокупность всех живых организмов, населяющих Землю.

Вернадский писал, что «живое вещество в биосфере играет основную роль и по своей мощности, по своей интенсивности и непрерывности во времени, не может быть сравнимо ни с какой геологической силой».

Так совокупность растений образуют (фитобиомассу), а совокупность животных (зообиомассу).

Биомассаэто совокупная масса растительных и животных организмов, присутствующих в биогеоценозе, определённого размера или уровня.

Подсчитано, что биомасса суши составляет примерно 300 миллиарда тонн. При этом организмы континентальной части образуют фитомассу суши, она составляет 97% от всей биомассы Земли. 

И зоомассу суши (животные и микроорганизмы), которая составляет —3% от всей биомассы.

Большая часть биомассы Земли сосредоточена в лесах. На суше преобладает масса растений.

Общая биомасса населения Мирового океана (без микрофлоры ─ бактерий и простейших) оценивается величиной в 35-38 млрд. т, из них 30-35% составляет фитомасса океана и 65-70% ─ зоомасса океана.

Живые организмы сообщества растут, размножаются, и погибают. Однако за счет роста и размножения биомасса сообщества постоянно возобновляется и пополняется.

Способность организмов создавать (продуцировать) новую биомассу называется продуктивностью.

Биологическая продуктивностьэто образование биомассы организмами, выражаемое потоками органического вещества и его химической энергии на единицу площади за единицу времени (например, год).

Для того чтобы узнать продуктивность, необходимо рассчитать прирост биомассы.

Прирост биомассыэто количество живого вещества, на которое увеличивается особь, популяция, сообщество какой-либо территории за единицу времени.

Например, если взять популяцию зайца-русака и подсчитать их общий вес и количество особей, а затем произвести те же расчёты в конце года, то можно обнаружить что за год их число и общий вес может увеличиться.

Количество, на которое увеличилась популяция зайца за год и есть прирост биомассы популяции.

Биологическая продуктивность существующих экосистем проявляется во многих формах.

Например, продуктивность лесаколичество различных ресурсов, произведенных лесом за определенный период на единице площади.

Продуктивность леса определяется по отдельным ее составляющим – насаждению и древостою.

Продуктивность леса бывает:

·         биологическая ─ количество биомассы, произведенной лесом за определенный период на единице площади;

·         древесная ─ количество древесины, произведенной насаждением за определённый период на единице площади.

·         комплексная ─ совокупная биологическая и экологическая продуктивность участка леса;

Продуктивность водоёмовэто количество органического вещества, производимого в водоёме его обитателями за единицу времени (обычно за год) на единицу площади дна или на единицу объёма воды.

Общая годовая биологическая продуктивность в Мировом океане оценивается более чем 1300 млрд. т, в том числе более 1200 млрд. т дают водоросли и 40-50 млрд. т - животные.

Океан гораздо беднее жизнью, чем суша, его биомасса во много раз меньше. Однако скорость прироста биомассы (оборот) намного больше, в океанах. Отсюда и большая продуктивность.

Чаще всего рассчитывают рыбную продуктивность водоёмов. 

Под рыбной продуктивностью надо понимать численность (запасы) общего рыбного стада (промысловых и непромысловых рыб) в нем.

Под промысловой продукцией — количество вылавливаемой рыбы.

Годовая рыбная продукция менее 30 кг с одного гектара считается низкой; 30—60 кг с гектара — средней и более 60 кг с одного гектара — высокой.

Рыбопродуктивность водоёма, как и любая другая продуктивность не является величиной постоянной и изменяется в зависимости от условий.

Изначально, озеро делят на районы (первый район, второй район, третий район, четвёртый район и пятый район, например). В каждом районе забрасывают невод.

Делают несколько закидок в разных районах.

Затем подсчитывают количество выловленных экземпляров рыб. И взвешивают данное количество.

Затем все полученные данные суммируют, сравнивают с прошлым годом, например, и получают необходимые данные о рыбопродуктивности.

Таким образом, для того что бы рассчитать продуктивность сообщества необходимо суммировать прирост биомассы видов (растений и животных), за какой-то промежуток времени.

Так, чтобы узнать продуктивность водоёма, необходимо суммировать прирост зоофауны, прирост фитомассы и прирост других обитателей водоёма. 

Заметим, что суммируем не общее количество организмов, а именно их прирост. В результате чего получаем общее количество, то есть продуктивность водоёма.

Продуцирование биомассы – это непрерывный процесс. Так, как и растения и животные непрерывно производят себя в потомстве.

Для устойчивого состояния сообщества, продукция трофического уровня должна покрывать пищевые потребности организмов следующего уровня.

Другими словами… организмам необходимо постоянно воспроизводить себя в потомстве. В противном случае запас биологического вещества снизиться из-за выедания.

Чем выше трофический уровень, тем ниже энергия, общая биомасса и численность составляющих её организмов. Тоже происходит и с продукцией, она убывает при переходе от низших трофических уровней к высшим.

Так на первом трофическом уровне как вы знаете находятся растения (продуценты), которые в процессе фотосинтеза образуют органические вещества и кислород. То есть те органические вещества, из которых и стояться все биологические ткани, составляющие общую биомассу.

В процессе дыхания растений, часть этих веществ окисляется.

В результате чего образуется углекислый газ, вода и энергия. Таким образом на дыхание растение тратит около 70% образовавшихся в процессе фотосинтеза веществ.

А та часть продукции, которая не израсходована “на дыхание”, представляет собой величину прироста растений и именно эта продукция потребляется консументами и редуцентами.

Таким образом выделяют разные уровни производства органического вещества.

Первичная продукция это скорость образования органического вещества (биомассы) – автотрофами, за единицу времени.

Вторичная продукцияэто скорость продуцирования биомассы гетеротрофами.

Так гетеротрофы, увеличивают свою массу за счет первичной продукции, т.е. используют ранее созданную продукцию.

Если рассмотреть прирост биомассы к уже имеющей массе, то получаются такие показатели:

За год прирост биомассы древесной растительности лесов составляет 1,8 %.

Растительности лугов, степей, пашни — 67 %, комплекс растений озёр и рек — 1400 %, морского фитопланктона — 1500 %.

Как вы видите, самый большой прирост биомассы составляет морской фитопланктон.

Быстрый оборот фитомассы океана (1-3 суток) происходит за счет интенсивного деления, быстрого роста и кратковременного существования фитопланктона.

А вот полное обновление фитомассы суши осуществляется за 50 лет и более.

Ежегодно в биосфере в процессе фотосинтеза образуется около 150 млрд тонн сухого органического вещества.

На суше самыми продуктивными являются тропические и субтропические леса.

Низкая продуктивность растений характерна для открытого океана, пустынь и тундры.

 

0
4833

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт