Рост качества энергии вдоль пищевой цепи
При движении энергии вдоль пищевой цепи уменьшается ее количество, но увеличивается качество. Этот принцип характерен для всех процессов преобразования энергии. Можно повысить качество энергии, но только за счет уменьшения того количества, которое удалось сконцентрировать в данном преобразовании.
Качество энергии и управление.
Рост качества накопленной энергии выражается в возрастании степени управляющего воздействия организмов на природу с каждым новым уровнем пищевой цепи.
Особенности энергетики человека.
В настоящее время наиболее мощные управляющие функции в биосфере несет на себе человек. Но по строению человек не является хищником. Энергетика человека в большей части вынесена за пределы человеческого тела в сферу его производственной деятельности.
Концепция продуктивности.
Продукция биосферы.
За год фотосинтезирующими организмами Земли создается около 170 млрд.т живого вещества и примерно столько же разрушается.
Уникальность нашего времени в высвобождении человеком накопленной за миллионы лет солнечной энергии и биогенных веществ.
Продуктивность.
Образование продукции в единицу времени на единице площади или в единице объема называется продуктивностью (измеряют в т/(га.год или ккал/(га.год)).
Продуктивность моря и суши.
Не смотря на свои масштабы за год море дает всего 55 млрд. тонн чистой первичной продукции, суша дает 115 млрд. тонн в год.
Продуктивность некоторых районов:
- эстуарии (устье крупной реки) - 200-3500 в среднем 1500 г/см2 в год,
- коралловые рифы и зарослей водорослей - 500-4000 в среднем 2500 г/см2/год,
- зоны апвеллинга (восходящее движения водных масс от дна к поверхности, вызванное, например, океаническими течениями) - 400-1000 в среднем 500 г/см2/год,
- открытый океан - 2-400 в среднем 125 г/см2 в год.
- остальные прибрежные воды - 200-600 в среднем 360 г/см2 в год,
- влажные тропические и субтропические вечнозеленые леса - 1000-3500 в среднем 2200 г/см2/год,
- леса умеренной зоны - 600-2500 в среднем 1200 г/см2 в год,
- тайга - 400-2000 в среднем 800 г/см2 в год,
- пустыни и полупустыни - 10-250 в среднем 90 г/см2/год,
- тундра - 10-400 в среднем 140 г/см2/год,
- хорошо субсидируемые агроценозы – до 3500 г/см2/год,
- малосубсидируемые агроценозры - до 100 г/см2 в год, в среднем 650 г/см2/год,
- средняя валовая первичная продуктивность по всей биосфере - 333 г/см2/год,
Краевой эффект:
Наибольшая концентрация жизни приурочена обычно к границам сред жизни. Общее название таких границ - экотоны. Сообщества экотона содержат организмы обеих сред и еще организмы, характерные только для экотона.
Энергетические субсидии.
Всякое дополнительное вложение энергии, увеличивающее продуктивность экосистемы, называется энергетической субсидией. Например, использование агротехники, пестицидов и гербицидов, полив и т.п. Природные энергетические субсидии: ветер, приливы, течения и т.п.
Высокие урожаи человека.
Человек получает высокие урожаи только благодаря энергетическим субсидиям. Выведенные нами культуры способны жить только в условиях субсидий. В США на каждую калорию полученной пищи вкладывается около 10 калорий энергии топлива. Для удвоения урожая нужно в 10 раз увеличить субсидии. Чрезмерные субсидии могут понизить продуктивность экосистемы (например, ухудшить качество почвы).
Экологические пирамиды.
Трофическую структуру экосистемы можно изобразить в виде разного рода экологических пирамид.
|
Наиболее показательна пирамида энергии (продуктивности), которая иллюстрирует “правило десяти процентов”. Для любой экосистемы она всегда имеет правильную форму. Пирамиды биомассы экосистем суши обычно имеет правильную форму, а для экосистем моря –перевернутую из-за высокой скорости прироста фитопланктона.
Лекция 6. Среда обитания.
Цель: факторы среды и адаптация к ним организмов.
Понятие среды обитания.
Определение.
Под средой обитания понимают совокупность внешних условий, в которые погружены живые организмы, и с которыми они взаимодействуют. Отдельные элементы среды обитания, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями (адаптациями), называются факторами среды.
Классификация факторов среды:
1. Абиотическими факторами среды называются условия, напрямую не связанные с жизнедеятельностью организмов – это температура, свет, вода, состав атмосферных газов, структуру почвы, рельеф местности и т.п.
2. Биотическими факторами среды называется совокупность влияний одних организмов на другие. Влияние может быть прямым и косвенным.
3. Антропогенными факторами среды называется совокупность влияний человека на живые организмы.
Закон лимитирующих факторов:
Фактор, находящийся в недостатке или избытке, отрицательно влияет на организмы даже в случае оптимальных сочетаний других факторов.
|
