Чистая первичная продуктивность растений

Основополагающим объектом изучения экологии является взаи­модействие пяти уровней организации материи: живые организмы, популяции, сообщества, экосистемы и экосфера.

Живой организм - это любая форма жизнедеятельности. Каждый живой организм или популяция (группа организмов одного вида) имеет свое местообитание: местность или тип местности, где они проживают. Когда несколько популяции различных видов живых орга­низмов живут в одном месте и взаимодействуют друг с другом, они создают так называемое биологическое сообщество. Примерами явля­ются все растения, животные и деструкторы, произрастающие и про­живающие в лесу, пруду, пустыне или в аквариуме.

Экосистема - это взаимосвязь сообществ с химическими и фи­зическими факторами, создающими неживую окружающую среду. Это вечно меняющаяся (динамичная) сеть биологических, химических и физических взаимодействий, которые поддерживают жизнеспособность сообществ и помогают им приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды. Основными наземными экосистемами являются ле­са, степи, пустыни и др.; водными - пруды, реки, озера, океан и др.

Основные типы организмов, которые, формируют живые, или био­тические, компоненты экосистемы, принято подразделять на проду­центов, консументов и редуцентов. Это разделение базируется на преобладающем способе питания организмов.

Продуценты - это организмы, производящие органические сое­динения, используемые ими как источник энергии и питательных ве­ществ. Большинство продуцентов - зеленые растения, которые соз­дают необходимые органические питательные вещества в процессе фотосинтеза. Растения используют солнечную энергию для получения углеводородов - сахара (например, глюкозы), крахмала и целлюлозы из углекислого газа и воды. При этом выделяется кислород, являю­щийся побочным продуктом фотосинтеза. Фотосинтез может быть представлен следующим образом:

6СО₂ + 6Н₂О + hν = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ .

Только продуценты способны сами производить для себя пищу, более того, они непосредственно или косвенно обеспечивают питательными элементами консументов и редуцентов. Большинство живот­ных (в том числе и люди) получают питательные вещества, потреб­ляют в пищу растения иди растительноядных животных; образно го­воря, любое мясо - это трава.

Скорость, с которой растения экосистемы производят полезную химическую энергию или биомассу, называется чистой первичной продуктивностью растений. Она равняется скорости накопления хи­мической энергии в биомассе в процессе фотосинтеза, за вычетом скорости, с которой растения используют некоторую часть этой энергии для аэробного клеточного дыхания, необходимого для их жизнедеятельности, роста и размножения.

Чистая первичная продуктивность обычно рассчитывается как количество энергии, созданной растениями на единице площади за единицу времени. Мы можем использовать эту величину для оценки потенциала создания растительного материала, необходимого в ка­честве пищи для животных и человека. Экологами было подсчитано значение среднегодовой чистой первичной продуктивности для ос­новных наземных и водных экосистем.

Таблица 1.3 Оценка среднегодовой чистой продуктивности рас­тений

Название экосистемы	Среднегодовая чистая первичная продуктивность, (Дж/м2/год)∙10-6
Эстуарии, болота, тропический лес	37,2
Лес умеренного климата	24,2
Тайга	14,2
Саванна	12,5
Сельскохозяйственные угодья	11,3
Леса и кустарники	10,9
Травы, озера и реки	8,80
Континентальный шельф	6,27
Тундра	2,30
Открытый океан	1,88
Кустарниковая пустыня	0,25
Пустыни	0,10

Вывод о том, что нужно вырубить тропические леса и выращи­вать на их месте урожаи, а также использовать под сельскохозяйс­твенные культуры эстуарии и болота, чтобы прокормить растущее население, ошибочный. Растения (в основном травы), произрастаю­щие в эстуариях и на болотах, хотя и не пригодны в качестве пищи для человека, однако крайне важны как источники корма и места размножения для рыб, креветок и других водных животных, снабжаю­щих нас белком. Поэтому мы должны не уничтожать, а охранять та­кие растения.