Слайд 1Продуктивность экосистем
Скорость фиксации солнечной энергии продуцентами определяет продуктивность сообществ
т.е. продуктивность
тесно связана с потоком энергии, проходящим через ту или иную
экосистему
Слайд 2Человек научился получать энергию для своих производственных и бытовых нужд
самыми различными способами,
но энергию для собственного питания он может
получать только через фотосинтез
Слайд 3Продуктивность экосистемы
- способность живых организмов и в целом экосистем
производить органическое вещество
ПЕРВИЧНАЯ продуктивность
валовая
чистая
ВТОРИЧНАЯ продуктивность
Слайд 4– это органическое вещество, создаваемое продуцентами в процессе фотосинтеза или
хемосинтеза.
Единицы измерения
в единицах сырой или сухой массы растений (г,кг,т)
в энергетических единицах
(ккал или Дж)
Первичная продуктивность экосистемы
Слайд 5
Валовая первичная продуктивность
(валовой фотосинтез)
общее количество продуктов фотосинтеза, производимое экосистемой
на
единицу площади за единицу времени,
г/м2/год
Слайд 6Чистая первичная продуктивность
продуктивность экосистемы
за вычетом расхода энергии растениями на дыхание,
г/м2/год
дыхание
дыхание
дыхание
В тропических лесах и зрелых лесах умеренной полосы часть
производимой продукции идет на поддержание жизнедеятельности самих растений (так называемые затраты на дыхание) составляет 40-70% валовой продукции.
Около 40% составляют затраты на дыхание у большинства сельскохозяйственных культур.
Слайд 7
биомасса, а также энергия и биогенные летучие вещества,
производимые всеми
консументами
на единицу площади за единицу времени,
г/м2/год
Вторичная продуктивность
Слайд 8Турбинная модель продуктивности биосферы
Низкий уровень продук-ти
– 0,1 …0,5 г/м2 в
сутки
характерна для зоны пустынь и арктического пояса
Средний уровень продук-ти
– 0,5
…3,0 г/м2 в сутки
характерен для тундры, лугов, полей и некоторых лесов умеренной зоны
Высокий уровень продук-ти
– более 3,0 г/м2 в сутки
характерен для тропических лесов,
для пашни,
морских мелководий
Слайд 9Первичная биологическая продуктивность различных типов экосистем (Реймерс, 1990)
Слайд 10Эстуарий
(от лат. aestuarium — затопляемое устье реки)
— однорукавное, воронкообразное устье
реки, расширяющееся в сторону моря.
Слайд 11Продуктивность океана
В настоящее время, и во все прошлые геологические времена
жизнь в океане была сосредоточена главным образом у морских побережий.
Об этом со всей определённостью свидетельствуют сохранившиеся на континентах биогенные барьерные рифы (например вдоль Карпат – остатки миоценового моря)
Слайд 12Основными продуцентами в океане являются одноклеточные водоросли, отличающиеся высокой скоростью
оборота генераций.
Поэтому их годовая продукция может в десятки и
даже сотни раз превышать запас биомассы на данный момент времени.
Вся чистая первичная продукция так быстро вовлекается в цепи питания, то есть поедается, что накопление биомассы водорослей весьма мало вероятно.
Однако из-за высоких темпов размножения небольшой их запас вполне достаточен для поддержания скорости воссоздания органического вещества.
Поэтому для океана правило
пирамиды биомасс имеет перевернутый вид.
Слайд 13На высших трофических уровнях преобладает тенденция к накоплению биомассы, поскольку
длительность жизни крупных хищников (например, кита-касатки) велика,
скорость оборота этих генераций
(поколений), наоборот, мала, и в их телах задерживается значительная часть вещества, поступающего по цепям питания.
Слайд 15Биопродуктивность агроэкосистем
Агроэкосистема —
это искусственно созданная с целью получения сельскохозяйственной
продукции
и регулярно поддерживаемая человеком экосистема
(поле, пастбище, огород, сад, защитное
лесное насаждение, животноводческие комплексы и т.д.)
Агросистема не способна саморегулироваться,
в отличии от природной
Слайд 16При прогнозе продуктивности агросистем необходимо учитывать УТЕЧКИ энергии
Потери, связанные со
сбором урожая
связанные с загрязнением среды
связанные с неблагоприятными климатическими условиями
связанные с
другими типами стрессовых воздействий, способствующим отведению энергии от экосистем
Слайд 17Энергетические субсидии
- это дополнительный источник энергии,
уменьшающий затраты на самоподдержание
экосистемы
и увеличивающий ту долю энергии, которая может перейти в
продукцию
Синоним вспомогательного потока энергии
При прогнозе продуктивности агросистем необходимо учитывать ПОСТУПЛЕНИЯ энерги
Слайд 18механизация сельского хозяйства
химизация сельского хозяйства
мелиорация
ирригация
создание новых сортов растений и пород
животных
и др.
Энергетические субсидии
Энергетические субсидии
Слайд 19ЗАКОН (ЗАКОНОМЕРНОСТЬ) РАСТУЩЕГО ПЛОДОРОДИЯ — УРОЖАЙНОСТИ
агротехнические и другие прогрессивные приемы
ведения сельского хозяйства,
появляющиеся в практике земледелия,
ведут к увеличению
урожайности полей
Слайд 20ЗАКОН СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
с ходом исторического времени
при получении
из природных систем полезной продукции на ее единицу
в среднем
затрачивается все больше энергии
Увеличиваются и энергетические расходы на одного человека
Слайд 21Расход энергии на одного человека
Слайд 22ЗАКОН СНИЖЕНИЯ ПРИРОДОЕМКОСТИ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
удельное содержание природного вещества
в
усредненной единице общественного продукта
исторически неуклонно снижается
Реймерс Н.Ф.
Слайд 23Пути экологизации агросистем
Применение экологизированных агротехнологических приемов
Восстановление и поддержание гумусового слоя
(органическое земледелие)
Увеличение биоразнообразия агросистем
возделывание культур разных видов
сортосмеси
Мозаичность сельского хозяйства
Отказ
от ядохимикатов и использование биологических средств защиты растений
Слайд 24Для повышения биопродуктивности агросистем
необходимо знать принципы и законы функционирования
биосистем,
и уметь ими пользоваться
Слайд 25Биогеоценоз — устойчивая система, которая может существовать на протяжении длительного
времени.
Равновесие в живой системе динамично,
т.е. представляет собой постоянное
движение вокруг определенной точки устойчивости.
Слайд 26Круговороты веществ
Все доступные для живых организмов химические соединения в биосфере
ограничены.
Исчерпаемость пригодных для усвоения химических веществ часто тормозит развитие тех
или иных групп организмов в локальных участках суши или океана.
По выражению академика В.Р. Вильямса, единственный способ придать конечному свойства бесконечного состоит в том,
чтобы заставить его вращаться по замкнутой кривой.
Следовательно, функциональность биосферы поддерживается благодаря
круговороту веществ и потокам энергии.
Слайд 27Круговороты веществ
БОЛЬШОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ
обусловлен взаимодействием солнечной (экзогенной) энергии с
глубинной (эндогенной) энергией Земли.
Он перераспределяет вещества между биосферой и
более глубокими горизонтами нашей планеты.
Имеются два основных круговорота веществ:
большой, или геологический
малый, биологический (биотический)
Слайд 29Большим круговоротом называется и круговорот воды между гидросферой, атмосферой и
литоферой
Слайд 30БИОТИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ
С возникновением жизни на Земле круговорот веществ ускорился в
результате жизнедеятельности живых организмов.
Биотический круговорот
это явление непрерывного, циклического,
но неравномерного во времени и пространстве закономерного перераспределения вещества,
в пределах экологических систем различного уровня организации - от биогеоценоза до биосферы.
Круговороты веществ
Слайд 31Биотический круговорот веществ называют еще малым, за то что он
происходит еще в меньшем пространстве, чем геологический круговорот –
в
биосфере.
Время, необходимое для прохождения полного цикла оборота веществ в биотическом круговороте, гораздо меньше, чем в большом геологическом.
Живые организмы в биотическом круговороте выступают своеобразными катализаторами,
которые быстро синтезируют новые, трансформируют и разрушают имеющиеся органические соединения.
Круговороты веществ
Слайд 32продуценты
консументы
редуценты
минеральные вещества
Слайд 33Оба круговорота взаимно связаны и представляют единый процесс,
формирующий функциональные
свойства экосистем и биосферы в целом
Круговороты веществ
Слайд 34Свойства экосистем,
характеризующие их функционирование
Соотношение скоростей автотрофных и гетеротрофных процессов
Целостность
Устойчивость
Динамика
экосистем
Саморегуляция экосистем
Экологическая структура биоценоза
Видовая
Пространственная
Экологические ниши
Закономерности динамического равновесия экосистем
Слайд 35соотношение скоростей
автотрофных и гетеротрофных процессов
Свойства экосистем
Отношение концентраций СО2 и
О2 отражает соотношение скоростей этих процессов в экосистемах,
т. е.
соотношение аккумулированной продуцентами
и рассеянной консументами энергии
Слайд 36При этом в разных экосистемах баланс этих процессов может быть
либо положительным, либо отрицательным
Свойства экосистем
Слайд 37Деятельность человека значительно ускоряет процессы разложения органического вещества
Свойства экосистем