big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Продукционный процесс и энергетика биосферы

В свое время в рамках Международной биологический программы — МБП (1964—1974), в настоящее время по международной научно-исследовательской программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера» (ЧИБ) осуществляется решение ряда важнейших экологических вопросов, в том числе изучается продукционная деятельность живых организмов. Сюда включается величина биомассы, производимой организмами за единицу времени и на единице площади. Учитывается также биомасса, представляющая собой запас органического вещества, имеющийся в данный момент на определенной площади в популяции какого-либо вида, группы видов или сообщества в целом. При этом различают первичную продукцию, производимую автотрофными продуцентами, и вторичную, образующуюся гетеротрофными организмами — консументами и редуцентами. Полная биологическая продуктивность должна включать в себя также энергию и биогенные летучие вещества.

Согласно подсчетам В. И. Вернадского, 99 % живого вещества планеты составляет масса зеленых растений. Как видно из табл. 43,

основное количество растительной массы (фитомассы) сосредоточено в тропической зоне. Здесь же находится и максимум ежегодной продукции, синтезируемой растениями. Растительная масса океанов и мо: рей сравнительно невелика — 0,17 • 109т. Средняя годичная продукция растительности планеты составляет около 240 • 109т, причем годичная продукция органической массы самая большая в тропических лесах (30 т/га), а в среднем по континентам — около 11 т/га. Общая годичная продукция химической, металлургической, горнорудной и других отраслей промышленности мира составляет немногим более 10 млрд. т.

С солнечными лучами на Землю поступает большое количество энергии, которая повышает температуру ее поверхности почти на 300 °С относительно космического пространства. Поглощенная энергия не исчезает, она превращается в органическое вещество.

Учитывая размеры площадей соответствующих зон, биомассу и величину первичной продукции, можно получить результаты по отдельным зонам Земли. Годовой прирост растительности и суммарная биомасса фитоценозов на территории СССР приведены в табл. 44.

Скорость образования органического вещества не определяет его суммарные запасы, т. е. общую биомассу всех организмов каждого трофического уровня. Имеющаяся биомасса продуцентов или консументов в конкретных сообществах зависит от того, как соотносятся между собой темпы накопления органического вещества на определенном трофическом уровне и передачи его на вышестоящий. Определенную

роль при этом играет скорость оборота генераций основных продуцентов и консументов.

Границы биосферы. Вся совокупность биогеоценозов земного шара создает биосферу. Она представляет часть почвенной, воздушной и водной толщи, которая заселена живыми существами.

На земном шаре организмы распространены неравномерно. Наибольшее количество жизненных форм и самая большая их концентрация наблюдается на границе трех сред — земли, воздуха и воды, где сосредоточены непременные условия жизни, например, в прибрежной приливно-отливной полосе морей и океанов, в так называемой литорали.

Насыщенность этой разграничивающей зоны жизненными формами чрезвычайно высока. В некоторых случаях на 1 м2 литорали приходится до 1 млн. организмов — высших и низших (рыбы — илистые прыгунцы, крабы, насекомые, креветки, их икра, личинки, водоросли, одноклеточные). Считают, что литораль это ступенька, через которую переступили все формы живых существ при выходе их из водной среды на землю или в воздух.

Границы биосферы и ее насыщенность организмами обусловливаются целым комплексом факторов. Важной причиной неравномерного размещения живых организмов в атмосфере является наличие силы земного притяжения (гравитации), которая прогрессивно увеличивает плотность атмосферы: чем ближе к поверхности, тем больше плотность и наоборот. С уменьшением плотности атмосферы необходима все большая трата энергии для поддержания тела на определенной высоте. Поэтому только очень мелкие объекты способны находиться во «взвешенном состоянии» в верхних слоях. Однако в этих слоях лимитирующими факторами выступают такие, как усиленное космическое, излучение, очень малое количество кислорода, углекислого газа, большие дозы коротковолновых ультрафиолетовых лучей (радиационная граница на уровне озонового слоя).

В океане в отличие от суши нет механических препятствий, к тому же температура в нем не выходит за пределы, благоприятные для жизни. С другой стороны, наиболее массивные, неповоротливые организмы Земли живут в водной среде, в которой они практически не ощущают своей массы за счет уравновешивания силы притяжения гидростатической подъемной силой жидкости. Это уменьшает нагрузки и перегрузки опорных органов скелета (киты, моржи, морские слоны и др.).

Отдельных представителей живых организмов можно встретить на глубине материковой зоны до 3 км, в океане — до 11 км от уровня Мирового океана (на дне Марианской впадины), а споры грибов, бактерий выявлены в тропосфере на высоте до 40 км. В общем «пленка жизни» относительно тонкая и достигает всего лишь около 50 км. Дальнейшее распространение границ биосферы лимитируется или слишком высокой температурой земных недр материка (на глубине 3 км она может достигать 100 ° С), или слишком интенсивным потоком ультрафиолетовых лучей, которые губительно воздействуют на все живое за пределами озонового слоя тропосферы.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.