Федеральное государственное
бюджетное
образовательное
учреждение высшего
профессионального
образования
Мичуринский государственный
аграрный университет
Реферат на тему:
«Продуктивность
водных экосистем»
Выполнила: Крутых
Е.
34ТР группа
Введение
Любое живое существо — часть биосферы
и зависит от других живых существ — растений,
животных, человека, а также от окружающей
среды — климата, почв, воды, воздуха.
Науку о взаимосвязи и взаимодействии
различных факторов среды с
организмами называют экологией
— от греческого слова «ойкос»,
что значит «домашнее хозяйство».
Экология изучает связи живых
существ между собой и их
отношения с окружающей средой,
а также влияние разных факторов
на живые существа.
В основе экологического взгляда на мир
лежит представление о том, что каждое
живое существо окружено множеством влияющих
на него различных факторов. Со всеми этими
факторами организмы вступают в очень
сложные взаимоотношения, зависят друг
от друга. Складываются сообщества растений
и животных, выделяются свои места обитания,
каждое со своими особенностями.
Такие участки суши называют
биотопами. Биотоп предоставляет
возможности для жизни определенной
группе растений и животных. При
этом существование какого-то
вида может зависеть даже от
одного-единственного фактора. Например,
очень немногие организмы выдерживают
крайнюю нехватку воды в пустыне
или отсутствие тепла в Арктике.
Там выживают те, кто приспосабливается
к этим условиям. Кактусы приспособлены
к нехватке воды, кувшинки —
к жизни в воде, камнеломка
— к жизни на скалах. Сообщество
растений, животных, микроорганизмов,
которые приспособились жить
вместе на одном участке суши
или в одном водоеме, называют
биоценозом. А он образует со
своим биотопом единое целое,
называемое экологической системой,
кратко — экосистемой.
Пример экосистемы — болото
и его обитатели. Взаимоотношения
между организмами и их средой
всегда сложны.
Продуктивность
различных экосистем биосферы
Продуктивность различных
экосистем биосферы. До недавнего времени принималось
за аксиому, что основной объем первичной
продукции образуется в морях и океанах,
на долю которых приходится около 70% поверхности
земного шара. Однако по последним данным,
полученным в основном в результате осуществления
Международной биологической программы
(МБП), которая проводилась в 1964-1974 гг.,
было установлено, что основная масса
первичной продукции образуется в экосистемах
суши (около 115 млрд. тонн в год) и только
около 55 млрд. тонн в год - в экосистемах
океана (табл.
2). Дело в том, что внутренние воды
океана, расположенные за пределами прибрежной
(шельфовой) зоны, по продуктивности близки
к пустыням наземных экосистем (10-120 г/м2 за год первичной
продукции). Для сравнения отметим, что
продуктивность лесов тайги составляет
в среднем около 700-800, а влажных тропических
лесов - 2000-2200 г/м2 за год.
Второй вопрос, на который важно
получить ответ: какие же экосистемы в
пределах океана и суши являются наиболее
продуктивными?
В. И. Вернадский в свое время
выделил очаги наибольшей концентрации
жизни, назвав их пленками и сгущениями
живого вещества. Под пленками живого
вещества понимается его повышенное количество
на больших пространствах. В океане
обычно выделяют две пленки: поверхностную, или
планктонную, и донную, или бентосную.
Мощность поверхностной пленки обусловливается
в основном эуфотической зоной, то есть
тем слоем воды, в котором возможен фотосинтез.
Она колеблется от нескольких десятков
и сотен метров (в чистых водах) до нескольких
сантиметров (в загрязненных водах). Донная
пленка образована в основном гетеротрофными
экосистемами, и поэтому ее продукция
представлена вторичной, а количество
ее зависит в основном от поступления
органического вещества с поверхностной
пленки.
В наземных экосистемах также
выделяют две пленки живого вещества. Приземная, заключенная
между поверхностью почвы и верхней границей
растительного покрова, имеет толщину
от нескольких сантиметров (пустыни, тундры,
болота и др.) до нескольких десятков метров
(леса). Вторая пленка - почвенная. Эта
пленка наиболее насыщена жизнью. На 1
м2 почвенного
слоя насчитывают миллионы насекомых,
десятки и сотни дождевых червей и сотни
миллионов микроорганизмов. Толщина данной
пленки находится в прямой зависимости
от мощности почвенного слоя и его богатства
гумусом. В тундрах и пустынях это несколько
сантиметров, на черноземах, особенно
тучных, - до 2-3 метров.
Повышенные концентрации живого
вещества в биосфере обычно приурочены
к условиям так называемого «краевого эффекта»,
или экотонов. Такой
эффект возникает на стыках сред жизни
или различных экосистем. В приведенных
примерах для водных экосистем поверхностная
пленка - это зона контакта атмосферы и
водной среды, донная - водной толщи и донных
отложений, почвенная - атмосферы и литосферы.
Таблица
2
Продуктивность
и биомасса экосистем материков и океанов
земного шара
Примером повышенной продуктивности
на стыках экосистем могут служить переходные
экосистемы между лесом и полем («опушечный
эффект»), а в водных средах - экосистемы,
возникающие в эстуариях рек
(места впадения их в моря, океаны и озера
и т. п.).
Этими же закономерностями
во многом обусловливаются упоминавшиеся
выше локальные сгущения больших масс
живого вещества (наиболее высокопродуктивные
экосистемы).
Обычно в океане выделяют следующие
сгущения жизни:
1. Прибрежные. Они
располагаются на контакте водной и наземно-воздушной
среды. Особенно высокопродуктивны экосистемы
эстуариев. Протяженность этих сгущений
тем значительнее, чем больше вынос реками
органических и минеральных веществ с
суши.
2. Коралловые рифы.
Высокая продуктивность этих экосистем
связана прежде всего с благоприятным
температурным режимом, фильтрационным
типом питания многих организмов, видовым
богатством сообществ, симбиотическими
связями и другими факторами. 3. Саргассовые сгущения.
Создаются большими массами плавающих
водорослей, чаще всего саргассовых (в
Саргассовом море) и филлофорных (в Черном
море). 4. Апвеллинговые.
Эти сгущения приурочены к районам океана,
где имеет место восходящее движение водных
масс от дна к поверхности (апвеллинг).
Они несут много донных органических и
минеральных отложений и в результате
активного перемешивания хорошо обеспечены
кислородом. Эти высокопродуктивные экосистемы
являются одним из основных районов промысла
рыб и других морепродуктов. 5. Рифтовые глубоководные
(абиссальные) сгущения. Эти экосистемы
были открыты только в 70-х годах настоящего
столетия. Они уникальны по своей природе:
существуют на больших глубинах (2-3 тыс.
метров). Первичная продукция в них образуется
только в результате процессов хемосинтеза
за счет высвобождения энергии из сернистых
соединений, поступающих из разломов дна
(рифтов). Высокая продуктивность здесь
обязана прежде всего благоприятным температурным
условиям, поскольку разломы одновременно
являются очагами выхода из недр подогретых
(термальных) вод. Это единственные экосистемы,
не использующие солнечную энергию. Они
живут за счет энергии недр Земли.
На суше к наиболее высокопродуктивным
экосистемам (сгущениям живого вещества)
относят: 1) экосистемы берегов
морей и океанов в районах, хорошо обеспеченных
теплом; 2) экосистемы пойм, периодически
заливаемые водами рек, которые откладывают
ил, а вместе с ним органические и биогенные
вещества, 3) экосистемы небольших внутренних
водоемов, богатые питательными веществами,
а также 4) экосистемы тропических лесов.
Продуктивность других экосистем видна
из табл.3. Выше мы уже
отмечали, что человек должен стремиться
сохранить высокопродуктивные экосистемы
- этот мощнейший каркас биосферы. Его
разрушение связано с наиболее значительными
отрицательными последствиями для всей
биосферы.
Что касается вторичной (животной)
продукции, то она заметно выше в океане,
чем в наземных экосистемах. Это связано
с тем, что на суше в звено консументов
(травоядных) в среднем включается лишь
около 10% первичной продукции, а в океане
- до 50%. Поэтому, несмотря на более низкую
первичную продуктивность океана, чем
суши, по массе вторичной продукции эти
экосистемы примерно равны (см. табл. 2).
В наземных экосистемах основную
продукцию (до 50%) и особенно биомассу (около
90%) дают лесные экосистемы. Вместе с тем
основная масса этой продукции поступает
сразу в звено деструкторов и редуцентов.
Для таких экосистем характерно преобладание детритных (за счет
мертвого органического вещества) цепей
питания. В травянистых экосистемах
(луга, степи, прерии, саванны), как и в океане,
значительно большая часть первичной
продукции прижизненно отчуждается фитофагами
(травоядными животными). Такие цепи носят
название пастбищных или цепей выедання.
Список использованной литературы
1.
Экология. Учеб.пособие под редакцией
профессора С.А.Боголюбова – Москва, издательство
«Знание», 1999г.
2.
Гальперин М.В. Общая экология. Учебник
– Москва, «ФОРУМ-ИНФА-М», 2006г.
3.
Потапов А.Д. Экология. Учебник 2-е издание,
исправленное и дополненное. Москва, «Высшая
школа», 2004г.
4.
Н.М.Чернова, А.М.Былова. Экология. Москва,
«Просвещение»,1981г.
5.
«Вестник экологического образования
в России» №1 (№47) 2008, Москва.