Экосистемийн анхдагч бүтээмж. Экосистемийн бүтээмж

Амьд организмын шинэ биомасс үүсгэх чадварыг нэрлэдэг бүтээмж . Нэгж талбайд нэгж хугацаанд биомасс үүсэх хурдыг гэнэ бүтээгдэхүүн . Биологийн бүтээгдэхүүнийг өдөрт 1 м2 талбайд joule, өдөрт 1 м2 тутамд калори, жилд 1 га талбайд килограммаар илэрхийлнэ.

Нэгж цагт ургамлын үүсгэсэн органик массыг гэнэ анхан шатны үйлдвэрлэл . Нийт анхдагч үйлдвэрлэл экосистем дэх автотрофуудын үүсгэсэн бодис, энергийн нийт хэмжээг нэрлэнэ. Цэвэр анхан шатны үйлдвэрлэл – амьсгалын зардлыг хассаны дараа ургамлын эдэд органик бодисын хуримтлалын хурд. Хэрэглэгчид зөвхөн цэвэр анхдагч бүтээгдэхүүн хэрэглэж болно.

Хоёрдогч бүтээгдэхүүнэкосистемд үүнийг хэрэглэгчид бүрдүүлдэг. Нийгэмлэгийн хоёрдогч үйлдвэрлэл нь анхдагч үйлдвэрлэлээс үргэлж бага байдаг. Биологийн үйлдвэрлэлийн пирамидын дүрмийн дагуу өмнөх трофик түвшин бүрт цаг хугацааны нэгжид бий болсон биомассын хэмжээ дараагийнхаас их байдаг.

6.4. Гомеостаз ба экосистемийн динамик

Экосистемд болж буй үйл явцын тогтвортой байдал, тэнцвэрт байдал нь ерөнхийдөө төлөв байдлаар тодорхойлогддог гэдгийг хэлэх боломжийг бидэнд олгодог. гомеостаз , тэдгээрийн бүрдүүлэгч популяци болон бүх амьд организмын нэгэн адил. Экосистем дэх амьдрах орчны тогтворгүй байдлыг биоценотик дасан зохицох механизмаар нөхдөг.

Экосистемийн тогтворгүй байдлын гол шалтгаан нь: бодисын эргэлтийн тэнцвэргүй байдал. Биоценозоос үндсэн массыг алдах нь биоценозыг устгах, биоценозыг өөрчлөхөд хүргэдэг.

Экологийн давхардлын дүрэм: экологийн пирамидын нэг түвшний нэн ховордсон буюу устаж үгүй ​​болсон амьд зүйл нь функциональ биоценотын хувьд ижил төстэй өөр нэгийг орлоно. Хамгийн тогтвортой экосистем нь төрөл зүйлийн олон янз байдал ихтэй; мэргэшсэн бус төрөл зүйл байгаа эсэх; хөрш экосистемээс харьцангуй тусгаарлалт; их хэмжээний биомасс; олон тооны цахилгаан хэлхээ.

Бүх биологийн объектуудын нэгэн адил экосистемийн параметрүүд нь үе үе мөчлөгийн өөрчлөлтийг мэдэрдэг: өдөр тутмын болон улирлын хэлбэлзэл. хэлбэлзэл– 10-аас доош жилийн мөчлөгтэй экосистемийн богино хугацааны эргэлт буцалтгүй өөрчлөлт. Ийм динамикийн тусламжтайгаар экосистемийн үндсэн шинж чанарууд, түүний дотор бүрэн бүтэн байдал, үйл ажиллагааны тогтвортой байдал хадгалагдан үлддэг нь онцлог юм.

Сув залгамжлах явцад экосистемийн функциональ шинж чанарууд тодорхой чиглэлд өөрчлөгддөг. Залгамж гэдэг нь хүрээлэн буй орчны тодорхой хэсэгт нэг нийгэмлэгийг нөгөөгөөр нь цаг хугацааны хувьд тууштай, чиглэсэн солих явдал юм.

Өв залгамжлал үүсэх шалтгаан нь галт уулын дэлбэрэлт, гал түймэр, ойн талбайг цэвэрлэх, хээрийн талбайг хагалах, ил уурхайн олборлолт, цөөрөм, усан сан байгуулах зэрэг үндсэн шинж чанаруудын өөрчлөлт юм.

Залгамжийн цуврал- бие биенээ орлуулж буй биоценозуудын гинжин хэлхээ. Өв залгамжлах үйл явц нь тодорхой хугацаанд явагддаг. Ихэнхдээ энэ нь олон жил эсвэл хэдэн арван жил байдаг боловч олон нийтийн дунд, жишээлбэл, түр зуурын усан сангуудад маш хурдан өөрчлөлтүүд, мөн маш удаан өөрчлөлтүүд байдаг - Дэлхий дээрх хувьсалтай холбоотой экосистемд иргэний өөрчлөлтүүд.

Залгамжийн цувралд төлөвшөөгүй (завсрын) болон төлөвшсөн бүлгүүд ялгагдана. Төлөвшөөгүй нийгэмлэгүүд тодорхойлогддог: тогтворгүй байдал; хязгаарлагдмал тооны төрөл зүйл; энгийн цахилгаан хэлхээ; ургамлын илүүдэл бүтээгдэхүүн. Нас бие гүйцсэн нийгэмлэгүүд тодорхойлогддог: тогтвортой байдал; төрөл зүйлийн олон янз байдал; нарийн төвөгтэй цахилгаан хэлхээ; нийт биомасс болон үйлдвэрлэлийн өсөлт. Нас бие гүйцсэн бүлгүүд нь тухайн газар нутгийн цаг уурын зонхилох нөхцлийн цогцод хамгийн дасан зохицдог.

Ерөнхий шинж чанараар нь залгамжлалыг анхдагч ба хоёрдогч гэж хуваадаг. Анхдагч залгамжлал хөрсгүй хадан дээр эхэлдэг; өмнө нь автотрофгүй байсан гадаргуу (нүцгэн чулуулгийн хаг ургах, уулын манхан дээр үр тарианы суурьшил). Хоёрдогч залгамжлал Тухайн газарт урьд өмнө - гал түймэр, үер, ой мод устах гэх мэт (нуурыг намаг болгох, намгийг нойтон нуга болгон хувиргах) өмнө амьдарч байсан амьд организмын цогц үйл ажиллагааны нөлөөгөөр өөрчлөгдсөн субстрат дээр хөгжих. , нугыг ойгоор солих, хус ойг царс ойгоор солих, орхигдсон талбайн ойг хөгжүүлэх).

Өөрийгөө хянах асуултууд

1) Биогеоценоз эсвэл экосистем гэсэн ойлголтын аль нь илүү өргөн хүрээтэй вэ?

Анхдагч ба хоёрдогч бүтээгдэхүүн.Экосистемийн хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг бол органик бодисыг бий болгох чадвар юм бүтээгдэхүүн. Экосистемийн бүтээмжгэдэг нь нэгж талбайд (метр квадрат, га) эсвэл эзлэхүүнд (усны экосистемд) нэгж цаг (цаг, өдөр, жил)-д үйлдвэрлэлийн үүсэх хурд юм. Цаг хугацааны нэгжид үйлдвэрлэгчдийн үүсгэсэн органик массыг нэрлэдэг үндсэн бүтээгдэхүүннийгэмлэгүүд. Үүнд хуваагддаг бүдүүлэгТэгээд цэвэрхэнбүтээгдэхүүн. Нийт анхдагч үйлдвэрлэлфотосинтезийн өгөгдсөн хурдаар нэгж хугацаанд ургамлын үүсгэсэн органик бодисын хэмжээ юм. Энэ үйлдвэрлэлийн нэг хэсэг нь ургамлын амин чухал үйл ажиллагааг хангахад (амьсгалахад зарцуулдаг) зарцуулдаг. Дунд зэргийн болон халуун орны ойд ургамал нийт үйлдвэрлэлийнхээ 40-70 хувийг амьсгалахад зарцуулдаг. Үүсгэсэн органик массын үлдсэн хэсэг нь тодорхойлогддог цэвэр анхан шатны үйлдвэрлэл, энэ нь ургамлын өсөлтийн хэмжээг илэрхийлдэг. Хүнсний сүлжээнд боловсруулагдсан тул гетеротроф организмын массыг нөхөхөд ашигладаг.

Хоёрдогч бүтээгдэхүүнцаг хугацааны нэгж дэх хэрэглэгчдийн массын өсөлт юм. Үүнийг трофик түвшин бүрт тусад нь тооцдог. Хэрэглэгчид нийгмийн цэвэр үндсэн үйлдвэрлэлээр амьдардаг. Өөр өөр экосистемд тэд үүнийг өөр өөр бүрэн хэмжээгээр хэрэглэдэг. Хэрэв хүнсний сүлжээн дэх анхдагч бүтээгдэхүүнийг зайлуулах хурд нь ургамлын өсөлтийн хурдаас хоцорч байвал энэ нь үйлдвэрлэгчдийн биомассын аажмаар нэмэгдэхэд хүргэдэг. БиомассЭнэ нь тухайн бүлэг буюу нийт бүлгэмийн организмын нийт масс юм. Бодисын тэнцвэртэй эргэлттэй тогтвортой бүлгүүдэд бүх бүтээгдэхүүн хүнсний сүлжээнд зарцуулагддаг бөгөөд биомасс нь тогтмол хэвээр байна.

Экосистемийн бүтээгдэхүүн, биомасс нь зөвхөн хоол хүнсэнд ашиглагддаг нөөц биш бөгөөд экосистемийн хүрээлэн буй орчныг бүрдүүлэгч, тогтворжуулах үүрэг нь эдгээр үзүүлэлтүүдээс шууд хамаардаг: ургамлын нүүрстөрөгчийн давхар ислийн шингээлт, хүчилтөрөгчийн ялгаралт, усны балансын зохицуулалт; нутаг дэвсгэрийн, дуу чимээг бууруулах гэх мэт. Биомасс, түүний дотор үхсэн органик бодис нь хуурай газрын нүүрстөрөгчийн агууламжийн гол нөөц юм. Биологийн анхдагч бүтээгдэхүүнийг бий болгох онолын хувьд урьдчилан таамагласан хурдыг ургамлын фотосинтезийн аппаратын чадвараар тодорхойлдог. Мэдэгдэж байгаагаар нарны цацрагийн зөвхөн 44% нь фотосинтезийн идэвхтэй цацраг (PAR) - фотосинтез хийхэд тохиромжтой долгионы урт юм. Байгальд бий болсон фотосинтезийн хамгийн их үр ашиг нь PAR энергийн 10-12% байдаг бөгөөд энэ нь онолын хувьд боломжтой байдлын тал орчим хувь юм. Энэ нь хамгийн таатай нөхцөлд тэмдэглэдэг. Ерөнхийдөө дэлхий даяар нарны энергийг ургамлын шингээлт нь 0.1% -иас хэтрэхгүй, учир нь ургамлын фотосинтезийн үйл ажиллагаа нь дулаан, чийгийн дутагдал, хөрсний тааламжгүй нөхцөл гэх мэт олон хүчин зүйлээр хязгаарлагддаг. Ургамлын бүтээмж нь зөвхөн нэг цаг уурын бүсээс нөгөөд шилжих үед төдийгүй бүс тус бүрийн хүрээнд өөрчлөгддөг (Хүснэгт 2.) ОХУ-ын нутаг дэвсгэрт, хангалттай чийглэг бүсүүдэд анхдагч бүтээмж хойд зүгээс урагшаа нэмэгдэж, дулааны шилжилт хөдөлгөөн ихсэж, ургалтын улирлын үргэлжлэх хугацаа. Ургамлын жилийн өсөлт Хойд мөсөн далайн эрэгт 20 ц/га-аас Кавказын Хар тэнгисийн эрэгт 200 ц/га хүртэл хэлбэлздэг. Ургамлын массын хамгийн том өсөлт нь маш таатай нөхцөлд өдөрт дунджаар 25 г/м2 хүрч, ургамал ус, гэрэл, эрдэс бодисоор хангадаг. Том талбайд ургамлын бүтээмж 0.1 г/м2-аас ихгүй байна: халуун, туйлын цөл, далай тэнгисийн өргөн уудам дотоод орон зайд замагт шим тэжээлийн дутагдалтай байдаг.

Хүснэгт 2

Экосистемийн үндсэн төрлүүдийн биомасс ба анхдагч бүтээмж

(Т.А. Акимова, В.В. Хаскин, 1994 он.)

Дэлхийн таван тивийн хувьд экосистемийн дундаж бүтээмж харьцангуй бага ялгаатай (жилд 82-103 ц/га). Үл хамаарах зүйл бол Өмнөд Америк (жилд 209 ц/га) бөгөөд ихэнх оронд ургамалжилтын нөхцөл маш таатай байдаг.

Дэлхий дээрх хуурай органик бодисын жилийн нийт үйлдвэрлэл 150-200 тэрбум тонн байдаг. Үүний гуравны нэгээс илүү нь далайд, гуравны хоёр орчим нь хуурай газарт үүсдэг.

Дэлхийн бараг бүх цэвэр анхдагч үйлдвэрлэл нь бүх гетеротроф организмын амьдралыг тэтгэдэг. Хүн амын хоол тэжээлийг газар нутгийн 10 орчим хувийг эзэлдэг хөдөө аж ахуйн ургацаар хангадаг. Газар тариалангийн бүс нутаг нь бүтээгдэхүүний зохистой хэрэглээ, хуваарилалтаараа манай гарагийн хүн амыг одоогийнхоос хоёр дахин их хэмжээгээр ургамлын гаралтай хоол хүнсээр хангах боломжтой. Хүн амыг хоёрдогч бүтээгдэхүүнээр хангах нь илүү хэцүү. Дэлхий дээр байгаа нөөц, түүний дотор мал аж ахуйн бүтээгдэхүүн, хуурай газар, далайд загас агнуурын үр дүн нь дэлхийн орчин үеийн хүн амын хэрэгцээний 50 хүрэхгүй хувийг жил бүр хангаж чаддаг. Иймээс дэлхийн хүн амын ихэнх нь уургийн архаг өлсгөлөнд нэрвэгдээд байна. Үүнтэй холбогдуулан экосистем, ялангуяа хоёрдогч бүтээгдэхүүний биологийн бүтээмжийг нэмэгдүүлэх нь хүн төрөлхтний хамгийн чухал зорилтуудын нэг юм.

Экологийн пирамидууд.Экосистем бүр нь тодорхой трофик бүтэцтэй бөгөөд үүнийг трофик түвшин бүрийн хувь хүний ​​тоо, тэдгээрийн биомассаар эсвэл дараагийн трофик түвшин бүрт нэгж цаг тутамд нэгж талбайд бүртгэсэн энергийн хэмжээгээр илэрхийлж болно. Графикийн хувьд энэ нь ихэвчлэн пирамид хэлбэрээр дүрслэгддэг бөгөөд түүний суурь нь эхний трофик түвшин бөгөөд дараагийнх нь пирамидын шал, дээд хэсгийг бүрдүүлдэг.

Цагаан будаа. 17. Хүн амын пирамидын хялбаршуулсан диаграмм (Г.А. Новиковын дагуу, 1979)

Экологийн пирамидын гурван үндсэн төрөл байдаг - тоо, биомасс, үйлдвэрлэл (эсвэл эрчим хүч).

Тоонуудын пирамидтрофик түвшинд хувь хүмүүсийн тархалтыг тусгадаг. Эрчим хүчний дамжуулалт голчлон махчин-олзны холболтоор явагддаг трофик гинжин хэлхээнд дараахь дүрмийг ихэвчлэн баримталдаг болохыг тогтоожээ. дараагийн трофик түвшин бүрт хүнсний сүлжээн дэх хүмүүсийн нийт тоо буурдаг(Зураг 17).

Үүнийг махчин амьтад олзноосоо том хэмжээтэй байдаг бөгөөд нэг махчин амь насаа хадгалахын тулд хэд хэдэн хохирогчийг шаарддагтай холбон тайлбарладаг. Жишээлбэл, нэг арслан жилд 50 тахө шаарддаг. Гэсэн хэдий ч энэ дүрэмд үл хамаарах зүйлүүд байдаг. Чоно хамтдаа агнахдаа өөрөөсөө том олзыг (жишээлбэл, буга) алж чаддаг. Хортой аалз, могойнууд том амьтдыг устгадаг.

Биомасс пирамидтрофик түвшин бүрийн организмын нийт массыг тусгадаг. Ихэнх хуурай газрын экосистемд ургамлын нийт масс нь бүх өвсөн тэжээлт организмын биомассаас их байдаг бөгөөд сүүлчийнх нь масс нь эргээд бүх махчин амьтдын массаас давдаг (Зураг 18).

			З Ф

Шүрэн хадны орд Pelagial

Цагаан будаа. 18. Зарим биоценоз дахь биомассын пирамидууд (F. Dreux, 1976 дагуу):

P – үйлдвэрлэгчид, RK – ургамлын хэрэглэгчид, PC – мах идэштэн хэрэглэгчид, F – фитопланктон, Z – зоопланктон.

Гол үйлдвэрлэгч нь нэг эсийн замаг байдаг далай, далайд биомасс пирамид нь урвуу хэлбэртэй байдаг. Энд бүх цэвэр анхдагч үйлдвэрлэл нь хүнсний гинжин хэлхээнд хурдан оролцдог, замагны биомассын хуримтлал маш бага, хэрэглэгчид нь илүү том, урт насалдаг тул трофик өндөр түвшинд биомасс хуримтлагдах хандлага давамгайлдаг.

Бүтээгдэхүүний пирамид (эрчим хүч)Хүнсний сүлжээн дэх эрчим хүчний хэрэглээний хуулиудыг тусгасан тул нийгэмлэгийн функциональ зохион байгуулалтын хамгийн бүрэн дүр зургийг өгдөг. хүнсний гинжин хэлхээний дараагийн трофик түвшин бүрт организмд агуулагдах энергийн хэмжээ өмнөх түвшингээс бага байна.

Цагаан будаа. 19. Бүтээгдэхүүний пирамид

Янз бүрийн трофик түвшинд нэгж хугацаанд үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүний хэмжээ нь эрчим хүчний шинж чанартай ижил дүрмийг дагаж мөрддөг. Хүнсний гинжин хэлхээний дараагийн түвшин бүрт нэгж хугацаанд бий болсон бүтээгдэхүүний хэмжээ өмнөх үеийнхээс бага байна.. Энэ дүрэм нь бүх нийтийнх бөгөөд бүх төрлийн экосистемд хамаарна (Зураг 19). Эрчим хүчний пирамидууд хэзээ ч доошоо урсдаггүй.

Экосистемийн бүтээмжийн хуулиудыг судлах, эрчим хүчний урсгалыг тоон байдлаар тооцоолох чадвар нь практикийн хувьд туйлын чухал бөгөөд учир нь хүн төрөлхтний мөлжлөгт агроценоз, байгалийн бүлгүүдийн анхан шатны үйлдвэрлэл нь хүн төрөлхтний хүнсний хангамжийн гол эх үүсвэр болдог. Фермийн амьтдаас олж авсан хоёрдогч бүтээгдэхүүн нь тийм ч чухал биш юм. Экосистемийн бүтээмжийн хэмжүүрээр эрчим хүчний урсгалын нарийн тооцоолол нь тэдгээрт агуулагдах бодисын эргэлтийг хүн төрөлхтөнд ашиг тустай бүтээгдэхүүний хамгийн их ургацад хүрэхийн тулд зохицуулах боломжийг олгодог. Эцэст нь, ургамлын болон амьтны биомассыг байгалийн системээс зайлуулах зөвшөөрөгдөх хязгаарын талаар сайн ойлголттой байх нь тэдний бүтээмжийг алдагдуулахгүй байх нь маш чухал юм.

Экосистемийн бүтээмжгэдэг нь экосистемийн амьдралынхаа явцад органик бодисын хуримтлал юм. Экосистемийн бүтээмжийг нэгж талбайд нэгж хугацаанд бий болсон органик бодисын хэмжээгээр хэмждэг.

Үндсэн болон хоёрдогч бүтээгдэхүүнийг бий болгох өөр өөр түвшний үйлдвэрлэлийн түвшин байдаг. Нэгж хугацаанд үйлдвэрлэгчдийн бий болгосон органик масс гэж нэрлэдэг үндсэн бүтээгдэхүүн, мөн нэгж хугацаанд хэрэглэгчдийн массын өсөлт юм хоёрдогч бүтээгдэхүүн.

Анхдагч үйлдвэрлэлийг нийт ба цэвэр үйлдвэрлэл гэсэн хоёр түвшинд хуваадаг. Нийт анхдагч үйлдвэрлэл гэдэг нь тухайн ургамлын фотосинтезийн хурдаар нэгж хугацаанд үйлдвэрлэсэн, амьсгалахад зарцуулсан нийт органик бодисын нийт масс юм.

Ургамал нийт үйлдвэрлэлийнхээ 40-70 хувийг амьсгалахад зарцуулдаг. Планктон замаг нь хамгийн бага эрчим хүч зарцуулдаг - нийт эрчим хүчний 40 орчим хувийг зарцуулдаг. Нийт үйлдвэрлэлийн "амьсгалтанд" зарцуулагдаагүй хэсгийг цэвэр анхдагч үйлдвэрлэл гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь ургамлын ургалтын хэмжээг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь хэрэглэгчид болон задлагчдын хэрэглэдэг бүтээгдэхүүн юм.

Хоёрдогч үйлдвэрлэл нь нийт болон цэвэр гэж хуваагдахаа больсон, учир нь хэрэглэгчид болон задлагч, i.e. бүх гетеротрофууд анхдагч үйлдвэрлэлийн улмаас массаа нэмэгдүүлдэг, i.e. өмнө нь бий болгосон бүтээгдэхүүнийг ашиглах.

Хоёрдогч үйлдвэрлэлийг трофик түвшин тус бүрээр тусад нь тооцдог, учир нь энэ нь өмнөх түвшнээс ирж буй энергийн улмаас үүсдэг.

Экосистемийн бүх амьд бүрэлдэхүүн хэсгүүд - үйлдвэрлэгчид, хэрэглэгчид, задалдагчдыг бүрдүүлдэг нийт биомасс (амьд жин)хамт олон буюу түүний бие даасан хэсэг, организмын тодорхой бүлэг. Биомассыг ихэвчлэн нойтон ба хуурай жингээр илэрхийлдэг боловч энергийн нэгжээр - калори, жоуль гэх мэтээр илэрхийлж болох бөгөөд энэ нь ирж буй энергийн хэмжээ, жишээлбэл, дундаж биомассын хоорондын хамаарлыг тодорхойлох боломжийг олгодог. .

Биологийн бүтээмжээс хамааран экосистемийг 4 ангилалд хуваадаг.

1. маш өндөр бүтээмжтэй экосистем - >2 кг/м2жилд (халуун орны ой, шүрэн хад);
2. өндөр бүтээмжтэй экосистемүүд - жилд 1-2 кг / м2 (линден-царс ой, эрэг орчмын шугуй эсвэл нуурын зэгс, эрдэнэ шиш, олон наст өвс ургамал, усалгаатай, өндөр тунгаар бордоо);
3. дунд зэргийн бүтээмжтэй экосистем - 0.25-1 кг / м2жилд (нарс, хус ой, хадлан нуга, тал хээр, усны ургамал ургасан нуур);
4. бүтээмж багатай экосистемүүд -< 0,25 кг/м 2 в год (пустыни, тундра, горные степи, большая часть морских экосистем). Средняя биологическая продуктивность экосистем на планете равна 0,3 кг/м 2 в год.

Та бүхний мэдэж байгаагаар экосистем дэх бодисууд эргэлтийн зарчмын дагуу өөрчлөгддөг дахин дахин ашиглагддаг. Түүнээс гадна амьд организмууд бодисын хөдөлгөөнд оролцдог тул бодисын эргэлт нь биоген байдаг. Энэ нь хөрс (ус ба эрдэс давс) ба агаар мандлаас (нүүрстөрөгчийн давхар исэл) химийн элементүүдийг амьд организм - үйлдвэрлэгчдэд оруулахаас эхэлдэг. Үйлдвэрлэгчид органик бодисыг нийлэгжүүлдэг бөгөөд тэдгээрийн зарим нь хүнсний гинжин хэлхээний дагуу хэрэглэгчдэд дамждаг бол зарим нь ашиглагдаагүй хэвээр байна. Үйлдвэрлэгч, хэрэглэгчдээс тодорхой хэмжээний органик бодис нь шарилын материал, ялгадас (детрит) хамт хөрсөнд буцаж ирдэг. Задаргаачдын үйл ажиллагааны үр дүнд тэдгээр нь ашигт малтмалын бодис болж хувирч, атомууд нь үйлдвэрлэгчдийн эргэлтэнд дахин татагддаг. Гэхдээ бодисын эргэлтийг бүрэн хааж болохгүй. Зарим химийн элементүүдийн атомууд нь эргэлтээс удаан хугацаанд салж, литосферт шохойн чулуу (шохой), нүүрс, байгалийн хий, газрын тос, хүлэр, төрөл бүрийн металлын хүдэр зэрэгт хуримтлагддаг.

Экосистем дэх энергийн хувирал нь бодисын өөрчлөлтөөс арай өөрөөр явагддаг. Экосистемд орж буй нарны энергийн урсгал нь хоёр сувагт хуваагддаг. бэлчээрТэгээд хор хөнөөлтэй. Тэд тус бүрт энерги нь организмын амьдралыг хадгалахад зарцуулагддаг. Бэлчээр, детритийн гинжээр дамжин өнгөрөх энергийн харьцаа нь янз бүрийн экосистемд өөр өөр байдаг. Хүнсний сүлжээн дэх энергийн алдагдлыг зөвхөн нарны эрчим хүчний шинэ хэсэг эсвэл бэлэн органик бодис (тэжээлийн энерги) хүлээн авснаар нөхөж болно. Тиймээс экосистемд бодисын эргэлттэй төстэй энергийн эргэлт байж болохгүй. Экосистем нь зөвхөн чиглэсэн энергийн урсгалын ачаар л ажилладаг.

Бодисыг дахин дахин ашиглах, эрчим хүчний байнгын урсгалын ачаар экосистемүүд удаан хугацаанд тогтвортой оршин тогтнох боломжтой байдаг. Биосфер дахь бодисын нийлүүлэлт хязгаарлагдмал, нөхөгдөөгүй байсан ч тэдгээрийн оршин суудаг үйлдвэрлэгчид, хэрэглэгчид, задалдагчид биомассаа шинэчлэхийг баталгаажуулдаг. Экосистем дэх организмын биомассын шинэчлэгдэх хурдыг биологийн бүтээмж гэж нэрлэдэг. Энэ нь үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүний хэмжээгээр илэрхийлэгддэг.

Экосистемийн үйлдвэрлэл гэдэг нь тухайн экосистемд нэгж талбайд эсвэл нэгж хугацаанд биотопын нэгж эзэлхүүнд ногдох биомассын хэмжээг хэлнэ.

Экосистемүүд үйлдвэрлэсэн үйлдвэрлэлийн хэмжээгээрээ ихээхэн ялгаатай байдаг. Дараах дарааллаар буурдаг: халуун орны ой - субтропик ой - сэрүүн ой - тал хээр - далай - цөл.

Үүссэн бүтээгдэхүүнийг өөр өөр экосистемд өөр өөрөөр хэрэглэж болно. Хэрэв түүний хэрэглээний түвшин үүсэх хурдаас хоцорч байвал энэ нь нэмэгдэхэд хүргэдэг экосистемийн биомассмөн илүүдэл детрит хуримтлагдана. Үүний үр дүнд намагт хүлэр үүсэх, жижиг усан сангууд ургах, тайгын ойд хог хаягдлын нөөц бий болох гэх мэт. Тогтвортой экосистемд үүссэн бараг бүх бүтээгдэхүүн хүнсний сүлжээнд зарцуулагддаг. Үүний үр дүнд экосистемийн биомасс бараг тогтмол хэвээр байна.

Экосистемийн биомасс гэдэг нь тухайн экосистемд оршин тогтнохын өмнөх хугацаанд хуримтлагдсан бүх амьд организмын органик бодисын нийт хэмжээ юм.

Экосистемийн биомассыг нойтон массын нэгжээр эсвэл нэгж талбайд ногдох хуурай органик бодисын массаар илэрхийлнэ: г/м2, кг/м2, кг/га, т/км2 (газар дээрх экосистем) эсвэл нэгж эзэлхүүнээр (усны экосистем).

Экосистемийн биомасс болон биологийн бүтээмж маш өөр байж болно. Жишээлбэл, өтгөн ойд организмын нийт биомасс нь жилийн өсөлттэй харьцуулахад маш их байдаг - үйлдвэрлэл. Харин цөөрөмд фитопланктоны жижиг хуримтлагдсан биомасс нь шинэчлэгдэх өндөр хурдтай байдаг - хурдан нөхөн үржихүйн улмаас бүтээгдэхүүн үүсдэг.

Анхдагч ба хоёрдогч бүтээгдэхүүн

Биомассыг шинэчлэхэд ямар бодис, энерги зарцуулж байгаагаас хамааран экосистемийг дараахь байдлаар хуваана. анхан шатныТэгээд хоёрдогч бүтээмж. Үүний дагуу үүссэн бүтээгдэхүүнийг анхдагч ба хоёрдогч гэж нэрлэдэг.

Анхдагч үйлдвэрлэл- фото- эсвэл химосинтезийн явцад ашигт малтмалын бодисоос автотроф организм (үйлдвэрлэгч) үүсгэсэн биомасс. Ийм аргаар үүссэн органик бодисын гол хэмжээг ногоон ургамлаас бий болгодог. Тэдний шингээж авсан нарны энергийг органик бодисын химийн холбооны энерги болгон хувиргах үр ашиг нь дунджаар 1% байна. Энэ загварыг нэрлэдэг 1% дүрэм. Анхдагч үйлдвэрлэл нь экосистемийн маш чухал шинж чанар юм. Энэ нь түүнд хуримтлагдсан энерги нь бүх гетеротроф организм (хэрэглэгч ба задлагч) оршин тогтнож, бүтээгдэхүүнээ бүтээх боломжийг олгодог.

Хоёрдогч бүтээгдэхүүн- гетеротроф организмууд (хэрэглэгч ба задлагч) органик бодисоос хэсэгчилсэн задралын дараа үүссэн биомасс.

Бэлчээрийн гинжин хэлхээнд трофик түвшинд анхдагч болон хоёрдогч үйлдвэрлэлийг өөр өөр зорилгоор ашиглаж болно. Фотосинтезийн үр дүнд үйлдвэрлэгчдийн бүтээсэн бүх үндсэн бүтээгдэхүүнийг нэрлэдэг нийт анхдагч үйлдвэрлэл(ХБЗ). Энэ нь хэрэглэгчдийн эрчим хүчний цорын ганц эх үүсвэр юм. Өмнөх трофик түвшний үйлдвэрлэлийн дараагийн трофик түвшний организмууд хэрэглэдэг хэсгийг уламжлалт байдлаар нэрлэдэг. тэжээх(TO). Трофик түвшин бүрийн хоол хүнсний нэг хэсгийг организм амин чухал үйл явцыг хадгалахад зарцуулдаг. амьсгалахад зарцуулдаг(TD). Үүний хоёр дахь хэсгийг хэсэгчлэн хуваасны дараа хэрэглэгчийн биомассыг бий болгоход ашигладаг. хоёрдогч бүтээгдэхүүн(VTP). Эхний эрэмбийн хэрэглэгчдийн идэж болох үйлдвэрлэгчдийн бүтээгдэхүүнийг нэрлэдэг цэвэр анхан шатны үйлдвэрлэл(NWP).

Гэсэн хэдий ч трофик түвшинд үйлдвэрлэсэн бүх бүтээгдэхүүнийг тэжээл болгон дараагийн түвшинд шилжүүлдэггүй. Үүний нэг хэсэг нь дүрмээр бол трофик түвшинд нөөц хэлбэрээр үлддэг. ашиглагдаагүй бүтээгдэхүүн(NP). Экосистемийн бүх трофик түвшний ашиглагдаагүй үйлдвэрлэлийн нийлбэр нь нийгэмлэгийн цэвэр үйлдвэрлэлийг бүрдүүлдэг.

Цэвэр олон нийтийн бүтээгдэхүүн(NPV) нь экосистемийн үйлдвэрлэлийн нэг хэсэг бөгөөд түүнийг хөгжүүлэхэд экосистем дотроо ашиглаж болно. Мөн экосистемд хор хөнөөл учруулахгүйгээр хүн устгаж болно. Хэрэглэгчдийн тоо бага хэвээр байгаа залуу экосистемд иргэдийн цэвэр үйлдвэрлэлийн нийлүүлэлт их байна. Ийм экосистемийг эдийн засгийн эргэлтэд оруулж болно. Экосистемийн зүйлийн бүрдэл нарийн төвөгтэй болохын хэрээр нийгэмлэгийн цэвэр үйлдвэрлэлийн хэмжээ аажмаар буурдаг. Экосистемийн хөгжлийн эцсийн шатанд энэ нь тэг рүү ойртдог. Ийм тэнцвэрт экосистемд хөндлөнгөөс оролцох нь организмын хоорондох хүнсний холбоог тасалдуулж, экосистемийг устгахад хүргэдэг.

Анхдагч болон хоёрдогч бүтээгдэхүүнийг экосистемийн трофик түвшинд түгээх үед, балансын тэгш байдал. Энэ нь трофик түвшин бүрт бүх төрлийн бүтээгдэхүүний нийлбэр нь өмнөх түвшнээс хоол хүнс болгон хүлээн авсан бүтээгдэхүүний хэмжээтэй тэнцүү байна гэсэн үг юм. Тэнцвэрийн тэгш байдлын асуудлыг шийдвэрлэхдээ экосистем дэх бүтээгдэхүүний төрлийг хуваарилах дараахь хэв маягийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

1. анхдагч нийт үйлдвэрлэл (GPP) = амьсгалын зардал (TD I) + цэвэр анхдагч үйлдвэрлэл (АЦС);
2. цэвэр анхдагч үйлдвэрлэл (NPP) = ашиглагдаагүй бүтээгдэхүүн (NP I) + тэжээл (K II);
3. тэжээл (K II) = амьсгалын зардал (TD II) + хоёрдогч үйлдвэрлэл (WTP II);
4. хоёрдогч бүтээгдэхүүн (VP II) = ашиглагдаагүй бүтээгдэхүүн (NP II) + тэжээл (K III) гэх мэт;
5. нийтийн цэвэр үйлдвэрлэл (NPP) = ашиглагдаагүй үйлдвэрлэл (NP I) + ашиглагдаагүй үйлдвэрлэл (NP II) + … + ашиглагдаагүй үйлдвэрлэл (NP n).

Доод тэмдэгт дэх Ромын тоо нь хүнсний сүлжээн дэх трофик түвшний тоог заана.

Экосистемд бодисын тасралтгүй эргэлт, эрчим хүчний чиглэлтэй урсгал байдаг. Үүний ачаар организмын биомасс үүсдэг. Биомассыг шинэчлэх хурдыг биологийн бүтээмж гэж нэрлэдэг. Энэ нь үйлдвэрлэлийн хэмжээгээр илэрхийлэгддэг - нэгж талбайд эсвэл нэгж хугацаанд үүссэн биомасс. Үндсэн болон хоёрдогч бүтээгдэхүүн байдаг. Ашиглагдаагүй бүх бүтээгдэхүүнийг нийтийн цэвэр бүтээгдэхүүн гэж нэрлэдэг.

Биоценозын амьдралын үйл ажиллагааны явцад органик бодисыг бий болгож, хэрэглэдэг, өөрөөр хэлбэл холбогдох экосистем нь тодорхой биомассын бүтээмжтэй байдаг. Биомассыг массын нэгжээр хэмждэг эсвэл эдэд хуримтлагдсан энергийн хэмжээгээр илэрхийлдэг.

Экологи дахь "үйлдвэрлэл" ба "бүтээмж" гэсэн ойлголтууд (биологийн нэгэн адил) өөр өөр утгатай.

БүтээмжЭнэ нь жинлэх боломжгүй, зөвхөн эрчим хүчний нэгжээр эсвэл органик бодисын хуримтлалаар тооцогдох биомассын нэгж хугацаанд үйлдвэрлэх хурд юм. Ю.Одум "үйлдвэрлэлийн хурд" гэсэн нэр томъёог "бүтээмж" гэсэн нэр томъёоны синоним болгон ашиглахыг санал болгов.

Экосистемийн бүтээмж нь түүний “баялгийг” илтгэдэг. Баян эсвэл бүтээмжтэй нийгэмлэг нь бүтээмж багатай бүлгүүдээс илүү олон организмтай байдаг ч заримдаа эсрэгээрээ байдаг бөгөөд бүтээмжтэй нийгэмлэгт байгаа организмууд илүү хурдан устгагдах эсвэл "хөгждөг" байдаг. Иймд малын идсэн арвин бэлчээрийн байнгын өвсний гарц нь нэг ч мал туугаагүй, ашиг шим багатай бэлчээрийн ургацаас хамаагүй бага байх магадлалтай.

Мөн одоогийн болон ерөнхий бүтээмжийн ялгаа бий. Жишээлбэл, зарим тодорхой нөхцөлд 1 га нарс ой нь оршин тогтнох, ургах хугацаандаа 200 м 3 мод үйлдвэрлэх чадвартай байдаг - энэ нь түүний нийт бүтээмж юм. Гэтэл энэ ойгоос нэг жилийн дотор ердөө 2 м 3 мод бэлтгэдэг нь одоогийн бүтээмж буюу жилийн өсөлт юм.

Зарим организмыг бусад нь идэх үед хоол хүнс (матери ба энерги) нэг трофик түвшнээс нөгөө рүү шилждэг. Хоолны задаргаагүй хэсгийг хаядаг. Хоол боловсруулах суваг бүхий амьтад нь ялгадас (ялгадас) болон мочевин гэх мэт бодисын солилцооны эцсийн органик хаягдлыг (ялгадас) ялгаруулдаг; аль алинд нь тодорхой хэмжээний энерги агуулагддаг. Амьсгалах үед амьтан, ургамал хоёулаа эрчим хүчээ алддаг.

Амьсгал, хоол боловсруулах, ялгаруулснаас болж алдагдсаны дараа үлдсэн энергийг организм өсөлт, нөхөн үржихүй, амин чухал үйл явцад (булчингийн ажил, халуун цуст амьтдын температурыг хадгалах гэх мэт) ашигладаг. Терморегуляцын эрчим хүчний зарцуулалт нь цаг уурын нөхцөл, жилийн цаг хугацаа зэргээс шалтгаална, ялангуяа гомеотермик ба поикилотермик амьтдын ялгаа их байдаг. Байгаль орчны тааламжгүй, тогтворгүй нөхцөлд давуу тал олж авсан халуун цуст амьтад бүтээмж алдлаа.

Амьтны эрчим хүчний хэрэглээг тэгшитгэлээр тодорхойлно

ӨСӨЛТ + АМЬСГАЛ (АМЬДРАЛЫН ҮЙЛ АЖИЛЛАГАА) + НӨХӨХ +

БААС + ШАЛДААС = ХЭРЭГЛЭЭД БАЙГАА ХООЛ.

Ерөнхийдөө өвсөн тэжээлт амьтад махчин амьтдынхаас бараг тал хувь нь хоол хүнсийг үр ашигтайгаар солилцдог. Энэ нь ургамалд их хэмжээний целлюлоз, заримдаа мод (целлюлоз, лигнин орно) агуулагддаг тул шингэц муутай, ихэнх өвсөн тэжээлтний эрчим хүчний эх үүсвэр болж чаддаггүйтэй холбон тайлбарладаг. Өтгөн ялгадас, ялгадасанд агуулагдах энерги нь хорт бодис, задралд шилждэг тул бүхэлдээ экосистемд алга болдоггүй.

Фермийн амьтад бэлчээрт бэлчээрт хадгалагдаж байсан ч өндөр бүтээмжтэй, өөрөөр хэлбэл хэрэглэсэн тэжээлээ бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд илүү үр дүнтэй ашиглах чадвараараа тодорхойлогддог. Үүний гол шалтгаан нь эдгээр амьтад хоол хүнс хайх, дайснуудаас хамгаалах, цаг агаарын таагүй байдал гэх мэт эрчим хүчний зардлын ихээхэн хэсгийг чөлөөлдөг.

Экосистем, бүлгэмдэл эсвэл тэдгээрийн аль нэг хэсгийн анхдагч бүтээмжийг фотосинтез эсвэл химийн синтезийн явцад (хими үйлдвэрлэгчид) үйлдвэрлэгч организм (гол төлөв ногоон ургамал) нарны энергийг шингээх хурдаар тодорхойлогддог. Энэ энерги нь үйлдвэрлэгчдийн эд эсэд органик бодис хэлбэрээр материаллаг болдог.

Органик бодис үйлдвэрлэх үйл явцын дараалсан дөрвөн үе шатыг (эсвэл үе шатыг) ялгах нь заншилтай байдаг.

үндсэн үндсэн бүтээмж -Органик бодисын үйлдвэрлэгчдийн хуримтлалын нийт хэмжээ (фотосинтезийн хурд), түүний дотор амьсгалын болон шүүрлийн үйл ажиллагаанд зарцуулсан бодисууд. Ургамал үйлдвэрлэсэн химийн энергийн 20 орчим хувийг амин чухал үйл явцад зарцуулдаг;

цэвэр үндсэн бүтээмж -Органик бодисын хуримтлалын хурдыг судалж буй хугацаанд амьсгалах, шүүрлийн үед хэрэглэсэн бодисыг хасч тооцно. Энэ энергийг дараах трофик түвшний организмууд ашиглаж болно;

олон нийтийн цэвэр бүтээмж -гетеротрофууд - хэрэглэгчид хэрэглэсний дараа үлдсэн органик бодисын нийт хуримтлалын хурд (цэвэр анхдагч үйлдвэрлэлээс гетеротрофуудын хэрэглээг хассан). Энэ нь ихэвчлэн тодорхой хугацаанд хэмжигддэг, жишээлбэл, ургамлын өсөлт, хөгжлийн ургалтын үе эсвэл бүтэн жилийн турш;

хоёрдогч бүтээмж -хэрэглэгчдийн эрчим хүчний хуримтлалын хурд. Хэрэглэгчид зөвхөн өмнө нь бий болгосон (бэлэн) шим тэжээлийг хэрэглэж, амьсгалах, шүүрлийн хэрэгцээнд зарцуулж, үлдсэнийг нь өөрийн эд эс болгон хувиргадаг тул үүнийг "бүх" ба "цэвэр" гэж хуваадаггүй. Газар дээр жил бүр ургамал хуурай бодисын хувьд 1.7 10 11 тонн биомасс үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь 3.2 10 18 кЖ энергитэй тэнцэхүйц цэвэр үндсэн бүтээмж юм. Гэсэн хэдий ч амьсгалахад зарцуулсан хугацааг харгалзан үзэхэд хуурай газрын ургамлын нийт анхдагч бүтээмж (ажлын хүчин чадал) ойролцоогоор 4.2 10 18 кЖ байна.

Үндсэн экосистемийн анхдагч ба хоёрдогч бүтээмжийн үзүүлэлтүүдийг Хүснэгтэнд үзүүлэв. 8.1.

Хүснэгт 8.1. Дэлхийн экосистемийн анхдагч ба хоёрдогч бүтээмж (Н.Ф.Реймерсийн дагуу)

Гетеротрофуудын анхдагч үйлдвэрлэл нь тэдний нэг бөгөөд хүн төрөлхтөн дэлхийн гадаргад хүрч буй нийт нарны энергийн дээд тал нь 4% -ийг эзэлдэг. Трофик түвшин бүрт энерги алдагддаг тул бүх идэшт организм (хүнийг оролцуулаад) эрчим хүч олж авах хамгийн үр дүнтэй арга бол ургамлын гаралтай хоол хүнс (цагаан хоол) хэрэглэх явдал юм. Гэсэн хэдий ч дараахь зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Амьтны уураг нь илүү чухал амин хүчлийг агуулдаг бөгөөд зөвхөн зарим буурцагт ургамал (жишээлбэл, шар буурцаг) нь үнэ цэнэтэй зүйлд ойртдог;

Ургамлын уураг нь эхлээд хатуу эсийн ханыг устгах шаардлагатай байдаг тул амьтны уурагаас илүү шингэхэд хэцүү байдаг;

Хэд хэдэн экосистемд амьтад үр тариа тарих нь ашиггүй газар (эдгээр нь хонь, цаа буга бэлчдэг үржил шимгүй газар) өргөн уудам газар нутгаас хоол хүнс олж авдаг.

Тиймээс хүний ​​биед уургийн 8 орчим хувь нь өдөр бүр биеэс (шээсээр) ялгарч, дахин нийлэгждэг. Зөв зохистой хооллолтын хувьд амьтны эд эсэд агуулагддагтай адил амин хүчлийн тэнцвэртэй хангамж шаардлагатай.

Хүний биед чухал амин хүчил байхгүй тохиолдолд (жишээлбэл, үр тариа) бодисын солилцооны явцад уураг бага хэмжээгээр шингэдэг. Буурцагт болон үр тариаг хоолны дэглэмд хослуулах нь хоол хүнсийг тусад нь хэрэглэхээс илүү уургийн хэрэглээг хангадаг.

Илүү үржил шимтэй эрэг орчмын усанд үйлдвэрлэл нь 30 м орчим зузаантай усны дээд давхаргад хязгаарлагддаг бөгөөд ил далайн илүү цэвэр, гэхдээ ядуу усанд анхдагч үйлдвэрлэлийн бүс нь 100 м ба түүнээс доош гүнд хүрч болно. Тиймээс эрэг орчмын ус хар ногоон өнгөтэй, далайн ус цэнхэр өнгөтэй харагддаг. Бүх усанд фотосинтезийн оргил үе нь гадаргуугийн давхаргын доор байрлах усны давхаргад тохиолддог, учир нь усанд эргэлдэж буй фитопланктон нь бүрэнхий гэрэлд дасан зохицож, нарны хурц гэрэл нь түүний амьдралын үйл явцыг саатуулдаг.

Холбогдох мэдээлэл.