Біологічна продуктивність
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Біологічна продуктивність

Біологічна продуктивність, екологічне і загальнобіологічне поняття, що позначає відтворення біомаси рослин, мікроорганізмів і тварин, що входять до складу екосистеми ; у вужчому сенсі — відтворення диких тварин і рослин, використовуваних людиною. Б. п. реалізується у кожному окремому випадку через відтворення видових популяцій рослин і тварин, що йде з деякою швидкістю, що може бути виражене визначеною величиною — продукцією за рік на одиницю площі (для наземних і донних водних організмів) або на одиницю об'єму (для організмів, що мешкають в товщі води і в грунті). Продукція певної видової популяції може бути віднесена також до її чисельності або біомасі . Би. п. різних наземних і водних екосистем виявляється в багатьох формах. Відповідно багатообразні і використовувані людиною продукти, відтворні в природних співтовариствах (наприклад, деревина, риба, хутра і мн.(багато) ін.). Людина зазвичай зацікавлена в підвищенні Б. п. екосистем, т.к. ето збільшує можливості використання біологічних ресурсів природи. Проте у ряді випадків висока Б. п. може приводити до шкідливих наслідків (наприклад, надмірний розвиток у високопродуктивних водах фітопланктону певного видового складу — синезелених водоростей в прісних водах, токсичних видів перідіней в морях).

загрузка...

  Поняття Б. п. у багатьох відношеннях аналогічно поняттю родючість грунту, але за змістом і об'єму ширше останнього, т.к. может бути віднесено до будь-якого біогеоценозу, або екосистемі. Зрідка термін «Би. п.» застосовується по відношенню до культурних співтовариств (див. Агро-біоценоз, Агрофітоценоз ) , продуктивність яких великою мірою — результат додатка суспільної праці. Проте і природні наземні і водні екосистеми знаходяться під прямою або непрямою дією людини. Тому із зростанням чисельності і науково-технічній озброєності людства Б. п. усе більш всіляких екосистем відображає не лише їх вихідні природно-історичні особливості, але і результат впливів людини.

  Загальною і адекватною мірою Б. п. служить продукція, але не біомаса співтовариства або його компонентів. Біомаса окремих видів або всього населення в цілому може служити для оцінки продукції і продуктивності лише при порівнянні екосистем однаковою або схожою структури і видового складу, але абсолютно непридатна як загальна міра Б. п. Наприклад, в результаті високої інтенсивності фотосинтезу одноклітинних водоростей планктону в найбільш продуктивних ділянках океану за рік синтезується на одиницю площі приблизно стільки ж органічних речовин, скільки і у високопродуктивних лісах, хоча їх біомаса в сотні тисяч разів більше біомаси фітопланктону.

  Продукція кожної популяції за певний час є сумою приростів всіх особин, що включає приріст утворень, що відокремилися від організмів, і приріст особин, усунених (елімінірованних) по тих або інших причинах із складу популяції за даний час. У граничному випадку, якщо немає елімінації і всі особини доживають до кінця періоду, що вивчається, продукція дорівнює приросту біомаси. Якщо ж початкова ( B 1 ) і кінцева ( B 2 ) біомаси рівні, то це означає, що приріст компенсований елімінацією, тобто що за цієї умови продукція ( Р ) дорівнює елімінації ( Е ) . В загальному випадку P=|b 2 — B 1 |+E.

  Інколи визначену таким чином продукцію називають «чистою продукцією», протиставляючи їй «валову продукцію», в яку включають не лише прирости, але і витрати на енергетичний обмін. Терміни «чиста» і «валова продукція» зміцнилися по відношенню до рослин. У додатку до тварин «валова продукція» є засвоєною їжею, або «асиміляцією», а термін «продукція» уживається в сенсі чистої продукції.

  Продукцію автотрофних організмів, здатних до фото- або хемосинтезу, називають первинною продукцією, а самі організми — продуцентами. Основна роль в створенні первинної продукції належить зеленим рослинам, вищим — на суші, нижчим, — у водному середовищі. Продукцію гетеротрофних організмів зазвичай відносять до вторинної продукції, а самі організми називають консументамі. Всі види вторинної продукції виникають на основі утилізації речовини і енергії первинної продукції; при цьому енергія, на відміну від речовини, багато разів що повертається в круговорот, може бути використана для виконання роботи лише один раз. Схематично складні трофічні зв'язки можна представити у вигляді «потоку енергії» через екосистему, тобто ступінчастого процесу утилізації енергії сонячної радіації і речовини первинної продукції. Перший трофічний рівень утилізації сонячної енергії складають фотосинтезуючі організми, що створюють первинну продукцію, другий — споживаючі їх рослиноїдні тварини, третій — тварини м'ясоїдних, четвертий — хижаки другого порядку. Кожен подальший трофічний рівень споживає продукцію попереднього, причому частина енергії спожитої і асимілюючої їжі йде на потреби енергетичного обміну і розсівається. Тому продукція кожного подальшого трофічного рівня менше продукції попереднього (наприклад, вихід на основі однієї і тієї ж первинної продукції рослиноїдних тварин завжди більший, ніж хижаків, що живуть за їх рахунок). Часто при переході від нижчих трофічних рівнів до вищих знижується не лише продукція, але і біомаса. Проте, на відміну від продукції, біомаса подальшого рівня може бути і вище за біомасу попереднього (наприклад, біомаса фітопланктону менше сумарної біомаси всього тваринного населення океану, що живе за його рахунок). Видне місце в механізмі Б. п. займають гетеротрофні мікроорганізми, які утилізували мертву органічну речовину, що поступає зі всіх трофічних рівнів частково мінералізуя його, частково перетворюючи на речовину мікробних тіл. Останні служать важливим джерелом живлення для багатьох водних (фільтратори і детрітофаги бентоса і планктону) і сухопутних (грунтова фауна) тварин.

  За іншим принципом продукцію ділять на проміжну і кінцеву. До проміжної відносять продукцію, споживану іншими членами екосистеми, речовина якої знов повертається в здійснюваний в її межах круговорот; до кінцевою — продукцію, в тій або іншій формі відчужувану від екосистеми, тобто що виходить за її межі. До кінцевої продукції відносяться і використовувані людиною види продукції, які можуть належати до будь-якого трофічного рівня, включаючи перший, зайнятий рослинами.

  Зростаючі потреби і зростаюча технічна потужність людства швидко збільшують можливості його впливу на живу природу. Виникає необхідність управління екосистемами. Все засоби впливу на Б. п. екосистем і управління нею направлені або на підвищення корисної первинної продукції (різні: форми добрива, меліорації, регулювання чисельності і складу споживачів первинної продукції і пр.), або на підвищення ефективності утилізації первинної продукції на подальших трофічних рівнях в потрібному для людини напрямі. Це вимагає хорошого знання видового складу і структури екосистем і екології окремих видів. Найбільші перспективи мають такі форми господарської експлуатації живої природи і управління нею, які засновані на знанні особливостей місцевих екосистем і характерних для них форм Би. п.

  Літ.: Зенкевіч Л. А., Фауна і біологічна продуктивність морить, т. 1—2, М., 1947—51; Макфедьен Е., Екологія тварин, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1965; Наумов Н.П. Екологія тварин 2 видавництва М-код 1963; Основи лісової біогеоценологиі, під ред. Ст Н. Сукачева і Н. Ст Диліса, М., 1964; Дювіньо П., Танг М., Біосфера і місце в ній людини, пер.(переведення) з франц.(французький) М., 1968.

  Р. Р. Вінберг.