- •Оглавление
- •Рекомендуемая литература 141 предисловие
- •Введение
- •Раздел I. Аутэкология
- •Глава 1. Основные понятия и закономерности аутэкологии
- •1.1. Основные понятия
- •1.3. Жизненные формы растений
- •Глава 2. Абиотические факторы и адаптации растений к ним
- •2.1. Влажность
- •2.2. Свет
- •2.3. Тепло
- •2.4. Почва
- •2.5. Воздух
- •Физические свойства воздуха
- •Химические свойства воздуха (газовый состав)
- •2.6. Другие факторы
- •Глава 3. Биотические факторы
- •3.1. Бактериогенные
- •Микогенные
- •3.3. Фитогенные
- •3.4. Зоогенные.
- •Глава 4. Антропические факторы
- •4.1. Влияние человека на растения
- •4.2. Условия жизни и адаптации растений в городе
- •Условия жизни городских растений
- •Загрязнение городской среды
- •Адаптации растений к условиям города
- •Раздел II. Демэкология
- •Глава 1. Основные понятия
- •Глава 2. Структура популяции
- •Пространственная структура
- •2.2. Демографическая структура
- •2.3. Экологическая структура
- •Глава 3. Стратегии популяции
- •Глава 4. Популяция – как единица использования человеком
- •Раздел III. Синэкология
- •Глава 1. Определение и признаки фитоценоза
- •Пространственная структура
- •1.3. Взаимоотношения между растениями в фитоценозе
- •Глава 2. Динамика фитоценозов
- •2.1. Циклические изменения фитоценоза
- •Глава 3. Энергетика фитоценозов
- •3.1. Основные понятия
- •3.2. Продуктивность растительного покрова земли
- •Глава 4. Место фитосферы в биосфере земли
- •Рекомендуемая литература
Глава 3. Энергетика фитоценозов
3.1. Основные понятия
В 1942 году американский эколог Л.Линдеман обосновал трофо-динамический подход к изучению экосистем. Согласно Линдеману экосистемы в процессе питания связывают энергию и можно дать количественную оценку значения отдельных популяций, входящих в экосистему и находящихся на разных ступенях использования энергии. При этом от 10 до 20% количества энергии, связанной одним трофическим звеном экосистемы может быть передан следующему. Этот процесс носит ступенчатый характер. В настоящее время идеи Линдемана получили широкое распространение и при любых экологических исследованиях обращается внимание на функциональную роль экосистемы и ее энергетическое содержание. Показано, что биологический смысл возникновения и существования экосистем заключается в наиболее полном использовании организмами наличных природных ресурсов и потоков энергии. Этим обусловлена структура экосистемы и взаимодействие между ее компонентами, а также деление экосистем на открытые (природные) и закрытые (созданные человеком).
Важнейшим функциональным компонентом большинства природных экосистем являются продуценты. Подавляющая часть продуцентов в экосистемах – это растения (доля фото- и хемотрофных бактерий в процессе создания органических веществ незначительна).
Наиболее мощный способ воздействия растительности на среду по силе и последствиям – это производство органической массы и сброс ее в виде мертвого вещества. Энергия, заключенная в химических связях органических веществ характеризует энергетику фитоценозов.
В экологии способность или свойство организмов образовывать и накапливать органические вещества определяют как продуктивность. Различают первичную продуктивность – способность образовывать органические вещества автотрофами и вторичную продуктивность – способность накапливать органические вещества гетеротрофами.
Мерой продуктивности является продукция – скорость накопления органического вещества за единицу времени на единицу площади или объема. Обычно за единицу времени принимаю год, а за единицу площади – 1 кв.м или га. Продукция, соответственно, выражается в г на 1 кв. м (или в кг на га) абсолютно сухого или воздушно-сухого вещества.
Соответственно продукция бывает первичной – продукцией растений и вторичной – продукцией животных.
Принято различать:
валовую продукцию (брутто-продукция) – все органические вещества, синтезированные в процессе фотосинтеза или накопленные организмами и
чистую продукцию (нетто-продукция) – часть органического вещества, сохраняющегося в организме после расходов органического вещества на дыхание.
В экологических исследованиях чаще используют понятие биомассы – как количества живого вещества, приходящееся на единицу площади или объема в данный момент времени.
В экосистемах биомасса образована фитомассой, зоомассой, микомассой и бактериомассой. В биосфере Земли преобладает фитомасса, на долю которой приходится 97–99% всей биомассы.
В состав растений входят не только органические соединения, но и минеральные элементы (зола), многие из которых входят и в состав органических веществ. Поэтому биомассу растений (или фитомассу) определяют по общей массе растений.
Фитомасса и продукция могут быть также охарактеризованы по содержанию в них энергии в калориях или джоулях (1Дж =0,239 кал) – это дает представление о результатах фотосинтетической деятельности растений.