Экология СПРАВОЧНИК
Информация
биологическая продуктивность
ПРОДУКТИВНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКАЯ — общее количество органического вещества (биомассы), производимое популяцией или сообществом за единицу времени на единицу площади. При этом различают первичную — биомассу, производимую в процессе фотосинтеза автотрофами (зелеными растениями); и вторичную — биомассу, полученную гетеротрофами за едйницу времени на единицу площади. Первичную продукцию разделяют на валовую (равную общему количеству продуктов фотосинтеза за определенный отрезок времени) и чистую (равную разности между валовой и той ее частью, которая использовалась на дыхание растений). У травянистых растений на дыхание используется 40-50%, а у деревьев — 70-80% валовой первичной продукции. Первичную продукцию наземных экосистем обычно оценивают по годовому приросту растительной биомассы (чистая продукция). Каждая экосистема с учетом природных факторов характеризуется определенными величинами первичной биологической продуктивности. Из табл. 10 видно, что ежегодная первичная продукция биосферы составляет 170 109 т, причем 2/з ее производится экосистемами суши. Благоприятное сочетание многих природных факторов делает наиболее продуктивной наземной экосистемой влажные тропические леса: их чистая первичная продукция составляет 1000-3500 г/м2 в год, а минимальные значения приходятся на аридные районы (пустыни, полупустыни). Наземные экосистемы намного продуктивнее морских.[ . ]
Биологический мониторинг основывается на наблюдениях за параметрами окружающей среды на сети контрольных пунктов и носит локальный характер. Геосистемный мониторинг использует не только данные, полученные биологическим мониторингом, но и систему особых ключевых (тестовых) площадей и имеет региональный характер. Эти ключевые площади принято называть природными (геоэкологическими) тестовыми полигонами, на которых устанавливаются геосистемные тесты: ПДК (предельно допустимые концентрации), ЕССПС (естественная способность природной среды к самоочищению), ЭВБ (энергетически-вещественный баланс), БПЭ (биологическая продуктивность экосистемы) и др. В каждой природной зоне рекомендуют иметь по одному полигону.[ . ]
Биологическая продуктивность экосистемы — скорость создания в них биомассы, т.е. массы тела живых организмов. Размерность продуктивности — масса/время площадь (объем).[ . ]
ПРОДУКТИВНОСТЬ ПЕРВИЧНАЯ — биомасса (надземных и подземных органов), а также энергии и биогенные летучие вещества, произведенные продуцентами на единицу площади за единицу времени. Поскольку П. п. зависит от интенсивности фотосинтеза, а последняя — от содержания углекислого газа в воздухе, предполагалось увеличение первичной продуктивности из-за роста концентрации С02 в атмосфере Земли. Однако из-за других антропогенных воздействий (загрязнения среды и др.) и замены более продуктивных биотических сообществ менее продуктивными биологическая продуктивность на планете снизилась за последнее время на 20%.[ . ]
Биологическая продуктивность — это скорость образования биомассы в единицу времени. Это наиболее важный показатель жизнедеятельности организма, популяции и экосистемы в целом. Различают первичную продуктивность — образование органического вещества автотрофами (растениями в процессе фотосинтеза) и вторичную продуктивность — скорость образования биомассы гетеротрофами (консументами и редуцентами).[ . ]
Биологическая продуктивность — это скорость образования биомассы. Различают первичную продуктивность — екорость образования биомассы растениями — и вторичную продуктивность — скорость образования биомассы животными. Биологическая продуктивность подсчитывается в граммах или в килокалориях с единицы площади за год.[ . ]
К биологическим экологически опасным факторам относят живые организмы и продукты их жизнедеятельности. Например, деятельность человека может вести к перестройке микробных сообществ и искусственной эволюции возбудителей инфекционных болезней, что вызывает повышение активности многих очагов возникновения опасных заболеваний. Патогенные микроорганизмы, могущие попадать в почву с отбросами и трупами животных, погибших от инфекционных заболеваний, или с их выделениями, представляют серьезную эпидемическую опасность. В частности, это относится к таким заболеваниям, как бактериальная дизентерия и различные сальмонеллезы, а также столбняк. Вследствие загрязнения воды сточными или канализационными водами распространяются такие опасные инфекционные болезни, как азиатская холера и брюшной тиф, дизентерия и вирусный гепатит. Среди патогенных организмов воздушной среды следует выделить возбудителей тяжело переносимых заболеваний — гемолитических стафилококков и стрептококков. Также в результате антропогенной деятельности может происходить повышение биологической продуктивности водных экосистем в результате накопления в воде биогенных элементов. В водоемах начинают чрезмерно развиваться водоросли, что в свою очередь резко снижает запасы кислорода, необходимого для окисления и разложения возросшего количества мертвых водорослей и детрита.[ . ]
Скорость биологической продуктивности в морской обстановке контролируется многими разными факторами, но в общем она прогрессивно увеличивается от высоких широт к низким с увеличением солнечной освещенности. Высокой продуктивности в экваториальном и субтропических поясах способствуют также океанические апвеллинги, которые особенно сильны вдоль западных окраин континентов (см. гл. 11).[ . ]
Поддержание биологической продуктивной способности лесного биогеоценоза.[ . ]
Экологическая продуктивность леса определяется оценкой его средообразующей роли, защитных свойств, возможностей техногенных, рекреационных и других нагрузок. Она связана с биологической продуктивностью, например, тем, что живая лесная фитомасса — продуцент кислорода. Лес — это мощный экологический феномен, приобретающий все большее социальное значение своими многообразными защитными функциями. Значение их возрастает в свете урбанизации, в связи с аномалиями в воздушной и водной средах.[ . ]
Базилевич Н. И. Биологическая продуктивность почвенно-растительных формаций СССР//Изв. АН СССР.[ . ]
Карзинкин Г. С. Основы биологической продуктивности водоемов.[ . ]
Следовательно, увеличение биологической продуктивности экосистем и особенно вторичной продукции является одной из основных задач, стоящих перед человечеством.[ . ]
Количество биомассы связано с биологической продуктивностью — количеством органического вещества, производимого организмами. Биомасса выражается единицами массы, отнесенной к единице площади (г/м2) или объема (г/м3). Биологическая продуктивность измеряется в единицах массы, времени и площади [кг/(га-г)] или объема.[ . ]
Среди процессов, от которых зависит биологическая продуктивность на земном шаре, одним из важнейших является фиксация микроорганизмами азота атмосферы. Проблема биологической азотфиксации относится к числу основных проблем сельскохозяйственной и биологической науки. Перед учеными стоит задача изыскать возможности управления процессом азотфиксации и на этой основе увеличить урожайность сельскохозяйственных культур.[ . ]
Существенно различаются методы исследования биологического и геоэкологического мониторинга. Биологический мониторинг базируется на систематическом слежении (наблюдении и контроле) за некоторыми параметрами (индикаторами) окружающей среды (геофизическими, биохимическими и биологическими), имеющими биоэкологнческие значения, на сети контрольных пунктов, т. е. имеет в основном локальный характер. Ключевые площади можно называть природными (геоэкологическими) тестовыми полигонами; на них разрабатываются геосистемные тесты (индикаторы) типа ПДК, ЕССПС, ЭВБ, БПЭ для мониторинга окружающей среды в целом.[ . ]
Эвтрофикация (эвтрофирование) вод — повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления биогенных элементов (азота, фосфора, калия и др.) под воздействием естественных и антропогенных факторов. Негативным последствием эвтрофикации является ухудшение физико-химических условий среды обитания рыб и других гид-робионтов за счет массового развития фитопланктона, снижения содержания кислорода в воде, разложения отмерших организмов и токсичности продуктов их распада (рис. 28).[ . ]
Один из показателей экологического состояния почв — биологическая продуктивность ценозов, характеризующая потенциальное плодородие. В частности, для почв сельскохозяйственных территорий таким показателем является средняя урожайность. Экспертно рекомендуется принимать для территорий экологического бедствия снижение урожайности более чем на 75%; для территории чрезвычайной экологической ситуации — 50-75% при соответствии всего комплекса агротехнических и агрохимических мероприятий для данной местности и сельскохозяйственных культур.[ . ]
Несмотря на то что биомасса океана меньше биомассы суши, биологическая продуктивность суши и океана равны. Объясняется это тем, что слой жизни океана состоит в основном из одноклеточных водорослей, которые обновляются ежедневно. Обновление биомассы суши происходит примерно за 15 лет. Причем травянистая растительность обновляется намного быстрее, чем древесная.[ . ]
Одним из показателей экологического состояния почв служит биологическая продуктивность ценозов, характеризующая потенциальное плодородие. Для почв сельскохозяйственных территорий таким показателем является средняя урожайность.[ . ]
Основное влияние нефти и нефтепродуктов сводится к снижению биологической продуктивности почвы и фитомассы растительного покрова.[ . ]
Вероятно, в ближайшее десятилетие произойдет срыв во всем рыбном промысле мира.[ . ]
Уже на начальной стадии функционирования экосистем в них складывается биологический круговорот с характерными для него повторяющимися процессами продуцирования биомассы, ее отмирания с частичным поступлением органических остатков в поверхностный слой материнской породы, разложением органических остатков, избирательным биологическим поглощением элементов минерального питания из исходного субстрата и другими процессами, протекающими при участии автотрофных и гетеротрофных организмов, составляющих биоценоз. Однако на данной стадии почвообразования характерной чертой биологического круговорота является его незначительный объем, вызванный низкой биологической продуктивностью пионерных наземных экосистем, заселенных преимущественно различными видами низших растений (грибы, бактерии, водоросли, лишайники).[ . ]
Агроэкосистемы создаются человеком для получения высоких урожаев, и поэтому их продуктивность выше биологической продуктивности природных биогеоценозов, хотя в значительной степени зависит от экономических и технических возможностей человека. Кроме того, при создании агроэкосистемы человек практически целиком меняет природную экосистему, что выражается, прежде всего, в ее упрощении. Зачастую человек создает сильно упрощенную монокультурную систему с господством популяций одного вида растений или животных. Примерами таких монокультурных систем является посадка хлопчатника, риса, чайного куста, винограда.[ . ]
Антропогенное изменение сложившегося экологического равновесия для увеличения биологической продуктивности или хозяйственной производительности природных комплексов называется преобразованием природы.[ . ]
Количественная оценка плодородия может быть дана и на основе показателей среднегодовой биологической продуктивности растений на данной почве, характеризующей способность почвы обеспечивать продуктивность фотосинтеза.[ . ]
Фосфор также один из важнейших химических элементов, поскольку он играет огромную роль в биологических и биогеохимических процессах. Фосфор — необходимый компонент ДНК и фосфолипидных молекул клеточных мембран. Наряду с азотом, фосфор контролирует биологическую продуктивность наземных и морских экосистем вследствие невысокого содержания этих элементов в экосистемах.[ . ]
В ходе экспериментов установлено, что полужидкие и твердые отходы бурения крайне отрицательно влияют на биологическую продуктивность почв. Известно, что наибольшее негативное влияние оказывают нефть и нефтепродукты, содержащиеся в отходах [21]. Указанные загрязнители значительно снижают активность окислительновосстановительных и гидролитических ферментов, что приводит к подавлению микробиологической активности почвы. Такой эффект ярко выражен для отходов, содержащих более 4-5 % нефти и нефтепродуктов. При меньшем содержании данного загрязнителя эффект снижения биологической продуктивности рассматриваемых типов почв характерен для периода от 3 до 6 мес., а затем отмечается усиленное размножение азотфиксирующих, денитрифицирующих и сульфатвосста-наачивающих бактерий, которые используют нефть и ее производные в качестве источника углерода и энергии, в результате чего происходят постепенное окисление и минерализация нефти. При этом закономерно падает урожайность сельхозкультур и активность инвертазы. При содержании в составе отходов более 5% нефти и нефтепродуктов видимой активности углеводородокисляющей бактериальной микрофлоры не отмечается даже по истечении 1 года. Указанный уровень загрязненности отходов является критическим, а потому требуется применение специальных агротехнических и агрохимических приемов, стимулирующих биологическую продуктивность почв (внесение удобрений, содержащих азот, фосфор и калий; интенсивная аэрация зоны нефтяного загрязнения; посев специальных трав, усиливающих деятельность углеводородусваивающей бактериальной микрофлоры) [191].[ . ]
Оценка трофического статуса водоема, как правило, базируется на количественных зависимостях показателей биологической продуктивности вод от содержания в них элементов минерального питания (азота и фосфора), обеспеченность которыми оказывает определяющее влияние на развитие и фотосинтез фитопланктона (Хатчинсон, 1969). Распределение питательных веществ в водоеме определяется физическими факторами, а также биологическими процессами потребления и рециклинга. Основные биогенные элементы относятся к лабильным (неконсервативным) быстро оборачивающимся субстратам (Harris, 1986).[ . ]
Осуществление мероприятий по охране, воспроизводству и рациональному использованию животного мира повысит биологическую продуктивность охотничьих угодий не менее чем в 2 раза.[ . ]
Содержание биогенных элементов регулирует развитие водных растительных организмов и является одним из факторов биологической продуктивности водоема. Биогенные элементы поступают, в основном, с водой притоков, с атмосферными осадками, из залитых почв и пород, а также из донных отложений.[ . ]
Антропогенное нарушение глобальных и локальных циклов углерода связано со многими факторами. Суммарная для мира первичная биологическая продуктивность неизмененных человеком ландшафтов (“потенциальных ландшафтов”) представляет, по-видимому, верхний предел глобальной естественной биопродуктивности. Антропогенные воздействия, преобразующие ландшафты, приводят, как правило, к снижению биопродуктивности. Земледелие в мире использует 15 млн. км земли, на которых выращивается примерно 2500 млн. т сельскохозяйственных продуктов (в сухом весе). Таким образом, средняя урожайность составляет 17 ц/га.[ . ]
Кроме того, лесные насаждения на.фоне сельскохозяйственных угодий выполняют важную функцию сохранения, восстановления и повышения биологической продуктивности ландшафта. Лесонасаждения являются единственным местом выживания естественной орнитофауны, роль которой в уничтожении вредителей культурных растений и семян сорняков исключительно велика.[ . ]
По мысли А. Н. Тетиора [88], Б. — ключ к решению проблемы восстановления экологического равновесия на урбанизированных территориях. БИОПОЛЕ, биологическое поле — поле, оказывающее воздействие на живые организмы. Природа такого воздействия не ясна; проявляется в виде электромагнитных и биоэнергетических процессов. БИОПОЛИТИКА — политика, в основе которой признание неравенства рас. Б. часто является оправданием агрессивных политических или даже военных актов. См. Расизм. БИОПРОДУКТИВНОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ — см. Биологическая продуктивность экосистемы. БИОРАЗНООБРАЗИЕ —см. Разнообразие биологическое.[ . ]
Такой уровень техногенного воздействия может вызвать изменение динамического равновесия в природных экологических системах. В первую очередь, загрязнение углеводородами сказывается на биологической продуктивности растительного покрова и качестве поверхностных и грунтовых вод. С некоторым запозданием происходят локальные изменения в физико-химическом составе атмосферы и подземной гидросферы. Следовательно, изучение и оценка нефтяного загрязнения должны носить комплексный характер и выполняться для всех компонентов окружающей среды в тесной взаимосвязи III.[ . ]
Много внимания уделяется разработке нормативов содержания в почве тяжелых металлов (ТМ), негативно влияющих на почвенные процессы, плодородие почв и качество сельскохозяйственной продукции. Восстановление биологической продуктивности почв, загрязненных тяжелыми металлами — одна из наиболее сложных проблем охраны биоценозов.[ . ]
Другие гидрохимические показатели не обнаруживают правильных суточных колебаний в летнее время. Зимой все гидрохимические показатели воды в течение суток являются практически постоянными. Известно также, что биологическая продуктивность водоема зависит от наличия в нем биогенных веществ, поэтому суточные колебания проявляются менее резко в водоемах, свободных от загрязнения.[ . ]
Продолжается деградация и обеднение растительного покрова, особенно естественных кормовых угодий в связи с высокими пастбищными нагрузками и неудовлетворительным уходом за сенокосами. Так, в Новосибирской области биологическая продуктивность сенокосов снизилась в 2 — 3, а хозяйственная — в 3 — 4 раза.[ . ]
Характерная черта современной экологии — исследование процессов, охватывающих всю биосферу. Особенно пристально изучается взаимодействие человека и биосферы. С 1964 г. начались работы, проводимые в рамках Международной биологической программы (МБП): ее основная цель — изучение продуктивности экосистем в разных областях земного шара. В процессе выполнения МБП стандартизирована методика определения продукции различных трофических звеньев. Исследования по биологической продуктивности продолжены международной программой «Человек и биосфера», в которой главное внимание уделено анализу воздействия деятельности человека на биосферу. Объединению экологов разных стран способствовало возникновение Международного общества экологов (ИНТЭКОЛ), 1-й конгресс которого состоялся в Гааге в 1974 г. В 1970-е гг. формируется экология человека.[ . ]
Роль растительности для генезиса почв «жарких зон» очень существенна. Фагелер оценивает в этом аспекте тропические леса разных типов; болотные формации, занимающие здесь гораздо большую площадь, чем предполагалось ранее; саванны, биологическая продуктивность которых не должна особенно отставать от лесов типа муссонов. Встречаются нередко «сухокустарниковые леса» и «степи», переходные к саваннам. В этом случае, если в почвообразующей породе «преобладающим основанием является кальций, то возникают черные почвы, проникающие далеко за пределы умеренной зоны и принадлежащие к наиболее плодородным почвам мира. К ним относится знаменитый регур Индии и не менее известный русский чернозем» (Фагелер, 1935, с. 19—20, 39, 40, 65, 69). Для «постоянно влажных» тропиков наиболее характерны болотные почвы, «тропические красные суглинки и красноземы гумидных зон», которые нередко имеют оподзолепный горизонт, что отмечал и Гаррасовптц.[ . ]
Необходимым условием нормального функционирования природных экосистем является увлажнение [47, 82]. Условия и характер увлажнения оказывают существенное влияние на жизнедеятельность микробиоценоза [155], от чего в значительной мере зависят биологическая продуктивность почво-грунтов, смыв и перераспределение различных загрязнителей, поступающих на поверхность педосферы. Особую значимость этот фактор имеет для транзитных геохимически подчиненных природных экосистем [34]. М.И. Бузыко [17] предложил для характеристики увлажненности использовать показатель — радиационный индекс сухости (РИС) (табл. 7).[ . ]
Бурмакин Е. В. Биология и рыбохозяйственное значение пеляди.— Труды Барабинского отд. Венглинский Д. Л. О составе, особенностях биологии и хозяйственном использовании лососевых и сиговых рыб водоемов Ямала.— Совещание по биологической продуктивности водоемов Сибири. Иркутск, 1966 (Лимнолог, ин-т СО АН СССР).[ . ]
На суше общий объем биомассы равен 6,6-1012 т, что составляет около 4,5-1018 кДж солнечной энергии. Биомасса океанов существенно меньше, чем на суше, т. е. З-Ю10 т. В океане масса животных в 30 раз больше массы растений, а на суше масса растений составляет 98-99% от всей биомассы. Биологические продуктивности суши и океана примерно равны, т. к. биомасса океана состоит в основном из одноклеточных водорослей, которая обновляется ежедневно. Обновление биомассы суши происходит в течение 15 лет.[ . ]
Изменение газового состава атмосферы в условиях возрастающего потребления кислорода, в том числе на производство энергии, носит глобальный характер и имеет территориальный и трансграничный аспекты. Для восполнения потерь кислорода необходимо либо резко повысить биологическую продуктивность территорий, либо получать кислород путем электролиза воды. Первый путь требует увеличения размеров территорий, занимаемых лесами, при одновременном сокращении сельскохозяйственных угодий (пашни, сенокосы, пастбища, сады). Второй — технически и экономически реализуем лишь в условиях высокого уровня развития водородной энергетики на основе методов получения водорода из воды.[ . ]
Как известно, одной из причин токсичности почвогрунтов является их засоление. Отработанные буровые растворы и буровой шлам содержат в своем составе в ряде случаев значительное количество опасных для почв минеральных солей. Поэтому представляет интерес выявление влияния указанного фактора на биологическую продуктивность почв. Результаты исследований свидетельствуют о том, что минеральные сопи н количестве боттее 0 8—4,0 кт/м2 почвы резко снижают активность инвертазы, а в количестве более 1,5—1,6 кг/м2 почвы начинают существенно сказываться и на урожайности возделываемых на них сельхозкультур [4, 21].[ . ]
Между устьями рек Коркодона и Зырянки Колыма выходит за пределы Верхне-Колымского нагорья и протекает по обширной Колымской низменности, изобилующей озерами. Значительная часть этих озер связана между собой и с рекой системой проток, носящих местное название “висок”. Озера и виски значительно повышают биологическую продуктивность реки. Из туводных рыб здесь становятся обычными сиг, налим, щука, окунь, карась и ерш, а из полупроходных — нельма, омуль и ряпушка.[ . ]
КАЯ (пирамида биомасс) — соотношение между продуцентами, консумен-тами (первого, второго порядков) и редуцентами в экосистеме, выраженное в их массе (числе — пирамида чисел Элтона, заключенной энергии — пирамида энергий) и изображенное в виде графической модели. В наземных экосистемах вес продуцентов (на единицу площади и абсолютно) больше, чем вес консументов, консументоз первого порядка больше, чем консументов второго порядка и т. д., поэтому графическая модель имеет вид пирамиды. В некоторых водных экосистемах, отличающихся исключительно высокой биологической продуктивностью продуцентов, пирамида может быть перевернутой, т. е. биомасса продуцентов в них меньше, чем биомасса консументов, а иногда и редуцентов. Однако по суммарной продуктивности за год каждого звена экологическая пирамида сохраняет свой «классический» вид.[ . ]
Химические загрязняющие вещества, как правило, появляются преимущественно извне и поступают в почву в результате деятельности промышленных предприятий, транспорта, добычи полезных ископаемых, некоторых направлений сельскохозяйственного производства. Конечно в их числе могут быть и некоторые полезные для развития растений элементы, в том числе азот, фосфор, сера, калий, но, к сожалению, промышленные и другие отходы содержат большой комплекс веществ, негативно влияющих на развитие культурных и дикорастущих растений. Эти вещества либо снижают уровень биологической продуктивности почв, либо практически останавливают почвообразование и приводят в конечном итоге к возникновению техногенных пустынь. К сожалению, очень ограниченно, преимущественно только для некоторых конкретных промышленных отходов, ранее оценивалось и обсуждалось загрязнение окружающей среды. Исследования последних лет показали, что любые элементы и вещества при определенных условиях могут вызывать негативные последствия, если они попадают в природную обстановку или в повышенных количествах, или при неблагоприятном стечении обстоятельств.[ . ]
В географических исследованиях принято более упрощенное расчленение биострома Земли на три основные составляющие: растения, животные, микроорганизмы. Систематическое разнообразие всех их необычайно велико и каждый год продолжает приносить в этом отношении новые открытия. Самые многочисленные из мира животных — насекомые — наименее изучены. Много неожиданного приносит изучение морской фауны. Прошло немного лет, как на больших глубинах был открыт новый тип животных — погонофоры, впервые приоткрылся удивительный органический мир глубинных гидротермов, и только что узнали о высокой биологической продуктивности синих вод, считавшихся ранее океанической пустыней.[ . ]
Источник