Биомасса и продукция

Экосистема — это совокупность живых организмов (биоценоз) и окружающей их среды (биотоп), взаимодействующих между собой и образующих устойчивую систему с обменом веществ и энергии. Термин был введён английским экологом Артуром Тенсли в 1935 году.

Экосистема состоит из двух основных компонентов: биотического и абиотического.

Биотический компонент: живые организмы, объединённые в трофические уровни.

• Продуценты (автотрофы): организмы (обычно растения и некоторые бактерии), способные синтезировать органические вещества из неорганических соединений при помощи фотосинтеза или хемосинтеза^[1].
• Консументы (гетеротрофы): организмы, питающиеся органическими веществами других организмов. Консументы первого порядка — травоядные, второго и последующих порядков — хищники.
• Редуценты (сапротрофы): микроорганизмы и грибы, разлагающие мёртвое органическое вещество до неорганических соединений, возвращая их в круговорот веществ.

Абиотический компонент: неживая среда — почва, вода, воздух, минералы и климатические условия.

Энергия входит в экосистему в виде солнечного света, который улавливают продуценты. Они преобразуют его в химическую энергию органических соединений. Эта энергия передаётся по пищевой цепи консументам и редуцентам.

• Поток энергии односторонний: от Солнца через организмы к окружающей среде в виде тепла.
• Круговорот веществ замкнутый: элементы перемещаются между биотическим и абиотическим компонентами.
  

  Модель потоков энергии в экосистеме (по Ю. Одуму)

Биологическая продуктивность — скорость образования биомассы в экосистеме. Это показатель способности экосистемы продуцировать органическое вещество за определённый промежуток времени. Различают первичную и вторичную продуктивность.

Первичная продукция — количество органического вещества, созданного продуцентами.

• Валовая первичная продукция (ВПП) — общее количество органического вещества, произведённое продуцентами за единицу времени.
• Чистая первичная продукция (ЧПП) — часть ВПП, оставшаяся после расходов на дыхание: ЧПП = ВПП — R, где R — энергия, затраченная на дыхание.

Вторичная продукция — образование биомассы на уровне консументов.

Эффективность передачи энергии между трофическими уровнями составляет в среднем 10 %. Это означает, что только 10 % энергии переходит с одного уровня на другой.

• Биомасса отражает накопленную энергию в экосистеме и показатель её состояния.
• Значение продукции в экосистемах заключается в обеспечении переноса веществ и энергии, реализации круговорота веществ^[2].
• Биологическая продуктивность показывает способность экосистемы к самовоспроизведению и восстановлению после нарушений.
• Высокая продуктивность способствует устойчивости экосистемы и поддержанию биоразнообразия.

Биомасса и биологическая продуктивность являются ключевыми показателями функционирования экосистем. Структура и функции экосистем обеспечивают непрерывный поток энергии и круговорот веществ, что способствует устойчивости природных сообществ.