Следует подчеркнуть, что в табл. 5 приведены обобщенные данные по «долговременным» переносам энергии, т. е. за год или за еще больший промежуток времени. В самое продуктивное время вегетационного периода, особенно в длинные летние дни на севере, в валовую продукцию может превращаться более 5% общего дневного поступления солнечной энергии и за сутки более 50% валовой продукции может перейти в чистую первичную продукцию (табл. 6). Но даже в самых благоприятных условиях столь высокая дневная продуктивность не может сохраняться весь год, и невозможно получать такие высокие урожаи на больших сельскохозяйственных площадях (сравните данные, приведенные в табл. 6, с цифрами в последней колонке табл. 11).[ ...]
Рассматривая общую концепцию энергетических «субсидий», надо сделать еще одно замечание. Фактор, в одних условиях увеличивающий продуктивность, в других условиях может способствовать утечке энергии, уменьшая продуктивность. Так, усиленная эвапотранспирация в сухом климате приводит к перерасходу энергии, а во влажном климате, например, дает дополнительную энергию (Г. Одум и Пиджин, 1970). Экосистемы проточных вод, такие, как включенный в табл. 7 ручей во Флориде, обычно более продуктивны, чем экосистемы стоячих вод, но слишком быстрый (и потому действующий разрушительно) или же нерегулярный поток воды снижает продуктивность. Ровная смена приливов и отливов на засоленных маршах, в заросших манграми эстуариях или на коралловых рифах способствует высокой продуктивности этих сообществ, но на северных скалистых побережьях, зимой страдающих от льда, а летом от жары, приливно-отливные течения могут отнимать энергию у сообщества. Даж;е в сельском хозяйстве попытки человека помочь природе часто приводят к нежелательным последствиям. Например, вспашка почвы на севере благотворна, но на юге она приводит к быстрому выщелачиваний) питательных веществ и потере органического вещества, что может сильно повредить будущим урожаям. Симптоматично, что агрономы сейчас серьезно обсуждают возможность ведения «беспахотного» земледелия — обнадеживающий сдвиг в сторону концепции «разума, помогающего природе, а не борющегося с ней». Наконец, и некоторые типы загрязнений, например обработанные сточные воды, могут в зависимости от объема и периодичности сброса оказаться благоприятным фактором, увеличивающим продуктивность, или служить источником стресса (см. фиг. 216). Если обработанные сточные воды попадают в экосистему с постоянной умеренной скоростью, то они могут способствовать повышению продуктивности, однако массивный их сброс через нерегулярные промежутки времени может почти полностью уничтожить систему как биологическую единицу. В гл. 9 концепция «пульсирующей стабильности» обсуждается подробнее.[ ...]
Видно, что максимальный урожай съедобных частей не совпадает с максимумом общей продукции всего растения. А. Соотношение между валовой первичной продукцией (/) и чистой первичной продукцией (II) при увеличении листового индекса (выраженная в квадратных сантиметрах площадь освещенных листьев на каждый квадратный сантиметр поверхности почвы). Объяснение сравнения со спелым лесом см. в тексте (из Моитейта, 1965, по Влэку, 1963). Б. Влияние длительности вегетационного периода на урожай зерна II) и общего сухого вещества наземных частей — зерна и соломы (I) риса (Бест, 1962).[ ...]
Далее, очевидно, что наибольшая продукция зерна приходится на более раннюю стадию развития растений, чем максимальная общая чистая продукция (накопление сухого вещества) (фиг. 15, 2>). В последние годы урожаи зерновых значительно повысились благодаря тому, что было обращено внимание на структуру урожая. Выведены сорта с высоким отношением веса зерна к весу соломы, которые к тому же быстро дают листья, так что листовой индекс достигает 4 и остается на этом уровне до самой жатвы, которая проводится в момент наибольшего накопления питательных веществ (см. Лумис и др., 1967; Арми и Грир, 1967). Такой искусственный отбор не обязательно увеличивает общую продукцию сухого вещества для всего растения; он приводит к перераспределению этой продукции, в результате чего больше продукции приходится на зерно и меньше — на листья, стебли и корни (см. табл. 36).[ ...]
Теперь можно соотнести принципы биогеохимического круговорота (гл. 4) с принципами энергетики экосистем. Важно отметить, что вещества циркулируют в системе в отличие от энергии. Азот, фосфор, углерод, вода и другие вещества, входящие в состав живого, циркулируют через систему сложным и изменчивым образом. Напротив, энергия, однажды использованная каким-либо организмом, превращается в тепло и теряется для экосистемы. Так, есть, например, цикл азота (это означает, что азот может много раз циркулировать в системе живых и неживых тел), но нет цикла энергии. Жизнь поддерживается постоянным притоком солнечной энергии извне. Если можно измерить поток энергии, то в конце концов можно определить и продуктивность. Как мы увидим, на практике измерить поток энергии не так просто.[ ...]
Предпринимались многочисленные попытки оценить первичную продуктивность биосферы в целом (см. Райли, 1944; Лайс, 1964). В табл. 9 приведены осторожные оценки валовой первичной продуктивности основных типов экосистем, округленные оценки площади, занятой экосистемами каждого типа, и общая валовая продуктивность суши и воды. Анализ оценок средних величин для больших площадей показывает, что продуктивность колеблется в пределах двух порядков (в 100 раз) — от 200 до 20 000 ккал на 1 м2 в год — и что общая валовая продукция Земли имеет порядок 1018 ккал в год. Общее распределение мировой продуктивности показано на фиг. 17.[ ...]
Обширные пространства Земли попадают в категорию низкопродуктивных из-за таких ограничивающих факторов, как вода (в пустынях и степях) или питательные вещества (в открытом океане). Хотя площадь суши составляет всего около одной четверти общей площади Земли, суша, видимо, превосходит океаны по своей продукции, так как большая часть океанских вод в основном «пустынна». Хотя в принципе «моределие» (морское сельское хозяйство) возможно в эстуариях и вдоль берегов, интенсивное «возделывание» открытого океана вряд ли рационально (кроме того, оно могло бы нарушить равновесие атмосферы; см. гл. 2, разд. 3).[ ...]
Международной биологической программы, покажут, насколько оценка в 1018 ккал близка к реальности и до какой степени человек может повысить продуктивность биосферы, не загрязняя свою жизненную среду.[ ...]
В заключение рассмотрим еще один пример — энергетический бюджет поросшего рогозом болота (табл. 10).[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Диаграмма продуктивности зерновых культур. |
 |
| Мировое распределение первичной продукции экосистем основных типов, выраженное в годовой валовой продукции (в тысячах ккал на 1 м2) (Ю. Одум, 1963). |
 |
Аналогичные главы в дргуих документах:
| См. далее:Концепция продуктивности |