Біялогія
Выдавец: Народная асвета
Памер: 277с.
Мінск 2006
Яшчэ прыклад: калі заяц з’еў 10 кг расліннай масы, то яго ўласная маса можа павялічыцца на 1 кг. Ліса ці воўк, з’ядаючы 1 кгзайчаціны, павялічваюць сваю масу ўжо толькі на 100 г. Прычым у дрэвавых раслін гэты паказчык ніжэйшы зза таго, што драўніна дрэнна засвойваецца арганізмамі, якія яе спажываюць. Для траў і водарасцей гэта велічыня значна большая, паколькі ў іх практычна адсутнічаюць цяжка засваяльныя тканкі. Аднак агульная заканамернасць працэсу перадачы энергіі застаецца: праз верхнія трафічныя ўзроўні яе праходзіць значна менш, чым праз ніжнія.
Вось чаму ланцугі харчавання звычайна не могуць мець больш за 3—5 (рэдка 6) звёнаў, а экалагічныя піраміды не могуць складацца з вялікай
колькасці ўзроўняў. Да канцавога звяна харчовага ланцуга, гэтаксама як і да верхняга ўзроўню экалагічнай піраміды, будзе паступаць так мала энергіі, што яе не хопіць на ажыццяўленне працэсаў жыццядзейнасці вялікай колькасці арганізмаў.
Гэту заканамернасць лёгка зразумець, прасачыўшы, куды затрачваецца энергія спажытай ежы (С). Частка яе ідзе на пабудову новых клетак, рост тканак, г. зн. на прырост (Р). Частка расходуецца на забеспячэнне энергетычнага абмену, ці на дыханне (R). Паколькі засваяльнасць ежы не можа быць поўнай, г. зн. 100працэнтнай, то частка незасвоенай ежы ў выглядзе экскрэментаў выдаляецца з арганізма (F). Балансавая роўнасць будзе выражацца наступным чынам:
С = Р + R + Е
Улічваючы, што энергія, затрачаная на дыханне, не перадаецца на наступны трафічны ўзровень і выходзіць з экасістэмы, становіцца зразумелым, чаму кожны наступны ўзровень заўсёды будзе меншы за папярэдні.
01. Што такое харчовы ланцуг? 2. Чым адрозніваецца харчовая сетка ад харчовага ланцуга? 3 чым звязана наяўнасць харчовых сетак у біяцэнозе? 3. Чым адрозніваецца пашавы ланцуг ад дэтрытнага? 4. У якой з сістэм — воднай ці наземнай — роля дэтрыту пераважае? Чаму? 5. Якія суадносіны выяўляе экалагічная піраміда? 6. Якімі спосабамі можна пабудаваць экалагічную піраміду? Які з іх найбольш аб’ектыўны? 7. Чым адрозніваецца перадача рэчыва ад перадачы энергіі па трафічных узроўнях?
ЭКАСІСТЭМА АСНОЎНАЯ СТРУКТУРНАЯ АДЗІНКА БІЯСФЕРЫ
14. Прадукцыйнасць экасістэм
Адной з асноўных уласцівасцей жывых арганізмаў з’яўляецца здольнасць да размнажэння і росту, у выніку якіх у біяцэнозах ствараецца новая біямаса. Гэта ўласцівасць ляжыць у аснове паняцця прадукцыйнасці экасістэм.
Біямаса і прадукцыя. Для характарыстыкі экасістэмы і працэсаў, якія ў ёй адбываюцца, важнейшымі паказчыкамі з’яўляюцца біямаса і прадукцыя.
Біямаса — гэта выражаная ў адзінках масы колькасць жывых арганізмаў, якая прыходзіцца на адзінку прасторы месцапражывання (напрыклад, г/м2, г/м3, кг/га, т/км2 і да т. п.). Для супастаўнасці біямас розных арганізмаў яе часцей за ўсё выражаюць у сухой масе.
Адрозніваюць раслінную масу — фітамасу, жывёльную — заамасу, бактэрыямасу альбо біямасу якіхнебудзь канкрэтных груп ці арганізмаў асобных відаў.
Біямасы розных экасістэм значна адрозніваюцца. Найбольшую велічыню яны маюць у экасістэмах вільготных трапічных лясоў і найменшую — у пустынях і тундры.
Біямаса не застаецца пастаяннай, яе велічыня мяняецца ў залежнасці ад пары года, ступені выядання кансументамі розных парадкаў, міграцыі жывёл і іншых прычын. Напрыклад, ва ўмо
вах Рэспублікі Беларусь самая нізкая велічыня біямасы травяністых шматгадовых раслін бывае ранняй вясной, позняй восенню і зімой, паколькі яна ў гэты час прадстаўлена толькі іх падземнымі органамі. У перыяд з мая па верасень яе велічыня будзе значна большай за кошт развіцця надземных частак расліны.
Прыкладам зменлівасці заамасы донных згуртаванняў водных экасістэм можа служыць яе рэзкае змяншэнне ў перыяд масавага вылету дарослых камароў у канцы мая —• пачатку чэрвеня, а затым яе маруднае ўзрастанне пад восень за кошт выхаду лічынак з яец, адкладзеных самкамі камароў у вадаём, і іх наступнага росту.
Прырост біямасы за пэўны перыяд часу на адзінцы прасторы называецца біялагічнай прадукцыяй. Яна выражаецца ў тых жа адзінках, што і біямаса, але з указаннем часу, за які яна была створана (напрыклад, 10 кг сухой масы/га за месяц).
Адрозніваюць два віды прадукцыі — першасную і другасную.
Першасная прадукцыя — прырост біямасы аўтатрофных арганізмаў на адзінцы прасторы за адзінку часу. Першаснай яна называецца таму, што ўтворана з неарганічных рэчываў у працэсе фота ці хемасінтэзу. Гэта важны параметр, паколькі
Прадукцыйнасць экасістэм
ім вызначаецца агульная колькасць арганічнага рэчыва, за кошт якога могуць існаваць і ствараць прадукцыю ўсе гетэратрофныя звёны экасістэмы.
Асноўнымі першаснымі прадуцэнтамі на планеце Зямля з’яўляюцца зялёныя расліны, пратысты і цыянабактэрыі, якія ўтвараюць сумарна каля 98 % усяго арганічнага рэчыва. Эфектыўнасць, з якой сонечная энергія пераўтвараецца імі ў энергію хімічных сувязей арганічных малекул у працэсе фотасінтэзу, складае каля 1 %.
Агульная колькасць прадуктаў фотасінтэзу, утвораных за пэўны адрэзак часу на адзінцы прасторы, называецца валавой першаснай прадукцыяй (ВПП). Значная яе частка (прыкладна 20—60 %) выкарыстоўваецца самім фотааўтатрофным арганізмам на дыханне, транспірацыю і іншыя патрэбы (R). Розніца паміж ВПП і R называецца чыстай першаснай прадукцыяй. Яе нескладана ўлічыць. Для гэтага неабходна сабраць, высушыць і ўзважыць раслінную масу, напрыклад, пры ўборцы ўраджаю. Менавіта чыстая першасная прадукцыя даступна для выкарыстання ў харчовых ланйугах кансументаў.
Штогод на планеце Зямля ў працэсе фотасінтэзу ствараецца каля 150 млрд сухой арганічнай масы. Гэта верхняя мяжа арганічнай ежы, якую могуць мець гетэратрофныя арганізмы.
м
Розныя экасістэмы адрозніваюцца паводле хуткасці ўтварэння першаснай прадукцыі. Найбольш прадукцыйнымі
з’яўляюцца экасістэмы вільготных трапічных
лясоў са штогадовай прадукцыяй сухой масы да 3 кг/м2, а таксама субтрапічных лясоў — да 2,5 кг/м2. Лясы сярэдніх шырот прадуцыруюць каля 1 кг/м2 сухой масы ў год. Невысокая
прадукцыя зон адкрытага акіяна — у год прыкладна 0,5кг/м2. Самую нізкую прадукцыю, каля 0,1 кг/м2 у год, маюць пустыні і тундры.
Другасная прадукцыя — гэта біямаса, створаная гетэратрофнымі арганізмамі за адзінку часу на адзінцы прасторы. Разлік прыросту біямасы праводзяць асобна для кожнага трафічнага ўзроўню. Гэта абумоўлена тым, што пры руху рэчыва і энергіі ад аднаго трафічнага ўзроўню да другога другасная прадукцыя ўтвараецца за кошт паступлення арганічнага рэчыва з папярэдняга ўзроўню. Гетэратрофы, гэтаксама як і аўтатрофы, выкарыстоўваюць на прырост біямасы не ўсю энергію спажытай ежы. Частку яе яны расходуюць на энергетычны абмен і выводзяць з арганізма з экскрэментамі. Пры ўзмацненні фізічнай нагрузкі (напрыклад, у час міграцый) значная частка энергіі спажытай ежы затрачваецца на ўзрослы энергетычны абмен. Частка энергіі, якая выкарыстоўваецца на прырост, залежыць ад узроставага складу арганізмаў у папуляцыі: чым большая доля малодшых узроставых груп, здольных да росту, тым вышэйшая карысная прадукцыя (прырост) згуртавання. Павышэнне долі асо
ЭКАСІСТЭМА АСНОЎНАЯ СТРУКТУРНАЯ АДЗІНКА БІЯСФЕРЫ
62
бін старэйшых узростаў, не здольных да росту, павялічвае расходы спажытай ежы на энергетычны абмен, зніжаючы тым самым чыстую другасную прадукцыю згуртавання.
Другасная прадукцыя ў экасістэмах значна меншая за першасную, што тлумачыцца стратамі энергіі пры перадачы яе з аднаго ўзроўню на другі, а таксама няпоўным спажываннем раслінаеднымі арганізмамі прадукцыі раслін. Вядома, што ў наземных экасістэмах у пашавых харчовых ланцугах спажываецца толькі каля 7 % прадукцыі раслін, а ў водных — пры
кладна 40 %. Астатняя частка прадукцыі раслін пасля адмірання паступае ў дэтрытныя ланцугі раскладання.
Агульную прадукцыйнасць экасістэмы нельга вылічыць як простую арыфметычную суму першаснай і другаснай прадукцыі, таму што прырост другаснай заўсёды адбываецца за кошт знішчэння якойнебудзь часткі як першаснай, так і другаснай прадукцыі. Таму ацэнку прадукцыйнасці экасістэм заўсёды робяць толькі па велічынях першаснай прадукцыі.
01. Што такое біямаса? 2. Што такое прадукцыя? Чым яна адрозніваецца ад біямасы? 3. Чым адрозніваецца першасная прадукцыя ад другаснай? 4. Што такое валавая і чыстая першасная прадукцыя? 5. Які дыяпазон адрозненняў велічынь першаснай прадукцыі розных наземных экасістэм? 6. Ці ўся першасная прадукцыя спажываецца раслінаеднымі арганізмамі ў экасістэмах?
15. Біятычныя сувязі арганізмаў у экасістэмах. Канкурэнцыя як від біятычных сувязей
Біятычныя сувязі. Кожны арганізм жыве ў акружэнні іншых жывых істот, уступаючы з імі ў разнастайныя адносіны. Такая сувязь з’яўляецца неабходнай умовай іх выжывання, паколькі яна забяспечвае магчымасць харчавання, размнажэння, рассялення. He ўсе віды адносін паміж арганізмамі ў роўнай ступені карысныя кожнаму з бакоў. Некаторыя з іх прыводзяць да прыгнечання ці нават гібелі аднаго з арганізмаў.
Жывое акружэнне арганізма складае яго біятычнае асяроддзе, а разнастайныя віды адносін паміж жывымі арганізмамі называюцца біятычнымі. Разгледзім важнейшыя з іх.
Канкурэнцыя. Асобіны аднаго ці розных відаў могуць мець падобныя патрэбы, задавальненне якіх неабходна для іх жыцця. Аднак іх сумарныя патрэбы ў нейкім рэсурсе могуць у дадзены момант часу перавышаць яго
Біятычныя сувязі арганізмаў у экасістэмах
63
запас. У такім выпадку ўзнікае канкурэнцыя — узаемадзеянне (спаборніцтва) паміж асобінамі, якое выклікана падобнымі патрэбамі ў абмежаваным рэсурсе і прыводзіць да зніжэння выжывальнасці, хуткасці росту і размнажэння асобін, што канкурыруюць.
У якасці рэсурсу для жывёл могуць выступаць розныя харчовыя аб’екты, прастора для замацавання на субстраце, месцы, зручныя ддя наладжвання гнёзд, норы, палавы партнёр. Для жыцця раслін — гэта элементы мінеральнага жыўлення, вільгаць, святло, цяпло і г. д.
Калі асобіны, якія канкурыруюць, належаць да аднаго віду, то ўзаемаадносіны паміж імі называюцца ўнутрывідавой канкурэнцыяй; калі ж яны адносяцца да розных відаў — міжвідавой канкурэнцыяй.
Адрозніваюць дзве формы ўнутрывідавой і міжвідавой канкурэнцыі: прамую і ўскосную.
Прамая канкурэнцыя — гэта непасрэдны адмоўны ўплыў, падаўленне, выцясненне адных асобін іншымі. Яна можа выяўляцца ў розных формах узаемнага прыгнятання: бойках, перакрыцці доступу да рэсурсу, хімічным падаўленні канкурэнта і да т. п.
КНІГІ ОНЛАЙН
