Биомасса, продукция, продуктивность. Биомасса растений и животных

Биомасса мирового океана

Урок 2. Биомасса биосферы

Анализ зачетной работы и выставление оценок (5-7 мин).

Устное повторение и компьютерное тестирование (13 мин).

Биомасса суши

Биомасса биосферы составляет примерно 0,01% от массы косного вещества биосферы, причем около 99% процентов биомассы приходится на долю растений, на долю консументов и редуцентов — около 1%. На континентах преобладают растения (99,2%), в океане — животные (93,7%)

Биомасса суши гораздо больше биомассы мирового океана, она составляет почти 99,9%. Это объясняется большей продолжительностью жизни и массой продуцентов на поверхности Земли. У наземных растений использование солнечной энергии для фотосинтеза достигает 0,1%, а в океане — только 0,04%.

Биомасса различных участков поверхности Земли зависит от климатических условий — температуры, количества выпадаемых осадков. Суровые климатические условия тундры — низкие температуры, вечная мерзлота, короткое холодное лето сформировали своеобразные растительные сообщества с небольшой биомассой. Растительность тундры представлена лишайниками, мхами, стелющимися карликовыми формами деревьев, травянистой растительностью, выдерживающей такие экстремальные условия. Биомасса тайги, затем смешанных и широколиственных лесов постепенно увеличивается. Зона степей сменяется субтропической и тропической растительностью, где условия для жизни наиболее благоприятны, биомасса максимальна.

В верхнем слое почвы наиболее благоприятный водный, температурный, газовый режим для жизнедеятельности. Растительный покров обеспечивает органическим веществом всех обитателей почвы — животных (позвоночных и беспозвоночных), грибы и огромное количество бактерий. Бактерии и грибы — редуценты, они играют значительную роль в круговороте веществ биосферы, минерализуя органические вещества. "Великие могильщики природы" — так назвал бактерии Л.Пастер.

Биомасса мирового океана

Гидросфера "водная оболочка" образована Мировым океаном, который занимает около 71% поверхности земного шара, и водоемами суши — реками, озерами — около 5%. Много воды находится в подземных водах и ледниках. В связи с высокой плотностью воды, живые организмы могут нормально существовать не только на дне, но и в толще воды, и на ее поверхности. Поэтому гидросфера заселена по всей толщине, живые организмы представлены бентосом, планктоном и нектоном.

Бентосные организмы (от греч. benthos — глубина) ведут придонный образ жизни, живут на грунте и в грунте. Фитобентос образован различными растениями — зелеными, бурыми, красными водорослями, которые произрастают на различных глубинах: на небольшой глубине зеленые, затем бурые, глубже — красные водоросли которые встречаются на глубине до 200 м. Зообентос представлен животными — моллюсками, червями, членистоногими и др. Многие приспособились к жизни даже на глубине более 11 км.

Планктонные организмы (от греч. planktos — блуждающий) — обитатели толщи воды, они не способны самостоятельно передвигаться на большие расстояния, представлены фитопланктоном и зоопланктоном. К фитопланктону относятся одноклеточные водоросли, цианобактерии, которые находятся в морских водоемах до глубины 100 м и являются основным продуцентом органических веществ — у них необычайно высокая скорость размножения. Зоопланктон — это морские простейшие, кишечнополостные, мелкие ракообразные. Для этих организмов характерны вертикальные суточные миграции, они являются основной пищевой базой для крупных животных — рыб, усатых китов.

Нектонные организмы (от греч. nektos — плавающий) — обитатели водной среды, способные активно передвигаться в толще воды, преодолевая большие расстояния. Это рыбы, кальмары, китообразные, ластоногие и другие животные.

Письменная работа с карточками:

1. Сравните биомассу продуцентов и консументов на суше и в океане.

2. Как распределена биомасса в Мировом океане?

3. Охарактеризуйте биомассу суши.

4. Дайте определение терминам или раскройте понятия: нектон; фитопланктон; зоопланктон; фитобентос; зообентос; процент биомассы Земли от массы косного вещества биосферы; процент биомассы растений от общей биомассы наземных организмов; процент биомассы растений от общей биомассы водных организмов.

Карточка у доски:

2. Какой процент от биомассы Земли приходится на долю растений?

3. Какой процент от общей биомассы наземных организмов составляет биомасса растений?

4. Какой процент от общей биомассы водных организмов составляет биомасса растений?

5. Какой % солнечной энергии используется для фотосинтеза на суше?

6. Какой % солнечной энергии используется для фотосинтеза в океане?

7. Как называются организмы, населяющие толщу воды и переносимые морскими течениями?

8. Как называются организмы, населяющие грунт океана?

9. Как называются организмы, активно передвигающимися в толще воды?

Тестовое задание:

Тест 1. Биомасса биосферы от массы косного вещества биосферы составляет:

1. 1%.

2. 0,1%.

3. 0,01%.

4. 0,001%.

Тест 2. На долю растений от биомассы Земли приходится:

1. 99%.

2. 90%.

3. 80%.

4. 75%.

Тест 3. Биомасса растений на суше по сравнению с биомассой наземных гетеротрофов:

1. Преобладает и составляет 99,2%.

2. Составляет 60%.

3. Составляет 50%.

4. Меньше биомассы гетеротрофов и составляет 6,3%.

Тест 4. Биомасса растений в океане по сравнению с биомассой водных гетеротрофов:

1. Преобладает и составляет 99,2%.

2. Составляет 60%.

3. Составляет 50%.

4. Меньше биомассы гетеротрофов и составляет 6,3%.

Тест 5. Использование солнечной энергии для фотосинтеза на суше в среднем составляет:

1. 1%.

2. 0,1%.

3. 0,04%.

4. 0,01%.

Тест 6. Использование солнечной энергии для фотосинтеза в океане в среднем составляет:

1. 1%.

2. 0,1%.

3. 0,04%.

4. 0,01%.

Тест 7. Бентос океана представлен:

1. Активно передвигающимися в толще воды животными.

2. Организмами, населяющими толщу воды и переносимыми морскими течениями.

3. Организмами, живущими на грунте и в грунте.

4. Организмами, живущими на поверхностной пленке воды.

Тест 8. Нектон океана представлен:

1. Активно передвигающимися в толще воды животными.

2. Организмами, населяющими толщу воды и переносимыми морскими течениями.

3. Организмами, живущими на грунте и в грунте.

4. Организмами, живущими на поверхностной пленке воды.

Тест 9. Планктон океана представлен:

1. Активно передвигающимися в толще воды животными.

2. Организмами, населяющими толщу воды и переносимыми морскими течениями.

3. Организмами, живущими на грунте и в грунте.

4. Организмами, живущими на поверхностной пленке воды.

Тест 10. От поверхности вглубь водоросли произрастают в следующем порядке:

1. Неглубоко бурые, глубже зеленые, глубже красные до — 200 м.

2. Неглубоко красные, глубже бурые, глубже зеленые до — 200 м.

3. Неглубоко зеленые, глубже красные, глубже бурые до — 200 м.

4. Неглубоко зеленые, глубже бурые, глубже красные — до 200 м.

poisk-ru.ru

Биологическая продуктивность - это скорость создания определенного количества биомассы растений, животных и микроорганизмов, входящих в состав биогеоценоза. — КиберПедия

Биологическая продуктивность определяется количеством биомассы, синтезируемой за единицу времени на единицу площади (или объема) и выражается чаще всего в граммах углерода или сухого органического вещества или в энергетических единицах – эквивалентном числе калорий или джоулей.

Биологическую продуктивность можно выразить продукцией за сезон, за год, за несколько лет или за любую другую единицу времени.

Различают первичную и вторичную продуктивность экосистем.

Первичная продуктивность экосистем - это скорость, с которой автотрофные организмы (продуценты) в процессе фотосинтеза связывают солнечную энергию и запасают ее в форме химических связей органических веществ, т.е. скорость образования биомассы органического вещества автотрофами (продуцентами).

Вторичная продуктивность - это скорость образования биомассы гетеротрофными организмами (консументами).

33 Экологические пирамиды. Правила пирамид

Суммарная биомасса, заключенная в ней энергия, а также численность особей прогрессивно уменьшаются по мере восхождения по трофическим уровням.

Данное явление впервые было изучено Ч.Элтоном (1927 г.) и названо им пирамидой чисел или пирамидой Элтона.

Экологическая пирамида -это графическое изображение соотношения между продуцентами и консументами разных порядков, выраженное в единицах биомассы(пирамида биомасс),числа особей (пирамида численности)или заключенной в массе живого вещества энергии (пирамида энергии)

Различают три основных типа экологических пирамид: пирамида чисел (численности), пирамида биомассы и пирамиды энергии.

1) пирамиды чисел, основанные на подсчете организмов каждого трофического уровня; 2) пирамиды биомассы, в которых используется суммарная масса (обычно сухая) организмов на каждом трофическом уровне; 3) пирамиды энергии, учитывающие энергоемкость организмов каждого трофического уровня.

34 Динамика экосистем

Динамика экосистем

Динамичность - это фундаментальное свойство экосистемы, отражающее зависимость системы от комплекса факторов и адаптивный ответ на их воздействие.

Динамические изменения бывают суточными (раскрытие цветка днем и закрывание ночью, ночные хищники и т.д.) и сезонными (листопад, выпадение однолетников, накопление биомассы, сезонные миграции).

Многолетние изменения в структуре экосистем связаны с замещением одного природного сообщества другим. Это называют экологической сукцессией. По общему характеру сукцессии подразделяются на первичные и вторичные. Первичные сукцессии начинаются на субстрате, не измененном деятельностью живых организмов. Такой тип сукцессий возникает на скалах, обрывах, песках. Здесь происходит смена ценозов: бактерии - водоросли - лишайники - мхи - травы и кустарнички - кустарники и деревья. Вторичные сукцессии развиваются на субстрате, первоначально уже измененном деятельностью комплекса живых организмов (после пожаров, разливов рек, оползней, вырубок).

В последнее время, в связи с данными палеонтологии, заговорили о вековых сменах экосистем - подобное наиболее ярко проявляется при анализе изменения климата при отступлении ледников, вековой ход аридизации климата в Средней Азии и т.д.

35 Сукцессии. Общая характеристика

Происходящие во времени смены одного биоценоза другим получили название сукцессии.

Одно из важнейших свойств биоценоза - способность реагировать на направленное изменение условий существования последовательными сменами. Так, под воздействием непрерывного, медленного, но неуклонного повышения уровня грунтовых вод на какой-то территории происходят изменения влажности почв, миграции солей, условий аэрации, что существенным образом сказывается на корнеобитаемом слое. В связи с этим происходит изменение ценотически сложившихся отношений

в биоценозе, численность одних видов снижается вплоть до их исчезновения, происходит постепенное внедрение новых видов извне, с течением времени возникает новый биоценоз.

Направленная и непрерывная последовательность появления и исчезновения популяций разных видов, изменение видового состава биоценоза во времени, приводящая к последовательной смене одного биоценоза другим, и есть сукцессия, а отдельные биоценозы, соответствующие разным этапам развития биоценозов, - это стадии сукцессии.

36 Типы сукцессии.

Первичные сукцессии развиваются на субстратах, где ранее жизнь отсутствовала, это сопряженные процессы почвообразования и постепенного формирования растительности и животного населения, очень медленные, протекающие столетиями. Таковы смены растительности на породах, обнажившихся после таяния ледников или на побережьях вследствие отступания моря. Так, на обнажившихся скальных породах развитие биоценоза начинается с поселения накипных лишайников или пионерных видов в трещинах скал. Это, как правило, очень длительная стадия, для которой характерно также присутствие водорослей, некоторых простейших, насекомых и клещей. По мере разрушения твердой породы и постепенного образования тонкого рыхлого слоя поселяются другие группы лишайников, различные виды мхов, увеличивается разнообразие животных, продолжается формирование почвы, с развитием которой происходит вселение сосудистых растений, идет обогащение животного населения.

Таким образом, в ходе первичной сукцессии идет процесс первоначального становления биоценоза, связанный с заселением

нового пространства пионерными формами жизни, отбором видов в процессе освоения конкретных условий среды и конкуренцией за средства жизни - эцезис.

Вторичные сукцессии - это смены биоценозов, начинающиеся от сформированной растительности. Там, где есть почвы с запасом семян, спор, различных вегетативных зачатков, развиваются вторичные сукцессии, как правило, протекающие намного быстрее первичных. Вторичные сукцессии развиваются под воздействием внешних по отношению к биоценозу факторов (изменение

уровня грунтовых вод, подтопление, накопление токсичных солей в верхних почвенных горизонтах, выпас, вырубки, пожары) и в результате деятельности биоты. Если внешнее воздействие вызывает полное или почти полное уничтожение растительности, то вторичная сукцессия развивается в направлении восстановления нарушенного (уничтоженного) биоценоза. Так, на месте пожара или вырубки начинается восстановительная сукцессия, смена биоценозов идет в направлении к состоянию, близкому к исходному, существовавшему до нарушения. Этот процесс восстановления в ходе сукцессии исходных биоценозов получил название демутации. В ряде случаев, например под воздействием выпаса, происходит постепенная смена биоценозов, сопровождающаяся упрощением структуры, обеднением видового состава и на крайних стадиях характеризующаяся почти полным исчезновением растительности (сильно выбитые пастбища). Этот процесс известен под названием дигрессия.

37 Устойчивость экосистемы, свойства экосистемы определяющие ее устойчивость

Устойчивость экосистем – это способность экосистем сохранять структуру и нормальное функционирование при изменениях экологических факторов. Рассмотренные выше адаптации организмов к изменениям факторов среды обитания в определенной степени обеспечивают устойчивость экосистем, в состав которых они входят, к изменению экологических факторов среды. Однако, как и всякая более сложная система, экосистема по сравнению с отдельными видами организмов имеет более высокую степень надежности функционирования в изменяющейся среде, так как на системном уровне формируются и развиваются новые, системные механизмы обеспечения устойчивости и живучести экосистем, которые отсутствовали у отдельных видов. Такие эволюционно выработанные механизмы приспособления экосистем к изменениям среды обитания называются адаптациями экосистем.

Толерантность вида. Термин толерантность (от лат. tolerantia – терпение) означает выносливость вида по отношению к колебаниям какого-либо экологического фактора, или другими словами, способность организмов переносить отклонения экологических факторов среды от оптимальных для них величин.

Адаптация организмов к изменению экологических факторов. Показатели устойчивости организмов в изменяющихся условиях среды обитания определяются возможностями организмов приспосабливаться (адаптироваться) к изменениям биотических и абиотических факторов. Адаптациями называются эволюционно выработанные и наследственно (генетически) закрепленные свойства организмов, обеспечивающие их нормальную жизнедеятельность при изменениях экологических факторов

Рассмотрим основные виды адаптаций организмов к изменениям экологических факторов. Наиболее важными из них являются:

- морфологические;

- физиологические;

- поведенческие.

38 Экологическая ниша

Положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды называют экологической нишей вида.

Понятие «экологическая ниша» следует отличать от понятия «местообитание». В последнем случае подразумевается та часть пространства, которая заселена видом и которая обладает необходимыми абиотическими условиями для его существования. Экологическая ниша вида зависит не только от абиотических условий среды, но и в не меньшей мере от его биоценотического окружения. Характер занимаемой экологической ниши определяется как экологическими возможностями вида, так и тем, насколько эти возможности могут быть реализованы в конкретных биоценозах. Это характеристика того образа жизни, который вид может вести в данном сообществе.

39 Толерантность. Границы толерантности

Закон Толерантности - (закон экологического оптимума В. Шелфорда) лимитирующий фактор процветания организма может быть как минимумом, так и максимумом экологического фактора, диапазон между которыми определяет пределы толерантности организма к данному фактору. Организм может иметь широкие границы устойчивости в отношении одного фактора и узкие в отношении другого.

Предел толерантности - диапазон экологического фактора между минимальным и максимальным значениями, в пределах которого возможна выживаемость организма.

Организм с широкими границами по большинству экологических факторов обычно широко распространен (например, воробей). Если условия по одному фактору не оптимальны, то может снизиться предел устойчивости к другому экологическому фактору (например, при низком содержании азота в почве снижается засухоустойчивость злаков).

40 Трофические цепи. Виды. Трофические сети

Перенос потенциальной энергии пищи, созданной растениями, через ряд организмов путем поедания одних видов другими называется трофической (пищевой) цепью, а каждое ее звено называется трофическим уровнем.

cyberpedia.su

Энергия биомасс | СуперОкс для детей

Биомассы — Возобновляемый источник энергии из растений и животных

Биомасса - это органический материал, получаемый из растений и животных (микроорганизмов).

Биомассы содержат запасы энергии солнца. Растения поглощают энергию солнца в процессе, называемом фотосинтезом. Химическая энергия растений передается животным и людям, которые едят их.

Биомасса является возобновляемым источником энергии, потому что мы всегда можем вырастить больше деревьев и посевов, и отходы будет существовать всегда. Некоторые виды топлива получаются из древесины, злаковых культур, навоза и некоторого мусора.

При сжигании химической энергии биомассы выбрасывается в виде тепла. Если у вас есть камин, то древесина, которую вы сжигаете в нем, - это топливо биомасс. Древесные отходы или мусор могут быть использованы для производства пара для подачи электроэнергии, или для отопления и производственных нужд.

Преобразование в другие формы энергии биомассы

Сжигание биомассы не единственный способ получения ее энергии. Биомасса может быть преобразована в другие виды топлива, такие как метан или транспортное топливо, например, этанол и биодизель.

Газ метан является основным ингредиентом природного газа. Так как некоторые виды бактерий умеют превращать органические вещества (например, сено) в метан, его иногда называют «биогаз».

Из сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза и сахарный тростник, можно производить этанол. Биодизель, другое транспортное топливо, может быть получен из оставшихся пищевых продуктов: растительных масел и животных жиров.

Древесина и древесные отходы

Сжигание древесины: ничего нового.

Наиболее распространенной формой биомассы является древесина. Тысячи лет люди жгли древесину для отопления домов и приготовления пищи. Дерево было основным источником энергии до середины XIX века. Древесина продолжает оставаться основным источником энергии во многих развивающихся странах.

Многие производственные предприятия в деревообрабатывающей и бумажной промышленности используют отходы древесины для производства электроэнергии. Это экономит компании деньги, т.к. решает вопрос с утилизацией ее отходов, и позволяет сократить затраты на электроэнергию.

Отходы для производства энергии

Энергия из мусора

Биомассы (или биогенные) материалы содержит такой мусор, как бумага, картон, оберточная бумага, трава, листья, древесина и кожаные изделия, а также не биогенные горючие материалы, главным образом пластмасса и другие синтетические материалы из нефти.

Заводы по производству энергии из отходов и удаления отходов

Но выработка электроэнергии не является основным преимуществом заводов по производству энергии из отходов. Это на самом деле более затратно, чем производить ее из угля, на атомной или гидроэлектростанции.

Основным преимуществом сжигания отходов является то, что это уменьшает объем мусора, который мы хороним на свалках. Заводы по производству энергии из отходов утилизируют отходы от 40 миллионов человек.

Биогаз

Сбор газа со свалок

Свалки могут быть источником энергии. Анаэробные бактерии, которые живут в продуктах разложения органических отходов, могут производить биогаз, который содержит метан.

Метан – такой же насыщенный газ, как и природный газ, который используется для отопления, приготовления пищи и производства электроэнергии. Метан не имеет цвета и запаха и является очень сильным парниковым газом. Природный газ обладает неприятным запахом, поэтому его утечку из трубопроводов легко обнаружить. Биогаз также может быть опасен для людей или окружающей среды. Необходимо контролировать выделение метана для безопасности и борьбы с загрязнением.

На некоторых свалках просто сжигают метан, чтобы избавиться от него. Но метан также может использоваться в качестве источника энергии.

www.superox.ru

Растительная биомасса - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Растительная биомасса

Cтраница 1

Растительная биомасса представляет собой сложную смесь различных соединений. Растительная биомасса характеризуется высоким содержанием кислорода, достигающим 40 %, пренебрежимо малым содержанием такого нежелательного элемента, как сера.  [1]

Растительная биомасса используется в качестве источника энергии и материала для создания биомассы потребителей первого порядка - растительноядных животных - и далее по пищевой цепи.  [2]

Микроорганизмы могут превращать растительную биомассу с низким содержанием белка в пищевые продукты с высоким его содержанием.  [3]

В наземных экосистемах 90 % растительной биомассы перерабатывается грибками и бактериями, около 9 % - мелкими беспозвоночными животными и только 1 % энергии первичной продукции - крупными животными. Однако видовое разнообразие животных играет важную роль в регуляции биоценозов. Многие виды животных служат для человека объектом разведения и промысла. Домашние и сельскохозяйственные животные - верные спутники человечества на пути цивилизации.  [4]

Для образования органических веществ - основы растительной биомассы на Земле необходимы углекислый газ атмосферы и вода, а также минеральные вещества почвы. При помощи света определенной длины волн осуществляется фиксация углекислого газа у растений в процессе фотосинтеза. В результате этого выделяется в атмосферу кислород, образующийся в процессе фотолиза воды.  [5]

Таким образом, в океане биомасса животных превышает растительную биомассу почти в 20 раз, что обеспечивается огромной продуктивностью фитопланктона, годовая продукция которого больше годовой продукции животных в 10 раз.  [6]

Так, на огромных пространствах тайги лоси перерабатывают гигантское количество растительной биомассы, и при рациональной эксплуатации популяции этих животных можно получить до 500 кг мяса с 1000 га. Немало в тайге и пернатой дичи - рябчиков, глухарей, которые могут быть источником высокоценной продукции. Обычны случаи, когда охотничьи животные повышают продуктивность лесов в целом на 20 - 30 %, а нередко стоимость самой древесины меньше стоимости мяса диких копытных, дичи и шкур пушных зверей, обитающих в лесу. Еще больше продукции могут дать дикие копытные лиственных лесов, гор, тундры, пустынь.  [7]

В соответствии с этим, запас энергии, накопленный в растительной биомассе, в цепях питания стремительно иссякает. Потерянная энергия может быть восполнена только за счет энергии Солнца. В связи с этим, в биосфере не может быть круговорота энергии, подобного круговороту веществ. Биосфера функционирует только за счет однонаправленного потока энергии, постоянного поступления ее извне в виде солнечного излучения.  [8]

Нэ вое сахара, образованные в процессе фотосинтеза, включаются в растительную биомассу, т.е. не все они идут на увели-чение размеров и числа растений. Некоторая часть синтезированных Сахаров должва быть разложена ( процесс дыхания) с тем, чтобы высвободить энергию, необходимую для биосинтеза и поддержания функций жизнедеятельности самих растений.  [9]

Согласно данным Международного энергетического агентства, мировое производство первичных энергетических ресурсов, включая растительную биомассу, достигло 13 1 млрд. т у. Суммарное производство электроэнергии в мире равно 12 1 трлн. кВт - ч, или в среднем 2187 кВт - ч на человека в год.  [10]

До настоящего времени ни в одной стране не реализован полномасштабный промышленный процесс ферментативного превращения растительной биомассы ( целлюлозы) в сахара или спирты. Поэтому в данном разделе приведены сведения о существующих опытных процессах, реализуемых в разных странах мира.  [11]

До настоящего времени ни в одной стране не реализован пол-юмасштабный промышленный процесс ферментативного превращения растительной биомассы ( целлюлозы) в сахара или спирты.  [12]

В результате фотосинтеза на суше ежегодно создается 1 5 - 101О - 5 5 - 1010 т растительной биомассы, в которой заключено около 3 - Ю18 Кдж энергии. Весь прирост живого вещества составляет 8 8 - 1011 т / год. Общая масса живого вещества на Земле включает около 500 тыс. видов растений и около 2 млн. видов животных.  [13]

Внесение в водоем со сформировавшимися зарослями высоких концентраций гербицида, естественно, порождает целый комплекс нарушений нормального режима водоема, обусловленных отравлением и отмиранием растительной биомассы. Это обстоятельство ясно и без экспериментальной проработки, и потому главная задача состоит в том, чтобы выявить пути ослабления вредных последствий отмирания фитомассы.  [14]

Подчеркнем: важнейшим свойством любой экосистемы, а следовательно, и экосистемы высшего уровня, т.е. биосферы, является участие ее живых компонентов в разложении остатков растительной биомассы.  [15]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Биомасса, продукция, продуктивность

Ч. Дарвин делает негативный вывод: «…В отношении млекопитающих не существует никакой тесной связи между размерами видов и количеством растительности в стране, где они обитают».

А численность животных? Почему она так высока? Корреспондент Ч. Дарвина доктор Смит сообщил ему, что развитие растений в Африке идет очень быстро, не успевают животные съесть часть кормов, как появляются новые! Однако мысль ученого работала в другом направлении. Наши представления о количестве пищи, необходимой крупным млекопитающим, преувеличены, считал он. И вспомнил о большом верблюде, которому требуется якобы совсем немного корма.

Все это могло произойти потому, что во времена Ч. Дарвина фундаментальные понятия экологии находились еще в зачатке. Он искал связь между биомассой растений и размерами млекопитающих и совершенно правильно посчитал ее необязательной. Однако численность зверей в Африке велика не потому, что они мало едят. Корреспондент был прав: главное — не биомасса растений, а быстрота, с которой они накапливают и восстанавливают органическое вещество. Иными словами — их продуктивность. Понятие это очень важное, можно сказать, основополагающее в экологии.

Биомасса — органическое вещество организмов, выраженное в каких-то количественных единицах, это мы знаем. Продуктивность же — скорость прироста этой биомассы. Ее обычно относят к определенному периоду и площади, например к году и к гектару. Говорят: продуктивность популяции данного вида животных за год составила столько-то килограммов на гектар. Правда, в таких случаях мы имеем дело с конечным итогом процесса, с чистой продуктивностью. Она составляет какую-то часть общей, валовой продуктивности, ведь популяция не только копила биомассу, но и расходовала продукцию на поддержание жизнедеятельности.

Органическое вещество создается только организма-ми-автотрофами, гетеротрофы же, как мы видели, пользуются уже готовой органикой. Поэтому и различают первичную продуктивность, продуктивность растений и некоторых бактерий, и вторичную, относящуюся к гете-ротрофам. Суммировать эти показатели при расчетах продуктивности биоценозов нельзя, иначе получится, что мы, посчитав деньги в одном кармане и переложив их в другой, приплюсуем их к первоначальной сумме. Среди консументов продуктивность рассчитывается по трофическим уровням — растительноядных и плотоядных различного порядка.

С продуктивностью вообще великая путаница. А ведь всем нам необходимо разбираться в этом термине, мы сталкиваемся с ним повседневно. В сельском хозяйстве под продуктивностью иногда понимают выход продукции с единицы площади угодий — продуктивность земель, а иногда — урожайность сельхозкультур. В лесоводстве продуктивность — запас насаждений в возрасте спелости. Охотоведение прежде трактовало этот термин как объем добычи, продукцию охотничьего хозяйства. В общем, полная неразбериха. А экология предлагает единый знаменатель, и грешно им не воспользоваться.

Отношения между биомассой и продуктивностью не так просты, как это может показаться на первый взгляд. Очень характерно распределение в пространстве самой биомассы органического вещества планеты. Ну прежде всего несоответствие между обшей биомассой растений и животных. Фитомасса составляет 97—98 (по некоторым подсчетам — до 99) процентов органического вещества, а зоомасса — оставшуюся часть. В широколиственных лесах умеренной зоны на один гектар приходится в среднем 100 тонн сухого вещества растений, не считая веса их подземных частей, позвоночных же животных — немногим более 10 килограммов. Почти десяти-тысячекратиая разница! Примерно с таким же положением мы встречаемся в тайге. В степи и пустыне биомасса растений превосходит биомассу позвоночных животных в 100 раз.

В целом картина совершенно закономерная. Правда, обращает на себя внимание слишком уж большой разрыв между фитомассой и зоомассой позвоночных животных в лесах. Скорее всего дело здесь в том, что далеко не все вещество древесных растений — а именно от них в первую очередь зависит биомасса фитоценоза — пригодно в пищу растительноядным животным.

Самый неожиданный сюрприз ожидает нас при сопоставлении того, что мы видим, и того, что скрыто от наших глаз. В представлениях большинства людей, которые как будто бы подтверждаются повседневным опытом, в лесу больше всего позвоночных — птиц, амфибий, некоторых млекопитающих. Они чаще всего попадаются на глаза и обращают на себя внимание. Значит,’ и больше их биомасса? Ничего подобного! На самом деле основная зоомасса скрыта в почве. Подсчитано, что общий вес почвенных бактерий достигает 10 миллиардов тонн. В каждом грамме лесной почвы, помимо 100 тысяч водорослей и одного миллиона плесневых грибков, актиномицет, имеется несколько миллиардов бактерий.

Несколько миллиардов в одном грамме! Наверное, мы никогда не перестанем удивляться таким вещам. И ведь все они живут, размножаются, гибнут, влияют друг на друга, зависят друг от друга от абиотических факторов, сами, в свою очередь, воздействуют на факто-оы среды, создают их. К. Рулье считал возможным посвятить жизнь изучению отношений организмов в придорожной лужище или в капле воды из нее. Изучив «тайны» жизни одного грамма лесной почвы, полученными итогами можно было бы, вероятно, заполнить не одну книгу…

Различия в биомассе растительноядных и плотоядных животных неизбежны и предписаны законами экологии. За одним стадом мигрирующих северных оленей, Даже очень большим, обычно следует всего несколько волков. Это позволяет хищникам обеспечивать себя кормом без ущерба для воспроизводства стада. Одновременно они «бессознательно» выполняют и роль биологических санитаров, убивая в первую очередь больных и ослабленных животных. При численности волков, близкой к численности оленей, они быстро уничтожили бы их и остались без корма. Конечно, не все так идеально, возникают и диспропорции, однако экология говорит: растительноядным — большая ступенька пирамиды, плотоядным — меньшая. Иначе нельзя…

Кстати, по этой причине в умеренной зоне вообще не бывает концентраций хищных млекопитающих и птиц. Не могу не припомнить один анекдотический случай. В томе фундаментального сочинения профессора С. Огнева о млекопитающих, посвященном хищным зверям, есть такой эпизод. Где-то з горах Средней Азии охотник, подходя к ущелью, увидел огромную стаю волков. Он расположился на склоне и перекрыл зверям выход из ущелья. Сотня волков пошла «на прорыв», причем полтора десятка их поплатились за это жизнью. Охотником был… П. Маптейфель. Когда мы расспрашивали профессора об этой истории, он лишь хитро посмеивался. Несомненно, С. Огнев, крупнейший териолог и видный эколог, принял на веру чисто охотничий рассказ коллеги.

«В своих путешествиях по миру я повидал всевозможные леса на разных широтах, но ни один не производил на меня такого впечатления, как лес Рувензори. Туманы рождаются на глазах, поднимаются от земли и придают всему таинственные, расплывчатые контуры. Вершины деревьев уплывают в небо. В струях испарений все колышется, как в морских глубинах. Кажется, что ты водолаз и шествуешь в океанской бездне среди гигантских серых водорослей и бесцветных кораллов… На дне этого зеленого океана встречаются и остовы «затонувших кораблей» — мертвые деревья; горбом изогнувшие свои некогда стройные стволы. Они покрыты мхом и гниют, тускло фосфоресцируя в вечном сумраке дня. Мох глубокий, как снег…» Так описывает африканский тропический лес итальянский путешественник и журналист В. Боннати.

Дождевые леса Африки. Огромное плодородие почвы. Деревья растут в несколько этажей. Под ним густая сеть из бамбука, папоротников, кустарников, недоступная для зверей. «Даже змеи не рискуют селиться в этой чащобе».

Несомненно, биомасса такого леса огромна. 500 тонн сухого вещества на гектар — это не предел. Для Бразилии называют цифры в 1500 и даже 1700 тонн (сравните: в тундрах — 12, а в широколиственных лесах умеренной зоны до 400 тонн). 150—170 килограммов фитомассы на каждый квадратный метр!..

А продуктивность? Она достаточно высока — 30— 50 тонн, но достигает 100 и даже 200 тонн на один гектар в год. Но вот что любопытно. В африканских саваннах («скудная трава, редкие кустарники»), в пампасах, на горных лугах вес фитомассы растений в пересчет на гектар составляет 120—150 тонн. Это в десяток раз меньше, чем во влажных тропических лесах. Первичная же продуктивность саванн — около 30 тонн. Совсем немало, почти как в гигантских дебрях, С той только разницей, что почти вся эта продукция доступна для травоядных животных.

Самые же, пожалуй, впечатляющие показатели продуктивности можно встретить в некоторых водно-болотных биоценозах, расположенных в южных районах. Когда житель умеренной полосы попадает в дельты Амударьи, Сырдарьи или в Прибалхашье, он вначале не верит глазам своим. Что за громадные растения тянутся из воды к небу, образуя непролазные чащи? Ствол и листья тростника, на верхушках — типичные тростниковые метелки. Но размеры, размеры… Высота пять-шесть метров, диаметр стебля чуть ли не в ружейный ствол. С трудом привыкаешь к мысли, что это и есть тростник обыкновенный, «превратившийся» — уже не в соответствии ли с печально известным «учением» о перерождении видов? — в мощное бамбукоподобное растение.

Плодородные наносы почвы, высокая сумма годичных температур, обилие влаги способствуют поддержанию очень высокой продуктивности фитоцепозов в дельтах южных рек, в лагунах и эстуариях. Она достигает 20—25 тонн с гектара в год в сухом веществе, что значительно превосходит первичную продуктивность еловых лесов (8—12 тонн). А богатырь — сахарный тростник — за год успевает накопить до 78 тонн фитомассы на гектар, явно соревнуясь с тропическим лесом. Даже наше сфагновое болото при благоприятных услевиях обладает продуктивностью 8—10 тонн, почти как еловый лес.

Рекордсмены продуктивности на Земле — травянно-Древееные заросли долинного типа, которые еще сохранились в дельтах Миссисипи, Параны, Ганга, вокруг озера Чад и в некоторых других районах. Здесь за год на гектаре образуется до 300 тонн органического вещества!

Конечно, фитомасса фитоыассе рознь. Обыкновенный тростник не находит прямого использования в качестве источника пищевых продуктов для человека. Поэтому, наверное, считается, что он «бесполезнее» какой-нибудь сельхозкультуры, которую можно вырастить на его месте после осушения, хотя продуктивность ее будет ниже. Однако вопрос слишком сложен для того, чтобы решать его так прямолинейно. Технология пищевой промышленности может измениться, и тростнику найдется применение; на корм скоту его также можно перерабатывать. И не забывайте: высокая биомасса и продуктивность тростниковых ассоциаций — хорошая полочка для следующей ступени экологической пирамиды. Вторичная продуктивность популяций промысловых животных в некоторых водно-болотных биоценозах очень высока. Кто хоть раз побывал в тростниково-рогозовых россыпях дельты реки Или, тот не сможет забыть почти круглые спины огромных сазанов, не «умещающихся» в воде на илистых отмелях, многочисленные стаи лысух, уток, хатки ондатры, маленькими конусами возвышающиеся через каждые 20—30 метров, тропы и лежки кабанов не говоря уже о красоте и своеобразии ландшафтов, ос их собственной научной и природоохранительной ценности — слишком «деловые» люди обычно отмахиваются от таких аргументов, с ними нужно беседовать только на языке цифр и фактов. Нет, решение судьбы любого уголка Земли, коренное преобразование его — отнюдь не простое дело…

Нет смысла углубляться в экологическую статистику. Общая тенденция ясна: продуктивность биоценозов увеличивается с севера к югу, по мере роста температур, усложнения фитоценозов и т. д. Большую роль во всех случаях играют качество почв и обеспеченность водой.

А Мировой океан? Богатый, «неисчерпаемый», надежда человечества, иногда слишком вольно обращавшегося с биомассой и продуктивностью на тверди земной? Увы, за последние годы «океанический оптимизм» заметно поблек. И не случайно. Экология со счетами в руках глубже, чем прежде, заглянула в закономерности функционирования морских экосистем (будем считать этот термин синонимом биогеоценозу, хотя между ними есть некоторые отличия; в последнее время их склонны преувеличивать…).

Прежде всего одна неожиданность. В Мировом океане существуют экологические пирамиды продуктивности — здесь все, как в наземных экосистемах, — и нет пирамид биомассы. Вернее, есть, но они перевернуты с «ног на голову». Общий вес животных, населяющих океан, почти в 20 раз превышает вес растений!

Возможно ли это? Ведь мы совсем недавно возводили чуть ли не в закон положение, при котором вес каждой последующей ступени пирамиды должен быть значительно меньше веса предыдущей. Во всем виноваты продуценты водных экосистем, крошечные водоросли, образующие фитопланктон. Они способны размножаться с огромной скоростью, то есть обладают очень высокой продуктивностью. Если бы не одно условие, фитопланктон мог увеличивать свою массу за сутки в 15—20 раз! Это «если бы» — зоопланктон, мелкие животные организмы, сразу же поедающие растительный планктон и «превращающие» его с огромными потерями энергии в свою биомассу.

Но это не спасает положения в целом. Площадь .океана огромна, а участки с высокой биологической продуктивностью экосистемы ограниченны. На больших просторах центральных частей океана планктон довольно разрежен, толща продуцирующего слоя вод не превышает нескольких десятков метров, глубже лучи солнца не проникают. Отсюда и низкая продуктивность этих участков — от половины до полутора тонн сухого вещества в год на гектар. Поэтому неудивительно, что на Мировой океан приходится не более 30 процентов первичной продуктивности биосферы. Нет, надо надеяться все-таки в основном на сушу.Что выбрать: продуктивность или устойчивость биогеоценозов?

— Биогеоценоз, экосистема — это нечто вечное? Если не во всех случаях возможно их четко выделить в натуре, то, по крайней мере, они хотя бы не исчезают, как призраки на рассвете?

— А есть ли вообще что-либо незыблемое на нашей Земле? Помните, как у Гераклита: «Все вечный прилив и отлив…»

Нет надобности погружаться в глубь веков и сравнивать современный облик Земли с ее обликом хотя бы во времена палеолита для того, чтобы убедиться в правоте философа, Да и слишком длительные экскурсии в прошлое могут увести нас в сторону от цели. Нас интересуют перемены, которые происходят или могуг происходить с растительным и животным миром за десят* ки, в крайнем случае — за сотни лет. Перемены, вызванные в основном внутренними законами развития биогеоценозов.

Наверное, каждый из нас может вспомнить какие-нибудь уголки природы, изменившиеся у него на глазах. И не только под влиянием человека — таких примеров сейчас даже слишком много, — а как бы сами собой. Например, удаленный уголок речной поймы, в котором вам пришлось быть в последний раз лет восемь-десять назад. Вы вновь навестили его нынешним летом и почти не узнали. И не из-за того, что там все «преобразовано» туристами, путешествующий люд еще не прознал об этом Эльдорадо. Тут действовали какие-то другие силы.

Первое, что вам бросилось в глаза, это отсутствие векового осокоря, под которым вы ставили палатку. Его рухнувший ствол дотлевает на берегу. Находившаяся прежде под деревом лужайка густо поросла какой-то высокой травой. Ольшаник поднялся в том месте берега, где вы без всяких помех забрасывали десяток донных удочек, вовсю раскручивая живцов. Узкий и чистый прежде затон ближайшей старицы (прекрасное, карасиное местечко!) теперь затянут непробиваемым телорезом. Зато большой плес старицы, ранее сплошь покрытый этим неприятным растением, сейчас совершенно чист. А вообще же — и это главное — озеро как-то съежилось, сплавины по его берегам стали значительно шире и угрожающе наступают на зеркало воды. Долго вы еще будете приглядываться к изменившемуся месту, думая о том, что в природе все и на самом деле движется, изменяется. Но куда, почему, по каким законам?

collectedpapers.com.ua

БИОМАССА - это... Что такое БИОМАССА?

dic.academic.ru

Биомасса Википедия

Биома́сса (биоматерия) — совокупная масса растительных и животных организмов, присутствующих в биогеоценозе, определённого размера или уровня.

Биомасса Земли составляет 2423 миллиардов тонн[1]. Люди дают около 350 миллионов тонн биомассы в живом весе или около 100 миллионов тонн в пересчете на сухую биомассу — пренебрежимо малое количество в сравнении со всей биомассой планеты.

Состав биомассы Земли[ | код]

Организмы континентальной части

• Зеленые растения — 2400 млрд тонн (99,2 %)
• Животные и микроорганизмы — 20 млрд тонн (0,8 %)

Организмы океанов

• Зеленые растения — 0,2 млрд тонн (6,3 %)
• Животные и микроорганизмы — 3 млрд тонн (93,7 %)

Таким образом, большая часть биомассы Земли сосредоточена в лесах Земли. На суше преобладает масса растений, в океанах масса животных и микроорганизмов. Однако скорость прироста биомассы (оборот) намного больше в океанах.

Оборот биомассы[ | код]

Если рассмотреть прирост биомассы к уже имеющей массе, то получаются такие показатели:

• Древесная растительность лесов — 1,8 %
• Растительность лугов, степей, пашни — 67 %
• Комплекс растений озёр и рек — 14 %
• Морской фитопланктон — 15 %

Интенсивное деление микроскопических клеток фитопланктона, быстрый их рост и кратковременность существования способствуют быстрому обороту фитомассы океана, который в среднем происходит за 1—3 суток, тогда как полное обновление растительности суши осуществляется за 50 лет и более. Поэтому несмотря на небольшую величину фитомассы океана, образуемая ею годовая суммарная продукция сопоставима с продукцией растений суши. Небольшой вес растений океанов связан с тем, что они за несколько суток поедаются животными и микроорганизмами, но также за несколько суток восстанавливаются.

Ежегодно в биосфере в процессе фотосинтеза образуется около 150 млрд тонн сухого органического вещества. В континентальной части биосферы самыми продуктивными являются тропические и субтропические леса, в океанической — эстуарии (расширяющиеся в сторону моря устья рек) и рифы, а также зоны подъема глубинных вод — апвеллинга. Низкая продуктивность растений характерна для открытого океана, пустынь и тундры.

Применение биомассы в энергетике[ | код]

Биомасса — шестой по запасам из доступных на настоящий момент источников энергии после горючих сланцев, урана, угля, нефти и природного газа. Приближённо полная биологическая масса земли оценивается в 2,4·1012 тонн.

Биомасса — пятый по производительности возобновимый источник энергии после прямой солнечной, ветровой, гидро- и геотермальной энергии. Ежегодно на земле образуется около 170 млрд тонн первичной биологической массы и приблизительно тот же объём разрушается.

Биомасса — крупнейший по использованию в мировом хозяйстве возобновляемый ресурс (более 500 млн тонн у. т. в год)

Биомасса применяется для производства тепла, электроэнергии, биотоплива, биогаза (метана, водорода).

Основная часть топливной биомассы (до 80 %), это прежде всего древесина, употребляется для обогрева жилищ и приготовления пищи в развивающихся странах.

Примеры[ | код]

В 2002 году в электроэнергетике США было установлено 9733 МВт генерирующих мощностей, работающих на биомассе. Из них 5886 МВт работали на отходах лесного и сельского хозяйства, 3308 МВт работали на твёрдых муниципальных отходах, 539 МВт на других источниках.

В 2003 году 4 % всей энергии в США производилось из биомассы.

В 2004 году во всём мире производили электричество из биомассы электростанции общей мощностью 35 000 МВт.

В настоящее время европейские страны проводят эксперименты по выращиванию энергетических лесов для производства биомассы. На больших плантациях выращиваются быстрорастущие деревья: тополь, акация, эвкалипт и другие. Испытано около 20 видов растений. Плантации могут быть комбинированными, когда между рядами деревьев выращиваются другие сельскохозяйственные культуры, например, тополь сочетается с ячменём. Период ротации энергетич

ru-wiki.ru

• 
  Биомасса животных и растений
• 
  Вопрос к слову растение
• 
  Функция сердцевины у растений
• 
  Растения характерные для леса
• 
  Лебеда растение полезные свойства
• 
  Байкал растения и животные
• 
  Байкал животные и растения
• 
  Группа из хвойных растений
• 
  Плетущееся растение комнатное растение
• 
  Гортензия это комнатное растение
• 
  Митоз в клетках растений