Лекция 8,9 – Законы факториальной экологии. Ресурсы. Экологическая ниша.

Биогенные элементы и факторы, лимитирующие продукцию (дополнение к прошлой лекции)

В наземных и водных экосистемах важнейшую роль в их продуктивности играет энергия Солнца, т. е. количество поступающей солнечной радиации - основа фотосинтеза, в результате которого автотрофами образуется первичная продукция.

Даже в экосистемах одного типа первичная продукция растений может существенно различаться. Как уже было сказано, поступающая энергия Солнца используется неэффективно, и причинами этого в наземных экосистемах могут быть:

· недостаток воды;

· недостаток биогенных элементов и минеральных солей;

· неоптимальные температурные условия;

· неблагоприятные почвенные условия для конкретных видов растений;

· потеря значительной части поступающего света на лишенную растительности почву;

· межвидовые и внутривидовые отношения в биоценозе.

В водных экосистемах первичную продукцию лимитируют прежде всго концентрация в воде биогенных элементов, интенсивность солнечной радиации, а также скорость выедания.

В водных объектах, где концентрации биогенных элементов высока создаются условия для повышения трофности, и продуктивность соответственно также сильно растет.

Существующие классификации трофности водоемов основаны на оценке развития водной биоты, а также на ранжировании концентраций биогенных элементов.

Таблица 2. Концентрация биогенных элементов в водоемах разной трофности.

Уровень трофии	Азот, мг/л	Фосфор, мг/л
Олиготрофный	0,3	0,02
Мезотрофный	0,6	0,08
Эвтрофный	1,5	0,5

Водные объекты очень резко отличаются по содержанию в воде биогенных элементов. Данные, собранные в рамках МБП, показали, что мощным фактором, лимитирующим продукцию в водоемах, является фосфор. Опасность зарастания водоемов вследствие поступления фосфора из различных источников является в настоящее время глобальной проблемой (океанах участки с высоким уровнем первичной продукции, которые регистрируются локально, связаны с двумя источниками поступления биогенных элементов:

1. выносом в прибрежную шельфовую зону из эстуариев;

2. мощным подъемом глубинных морских водных масс к поверхности в слой фотосинтеза, наблюдающимся в водах континентального шельфа в тех местах, где ветры регулярно дуют параллельно берегу или под небольшим углом к нему. Биопродуктивность здесь повышается в десятки раз, а вылов рыбы - в сотни раз.

Высокая продуктивность характерна также для внутреннего шельфа, для участков, где большие количества биогенных элементов сочетаются с высокой прозрачностью воды, т. е. достаточной толщей слоя воды, где происходит фотосинтез. Наименее продуктивные зоны, соответственно, располагаются на участках, где эти условия не обеспечиваются; обычно они находятся в открытом океане и на внешнем шельфе. Мощные апвеллинги возникают также вблизи подводных хребтов и в районах с сильными течениями. Эти воды богаты биогенными элементами, здесь бурно развиваются водоросли, гетеротрофные организмы также получают необходимые условия жизни. Такие участки становятся районами интенсивного рыболовства.