Ю. Одум - Основы экологии (1975) (1135319), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Естественные сообщества, получающие добавочную энергию от природных ее источников, дают наибольшую валовую продуктивность. Уже говорилось о роли приливов в прибрежной зоне эстуариев. Другой пример естественного поступления добавочной энергии — совмест- ТАБЛИЦА ? Годовая продукция и де<хапис з ккал/(м'год) з развивающихся и устойчивы т экосистемах' Молодые Дубомьсасно. посадка вый лес средсссен него возраста (Англии» (Иъв.Иорк)' Большой ручей Спелый (Снлзер.
дождевой Сорнвгс, Фло лес <Пузр- рвдз)З то-Рико)е Прибрежный щюлкз (Лонг. Айленд, шт. Н И)» Поле лы- цепоиды 24 400 12 200 11 500 20 800 9 200 4 700 б 400 12 000 45 000 5700 3200 15 200 7500 5 000 8 ИО 13 000 2щ)0 800 4 600 3 000 б 800 14 400 2 900 2 000 2 000 13 000 Очень мала или отсуте~- еует 28,9 Очень мала илн отсут- ствует Отношение д<РР4<ОРР (в %) Отношение 6/СР)ОРР (в еА) 62,3 61,5 43,5 42,3 59,0 23,8 17,3 9,6 ' Коьффнцнеит пересчета сухого вещества и углерода в килокалорин — по табл.
3. Все циф- ры округлены до ста, ' По Томасу н Хиллу (1969), Гетеротрефное дыханме оценнзастсв как 51).иая потеря кз.зе насекомых и пвразвтов. ' По Овннгтоиу (!Ш!). Средняя годовая продукция; 0-Га лет; посадка одного авда, Опенка ОРР сделана по измерениям потерь ва дмхаиие у молодых сосен (траиквиллннв, 1959). часть ясР собноаетсл (выводнтсв из системы) человеком при лесозаготовках, ° По Вудгмллу и увттекеру (1966). Естественное возобновление после пожара1 возраст 66 ает) лесозагстовки не ведутся. 4 По Г. Т.
Одуму (1%?). 4 По Г Т, Одуму и Пвджипу (19?0). 4 По Райли (<956). Валовая первичная продукция (ОРР) Автотрофиое дыхание (йл) Чистая первичная продукция ЯРР) Гете ротрофное дыхание ()(н) Чистая продукции сосбпиства (Д4СР) ! Сг ИЗ. ~ В про 4(цис продул ) ВП СИ, ~ ЧП/СИ, ЛУЧЕНИЕ (СИ), ДУКЦИН (ВЩ, ЦИЯ (ЧП), 4АЮ ' 4Г ккав/(мз день) (ккзл/<мз.день) ~ икал/(мз.день)~ ЧАСТЫ. ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И КОНЦЕПЦИИ ное действие ветра, дождя и испарения в тропическом дождевом лесу, которое позволяет листьям наилучшим образом использовать щедрый приток солнечной энергии.
Как показано в табл. 7, валовая первичная продуктивность тропического дождевого леса может сравниться с наивысшими достижениями сельского хозяйства или даже прецосходит нх. В общем по валовой продуктивности культурные экосистемы не превосходят некоторые природные. Конечно, человек увеличивает продуктивность, доставляя воду и питательные вещества туда, где они служат лимитирующими факторами (например, в пустынях и злаковниках).
Но больше всего человек увеличивает чистую первичную продукцию и чистую продукцию сообщества, направляя в сообщества дополнительную энергию и уменьшая тем самым расход продукции на автотрофном и гетеротрофном уровнях (и увеличивая при этом урожай на потребу себе самому). Г. Одум (1967) так охарактеризовал этот важный момент: «Своим успехом в приспособлении некоторых природных систем к собственным нуждам человек в основном Обязан включением в растительные и животные системы дополнительных рабочих цепей, в которых расходуется энергия таких богатых источников, как ископаемое горючее и расщепляюшиеся материалы. Сельское и лесное хозяйство, животноводство, разведение водорослей в культуре и т.
п. требуют огромных потоков дополнительной энергии, которая выполняет немалую часть работы, в естественных условиях производящуюся за счет самой системы. При появлении этой дополнительной поддержки виды, входившие в естественную систему, оказываются неприспособленными к новой ситуации; поскольку их генетическая программа заставляет их по-прежнему выполнять всю работу, никакого выигрыша не получается.
Но виды, не приспособленные к «самообслуживанию», в таких условиях получают преимущество и им благоприятствует как искусственный, так и естественный Отбор. Далеко зашедшее одомашнивание превращает организмы в «живые машины для производства органики»; таковы куры-несушки и молочные коровы, которые еле держатся на ногах. Работа этих организмов по самоподдержанию заменяется работой новых механизмов — энергия для них и управление ими находятся в руках человека. На самом деле прн интенсивном ведении сельского хозяйства большая часть энергии для производства картофеля, мяса и хлеба берется не от Солнца, а из ископаемого топлива. Широкая публика плохо это себе представляет.
Например, многие думают, что большие успехи сельского хозяйства объясняются только умением человека создавать новые генетические варианты. Но использование этих вариантов рассчитано на большой расход дополнительной энергии.
Деятели, пытающиеся помочь развивающимся странам поднять эффективность их сельского хозяйства, не обеспечив значительных дополнительных вложений энергии, просто не понимают реального положения дел. Основанные на опыте высокоразвитых стран рекомендации для развивающихся стран могут иметь успех только в том случае, если они сопровождаются подключением к богатым источникам дополнительной энергии...»' Другими словами, до трагичного наивны те, кто полагает, что мы можем поднять сельскохозяйственное производство в так называемых «развивающихся странах», просто послав туда семена и несколько «сельскохозяйственных советников». Культуры, выведенные специально для индустриализованного сельского хозяйства, требуют дополнительных эффективных затрат, на которые они и рассчитаны! Можно привес- ' Ойшп Н.
Т., 1967. Тье Маг!Ее Яуа!епь о! Теаак 1п: Ро!1и1!оп апй Маппе Есо!ояу (Т. А 01аоп апй Р. 5. Вшяеаа, ейа.), р. 143, Лоьп %!!еу апй Зопа. Гл. а. энеРГия В экосистеагах. пРинципы и концеппии тн конкретные цифры расхода энергии'.рассчитано,чтов американском сельском хозяйстве на каждый гектар пахотной земли за год используется 1 л. с. добавочной механической энергии, а в Азии н Африке— в среднем около 0,1 л.
с. на гектар. В США один гектар дает примерно в 3 раза больший урожай, чем в Азии и Африке (см. табл. 11), но прн этом здесь тратится в 10 раз больше дорогой вспомогательной энергии, чего развивающиеся страны при современном состоянии их экономики не могут себе позволить. На фиг.
203 показаны приблизительные соотношения между выходом пищевой продукции и потоками дополнительной энергии, а на фиг. 159,  — Д сравниваются количественные модели потоков энергии в более н менее обеспеченном энергией сельском хозяйстве. Рассматривая общую концепцию энергетических «субсидий», надо сделать еще одно замечание.
Фактор, в одних условиях увеличивающий продуктнвность, в других условиях может способствовать утечке энергии, уменьшая продуктивность. Так, усиленная эвапотранспирацня в сухом климате приводят к перерасходу энергии, а во влажном климате, например, дает дополнительную энергию (Г. Одум и Пиджин, 1970). Экосистемы проточных вод, такие, как включенный в табл. ? 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 манграмн эстуариях нли 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.
Даже в сельском хозяйстве попытки человека помочь природе часто, приводят к нежелательным последствиям. Например, вспашка почвй на севере благотворна, но на юге она приводит к быстрому выщелачнваннй питательных веществ и потере органического вещества, что может сильно повреднть 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 сточ-. ные воды, могут в зависимости от объема и периодичности сброса оказаться благоприятным фактором, увеличивающим продуктивность, илн служить нсточннком стресса (см. фиг.
216). Если обработанные сточные воды попадают в экосистему с постоянной умеренной скоростью, то они могут способствовать повышению продуктивности, однако массивный нх сброс через нерегулярные промежутки времени может почти полностью уничтожить систему как биологическую единицу. В гл. 9 концепция «пульсирующей стабильности» обсуждается подробнее. В табл. 7 приведены примеры различных экосистем — от используемых человеком молодых развивающихся до зрелых, стабильных. Расположив их в таком именно порядке, легко заметить некоторые важные закономерности в соотношении валовой первичной продукции, чистой первичной продукции и чистой продукции сообщества.
Системы с быстрым развитием, нли «цветущие» (т. е. такие, в которых на недолгое время развивается высокая продукция), 'например поле люцерны, обычно характеризуются высокой чистой первичной продукцией, и если онн защищены от консументов, то и высокой чистой продукцией сообщества. Уменьшение гетеротрофного дыхания может быть либо ре- ' Тье %ог!о Гооа РЕоыэпг, еогхео Ьу 1. г.. ВеппеЦ апа Н. 1, Цомпаоп.
«о1. П, РР. ЗЗ7 — 398. ЧАСТЫ. ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И КОНЦЕПЦИИ г 4 б В ю Листоеоа индекс, сиз)лил зультатом действия развившихся в процессе эволюции механизмов самозащиты (таких, как системмх ные инсектициды нлн' целлюлоз$ц ные структуры у растений), либо Й следствием поступления энергии ~е извне, о чем уже говорилось.
цв д В стабильных сообществах валоРлтимум бья вая первичная продукция обычно злаков Слелма лес полностью расходуется на автотрофное и гетеротрофное дыхание, так что в конце годового цикла имеется лишь небольшая йиаиа и зерно чистая продукция сообщества нли 5 же ее совсем не остается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
