Геоэкология - Голубев Г.Н.
ISBN 5-89118-059-6
Скачать (прямая ссылка):
Величины биопродуктивности выражаются обычно или в массе органического вещества (в сухом состоянии), или в массе содержащегося в нем углерода. Средний коэффициент пересчета от массы органического вещества к массе углерода принимается равным 0,45, а чтобы получить величину массы органического вещества из массы углерода необходимо последнее умножить на 2,2. Удельные величины биологической продуктивности выражаются обычно в г/м2 или в т/км2 за год, а в российской литературе также и в центнерах с гектара за год.
Вследствие сложностей расчетов или полевых измерений биомассы и ее прироста, величины биопродуктивности, полученные различными исследователями, заметно различаются. Для суши мира она составляет в год около 130 млрд. т органического вещества, или около 60 млрд. т углерода. Для Мирового океана эти величины, соответственно, 90 млрд. т и 40 млрд. т. Общемировая величина "чистой" первичной биологической продуктивности составляет 220 млрд. т за год в органическом веществе, или приблизительно 100 млрд. т углерода. Средняя для мира удельная биологическая продуктивность составляет приблизительно 430 г/м2, или 43 ц/га. Средняя для всей
свободной от ледников суши удельная продуктивность органического вещества равна около 1000 г/м2, или 100 ц/га. Для океана эта величина равна всего лишь 250 г/м2, или 25 ц/га.
Фитомасса составляет подавляющую часть биомассы суши, а масса лесов представляет 87% фитомассы. Подавляющая часть массы живого вещества находится на суше, но вследствие большего, чем на суше, количества беспозвоночных и микроорганизмов, отличающихся более высокой скоростью метаболизма, океан производит за год лишь вдвое меньше первичной биологической продукции, чем суша.
Общая масса живого вещества Земли составляет величину порядка 1300 млрд. т, или 590 млрд. т углерода. Общая масса неживого органического вещества в биосфере оценивается в 3200 млрд. тонн, что приблизительно соответствует 1300 млрд. т углерода (Д.Алькамо, 1994).
Первичная биологическая продукция является основой жизнедеятельности большинства живых существ. Она расходуется на питание на всех трофических уровнях экологической пирамиды. В предшествующих главах мы уже говорили, что баланс углерода как для экосферы в целом, так и для первичных (незатронутых человеком) экосистем замыкается с весьма высокой степенью точности. Можно сказать, что в масштабе времени до 1000 лет для первичных экосистем существует квазистационарный баланс источников и стоков.
Результирующая баланса за год в этом масштабе времени составляет весьма малую величину, как правило, всего лишь около 0,1% от биопродуктивности, но именно она предопределяет естественную эволюцию экосистем. Остаточный член баланса органического вещества (или баланса углерода) называется чистой экосистемной продуктивностью. Если экосистемная продуктивность положительна, то это указывает на накопление углерода в экосистеме, и наоборот.
Вследствие деятельности человека величина экосистемной продуктивности углерода (то есть степени разомкнутости его баланса в экосистеме) возрастает и начинает оказывать решающее влияние на глобальные геоэкологические процессы. В разделе, посвященном факторам парникового эффекта, например, указывалось, что вследствие антропогенного преобразования экосистем, главным образом в тропической и экваториальной зонах, в атмосферу из ландшафтов Земли (то есть из биосферы) выносится 1,6±1,0 млрд. т углерода в год, что составляет уже 3% первичной продукции, а это говорит о высокой степени разомкнутости баланса углерода и органического вещества экосферы.
Расчеты по одной из моделей современного цикла углерода для суши показали, что при глобальной чистой первичной продукции экосистем суши равной 60,6 млрд. т углерода в год экосистемная продукция составила 2,4 млрд. т углерода, или 4% первичной продукции. На 2050 г. ожидается, что вследствие изменения климата чистая первичная продукция увеличится и составит 82,5 млрд. т в год при экосистемной продукции равной 8,1 млрд. т. Таким образом, степень разомкнутое™ увеличится до 10%, что указывает на прогрессирующее неблагополучие экосферы, в том случае, если стратегия человечества в отношении проблем геоэкологии не будет коренным образом изменена.
Процесс фотосинтеза - основа жизнеобеспечения на Земле, а его результат, биологическая продукция, - наиважнейший возобновимый ресурс. Эти 220 млрд. тонн органического вещества в год -главнейший возобновимый ресурс экосферы, обеспечивающий сельское хозяйство, лесоводство, рыбное хозяйство и другие сектора экономики, связанные с использованием возобновимых природных ресурсов.
Еще более важна роль биологической продукции и биоты в целом в обеспечении устойчивого функционирования экосферы. Об этой наиважнейшей, стабилизирующей роли биоты часто забывают. Синтез и соответствующая ему деструкция органического вещества лежат в основе глобального биогеохимического цикла углерода, а в локальном плане - в основе устойчивости экосистем. При этом, согласно В.Г.Горшкову2, на глобальном уровне синтез и деструкция балансируются с точностью 10"4 для промежутков времени продолжительностью порядка 10000 лет.
