Продукционный процесс в ландшафтах

      Комментарии к записи Продукционный процесс в ландшафтах отключены

Продукционный процесс в ландшафтах

Большая часть ландшафтов владеет достаточно развитой биотой – сообществом растений, микроорганизмов и животных. Биота оказывает громадное влияние на эколого-геофизические условия ландшафта, есть участником геофизических процессов и энергомассообмена, и отражает темперамент этих условий и, например, энергетические и тепловые факторы ландшафта. Живые организмы в ходе собственного функционирования непрерывно применяют вещество и энергию ландшафта.

Наряду с этим происходит постоянный обмен с ландшафтом энергией и веществом, и накопление и создание в определенных пределах органической массы. По окончании отмирания живых организмов накопленное в их теле органическое вещество, пройдя последовательность превращений в трофических цепях, в итоге разлагается на составляющие его химические элементы и энергию, каковые опять поступают в ландшафт. Так замыкается биологический круговорот – один из самых активных и энерговооруженных процессов в ландшафте.

Потому, что органическое вещество заключает в себе создание и большой запас энергии его происходит в определенных температурных рамках, то возможно его разглядывать как носитель энергии, и как показатель энерговооруженности ландшафта. Вместе с тем и сами живые, в особенности растения, воздействуют на энергетические и тепловые факторы ландшафта.

Так, растительный покров в силу собственной структуры формирует определенное число деятельных поверхностей сотрудничества с воздухом, солнечной радиацией и влагой. Структура сотрудничества ландшафта с солнечной радиацией и атмосферой под влиянием растительности усложняется. Со своей стороны это ведет к усложнению структуры водно-теплового режима ландшафта, воздействует на вертикальные и горизонтальные контрасты его физических условий.

В связи с неоднородностью растительного его приуроченности и покрова к определенным условиям местообитания, ландшафтно-физические различия, причиной которых помогают различия в литогенной базе и водно-тепловом режиме часто подчеркиваются, делаются более четкими.

Непременными участниками биологического круговорота являются солнечная энергия, вода, углекислота, минеральные вещества, кислород, составляющие материально-энергетические ресурсы продуцирования биомассы в ландшафте. Наряду с этим для полного применения этих ресурсов все они должны пребывать в определенных соотношениях, потому, что их применение ограничивается тем из них, что находится в минимуме.

Под влиянием биоты в ландшафтах происходят и накапливаются определенные трансформации, приводящие к повышению свойства ландшафта поддерживать жизнь и к стабилизации ландшафта как совокупности. Минеральные вещества связываются в сложные соединениях, делаются менее подвижными, лучше сохраняются в ландшафтах и снова поступают в биологический круговорот. Но, не обращая внимания на эту тенденцию к стабилизации, часть веществ выносится из пределов данного ландшафта либо привносится со стороны.

самый замкнутым циклом веществ владеют плакорные ландшафты. Склоновые и низинные ландшафты теряют либо приобретают вещества со стороны, другими словами участвуют во внешнем обмене.

О существовании биологического круговорота известно уже давно. В.И.Вернадский в 20-30 годах 20 века в связи с развитием биогеохимии заложил фундамент современных представлений о биогеохимическом цикле. В последствии эту идею развили экологи, каковые создали и вычислили циклы азота, углерода, серы и фосфора в природе.

Особенные заслуги в этом отношении принадлежат Ю. Одуму (1975), составившему схему биогеохимического круговорота в сочетании с упрощенной схемой потока энергии. Это совмещение было сделано чтобы продемонстрировать, как однонаправленный поток вещества энергии приводит в перемещение круговорот вещества.

экологов и Геофизиков ландшафта интересует биогеохимический цикл с позиций неспециализированной схемы миграции вещества в геосистеме. Исходя из этого в этих науках говорят не  о биогеохимических циклах, а о бииогеоциклах, подчеркивая этим, что изучается миграция органических веществ по большому счету, а не отдельных, входящих в них химических элементов. Кое-какие экологи (Дж.

Ван Дайн, 1969, 1971; Д. Гудал, 1973; Понятовская, 1973 и др.), так же как и геофизики ландшафта, интересовались круговоротом органического вещества по большому счету, а не отдельных химических элементов. Вследствие этого ими были созданы модели для конкретных биомов. В Национальной экологической лаборатории в Ок-Ридже (США) под управлением Дж. Ван Дайна была создана трансформации вещества и модель продуктивности в травянистых экосистемах.

В данной модели растительное сообщество рассматривалось как динамическая совокупность, складывающаяся из нескольких систем (блоков). Через эти блоки протекают вещество и энергия. Поток материала возможно представлен как серия утрат блоков-доноров либо как прибыль приобретающих блоков.

Утраты (либо прибыли) в данной модели выражены как фракционные утраты (прибыли), умноженные на массу материала в блоке-доноре (акцепторе).

Очень направляться отметить функциональные модели обменных процессов, созданные Н.И. Базилевич и ее последователями. В этих моделях биогеоценоз рассматривается как совокупность блоков, в которых сосредоточены те либо иные запасы химических веществ и энергии (к примеру, углерода и т.д.).

Такими блоками являются воздух, растения, земля, грунтовые воды и т.д.

При осуществлении обменных процессов энергии и часть вещества переходит из одного блока в второй, и может поступать из блоков вторых биогеоценозов либо удаляться в другие биогеоценозы. Так, блоки связаны между собой потоками. Любой поток характеризуется определенной интенсивностью, т. е. числом вещества либо энергии, которое переносится из одного блока в второй в единицу времени, к примеру, год.

Созданные модели биогеоциклов отличаются чрезмерно детальным (время от времени на уровне отдельных животных и видов растений) анализом процессов биогеоцикла либо анализом циклов на уровне отдельных химических элементо.

К числу наиболее значимых параметров ландшафта относится неспециализированная масса (количество) живого вещества – биомасса (Б) и ежегодная продукция (П), измеряемые в центнерах сухого вещества на гектар. В ежегодной продукции и биомассе преобладают растения, зоомасса в большинстве случаев образовывает не более 1-2 % (максимум 10 %). Вследствие этого энергетическая роль животных если сравнивать с растениями мелка, как отметил Г.Ф.Хильми, значение животных значительно в явлениях авторегулирования ландшафта.

В связи с тем, что зоомасса образовывает небольшой процент биомассы, во всех предстоящих расчетах употребляется лишь фитомасса.

По Н.И.Базилевич, общее число фитомассы (Б) на Земле равняется 2,4х1012т сухого вещества (без воды). Расчет сделан на «восстановленный растительный покров», т.е. не учитывая вырубки лесов, распашки степей, орошения пустынь и т.д. Подавляющая часть фитомассы сосредоточена на материках, где она распределена очень неравномерно: ее большое количество в тропических лесах (6500 ц/га), меньше в южной тайге (около 3000 ц/га), еще меньше в черноземных степях (около 100 ц/га) и крайне мало в некоторых пустынях.

Большинство живого вещества представлена лесами (82 % от фитомассы суши), среди которых преобладают леса тропиков (1,03х1012 т). Фитомасса океана образовывает только 1,7х108 т.е. 0,007 % от всей фитомассы, зоомасса и микробиомасса – 3,3х109 т. По количеству живого вещества на 1 га океан близок к пустыням, но и в нем имеется сгущения судьбы, к каким относятся, к примеру. коралловые рифы, Саргассово море, выходы термальных вод, территория апвеллинга – подъема к поверхности глубинных вод, богатых фосфором и другими биоэлементами.

Ежегодная продукция живого вещества (П) для Почвы в целом образовывает2,3х1011т . Причем на материках продуцируется 1,7х1011т, в океане – 6х1010т. В океане живого вещества меньше, но оно образуется и разлагается стремительнее, чем на суше: на материках средняя годичная продукция фитомассы равна 115 ц/га, в океане – 17 ц/га (для планеты в целом – 45ц/га). Следовательно, в океане годичная продукция живого вещества П в 3000 раза больше фитомассы Б (на суше ПБ).

Любой из главных параметров биогенеза складывается из многих показателей. Биомасс (Б) складывается из – Б1 – неспециализированная биомасса, Б2 – зеленая биомасса, Б3 – надземная биомасса, Б4 – подземная биомасса, Б5 – животная биомасса (зоомасса), Б6 – животные фитофаги (растительноядные), Б7 – животные хищники. Продукция (П) складывается из П1 – неспециализированная ежегодная продукция, П2 – зеленая продукция, П3 – надземная продукция, П4 – подземная продукция, П5 – животная продукция, П6 – животные фитофаги, П7 – животные хищники.

Особенно ответственны соотношения между биомассой и ежегодной продукцией (Ж=П1/Б1х100). По этому показателю (согласно данным Л.Е. Отчизна и Н.И.

Базилевич) все ландшафты четко разделяются на пять главных групп – а) лесные ландшафты, б) степи, луга, саванны, в) пустыни, г) тундры и верховые болота, д) примитивные пустыни.

Несколько лесных ландшафтов (А) характеризуется накоплением громадного количества биомассы (тысячи центнеров на гектар), которая намного превышает ежегодную продукцию. Под пологом деревьев создается микроклимат, состав воздуха изменяется. Преобладающая часть живого вещества, в большинстве случаев, расположена над поверхностью земли (масса стволов и листьев, намного превышает массу корней).

В лесных ландшафтах самый быстро проявляется свойство организмов создавать  среду собственного обитания, они интенсивно преобразуют внешнюю среду. Для лесных ландшафтов характерна высокая когерентность — интенсивные прямые идеальные водные связи между землёй, корой выветривания, грунтовыми водами, поверхностными водами и континентальными отложениями. В ландшафте имеется четко выраженный водораздельный центр.

Ландшафт отличается устойчивостью и сложностью.

Ландшафты степей, лугов, саванн (Б) – это ландшафты с биомассой в десятки и сотни центнеров с гектара (не превышают 300-400 ц/га), т.е. в сотни и десятки раз меньше, чем в лесных ландшафтах. Ежегодная продукция (П) велика и местами не уступает группе А. Вследствие этого Б : П в десять раз меньше, чем в лесах. Запасы гумуса в 20—30 раз превышают биомассу.

Роль организмов в создании среды обитания и, например, создании особенного микроклимата меньше. Главная масса живого вещества во многих случаях сосредоточена под поверхностью земли (т.е. масса корней больше массы надземных органов растений). Прямые водные связи менее совершены, чем в лесных ландшафтах, в частности ослаблены связи земля – грунтовые воды.

Роль водораздельного центра ослаблена, в речных равнинах создается второй центр ландшафта, довольно часто более ответственный («биоцентрическая совокупность»). устойчивость и Саморазвитие совокупности ниже, чем в группе А.

Ландшафты пустынь (В) характеризуются маленькой биомассой и низкой когерентностью и ежегодной продукцией. Прямые водные связи ослаблены. Отдельные природные тела практически свободны друг от друга (элювиальная земля – грунтовые воды и т.д.). Быстро выражены прямые воздушные связи.

Это ландшафты с наименее идеальной самый расшатанной связью. Центр ландшафта выражен слабо. Пустыни характеризуются мельчайшим разнообразием, устойчивостью и самоорганизацией.

Ландшафты верховых болот и тундр (Г) характеризуются малом биомассой (сотни и десятки центнеров на гектар) и низкой ежегодной продукцией. Свойство растения улучшать среду собственного обитания выражена слабо. По интенсивности прямых водных связей и величине Б : П тундры ближе к лесным ландшафтам, а по размерам биомассы, формированию обратных биокосных связей — к степям, саваннам и лугам.

Громадное значение имеют прямые воздушные связи. Разнообразие. устойчивость и Самоорганизация низкие (напоминают пустыни).

Примитивно-пустынные ландшафты (Д) характеризуются маленькой биомассой (местами меньше 1 ц/га). Отношение Б : П различно. Организмы не глубоко попадают в толщу литосферы (мощность ландшафта низкая).

Разнообразие, устойчивость и самоорганизация низкие (такыры, шоры, скалы покрытые лишайниками и т.д.).

Формирование ландшафтов А, Б, В и Г групп по большей части определяется климатом, в связи с чем наиболее значимая закономерность размещения – зональность (лесная, степная, тундровая, пустынная и др. территории). Но во многих случаях развите групп обусловлено вторыми факторами, отмечается незональное размещение (к примеру, верховые болота в таежной территории, шоровые солончаки в пустынной и т.д.).

Границы между А, Б и Г группами резкие (контрастные), а между Б, В и Д – постепенные (размытые), не всегда совершенно верно определяемые. С этим, к примеру, связаны методические сложности в разграничении сухих пустынь и степей, выделение таких «переходных» образований как «полупустыни».

Группы ландшафтов складываются из типов с различной величиной Б и П. Так, в группе А четко выделяются мокрые тропики, широколиственные леса, таежные ландшафты. для определенной массы живого вещества нужна особенная структура биоценоза, как следует необычное сочетание растений и видов животных. Исходя из этого выделенные типы ландшафтов в общем отвечают типам растительного покрова, и типам ландшафтных физико-географических классификаций.

Н.Л.Беручашвили и его ученики создали две модели биогеоцикла с позиций изменения геомасс их изменения и превращения в собственном количестве: одна для травянистых, вторая для лесных геосистем. Конечно в этих моделях процесс биогеоцикла анализируется с точки рения изменения геомасс, их изменения и превращения в собственном количестве.

В травянистых (луговых) геосистемах за счет изменения солнечной энергии и протекающего в следствии этого фотосинтеза отмечается прирост зеленой фракции фитомассы. В случае если данный прирост больше, чем переход в дыхание и «ветошь» растений, то происходит повышение данной фракции в другом случае прирост зеленой массы значительно уменьшается. Частенько переход и прирост в другие блоки биогеоцикла равны, исходя из этого количество разглядываемой фракции в большинстве случаев остается постоянным.

Подобные переходы наблюдаются для ветоши и, частично, подстилки. Последняя отличается тем, что при ее минерализации эта фракция переходит в педомассу верхних горизонтов земли. К биогеоциклу относится кроме этого поглощение минеральных веществ из земли корнями растений.

В лесных геосистемах схема биогеоцикла другая. За счет солнечной энергии происходит фотосинтез в страницах, каковые связаны с ветками, корнями и стволами двусторонними связями потоков минеральных и органических веществ и воды. Транспортно-скелетные органы в следствии процессов биогеоцикла переходят в мёртвые ветки и сухостой, а они, со своей стороны, в валежник повальных ветвей и деревьев.

Листья трансформируются в подстилку. Наконец, отмечается процесс отмирания корней. Вся мортмасса, в итоге, переходит в педомассу, которая помогает тем «резервуаром», где осуществляется минеральное и водное питание растений.

фотосинтез и Зелёные фракции фитомассы. Биогеоцикл, как показывает само наименование, есть циклом, и исходя из этого возможно затевать  его рассмотрение с любого блока. Но лучше сделать это с зеленой фракции растений, в которой протекает фотосинтез.

В книжках по физиологии, а также в статьях и многочисленных монографиях возможно отыскать детальные описания процессов фотосинтеза. Громадное внимание этому серьёзному процессу уделяется и в экологии.

Как было продемонстрировано в прошлом разделе, изменение блоков биогеоцикла – это процесс. Так, в лесных геосистемах изменение количества листьев связано со следующими элементарными процессами (с позиций экологии ландшафтов): 1) изменением солнечной энергии при фотосинтезе; 2) потреблением воды и минеральных веществ; 3) транслокацией вещества из листьев в ветки, корни и стволы; 4) отмиранием листьев и последующим опадом; 5) утратой вещества при дыхании. От соотношения этих процессов зависит повышение либо уменьшение количества фотосинтетически активных фитомасс.

Тут разглядим «темпы» – т.е. скорость трансформации количества листьев в единицу времени. Зная содержание листьев (их массу) в разных лесных геосистемах и длительность стексов с интенсивностью процессов и различными типами, возможно ориентировочно подсчитать темпы трансформации количества фитомассы листьев.

самые высокие хорошие темпы наблюдаются на протяжении стексов усложнения структуры в апреле-мае и составляют (в т/га сут) в геосистемах с буковыми лесами 0,2-0,3, а с дубовыми 0,1-0,2 (для Марткопского стационара). В летние месяцы темпы трансформации фитомассы близки к нулю в осенние — они отрицательные и колеблются от  -0,1до –0,3 т/га сут.

В травянистых геосистемах биогеоцикл имеет собственные особенности. Изменение стеблей и количества листьев в них связано со следующими процессами: 1) изменением солнечной энергии при фотосинтезе; 2) потреблением воды и минеральных веществ; 3) транслокацией вещества в корни; 4) переходом в ветошь и потом в подстилку; 5) утратами вещества при дыхании.

Изучения, совершённые Н.Л.Беручашвили, разрешили выяснить темпы трансформации фитомассы в разных травянистых сообществах. В фациях пологих склонов с лугостепной растительностью самые высокие темпы появились в весенние стексы усложнения структуры в мае (0,2-0,3 т/га сут.). В летние месяцы темпы трансформации намного ниже и смогут быть как хорошими (при стексах усложнения), так и отрицательными (при стексах упрощения).

В осеннюю пору темпы отрицательны (от –0,1 до – 0,2 т/га сут.).

Как продемонстрировали долгие изучения, совершённые в различных геосистемах, каждое состояние геосистемы имеет собственный промежуток темпов. В геосистемах с травянистой растительностью изменение количества зеленой фракции фитомассы носит в общем синусоидальный темперамент. Это связано с тем, что солнечная радиация и связанные с ней радиационный баланс, температура воздуха и ряд других параметров в течение года изменяются синусоидально и растения «вынуждены» подчиняться периодичным сезонным трансформациям этих ведущих факторов.

При благоприятных внешних условиях, т.е. при оптимальном сочетании влаги и теплоты в гумидных ландшафтах умеренного и, частично, субтропических широт, отмечается четкая синусоидальная кривая динамики зеленой фракции фитомассы, которая пара отстает от кривой, обрисовывающей динамику трансформации суммарной радиации, что обусловливается некоей инерционностью биогенного компонента. Размах амплитуды тесно связан с гидротермическими условиями: чем они более благоприятны, тем больше амплитуда.

В геосистемах с весенним максимумом осадков и довольно засушливым летом гребень синусоиды смещается на весенне-раннелетний период, а в геосистемах с позднелетними осадками – на август – сентябрь. Весьма необычный темперамент имеет кривая динамики фитомассы в средиземноморских ландшафтах, где четко выражено два максимума (весенний и осенний) и два минимума (летний и зимний).

Изменение вещества в транспортно-корни и скелетные органы. В ходе биогеоцикла происходит активное перемещение вещества из листьев в транспортно-корни и скелетные органы и напротив. В отдельные состояния геосистемы (стексы) эта изменение не редкость хорошей – из листьев в другие органы переходит больше материала, чем приход последних в листья, а в другие состояния геосистемы – отрицательный.

Процессы перемещения вещества подробно рассматриваются в физиологии. В лесоведение одним из самые основных вопросов есть определение прироста древесины. В следствии прироста в камбиальном слое ветвей и ствола в течение вегетационного периода появляется каждый год новый слой древесины, а меристематические клетки верхушечной почки, делясь, снабжают нарастание дерева в удлинение и высоту корней.

Существует много попыток связать прирост древесины с разными показателями окружающей среды. Громаднейший интерес воображают изучения Х. Патерсона, но предложенный им индекс имеет значение лишь для широкой области, где наблюдаются все классы бонитета лесов. Исходя из этого при изучении прироста в конкретных геосистемах (годичный прирост) измеряют ширину годичных колец за последние 10 лет на нескольких срубленных модельных деревьях.

Как верно вычисляют Н.И Базилевич, О.С.Гребенщиков и А.А.Тишков (1978), определение годичного прироста корней – это очень тяжёлая задача. При расчете его довольно часто используют косвенные способы, пребывающие в вычислении процентного соотношения в модельном дереве весов ствола, ветвей и корней.

Zk= Zc (k/с), где   

Zk   — прирост корней;     Zc – прирост стволов и ветвей;   k – часть корней от суммы весов ствола, ветвей и корней, %;  с – часть ветвей и ствола от суммы весов ствола, ветвей и корней, в %.

Сейчас все чаще используют прирост и комбинированные методы разных фракций корневых совокупностей определяется разными способами, а также основанными на ярких полевых измерениях.

Годичный прирост корней однолетних травянистых растений принимается равным их большому запасу. До недавнего времени думали, что прирост корней долгих травянистых растений равен 1/3 их неспециализированной массы. Но показались публикации, посвященные ярким измерениям прироста корней.

Динамика корней очень занимательна. Многие исследователи отмечали в травянистых геосистемах наличие двух максимумов: сильного осеннего и довольно не сильный весеннего. Максимум фитомассы корней в мае связан с интенсивным ростом зеленой фитомассы. Дело в том, что количество корней по окончании зимней депрессии очень сильно понижено, а для новой зеленой фитомассы нужно наличие замечательной корневой совокупности.

В осеннюю пору зеленая масса, накопившаяся в надземной части, «перекачивается» в корни и накапливается в том месте.

Изменение вещества в мортмассу. В экологии достаточно прекрасно изучены процессы возвращения органического вещества в круговорот (Одум, 1975). В большинстве случаев выделяют два главных дороги: первичная экскреция животными и разложение детрита микробами.

Вероятен и третий путь – прямая передача от растения к  растению симбиотическими микробами. С ландшафтно-экологической точки зрения (Н.Л.Беручашвили) процессы возвращения органического вещества в круговорот являются не чем иным, как переходом фитомассы в мортмассу. Эта изменение геомасс значительно различается в геосистемах с травянистой растительностью и лесной.

В травянистых геосистемах зеленая фракция стеблей и листьев переходит в ветошь (новую, после этого – ветхую) и потом в подстилку (свежую и ветхую). В лесных геосистемах процессы образования мортмассы отличаются большей сложностью. Листья или сходу переходят в подстилку из листового опада, или совершают данный переход через геомассу отмерших, засохших прямо на дереве листьев.

Данный путь особенно характерен для некоторых листопадных дубов, платанов и других деревьев. Транспортно-скелетные органы сперва переходят в отмершие, но еще стоящие стволы либо мертвые прикрепленные к стволам ветки, а после этого в валежник и второй скелетный материал на поверхности земли, как в травянистых, так и в лесных геосистемах отмечается переход корней в мортмассу.

Бессчётные изучения изменения вещества из фитомассы в мортмассу продемонстрировали, что ветошь и особенно подстилка бывают в собственной цикличности в большинстве случаев перемещены по фазе по отношению к зеленой фракции фитомассы.

Дыхание как один из процессов биогеоцикла. Одним из наиболее значимых процессов биогеоцикла есть дыхание. Дыхание свойственно фитомассам, зоомассам и мортмассам. Об интенсивности дыхания фитомасс возможно делать выводы по количеству выделяемого СО2 либо поглощаемого фитомассой О2. Ни для кого не секрет, что самоё активное дыхание у листьев и генеративных органов. не сильный дыхание стеблей, стволов и корней.

Более деятельно дышат скоро растущие органы, и ткани растений. Наряду с этим высокогорные растения в связи с низким парциальным дыханием О2 имеют повышенную интенсивность дыхания. Теневыносливые растения дышат не сильный светолюбивых. Примечательно, что почки, листья и хвоя зимующих растений дышат (с быстро сниженной интенсивностью) и при больших морозах.

В физиологии растений подробно рассматриваются его дыхания связь и вопросы растений с внешними факторами.

Дыхание зоомассы – это наиболее значимый процесс, при котором происходит поступление в организм животных кислорода с выделением диоксида углерода.

С дыханием зоомассы и фитомассы связаны наиболее значимые понятия продуктивности в экологии. Отметим, что валовой первичной продуктивностью именуется неспециализированная скорость фотосинтеза, включая ту органику, которая за время измерений была израсходована на дыхание. Чистая первичная продуктивность – скорость накопления органического вещества в растительных тканях за вычетом того органического вещества, которое не употреблялось при дыхании растений в изучаемый период.

Чистая продуктивность сообщества – скорость накопления органического вещества, не потребляемого гетеротрофами (т.е. чистая первичная продукция минус потребление гетеротрофами) за учетный период. Наконец, скорость накопления энергии на уровнях консументов именуют вторичной продуктивностью (Одум, 1975).

Между дыханием и годовой продукцией существует корреляция. Эти размеры имеют однообразный порядок, из чего возможно заключить, что дыхание – один из наиболее значимых процессов биогеоцикла. Наблюдаются и другие ответственные закономерности.

Так, совокупности  с стремительным развитием (к примеру, поля люцерны) в большинстве случаев характеризуются высокой первичной продукцией, и если они защищены от консументов, то и высокой чистой продукцией сообщества. В стабильных сообществах (к примеру, спелый дождевой лес, прибрежный пролив, дубово-сосновый лес среднего возраста) валовая первичная продукция в большинстве случаев всецело расходуется на автотрофное и ли гетеротрофное дыхание, так что в конце годового цикла имеется только маленькая чистая продукция сообщества либо же ее совсем не остается (Одум, 1985).

Биогеоцикл и ландшафтно-геофизические процессы в земле. Наровне с дыханием животных и растений довольно часто говорят и о «дыхании  земли». оно связано с совокупностью тех процессов, каковые протекают в ней. Функционирование земли как одного из блоков геосистемы возможно разглядывать как перемещение геомасс в пределах почвенного профиля, их переход из одного состояния в второе либо же изменение количества этих структурно-функциональных частей.

Сейчас показалось большое количество работ, в которых подчеркивается, что в разные отрезки времени (при различных состояниях геосистем) на первый замысел выступают различные параметры. Установлено, что литомассы и педомассы, конечно, не испытывают сезонной динамики. Громаднейшим трансформациям подвержены аэромассы и зоомассы.

Средней динамикой характеризуется фитомасса и гидромасса.

Неспециализированную схему почвообразовательного процесса кроме этого возможно представить как комплект геомасс, их перемещение и трансформацию в пространстве. Так, при описании подземной части вертикального профиля геосистемы – земли, с ландшафтно-геофизических позиций возможно оперировать элементарными структурно-функциональными частями — геомассами. Особенно принципиально важно изучение геомасс, поскольку их количество изменяется в зависимости от стексов.

Особенный интерес воображают те процессы в земле, каковые являются ярким продолжением биогеоцикла – это разложение растительных остатков, другими словами разложение подстилки. Подстилка неспешно преобразуется, выделяя минеральные элементы, жидкости либо газы (минерализация), наровне с ними в ходе изменения образуются коллоидные гумусовые комплексы, каковые довольно устойчивы и сопротивляются микробному действию (гумификации). Эти гумусовые соединения кроме этого, со своей стороны, минерализуются, но существенно медленнее, чем свежее органическое вещество (Ф.Дюшофур, 1970).

гумификация и Минерализация – это два антагонистических процесса, от интенсивности которых зависит быстрота разложения органических остатков. В литературе по почвоведению подробно рассматриваются эти процессы. Они, с ландшафтно-геофизической точки зрения, воображают интерес как процесс образования педомасс – мелкозема земли с гумусом.

Продолжительность этого процесса как правило сотни и тысячи лет. Ежегодные поступления вещества из мортмассы в педомассу на 3 и более порядка ниже, чем количество педомасс.

К примеру, в случае если в метровом слое земли содержится 10 000-15 000т/га педомасс, а в годичном количестве подстилки 5-10 т/га и если она всецело перейдет в педомассы, то это составит только тысячную часть всех педомасс. (В конечном итоге, количество снова появившихся педомасс возможно больше, поскольку в ходе почвообразования вовлекаются все новые массы мелкозема.). Измерение количества снова образующихся педомасс по существующей методике и при современном уровне измерительной технике с их довольно громадными неточностями измерений – одна из самые трудных задач современной науки.

Поглощение минеральных веществ из земли растениями. Растения приобретают минеральные вещества из земли в форме ионов, каковые включаются в растительную массу либо накапливаются в клеточном соке. По окончании сжигания органического материала минеральные вещества остаются в виде золы.

Это принципиальный момент, что разрешает выяснить путь и вычислить количество вещества, перемещающегося по биогеоциклу.

Корни извлекают из земли питательные вещества разными методами. 1). Поглощение ионов из почвенного раствора. Эти ионы легкодоступны. Почвенный раствор пополняет собственный ионный фонд за счет перехода ионов из жёсткой почвенной фазы. 2).

Обменное поглощение ионов. Выделение продуктов диссоциации углекислоты, образующейся при дыхании корней, содействует ионному обмену на поверхности глинистых и гумусовых частиц и получению в обмен ионов питательных частиц. 3). Растворение связанных запасов питательных веществ при помощи выделяемых ионов Н+ и органических кислот (В.

Лархер, 1978). Из почвенного раствора ионы питательных солей попадают в паренхиму коры корня методом диффузии и с поступающей водой. После этого они попадают в цитоплазму паренхимных клеток и через нее попадают в клеточный сок и через ксилему и флоэму перераспределяются в растения.

С ландшафтно-геофизической точки зрения поглощение минеральных веществ из земли растениями воображает интерес как процесс перехода педомасс в фитомассы. Так же как и изменение мортмасс в педомассу, переход последних в фитомассу – это долгий процесс, совершающийся в течение тысяч и сотен лет.

Динамика параметров биогеоцикла в течение года. В качестве примеров разглядим биогеоцикл фации пологих склонов с лугостепной растительностью на Марткопском стационаре. Надземная сухая фитомасса мельчайшего значения достигала в феврале, а громаднейшей в июле.

Максимум ветоши приходится на декабрь, а минимум на август.

Максимумы ветоши и надземной зеленой массы не совпадают и перемещены по фазе на полпериода. В следствии, при максимуме ветоши отмечается минимум надземной фитомассы и напротив. Процессы перехода зеленой фитомассы в ветошь по большей части связаны с жизненным циклом растений.

Кое-какие сдвиги в этом ходе смогут определяться внешними факторами, например, соотношением влаги и теплоты, каковые смогут, как ускорять, так и тормозить данный процесс.

Процесс перехода ветоши в подстилку, наоборот, мало связан с жизненным циклом растений и в основном зависит от внешних факторов, таких, как скорость ветра, высоты и продолжительность залегания снежного покрова и т.д. Весьма интересно то, что количество подстилки в течении года не испытывает больших колебаний.

Анализ связей биологического круговорота, в значительной мере территориально приуроченного к конкретным ландшафтам, с геофизическими, химическими и экологическими факторами этих ландшафтов оказывает помощь распознать их потенциальные ресурсы, благоприятные и негативные стороны, опорные механизмы для трансформации ландшафтов, выяснить пути их рационального применения.

Инструменты наблюдения за производительностью


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: