Биологическая продуктивность

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ (биопродуктивность), скорость образования органического вещества живыми организмами. Мерой биологической продуктивности является суммарное количество вещества (биомасса) или величина запасённой в нём энергии, создаваемые за конкретный промежуток времени. Основная, или первичная, биологическая продуктивность определяется как скорость усвоения фототрофами (зелёными растениями) лучистой энергии солнца, используемой для образования органического вещества (первичной продукции) в ходе фотосинтеза. Первичная продукция, которая приходится на долю хемосинтезирующих бактерий (хемотрофов), невелика; она играет существенную роль лишь в экосистемах, лишённых прямого доступа солнечного света (в почве, профундали морей и глубоких озёр, подземных биотопах). Суммарная чистая первичная продуктивность суши (фактический прирост массы растений) оценивается примерно в 1,14-10¹⁷ г сухого вещества или как 5,98·10¹⁷ ккал (2,51·10¹⁸ кДж), океана - приблизительно в 1,12·10¹⁷ г, или 5,9-10¹⁷ ккал (2,48·10¹⁸ кДж) в год. Скорость первичного образования органического вещества в ходе фотосинтеза называется «валовой продуктивностью», или общей ассимиляцией. Потребителями готового органического вещества являются гетеротрофы, создающие на его основе новые органические соединения (смотри Трофическая цепь) - вторичную продукцию. При переходе на каждый последующий трофический уровень часть энергии расходуется в виде теплоты и на совершение работы. В результате этого продукция каждого нижележащего уровня составляет лишь около 10-20% от продукции предыдущего. Значения биологической продуктивности используются для характеристики групп организмов (популяций), отдельных компонентов биоты (например, биологической продуктивности бентоса) и экосистем в целом. В первом случае биологическая продуктивность определяется не только количеством поступающей извне энергии, но и видовыми особенностями организмов и условиями их жизни. Биологическая продуктивность компонентов биоты и экосистем, кроме того, во многом зависят от абиотических факторов (в том числе метеоусловия, доступность биогенных элементов) и межвидовых взаимоотношений в системе (например, чем больше видовое разнообразие в луговом сообществе, тем выше его первичная продуктивность). Любое отклонение структуры экосистемы от её естественного состояния приводит к снижению первичной биологической продуктивности. Исследования биологической продуктивности природных и антропогенных экосистем служат основой разработки принципов и методов рационального использования, воспроизводства и охраны биологических ресурсов. Особенно интенсивно в планетарном масштабе они проводились в рамках Международной биологической программы 1960-70-х годов.

Лит.: Родин Л. Е., Базилевич Н. И. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара. М.; Л., 1965; Методы определения продукции водных животных. Минск, 1968; Global and regional ecosystem modeling: databases of model drivers and validation measurements. Oak Ridge, 2001.