Для экосистем, указанных в табл. 4.1, рассчитать чистую первичную продукцию, продуктивность сообщества. Сравнить экосистемы. Пояснить, какие сообщества являются стабильными и почему.

Для решения этой задачи, нам нужно рассчитать чистую первичную продукцию (ЧПП) для каждой экосистемы. ЧПП рассчитывается как разница между валовой первичной продукцией (ВПП) и дыханием автотрофов.

Формула для расчета ЧПП:

$$ЧПП = ВПП - Дыхание_{автотрофов}$$

Рассчитаем ЧПП для каждой экосистемы:

1. Поле люцерны:



$$ЧПП = 24400 - 9200 = 15200 \ ккал/м^2 в год$$



2. Посадка сосны:



$$ЧПП = 12200 - 4700 = 7500 \ ккал/м^2 в год$$



3. Сосновый лес:



$$ЧПП = 11500 - 6500 = 5000 \ ккал/м^2 в год$$



4. Большой ручей:



$$ЧПП = 20800 - 12000 = 8800 \ ккал/м^2 в год$$



5. Дождевой лес:



$$ЧПП = 45000 - 32000 = 13000 \ ккал/м^2 в год$$



6. Прибрежный пролив:



$$ЧПП = 5700 - 3200 = 2500 \ ккал/м^2 в год$$

Теперь сравним экосистемы по чистой первичной продукции:

Самая высокая ЧПП у поля люцерны (15200 ккал/м^2 в год), а самая низкая - у прибрежного пролива (2500 ккал/м^2 в год).

Для оценки стабильности экосистемы, важно учитывать не только ЧПП, но и дыхание гетеротрофов (разложение органического вещества). Сравнение ЧПП и дыхания гетеротрофов позволяет оценить, накапливается ли биомасса в системе или разлагается.

Экосистема считается стабильной, если ЧПП примерно равна дыханию гетеротрофов, то есть производится примерно столько органического вещества, сколько разлагается. Если ЧПП значительно больше дыхания гетеротрофов, то биомасса накапливается (растущая экосистема). Если ЧПП значительно меньше дыхания гетеротрофов, то биомасса уменьшается (деградирующая экосистема).

Рассчитаем баланс между ЧПП и дыханием гетеротрофов для каждой экосистемы:

1. Поле люцерны:



$$15200 (ЧПП) - 800 (Дыхание_{гетеротрофов}) = 14400$$



2. Посадка сосны:



$$7500 (ЧПП) - 4600 (Дыхание_{гетеротрофов}) = 2900$$



3. Сосновый лес:



$$5000 (ЧПП) - 3000 (Дыхание_{гетеротрофов}) = 2000$$



4. Большой ручей:



$$8800 (ЧПП) - 6800 (Дыхание_{гетеротрофов}) = 2000$$



5. Дождевой лес:



$$13000 (ЧПП) - 13000 (Дыхание_{гетеротрофов}) = 0$$



6. Прибрежный пролив:



$$2500 (ЧПП) - 2500 (Дыхание_{гетеротрофов}) = 0$$

Вывод:

Дождевой лес и прибрежный пролив, вероятно, являются наиболее стабильными, так как у них баланс между производством и разложением органического вещества близок к нулю. Поле люцерны, посадка сосны, сосновый лес и большой ручей показывают существенное накопление биомассы и будут менее стабильными.