Факультет

Студентам

Посетителям

Обсуждение и изучение агроэкосистем

Выполненное Трансе исследование кукурузного поля часто цитируют, рассматривая как веху в создании общей схемы анализа первичной продукции, однако прошло еще 20 лет, прежде чем экологи начали использовать концепции экосистемы, заложенные в этой работе.

Понадобились еще 25—30 лет, чтобы перенести эти концепции на сельскохозяйственные системы. Толчком к изучению агроэкосистем стало независимое развитие физиологии продуктивности как новой агрономической дисциплины, а стимулом послужил практический успех новых высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур. Истоки современных исследований агрофитоценозов можно найти в теоретических моделях поглощения света пологом растений, которые проложили путь к a priori конструированию идеотипов растений, образующих продуктивные сообщества. Анализ поведения культурных растений в ценозе показал, каким образом всеобъемлющие знания о биологических основах первичной продукции можно использовать для повышения хозяйственного урожая. Так, в полном соответствии с предсказаниями Трансе изучение физиологии продуктивности стало основой для синтеза агрономических и экологических исследований первичной продукции.

Первичная продукция — это энергия, усвоенная в процессе фотосинтеза. Концепцию первичной продукции как энергии, высвобожденной в процессе обмена веществ и запасенной в процессе роста, можно выразить простым уравнением баланса энергии в растительном сообществе. Однако скорость физиологических процессов, фотосинтеза и обмена веществ, которая измеряется для отдельных частей растений при постоянных условиях в течение коротких промежутков времени (минуты), нельзя экстраполировать для оценки этих процессов в растительном сообществе в течение годичного цикла. Такие оценки должны быть основаны на урожайности ценоза, и учетные периоды в несколько дней или меньше здесь непригодны. Урожайность в целом за период свыше 104 мин нельзя непосредственно сопоставлять с первичными данными о физиологических процессах за время, измеряемое минутами, и в постоянных условиях, чтобы рассчитать баланс энергии для первичной продукции целого сообщества за годичный цикл.

Практическими затруднениями при определении первичной продукции можно пренебречь, если допустить, что чистая первичная продукция (ЧПП = росту) определяет границы строения и активности экосистемы, поскольку ЧПП — это биомасса, формирующая структуру растительного сообщества и служащая источником пищи для травоядных животных и гетеротрофной микрофлоры. Практические трудности при определении ЧПП вызваны тем, что чистую продукцию надземной массы растений (НЧП) сравнительно легко определить по урожайности, однако продукцию подземных органов растений определить очень трудно из-за неполного учета продуктивности корней. Почти во всех случаях при определении ЧПП исходят из НЧП и используют для пересчета некоторую величину отношения корни: надземная масса, однако, судя по имеющимся данным, такое соотношение не является постоянным.