Вопросы и упражнения

1. Почему суммарная чистая продукция в наземных и океанических экосистемах сопоставимы по величине, а их биомассы резко различаются?
Ответ:
Суммарная чистая продукция в наземных и океанических экосистемах сопоставима по величине, потому что обе экосистемы производят огромное количество органической массы. Но поскольку механизмы производства органической массы в них различны, то их биомассы могут быть очень различными.
В наземных экосистемах основным источником питания является свет, который используется растениями в процессе фотосинтеза. Растения поглощают углекислый газ из воздуха и превращают его в органическую массу. Большинство животных в наземных экосистемах питаются этими растениями и в результате получают энергию и питательные вещества. Однако на каждом уровне пищевой цепи есть потери энергии в виде тепла, и это ограничивает количество биомассы на каждом уровне.
В океанах основным источником питания является планктон, который использует свет и поглощает минеральные элементы из воды в процессе фотосинтеза. Большинство животных в океанах питаются этим планктоном. Однако в океане механизмы потери энергии на каждом уровне пищевой цепи менее значительны, что позволяет создавать большую биомассу на каждом уровне.
Таким образом, хотя общая суммарная чистая продукция в наземных и океанических экосистемах может быть сопоставимой, в океанах биомасса может быть гораздо больше благодаря более эффективному использованию энергии на каждом уровне пищевой цепи.

2. Что ограничивает возможности существования живых организмов в горных породах?
Ответ:
Существование живых организмов в горных породах ограничено несколькими факторами:
1. Недостаток питания: горные породы содержат очень мало питательных веществ, поэтому мало кто может использовать их в качестве источника питания. Большинство растений и животных нуждается в почве и других органических материалах, чтобы получать достаточно питательных веществ для жизни.
2. Ограниченный доступ к воде: в горных породах очень мало влаги, и она быстро испаряется из-за высоких температур. Это делает доступ к воде очень ограниченным, что затрудняет существование растений и животных.
3. Экстремальные условия: горные породы обычно характеризуются экстремальными условиями, такими как высокая температура, низкий уровень кислорода и высокое ультрафиолетовое излучение. Эти условия могут оказывать отрицательное воздействие на живые организмы и делать их жизнь затруднительной.
4. Ограниченная площадь: горные породы обычно имеют ограниченную площадь, что затрудняет нахождение большого количества живых организмов на них. Более того, горные породы могут быть очень сложными для исследования, что делает сложным изучение и понимание их живой природы.
Из-за всех этих ограничений, жизнь в горных породах может быть очень сложной и ограниченной, и многие живые организмы выбирают более благоприятные условия для жизни. Однако некоторые живые организмы адаптировались к жизни в горных породах и могут успешно существовать в таких экстремальных условиях.

3. Чем определяются различия в распределении биомов на суше и в океанах? Чем водные биомы отличаются от наземных?
Ответ:
Распределение биомов на суше и в океанах определяется множеством факторов, таких как климатические условия, географическое расположение, гидрология, геология и наличие живых организмов, которые могут адаптироваться к разным условиям среды.
На суше, распределение биомов зависит от климата, таких факторов, как температура, осадки, влажность, а также от типа почвы и рельефа. Например, тропические леса процветают в условиях высокой температуры и влажности, тогда как степи и пустыни распространены в зонах с низкой влажностью и ограниченным доступом к воде. В океанах, распределение биомов зависит от температуры воды, солености, глубины, доступности пищевых ресурсов и других факторов.
Водные биомы отличаются от наземных по многим параметрам. Во-первых, водные биомы находятся в постоянном контакте с водой, которая может быть гораздо менее стабильной и предсказуемой, чем условия на суше. Водные биомы также могут быть подвержены воздействию других факторов, таких как течения, приливы и волны.
Кроме того, животные и растения, которые обитают в водных биомах, имеют специальные адаптации, которые позволяют им выживать в водной среде. Например, рыбы имеют жабры для извлечения кислорода из воды, тогда как многие водные растения могут погружаться под воду и иметь специальные адаптации для обмена газами.
Наконец, водные биомы также могут иметь более сложные пищевые цепи, чем наземные, включая множество различных питательных уровней и связанных с ними видов. Водные биомы могут быть более чувствительными к изменениям в экосистеме, таким как загрязнение воды или изменение температуры, что может повлиять на их состав и распределение.

4. Как вы думаете, каковы причины различной длительности сукцессий в разных биомах?
Ответ:
Различия в длительности сукцессий в разных биомах могут быть вызваны множеством факторов. Вот несколько возможных причин:
1. Климатические условия: Разные биомы имеют различный климатический режим, такой как температура, количество осадков, влажность, свет и т.д. Каждый из этих факторов может влиять на длительность сукцессий, поскольку они могут влиять на скорость разложения органических веществ и на доступность питательных веществ для растений.
2. Тип почвы: Различные биомы имеют различные типы почвы, которые могут содержать различные количества питательных веществ и воды. Это может влиять на скорость и эффективность процессов разложения и деградации органических веществ, а также на скорость роста и развития растений.
3. Состав растительного покрова: Различные биомы могут иметь разные виды растений и соответствующие им механизмы размножения и распространения. Например, в одних биомах деревья могут быть главными видами растений, в то время как в других биомах главную роль играют травы. Это может влиять на длительность сукцессий, так как разные виды растений могут иметь разную продолжительность жизненного цикла и разную способность к регенерации.
4. Воздействие человека: Действия человека, такие как сельское хозяйство, лесозаготовки и городское строительство, могут существенно влиять на сукцессии в биомах. Изменения в почвенном покрове, вырубка деревьев, загрязнение почвы, воды и другие антропогенные факторы могут замедлить или ускорить процессы сукцессий.
5. Естественные бедствия: Катастрофы, такие как лесные пожары, наводнения и засухи, могут также влиять на сукцессии в биомах. Они могут уничтожать растительность и изменять условия среды, что может привести к изменению длительности сукцессий.

Задача

5. Рассчитайте продукцию, созданную в биосфере всеми живыми организмами, за 2, 3 и 4 млрд лет при неизменном уровне суммарной годовой продукции. Какая судьба у этой продукции? Какие группы живых существ были главными продуцентами в разные эпохи?
Ответ: