Схема биотического баланса

Энергетический принцип исследования водных экосистем и кон­цепция трофических уровней, получившие широкое распростране­ние в гидробиологии, позволяют представить полученные резуль­таты в виде так называемых биотических балансов водных эко­систем. В основе биотических балансов лежат фундаментальные законы природы — законы сохранения. В практике и теории гид­робиологических исследований уже накоплен значительный опыт количественного описания потоков энергии и составления биоти­ческих балансов энергии водных экосистем, однако потоки ве­ществ в экосистемах и их влияния на функционирование систем в целом изучены еще недостаточно хорошо. Правда, это вовсе не означает, что исследования энергетических потоков имеют ка­кие-то теоретически значимые преимущества перед изучением по­токов веществ в экосистемах. Напротив, оценки продуктивности экосистем делаются именно на основании изучения потоков ве­ществ. Это, например, относится к исследованиям круговорота био­генных элементов, углерода и других веществ.

При разработке балансового подхода в гидробиологии было постулировано, что «... различные по своему систематическому положению организмы могут по отношению к общим процессам превращения веществ в водоеме занимать то же место» (см. [18], с. 596). Это революционное положение предшествовало концепции трофических уровней, предложенной Линдеманом и в дальней­шем успешно используемой в экологии и, в частности, в продук­ционной гидробиологии.

В экологических системах потоки энергии и веществ обуслов­лены наличием трофических связей или трофических уровней. Представители каждого трофического уровня выступают одновре­менно и как потребители вещества и энергии тех организмов, ко­торые служат им пищей, и как поставщики энергии и вещества для тех, для кого они сами выступают как источники пищи. К по­требителям переходит та часть энергии ассимилированной ими пищи (потока энергии), которая создается йа конкретном трофи­ческом уровне в виде продукции. Биотический баланс экологиче­ской системы может быть представлен как баланс потоков энер­гии между всеми трофическими уровнями.

Схема биотического баланса водных экосистем была предло­жена и впервые составлена Г. Р. Винбергом в 1970 г. [25] для оз. Дривяты (Белоруссия) при проведении исследований по Меж­дународной биологической программе (табл. 21). В последующие годы эта схема получила широкое распространение в исследова­ниях советских и зарубежных гидробиологов. Были составлены 4 и продолжают составляться) биотические балансы для озер и

Таблица 21

БИОТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ОЗ. ДРИВЯТЫ (ПО [25])

водохранилищ нашей страны, значение первичной продукции в ко­торых различалось почти в 300 раз: от 117 до 33 472 кДж/м2 за вегетационный сезон. Как уже говорилось в главе 1, продукция фитопланктона закономерно возрастает по направлению от север­ных водоемов к южным. Это, конечно, не означает, что в север­ных широтах не могут встречаться продуктивные и высокопро­дуктивные водоемы, а в южных — малопродуктивные. Однако в целом в высоких широтах преобладают малопродуктивные, а в низких — высокопродуктивные водоемы.

Анализ биотических балансов для разных озер и водохранилищ позволил выявить некоторые общие закономерности.

Суммарная биомасса (кДж/м2) всех гидробионтов, включая водные растения, бактерии, зоопланктон, зообентос и рыб, в эко­системах различных озер и водохранилищ возрастает пропорцио­нально увеличению первичной продукции (Рр) в них за год (рис. 31):