Биологическая продуктивность основных зональных типов

растительности, т/км² (по П.Е. Родину, Н.И.Базилевич, 1965)

 

Тип растительности	Биомасса	Прирост	Опад	Лесная подстилка (или степной войлок)
Арктические тундры
Кустарничковые тундры
Ельники северной тайги	10 000
Ельники южной тайги
Дубравы	40 000
Степи луговые (остепненные луга)
Сухие степи
Пустыни полукустарничковые				—
Саванны (Гана)
Вечно влажные тропические леса	50 000

 

Величина биомассы не дает представления о продуктивности типов растительности. Для этого необходимы показатели годового прироста, ежегодной продукции растительности. Прямой пpoпopциональности между фитомассой и годовым приростом нет. Третий показатель — опад, т. е. величина ежегодно отмирающего растительного материала. Количества органического вещества, заключенные в спаде и годовом приросте, очень близки. Эти показатели характеризуют синтез и деструкцию органического вещества на протяжении года.

Отношение спада к фитомассе показывает, насколько прочно данный тип растительности удерживает синтезированное органическое вещество. Очевидно, что в наибольшей мере оно удерживается в лесах умеренного климата. В таежных еловых лесах на опад расходуется от 2 до 4 % органического вещества фитомассы, в дубравах — около 1,5 %. Во влажных тропических лесах в опад уходит значительно больше — 5 %, в растительности степей ежегодно отмирает почти все органическое вещество фитомассы.

Дальнейшая эволюция отмершего растительного материала в разных биоценозах неодинакова. Опад в тропических лесах быстро разрушается, а в лесах умеренного климата не успевает полностью перерабатываться. Поэтому под покровом умеренных лесов на почве лежит значительное количество (3000-—3500 т/км²) мертвого органического вещества, так называемая лесная подстилка. В тропиках это количество в десятки раз меньше. В степях количество мертвого органического вещества незначительное и уменьшается с увеличением аридности климата.

Круговорот углекислого газа и степень выведения углерода из этого цикла в различных растительных формациях мира можно характеризовать коэффициентом аккумуляции углерода, который равен отношению углерода, связанного на единице площади в процессе годового фотосинтеза, к количеству углерода, выделившегося в составе СО₂ за год из почвы в атмосферу за счет разрушения мертвого органического вещества. Ориентировочно можно считать, что крайние значения этого коэффициента относятся к влажным тропическим лесам и пустыням (1), с одной стороны, и к тундрам (около 4 — 5) — с другой. Остальным формациям отвечают промежуточные значения.

Некоторое представление о соотношении углекислого газа, связанного в процессе фотосинтеза в растительности и выделенного из почвы, дает коэффициент аккумуляции органического вещества К₀, который численно равен отношению массы мертвого органического вещества к массе опада. Чем энергичнее протекает процесс разрушения органического вещества и выделения СО₂, тем меньше значение этого коэффициента:

Природная зона К₀

Северная тайга и тундра................................................... > 10

Южная тайга......................................................................5—10

Широколиственные леса умеренного пояса.................. 2 — 5

Степи умеренного пояса.................................................. 1 — 2

Пустыни, влажные тропические леса................................ < 1

 

В процессе синтеза органического вещества растения выделяют кислород. Наибольшая продукция кислорода соответствует тропическим и субтропическим лесам, наименьшая — пустынной и арктической растительности. Абсолютная величина продуцирования кислорода не дает истинного представления о вкладе той или иной растительной формации в обогащение атмосферы кислородом. Если в течение года вся масса опада разлагается, то соответственно расходуется весь выделенный при фотосинтезе прирост кислорода, который сохраняется в атмосфере только при условии систематического накопления в педосфере мертвого органического вещества. Следовательно, атмосфера обеспечивается кислородом не за счет деятельности самых продуктивных формаций типа тропических лесов. Основные «поставщики» свободного кислорода на суше — ландшафты умеренного и бореального поясов, где вследствие подавленности микробиологических процессов происходит накопление мертвого органического вещества.

Вовлечение масс химических элементов в биологический круговорот из почвы в разных ландшафтах столь же неодинаково, как и массообмен газов. Так, например, в луговых черноземных степях до вмешательства человека в биологическом круговороте участвовало более 2 ц/га зольных элементов ежегодно, а в южнотаежных лесах — в 5 раз меньше.