Том 2

Интенсивность биологического круговорота

Для оценки интенсивности биологического круговорота в экосистемах используются производные показатели: отношение живой фитомассы к мертвому органическому веществу (мортмассе), опадо-подстилочный коэффициент (отношение массы подстилки к опаду) и др. Для характеристики вклада биоты в функционирование экосистем особенно важны биогеохимические показатели: количество биологической продукции (емкость биологического круговорота) и её химический состав, возврат элементов с опадом и закрепление в истинном приросте, накопление в подстилке, потеря на выходе из ландшафта и степень компенсации на выходе.

Одним из показателей скорости трансформации органического вещества может служить отношение годичной первичной продукции к запасам мортмассы (без почвенного гумуса): в тундре — 0,02, в лесах — 0,15, в луговых степях — 0,9, в пустынях — 25 и более.

Анализируя скорости разложения растительных остатков, оцениваемые по соотношению годичной продукции и мортмассы, можно видеть, что они заметно возрастают в формациях, лежащих южнее зоны широколиственных и мелколиственных лесов и максимальны в формациях семиаридных и, особенно, аридных областей суббореального и субтропического поясов. Здесь даже в травяных болотах (тугаях) в связи с этим отсутствует торфонакопление. Напротив, в формациях бореального и полярного поясов скорости разложения резко уменьшаются. В пределах последнего запасы мортмассы даже превышают запасы фитомассы.

С величиной первичной биологической продуктивности непосредственно связана емкость биологического круговорота химического элемента. Хотя количество вовлекаемых в оборот минеральных веществ зависит от биологических особенностей различных видов, размещение этих видов в значительной мере подчинено географическим закономерностям. Так, хвойные деревья ассимилируют меньше зольных элементов и азота, чем лиственные, а последние — меньше, чем травянистая растительность. Растения аридных областей используют для создания органической массы больше химических элементов, чем растения гумидных областей. Наименьшая зольность у мхов (2–4 % сухого вещества), наибольшая — у галофитов (до 25 %). Зольность хвои и листьев деревьев — 3–4 %, древесины хвойных — 0,4, лиственных — 0,5, злаков — 6–10 %.

Сочетание всех факторов приводит к тому, что самая низкая емкость биологического круговорота свойственна полярным и тундровым ландшафтам, хотя продуктивность у них выше, чем в пустыне. В бореальных и, особенно, суббореальных лесах в оборот вовлекается значительно больше зольных элементов и азота, но максимальная емкость круговорота среди плакорных суббореальных сообществ присуща луговым степям. На первом месте в зональном ряду по количеству вовлекаемого в круговорот минерального вещества стоят влажные тропические леса.