Автор: Пользователь скрыл имя, 25 Февраля 2013 в 15:37, задача
Розглянемо структуру екосистем океану. Океан припадає на значну частину процесу фотосинтезу, і за наявними оцінками загальна кількість органічної речовини, що продукується в океані, складає близько 30 % органічної речовини, що продукується рослинами суші. Зіставлення продуктивності екосистем океану і суші нині виявляється не на користь перших. Океан займає 71% поверхні планети, а дає усього лише близько 1 % від загальної кількості споживаних людством харчових продуктів. Пояснюється це інтенсивним культурним господарством, існуючим на суші і практично відсутнім в океані, крім того, характером історичного розвитку. Це викликано значними відмінностями структури океанічних екосистем, для яких, на відміну від наземних, типова велика кількість трофічних рівнів, просторова нестійкість і велика уразливість.
Глобальна модель функціонування океанічної біоти. Як показано в дослідженнях, модель функціонування усієї екосистеми Світового океану може бути створена шляхом суперпозиції регіональних моделей. Як блок моделі біосфери приймемо блок-схему, зображену на рис. 5. Суцільні лінії - потоки енергії (речовини), штрихові - інформаційні зв'язки. В цьому випадку по-перше Світовий океан описується точковою моделлю, по-друге, згідно з даними досліджень, прийнятною для цілей моделювання облік двох біотичних рівнів: фітопланктона і нектону. Запишемо рівняння моделей.
Клімат
Фітопланктон
Ф
Нектон
r
Антропогенні фактори
Атмосфера
Енергія сонячної радіації
Е
Рис. 5. Блок-схема спрощеної моделі екосистеми океану.
Для фітопланктону, Ф, т/км2:
де
ρ - максимальний П/Б- коефіцієнт фітопланктону, год-1, kФ - показник інтенсивності фотосинтезу, bФ - параметр, що відбиває лімітацію швидкості фотосинтезу нестачою або надлишком біомаси фітопланктону, αФТ - коефіцієнт, що вказує, на скільки відсотків зміниться швидкість фотосинтезу при відхиленні глобальної температури від початкового значення на 1°С, Е* - оптимальний для фотосинтезу рівень освітленості, aФС - показник швидкості фотосинтезу як функції концентрації вуглецю, dФ - показник лімітації фотосинтезу забрудненнями океану, τФ - витрати на енергетичний обмін одиниці біомаси фітопланктону, год-1, μФ і μФ’ - показники швидкості відмирання фітопланктону, θі - доля забруднень i - гo регіону, що скидаються в океан, kGФі - ваговий коефіцієнт, що відбиває долю фітопланктона в харчовому раціоні населення i - гo регіону.
Для нектону, r, т/км2:
де
ρr - максимальний П/Б- коефіцієнт нектону, год-1, kr - показник продуктивності нектону, αrТ - коефіцієнт, що вказує, на скільки відсотків зміниться продукція нектону при відхиленні глобальної температури від її початкового значення на 1°C, krФ - показник міри лімітації продукції нектону концентрацією фітопланктону, drz і μrz - показники залежності від забруднення океану відповідно до продукції нектону і його смертності, μФ і μФ’ - показники залежності швидкості відмирання нектону від його біомаси, hr і τr - коефіцієнти, відображаючи витрати (на одиницю біомаси нектону) на незасвоєну їжу і енергетичний обмін з середовищем, λGri - характеристика промислових зусиль при добуванні нектону i -м регіоном, ωr - коефіцієнт, що відбиває форму залежності інтенсивності дихання від ваги тіла.
Таким чином, ми отримали зведення тих фактів, які характерні для процесів функціонування океанічної біоти і опису їх математично. Розглянутий варіант блоку моделі є першим наближенням, розглядуваним трофічну і просторову структури екосистем Світового океану.