Продуктивность водных экосиситем

[olenellus]

кг Х площадь^-1 Х время ^-1
кг биомассы

Это понятно. Непонятно, что имеется в виду под биомассой. Вообще, насколько я понял, любят считать массу фиксированного путём фотосинтеза углерода (а для кораллов он может фиксироваться и биоминерализацией). Вопрос в другом, входил ли в это число все акты фотосинтеза, либо только излишки продукции, покидающие экосистему (или накапливается в системе, чего в коралловых рифах с продуктами фотосинтеза, в отличие от продуктов биоминерализации, не наблюдается). Если первое, то вопрос о питательных веществах излишен - внутрисистемная циркуляция с небольшой подпиткой извне.

А вообще, либо в этой теме полнейший бардак, либо я плохо разобрался (что вероятнее).
Итак, в этой теме была приведена оценка в 2,5 10³ г/см² год (будем считать, фиксированного путём фотосинтеза углерода).
Вот данные из первых двух попавшихся статей:

C. J. Crossland, B. G. Hatcher and S. V. Smith. Role of coral reefs in global ocean production. Coral Reefs. Volume 10, Number 2 / June, 1991.
Написано, что коралловые рифы занимают площадь 600 тысяч км², и общая продуктивность (не излишки) "довольно высока" и составляет 700 триллионов грамм С в год. В пересчёте на наши единицы это 0,12 г/см² год.

E. J. Hochberg, M. J. Atkinson. Coral reef benthic productivity based on optical absorptance and light-use efficiency. Coral Reefs. Volume 27, Number 1 / March, 2008.
Написано, что общая продуктивность (они вообще по поглощению фотонов считали) рифов колеблется в разных зонах от 0,1 до 2 моль С на м² в день. В пересчёта на наши единицы это будет от 0,04 до 0,88 г/см² год.

Расхождение на три порядка, знаете ли. Что мы вообще обсуждаем?

[Дж. Тайсаев]

Есть разные методики подстчёта биомассы, в зависимости от метода подсчёта и задач. Например в рыбоводстве принято подсчитывать рыбопродуктивность в кг/га за сезон. Рыба понятно взвешивается не высущенная

[Дж. Тайсаев]

А если брать биомассу вообще, а не конкретной группы жив. орг., тогда думаю самое простое, это подсчитать, сколько максимально мы сможем изымать из определённой площади водоёма живых организмов по массе в единицу времени, при котором эта масса будет успевать полностью востановиться

[olenellus]

А вообще, откуда дровишки про продуктивность разных экосистем

Здесь написано, что первичная продукция смешанных лесов составляет 12-18 т/га год (сухой массы), что составляет (если считать, что всё это целлюлоза) 0,05-0,08 г/см² год по углероду.

Здесь намеряли следующее:
D.P. Turner et al. Scaling Gross Primary Production (GPP) over boreal and deciduous forest landscapes in support of MODIS GPP product validation. Remote Sensing of Environment. 88 (2003) 256–270.
0,10-0,15 г/см² год (с пиковой активностью в 0,40 г/см² год, но, ясное дело, не целый год так, ведь леса умеренного пояса).

Всё это, действительно, сопоставимо с продуктивностью рифов.

[Alexy]

А вообще, откуда дровишки про продуктивность разных экосистем???

Отсюда http://www.ecology-portal.ru/publ/4-1-0-106

[Alexy]

Вообще, насколько я понял, любят считать массу фиксированного путём фотосинтеза углерода (а для кораллов он может фиксироваться и биоминерализацией). Вопрос в другом, входил ли в это число все акты фотосинтеза, либо только излишки продукции, покидающие экосистему, или накапливающиеся в системе (чего в коралловых рифах с продуктами фотосинтеза, в отличие от продуктов биоминерализации, не наблюдается). Если первое, то вопрос о питательных веществах излишен - внутрисистемная циркуляция с небольшой подпиткой извне

Наверное считались все акты фотосинтеза? (по крайней мере именно так логично считать фитопродукцию и при этом не учитывать биоминерализацию, под которой, если не ошибаюсь, подразумеваются разные карбонаты, т е окисленный углерод)

Почему "Если первое (если считались все акты фотосинтеза), то вопрос о питательных веществах излишен - внутрисистемная циркуляция с небольшой подпиткой извне"?

Вы имеете в виду, что
(в отличие от вариантов экосистем, где животные НЕ в симбиозе с растениями)
у колоний коралловых полипов с их симбионтными водорослями питательные вещества почти не будут теряться,
т е поступление и выделение пит веществ из/в воды(у) и субстрат(а) будет (на единицу живой массы массы колонии в единицу времени) значительно меньше, чем было бы в экосистемах, где животные НЕ в симбиозе с растениями и друг с другом?

[olenellus]

Как бы там ни считалось, а получились расхождения на три порядка с данными, где хотя бы методика подсчёта известна.

Далее, симбиоз необязателен. Главное, чтобы продукция и редукция шли внутри одной и той же системы (ну, кроме пулов кислорода и углекислого газа... воды..., но их баланс всё равно должен оставаться нулевым). Это и понятно, халявных разностей химических потенциалов в природе мало - вдовль такового только у фотонного газа солнечного света (по сравнению с фотонным газом теплового излучения планеты). Это верно и для леса (без болот или мощных рек) без какого-либо явного симбиоза.

Верно то, что в зоне кораллового рифа (в районе рифового гребня, но не в лагуне) почти нет растворённых соединений азота и фосфора, ни органики. Более того, большинство мадрепоровых кораллов вообще плохо переносят даже умеренную эутрофикацию (это уже, так сказать, данные in vitro - из аквариумистики). С другой стороны, растут они тоже заметно медленнее растений в лесу, но при этом требуют много света. Уходит всё, видимо, на дыхание самих кораллов и их симбиотических динофлагеллят. Однако риф это не только кораллы с симбионтами. Конечно, кораллы являются пищей для некоторых рифовых организмов (некоторых звёзды, крабы, другие ракообразные, рыбы, наконец, вроде рыбы-попугая или спинорогов), но, как ни странно, на рифе так же много травоядных (облигатно травоядные ежи, многие хирурги, факультативно травоядные центропиги, абудефдуфы, а так же мелкие и не очень ракообразные, полихеты и другие). У меня складывается впечатление, что на рифе первичной продукцией занимаются не только кораллы. К тому же, это опять in vitro, водоросли растут гораздо быстрее даже мягких кораллов. На рифе же их постоянно выедают травоядные, а так же сами кораллы не дают разрастаться (они их сдорово ингибируют при контакте).

[DNAoidea]

Вопрос в другом, входил ли в это число все акты фотосинтеза, либо только излишки продукции, покидающие экосистему (или накапливается в системе, чего в коралловых рифах с продуктами фотосинтеза, в отличие от продуктов биоминерализации, не наблюдается).

хм, ну вообще наверное массу минерального склета учитывать не совсем корректано как она есть - поскольку углерод для неё наверное брался из растворённой углекислоты в воде, и фотосинтез, то есть восстановление не проходил, с другой стороны - чего-то да процесс построения склета таким образом стоит, стало быть как-то в общем подсчёте учитываться должен. но как не знаю.

E. J. Hochberg, M. J. Atkinson. Coral reef benthic productivity based on optical absorptance and light-use efficiency. Coral Reefs. Volume 27, Number 1 / March, 2008.
Написано, что общая продуктивность (они вообще по поглощению фотонов считали) рифов колеблется в разных зонах от 0,1 до 2 моль С на м² в день. В пересчёта на наши единицы это будет от 0,04 до 0,88 г/см² год.

ну вообще говоря моль углерода это 12 грамм... или что там учитывается?

[olenellus]

Минеральный скелет и не учитывают.

А 2 это не масса моля углерода, а оценка, которую следовало бы поставить Вам по химии. Вспомните определение моля вещества.

[Alexy]

Масса 1 моля любого вида атомов или молекул в граммах равна численно соответственно атомной или моллекулярной массе в атомных единицах массы

Далее, симбиоз необязателен. Главное, чтобы продукция и редукция шли внутри одной и той же системы (ну, кроме пулов кислорода и углекислого газа... воды..., но их баланс всё равно должен оставаться нулевым)

А как при отсутствии симбиоза питательные вещества от мертвых и выделения живых могут не попасть в воду (и большей частью не унестись диффузией и течением)?

халявных разностей химических потенциалов в природе мало - вдовль такового только у фотонного газа солнечного света (по сравнению с фотонным газом теплового излучения планеты). Это верно и для леса (без болот или мощных рек) без какого-либо явного симбиоза

Наверное это верно только для эвкаториального дождевого леса

А в других лесах, да ещё и на пещаной почве пит вещества из отмерших существ должны в значительной части или даже восновном с водой в песок уходить

[DNAoidea]

А 2 это не масса моля углерода, а оценка, которую следовало бы поставить Вам по химии. Вспомните определение моля вещества.

я хотел написать 12, только "1" пропала - опечатка, и не надо сразу переходить на личности - уроки химии я у вас не беру...

[Дж. Тайсаев]

При сравнении биопродуктивности возных экосистем с наземными нужно учитывать феномен перевёрнутой пирамиды. Когда продуценты могут быть примерно равны по массе консументам или даже несколько им уступать, за счёт большей скорости связывания энергии. Я не в курсе по мадрепоровым полипам, но я всё равно даже с учётом сказаного не верю, что их биопродуктивность может хотя бы сравниться с тропическим лесом. Ну представте себе дайвера, который прорубается с мачете через барьерный риф, а на обратном пути всё уже снова заросло

[Дж. Тайсаев]

Тут ещё есть другие факторы, в частности некоторые экологи (Дажо) вообще считают, что продуктивность в холодных водах в целом выше, поскольку лимитирующим фактором в океане является растворенный кислород. Однако локально именно в тёплых водах могут быть самые продуктивные в Биосфере участки, но это точно не кораловые рифы. Во-первых, там накопление вещества идёт только на поверхности коралов, во-вторых, слишком много биопродукции теряется и слишком много требуется некоторых лимитирующих веществ для скелета. Наверное наиболее продуктивна система фитопланктон-зоопланктон в некоторых областях поверхности океанов, с высоким содержанием биогенов, например в Саргасовом море.

[olenellus]

я хотел написать 12

Тогда мне непонятно Ваше возражение.

и не надо сразу переходить на личности

Извините...

А как при отсутствии симбиоза питательные вещества от мертвых и выделения живых могут не попасть в воду (и большей частью не унестись диффузией и течением)?

Что верно, то верно. Бегло просмотрел кое-какую литературу по теме. Полной ясности в этом вопросе, как я понял, до сих пор нет. Раньше была такая "парадигма", что риф замкнут по фосфору и азоту. Вроде как и в результате симбиоза кораллов с динофлагеллятами, и в результате задерждки всяких там экскрементов в пористой структуре рифа, и в результате мощной фильтрации. Сейчас, вроде, выясняется, что риф-таки поглащает питетательные вещества из окружающего океана. Причём почти в равной степени как путём растворённых в воде соединений, так и в виде бактериального планктона (это уже не кораллы делают). Вроде как, процесс этот лимитирован низкой концентрацией этих веществ и диффузией их к поверхности коралла (других организмов). Коралл выжирает всё вокруг себя в некотором тонком слое. Чем сильнее течение в этом случае, тем быстрее коралл будет выжирать питательные вещества в результате перемешивания. Лучше всего это работает на рифовом гребне. Там же лучше всего условия для механической фильтрации (как внешнего материала, так и материала рифового или лагунного, или даже литорального в области рифа, происхождения). Там же наблюдается и пик продуктивности.

...в тёплых водах могут быть самые продуктивные в Биосфере участки, но это точно не кораловые рифы. Во-первых, там накопление вещества идёт только на поверхности коралов, во-вторых, слишком много биопродукции теряется и слишком много требуется некоторых лимитирующих веществ для скелета.

Мне кажется, здесь речь идёт о "чистой" продукции, а тема посвещена, как я понял, общей первичной продукции, большая часть которой тут же в рифе и сжигается.

[Дем]

Раньше была такая "парадигма", что риф замкнут по фосфору и азоту. Сейчас, вроде, выясняется, что риф-таки поглащает питетательные вещества из окружающего океана.

Если риф растёт - то он не может не поглощать, откуда-то ведь массу брать надо.
А если брать нерастущий (но живой) риф... Очень редкая ситуация... Если он может расти - то почему ему этого не делать?