Универсальное» уравнение

Классическая трактовка термина "продукция" относится к популяционному уровню организации организмов и означает суммарный прирост особей за определенный промежуток времени (как выживших, так и элиминированных), включая прирост за счет увеличения массы тела, образования генеративных продуктов, экзувиев и жидких метаболитов. Позднее было предложено использовать термин "продукция" для особи, подчеркивая существующие различия между продукцией (Р) и скоростью прироста массы (Δw). При определении продукции для активно растущей популяции с большим удельным весом быстрорастущей молоди, как это имеет место у водных беспозвоночных, расхождение между Р и Δw особенно мало. Наконец различия между Р и Δw могут быть вообще сведены до минимума в расчетах суточной удельной продукции, когда можно не учитывать образование половых продуктов, секрецию желез, отчуждение покровных элементов.

Таким образом, для оценки продукции беспозвоночных, отличающихся по массе и продолжительности периода роста, использовалась удельная суточная скорость роста и данные по средней численности особей, либо их отдельных возрастных стадий. На уровне популяции средневзвешенная величина суточных удельных весовых приростов всех ее особей соответствует суточной удельной продукции - С_w. При определении удельной продукции на уровне популяций можно руководствоваться двумя основополагающими принципами:

1) зависимостью продукции от видовой принадлежности;

2) ее зависимостью от размерной структуры.

Отмечая факт существования обобщенных зависимостей для гидробионтов Мирового океана, рядом авторов была сделана попытка получить "универсальные" уравнение для расчета продукции в зависимости от массы тела.

Существенные отличия расчетов продукции по " универсальному " уравнению для планктонных организмов связаны с тем, что последнее отражает предельную скорость роста, редко достигаемую в природных условиях. Интересно отметить, что графики сравниваемых прогностических уравнений пересекаются в одной точке, соответствующей энергоемкости 0,1 Дж и удельной продукции 0,055 сут^-1.

Данная область значений продукции соответствует зоне перехода от мезозоопланктона к макрозообентосу. Принимая во внимание значение среднестатистической сырой массы черноморских гидробионтов и их удельную калорийность, можно заключить, что, в целом функциональная активность мейобентоса и зоопланктона близки по величине, превышая по удельной продукции значительно более крупных донных беспозвоночных в 10-15 раз.

Выведенное «универсальное» уравнение для расчета удельной продукции черноморских гидробионтов было получено на основе измерения скорости роста модельных видов на всех стадиях жизненного цикла. Эта методика обеспечила минимальную погрешность определений, не превысившую двукратного уровня, при этом в среднем отмечалось занижение расчетной величины продукции в 60-65% случаях. Таким образом, для балансовых расчетов следует использовать данные прямых определений продукции. В тех же случаях, когда такие данные отсутствуют, либо для получения обобщенных оценок величины "Р" может быть рекомендовано уравнение вида:

P_Q= 0,032 · Q^-0,235

Q= 1,612·WW^0,025– планктонные беспозвоночные Черного моря

Q= 28,622·DW – планктонные беспозвоночные Черного моря

Q= 5,60∙DW – бентосные беспозвоночные Черного моря

где P_Q – удельная продукция, сут^-1; Q – энергетический эквивалент массы тела гидробионтов, Дж∙экз^-1; DW- сухая масса, мг·экз^-1; WW - общая сырая масса, мг.

Задача:

Определить погрешность определения (отличие, %) вторичной продукции популяции черноморской мидии по уравнению Бойсен-Йенсена и «универсальному», если:

Дата отбора проб:	17 сентября		Дата отбора проб:	12 ноября
	Температура воды Т^0С=	15,39			Т^0С=	8,30
	Численность мидий N, экз/м^2=				N, экз/м^2=
	Биомасса мидий B, г/м^2=				B, г/м^2=

Уравнение для определения калорийности мидии

Q, Дж= 0,97 · WW^0,927, где WW - сырая масса мидии, мг

«Универсальное» уравнение для определения продукции

Р, Дж·экз^-1·сут^-1= 0,032 · Q^0,765, где Q – энергетический эквивалент массы тела, Дж·экз^-1

Уравнение для расчета температурной поправки

a_t = 1 / Q₁₀^(20-T)/10

где Q₁₀ - коэффициент Вант-Гоффа; Т – температура воды в период наблюдений; 20 – значение температуры воды для нормальных условий. Значения Q₁₀ для различной температуры: 5-10⁰С – 3,5; 10-15⁰С – 2,9; 15-20⁰С – 2,5; 20-25⁰С – 2,3.

Решение:

1) Определить температурный множитель для сентября

a_t1= 1/2,5^0,461 = 0,655

2) Определить массу мидии и ее калорийность в сентябре

W₁= 8551000 / 27500= 311 мг·экз^-1 = 2,777 Дж·экз^-1

3) Определить продукцию мидии в сентябре по «универсальному» уравнению

P₁= 0,032 · 2,777^0,765 · 27500 · 0,655= 1259 Дж·м²·сут^-1

4) Определить температурный множитель для ноября

a_t2= 1/3,5^1,117 = 0,247

5) Определить массу мидии и ее калорийность в ноябре

W₂= 16610000 / 22717= 731 мг·экз^-1= 6,132 Дж·экз^-1

6) Определить продукцию мидии в ноябре по «универсальному» уравнению

P₂= 0,032 · 6,132^0,765 · 22717 · 0,247= 719 Дж·м²·сут^-1

7) Определить среднюю продукцию мидии по «универсальному» уравнению

Р= (1259+719)/2 = 989 Дж·м²·сут^-1

8) Определить продолжительность времени между отбором проб(τ):

12 ноября – 17 сентября = 57 суток

9) Определить продукцию методом Бойсен-Йенсена (Р_Б-И)

Р_Б-И= (6,132 – 2,777)(27500+22717)/(2х57)= 3,355 · 50217 / 114= 1478 Дж·м²·сут^-1

10) Определяем погрешность определения продукции мидии двумя методами

(1478 – 989) · 100 / 989 = 49,4 %

Дата добавления: 2014-01-13