19.2. Деякі положення продукційної гідроекології

Кількість органічної речовини, яка утворюється за одиницю Часу, називають швидкістю продукування. Мірою інтенсивності продукування є питома продукція -- кількість синтезованої популяції органічної речовини за одиницю часу в розрахунку на одиницю маси.

Відношення приросту продукції Р до середньої біомаси популяції В за певний проміжок часу (рік, сезон, місяць, день), або продукційно-біомасовий коефіцієнт (Р/В-коефіцієнт), є показником питомої біопродуктивності популяції. Його застосовують, зокрема, в розрахунках ефективності використання кормів рибами. При розрахунках сумарної продукції популяції Р/В-коефіцієнт визначається спочатку з урахуванням середньої біомаси за добу, а потім за більш тривалий проміжок часу. Тому при використанні цього коефіцієнта треба вказувати, за який час і в яких умовах він одержаний, оскільки біопродуктивність популяції може істотно змінюватися залежно від сезону року і умов середовища. Так, продуктивність тваринних популяцій зростає при багатій кормовій базі, оптимальній температурі і достатній насиченості води киснем. Інтенсивність продукування вище у тих популяцій, в яких переважають молоді покоління. Із зростанням частини старших вікових груп вона падає. Наприклад, у бокоплава Gammarus lacustris добовий P/В-коефідієнт у перший рік життя дорівнює 0,048, а в другий — тільки 0,0055. Така ж залежність характерна і для інших водяних тварин.

Величина добового Р/В-коефіцієнта деяких груп водяних тварин:

Тварини Р/В-коефіцієнт

Безкольорові джгутикові 0,5—З

Інфузорії 0,5 — 1

Нижчі ракоподібні 0,02—0,45

Вищі раки 0,0014—0,05

Молюски 0,0001—0,0003

Голкошкірі 0,0007—0,0022

Риби 0,01 — 0,08

Утворення органічної речовини відбувається більш інтенсивно у дрібних організмів, хоча відомі і винятки з цього правила. Так, у сальпи Desmomyaria, які належать до оболонників -вільноплаваючих морських тварин, маса тіла зростає на 10 % за годину, а протягом доби вона збільшується в два і більше разів.

Важливим екологічним фактором, який впливає на швидкість продукування біомаси, є температура водного середовища. Вона визначає характер змін фізіологічних реакцій, інтенсивність біоенергетичних та біосинтетичних процесів. Згідно з законом Вант-Гоффа з підвищенням температури води на 10 °С інтенсивність обміну речовин зростає в 2—3 рази (в середньому 2,25) або знижується у стільки ж разів при зниженні температури.

Наприклад, при штучному культивуванні Daphnia pulex при температурі 17 °С протягом 16 діб народжувалось 73 особини, причому перший вимет молоді був зареєстрований на 11-ту добу. З підвищенням температури води до 20—24 °С за такий же період від однієї самиці народжувалось від 162 до 177 особин. Скорочувався до 9—10 діб і період їх статевого дозрівання [36].

Показником ефективності використання корму на ріст водяних тварин є кормовий коефіцієнт — відношення маси з'їденого корму до приросту маси тварин, незалежно від хімічного складу корму і складу тіла споживача.

Чим вищий кормовий коефіцієнт, тим гірше використовується корм на ріст. Цей коефіцієнт необхідно відрізняти від коефіцієнта продуктивної дії корму, який досить широко застосовується в рибному господарстві. Під ним розуміють кількість поживних речовин корму, за рахунок якого продукується одиниця приросту маси риби або інших водяних тварин. Найчастіше його виражають як відношення сухої маси з'їденого корму до приросту сухої маси риби. Величина коефіцієнта продуктивної дії корму залежить від того, який відсоток спожитого корму засвоюється. При споживанні великої кількості корму засвоюється менша його частина, ніж при обмеженому.

Про ефективність засвоєння корму можна судити за коефіцієнтом використання корму першого порядку К₁ запропонованим В. С. Івлєвим. Близький до нього показник — коефіцієнт екологічної ефективності росту — введений Ю. Одумом. Коефіцієнт використання корму першого порядку (в %) характеризується відношенням приросту організму або продукції популяції до величини раціону:

К₁= Q₁*100/ Q

де Q₁ — енергія, накопичена в організмі; Q — загальна кількість енергії, яка вводиться з кормом.

В. С. Івлєвим обґрунтовано також коефіцієнт використання корму другого порядку К₂, або ефективність росту тканин за Ю. Одумом. Цей коефіцієнт характеризує використання на ріст не просто раціону, а засвоєного (асимільованого) корму. Він (в %) дорівнює відношенню енергії приросту до всієї спожитої енергії за виключенням енергії відходів:

К₂= Q₁*100/(Q- Q₂)

де Q₁ - енергія, накопичена в організмі; Q - - загальна кількість енергії, яка вводиться з кормом; Q₂ — енергія, яка міститься в продуктах виділення.

Коефіцієнти К₁ і К₂, специфічні для різних видів тварин, вони залежать від вікової та розмірної структури популяції, трофічних, температурних, гідрохімічних та інших умов середовища.

Використання коефіцієнтів К₁ і К₂ для розрахунків продуктивності популяцій гідробіонтів в умовах природних водойм гальмується неможливістю врахування всіх складних динамічних процесів, що відбуваються на великих просторах водних об'єктів в різні роки і за різних умов, але ці формули більш-менш успішно можуть застосовуватися в умовах аквакультури, де вирощуються окремі популяції гідробіонтів.

Щоб перейти від згаданих коефіцієнтів до оцінки абсолютних (або навіть відносних) показників продуктивності популяцій гідробіонтів в умовах природних водойм, потрібно мати дуже велику і різнобічну інформацію і, зокрема, враховувати дані кількісних досліджень чисельності та біомаси популяції гідробіонтів у природних умовах.