За счет солнечной энергии, углекислого газа и минеральных элементов экосистемы производят биомасс. Производительность экосистем, измеряемая количеством органического вещества, которое создано за единицу времени на единицу площади, называется биологической продуктивностью экосистем (г/м² в день; кг/м² в год; т/км² в год).

Благоприятное сочетание природных факторов приводит к тому, что наиболее продуктивной наземной экосистемой являются тропические леса. Четко фиксируется резкое снижение продуктивности наземными сообществами от влажных тропиков к умеренным поясам, особенно в зонах с неблагоприятными климатическими условиями (пустыни, тундры, высокогорные районы). Максимальные уровни продуктивности характерны для тропических болот (до 7000 г/м² в год).

Различают первичную биологическую продукцию, которую создают растения и вторичную биологическую продукцию, которую создают гетеротрофы (консументы и редуценты) в результате переработки растительной и животной биомассы. Первичную биологическую продукцию подразделяют на валовую продукцию – общее количество созданного органического вещества и чистую продукцию – то, что осталось после расходов на дыхание и корневые выделения. У большинства растений чистая продукция составляет примерно половину от валовой.

Поскольку консументы лишь используют ранее созданные органические вещества, вторичную продукцию не разделяют на валовую и чистую. Ее количество зависит от расходов на дыхание, которое тем больше, чем больше энергии затрачивает организм. При интенсивной физической нагрузке (например, при миграции птиц) продукция уменьшается. Привесы сельскохозяйственных  животных уменьшаются, если им приходится затрачивать много энергии на переходы с отдаленных пастбищ или согревание тела в холодном климате. Самыми продуктивными экосистемами являются тропические леса, плантации сахарного тростника и экосистемы тропических эстуариев – прибрежных участков океана, в которые впадаю реки, несущие большое количество питательных веществ. Продуктивность этих экосистем составляет 2-3 кг/м² в год чистой продукции.

Средняя продуктивность экосистем Земли не превышает 0,3 кг/м²/год, т.е. по преобладают низкопродуктивные экосистемы пустынь и океанов.

Биологическая продуктивность экосистем отличается от запаса биомассы. Некоторые организмы живут продолжительное время (деревья, крупные животные) и их биомасса переходит с года в год. Потому запас биомассы в лесах примерно в 50 раз больше чем биологическая продуктивность, а в степях и на лугах в 3-5 раз. В водных экосистемах большинство обитающих в них организмов (микроскопические водоросли, амебы, рачки, инфузории) живут несколько недель и за год успевают дать несколько поколений. Потому в экосистеме озера биологическая продукция выше, чем запас биомассы.

Биологическая продуктивность экосистемы зависит от количества ресурсов почвы (ее обеспечения питательными веществами и влагой), атмосферы, солнечного света, тепла. Эти ресурсы незаменимы, и при отсутствии света или углекислого газа в атмосфере нельзя повысить продуктивность экосистем высокими дозами удобрений или общим поливом.

Экосистемы являются источником пищи и сырья для человека, обеспечивают восполнение запасов кислорода в атмосфере и поглощают углекислый газ при фотосинтезе. Потому проблема продуктивности экосистем – важнейшая для человечества. При рациональном использовании естественных экосистем поддерживается их продуктивность. Для этого использование экосистем нормируется – из них изымается только такая часть продукции (древесины, плодов, промысловых животных), которую экосистема может сама восполнить. Если эту норму превысить, произойдет истощение ресурсов и снижение биологической продуктивности. В антропогенных экосистемах повышают биологическую продуктивность, создавая благоприятные условия для жизни растений и животных.

Вопросы для самоконтроля:

Понятие об экосистеме.