Biološka produktivnost ekosistemov

Vsako leto so ljudje bolj izčrpavanjem virov planeta. To ni presenetljivo, da je v zadnjih letih ogromno pomembno oceniti, kako lahko veliko sredstev dati posebno združb. Danes, produktivnost ekosistema je ključnega pomena pri izbiri načina upravljanja, saj se je število izdelkov, ki jih lahko pridobijo neposredno odvisna od gospodarskega dela izvedljivosti.

Tu so glavna vprašanja, ki se trenutno soočajo znanstveniki:

• Koliko sončne energije, je na voljo in koliko je izenačiti z rastlinami, kot se meri?
• Pri nekaterih vrstah ekosistemov je najvišja zmogljivost in ki zagotavljajo večino primarne proizvodnje?
• Kaj dejavniki omejujejo število primarnih proizvodov doma in v svetu?
• Kaj je učinkovitost, s katero se energija pretvori v rastline?
• Kakšna je razlika med učinkovitostjo asimilacije, čistejše proizvodnje in okoljske učinkovitosti?
• Kot ekosistemi razlikujejo v višini oziroma obsegu biomase za avtotrofne organizme?
• Koliko energije je na voljo ljudem in koliko bomo uporabili?

Potrudili se bomo, da jih vsaj delno odgovoriti v tem članku. Najprej se ukvarjajo s temeljnimi pojmi. Tako je produktivnost ekosistem je proces akumulacije organske snovi do neke mere. Kaj organizmi so odgovorni za to delo?

Avtotrofi in heterotrofov

Vemo, da so nekateri organizmi sposobni sintetizirati organskih molekul iz anorganskih prekurzorjev. Imenujejo se avtotrofi, kar pomeni "samo-hranjenja". Dejstvo je, produktivnost ekosistemov odvisna prav od svojih dejavnostih. Avtotrofi imenujejo tudi primarne proizvajalce. Organizmi, ki so sposobne proizvajati kompleksnih organskih molekul iz enostavnih anorganskih snovi (voda, CO2), najbolj pripadajo razredu rastlin, vendar enake sposobnosti last nekaterih bakterij. Postopek, s katerim se sintetizirajo organske snovi, ki se imenuje fotokemično sinteza. Ker je enostavno razumeti iz imena, fotosinteza potrebuje sončno svetlobo.

Omeniti moramo tudi način, ki je znan kot chemosynthesis. Nekateri avtotrofi glavnem specializirano bakterije, ki lahko pretvarjajo anorganske hranilne snovi v organskih spojin, ki nimajo dostopa sončne svetlobe. Obstaja več skupin iz Kemosintetičen bakterij v morju in sladki vodi, in največkrat jih najdemo v okoljih z visoko vsebnostjo vodikovega sulfida ali žvepla. Kot klorofila rastlin in drugih organizmov, ki lahko fotokemično sinteze, Kemosintetičen organizmov - avtotrofov. Vendar pa je produktivnost ekosistema imenuje najbolj aktivnost vegetacije, saj je odgovoren za kopičenje več kot 90% organske snovi. Chemosynthesis ima nesorazmerno manjšo vlogo.

Medtem, lahko veliko organizmi dobijo potrebno energijo, ampak jedo druge organizme. So imenovani heterotrofov. Načeloma so vse iste rastline, (pa tudi "jesti" organske pripravljen), živali, bakterije, glive in mikroorganizmi. Heterotrofov imenujejo tudi "potrošniki".

Vloga rastlin

Značilno je, da izraz "produktivnost" v tem primeru nanaša na rastline sposobnost za shranjevanje določene količine organskih snovi. In to ni presenetljivo, saj lahko le rastlinski organizmi pretvorbo anorganske snovi v organski. Brez njih bi bilo življenje samo na našem planetu je nemogoče, zato je produktivnost ekosistema obravnavati s tega vidika. Na splošno, vprašanje je zelo preprost: to, kar je veliko organskih snovi lahko zaloge rastline?

Kaj življenjskih združb so najbolj produktivni?

Nenavadno, ampak umetna življenjskih združb niso najbolj produktivni. Džungla, močvirja, otroška velike tropske reke v zvezi s tem, da so daleč pred nami. Poleg tega so ti življenjskih združb nevtralizira ogromno strupenih snovi, ki, še enkrat, sodijo v naravo človekovih dejavnosti, kot tudi ustvari več kot 70% kisika, vsebovane v atmosferi našega planeta. Mimogrede, v mnogih učbenikih še vedno trdi, da so najbolj produktivni "breadbasket" Zemlje oceani. Nenavadno je, ampak ta izjava je zelo daleč od resnice.

"Ocean paradoks"

Veste, pri čemer je v primerjavi z biološko produktivnost ekosistema morij in oceanov? Z semi-puščave! Velike količine biomase, zaradi dejstva, da je voda prostori zavzemajo velik del površine planeta. Tolikokrat predvidena uporaba morju kot glavni vir hranilnih snovi za celotno človeštvo v prihodnjih letih, je skoraj nemogoče, saj je ekonomska izvedljivost to je zelo nizka. Vendar pa je nizka učinkovitost tovrstnega ekosistema v ničemer ne zmanjšuje pomen oceanov za življenje vseh živih bitij, zato jih je treba zaščititi kot bolj temeljito možni način.

Sodobni okoljevarstveniki pravijo, da je zmogljivost kmetijskih zemljišč zdaleč niso izčrpane, in v prihodnosti bomo lahko, da jih sprejmejo bolj bogate letine. Posebne želje so pripete na riževih polj, ki lahko zagotavljajo veliko dragocenih organskih snovi zaradi svojih edinstvenih lastnosti.

Osnovni podatki o produktivnosti bioloških sistemov

Na splošno je ekosistem definirano stopnjo produktivnosti fotosinteze in kopičenja organskih snovi v danem biocenoze. To je organska masa, ki se ustvari na enoto časa se imenuje primarno proizvodnjo. To izraziti na dva načina: bodisi v J ali suhe teže rastlin. Bruto produkt pozvala glasnost ustvarila rastlinske organizme, za določeno časovno enoto, pri konstantni hitrosti fotosinteze. Opozoriti je treba, da bo nekaj tega materiala gredo na življenje rastlin samih. Preostanek nato organska - neto primarna produktivnost ekosistema. Da gre za heterotrofni hrane, ki vas in me vključuje.

Ali obstaja "zgornja meja" primarna pridelava?

Na kratko, "da." Oglejmo kratek pogled na kako učinkoviti so načeloma proces fotosinteze. Ne pozabite, da je intenzivnost sončnega sevanja, ki doseže zemeljsko površino, veliko je odvisno od lokacije: Maksimalna izhodna moč značilnost ekvatorialnem pasu. To zmanjšuje eksponentno ko se približujemo pola. Približno polovica sončne energije odbite z ledom, snegom in oceanov ali slaščic absorbira pline v atmosferi. Na primer, atmosferski ozonskega plašča absorbira skoraj vse UV sevanje! Le polovica svetlobe, ki pade na listih rastlin, ki se uporabljajo pri reakciji fotosinteze. Tako, da je biološka produktivnost ekosistemov - posledica pretvorbe le neznaten del energije sonca!

Kaj je sekundarna proizvodnja?

Skladno s tem so stranski proizvodi imenuje rast consuments (tj stranke) po določenem časovnem obdobju. Seveda, produktivnost ekosistema je odvisna od njih, v precej manjšem obsegu, vendar je prav ta biomasa igra pomembno vlogo v življenju ljudi. Upoštevajte, da so sekundarni organske šteje ločeno na vsakega trofičnega nivoja. Tako so vrste ekosistem produktivnosti razdelimo v dve skupini: primarni in sekundarni.

Razmerje primarne in sekundarne kovine

Kot ste lahko uganiti, je razmerje med biomaso in skupno maso rastlin, je relativno majhna. Tudi v džungli in močvirjih tej stopnji le redko presega oznako 6,5%. Bolj zelnate rastline v skupnosti, višja stopnja kopičenja organskih snovi ter večjo razliko.

Stopnja nastajanja in količine organskih snovi

Na splošno omejevanje hitrosti sinteze organskih snovi primarnega izvora v celoti odvisna od stanja fotosinteze aparata rastlin (PAR). Največja vrednost učinkovitosti fotosinteze, ki je bil dosežen v laboratoriju, je 12% PAR. V naravnih pogojih je vrednost 5% šteje za zelo visoko in praktično ne pride. Domneva se, da je vnos v svetovnem sončni svetlobi, ne presega 0,1%.

Porazdelitev primarne proizvodnje

Opozoriti je treba, da je produktivnost v naravnem ekosistemu - kos zelo neenakomerno po vsem planetu. Skupna teža vseh organskih snovi, ki tvori na površini vsako leto zemlji je reda velikosti 150-200 milijard ton. Se spomniš, kaj smo rekli o produktivnosti oceanov zgoraj? Torej, 2/3 te snovi oblikovana na kopnem! Zamislite si: velikan, ogromne količine hidrosfere obliki trikrat manj ekološko kot majhen kos zemlje, velik del, ki so puščavi!

Več kot 90% od akumuliranega organske snovi v taki ali drugačni obliki gre za živila heterotrofnih organizmov. Le majhen del sončne energije, shranjene v obliki humusa v tleh (kot tudi nafte in premoga, tvorba, ki je še danes). Na območju primarne proizvodnje dobičkov naše države, ki sega od 20 kg / ha (blizu Arktičnega oceana) do več kot 200 kg / ha na Kavkazu. V puščavskih območjih, ta vrednost ne presega 20 ° C / ha.

Načeloma, skoraj enak petih celinah našega svetovnega toplo intenzivnosti proizvodnje, skoraj: v Južni Ameriki vegetacijo nabira in krat pol večja suhe snovi, zaradi odličnih vremenskih pogojih. Tam produktivnost naravnih in umetnih ekosistemov največ.

To zagotavlja moč ljudem?

Približno 1,4 milijarde hektarov, so na površini našega planeta nasadov gojenih ga človek rastlin, ki nam dajejo s hrano. To je - približno 10% ekosistemov planeta. Nenavadno je, vendar samo polovico prejetih proizvodnje gre neposredno za prehrano ljudi. Vse ostalo se uporablja kot krma za živino in potrebe sektorja (a niso namenjene proizvodnji živil). Znanstveniki so že dolgo opozarjati alarm: produktivnost in biomasa ekosistemov našega planeta lahko zagotovijo več kot 50% potreb človeštva v proteinu. Preprosto povedano, polovica svetovnega prebivalstva živi v pogojih pomanjkanja kronične beljakovin.

Biocenoze-prvaki

Kot smo že povedali, se je največja produktivnost značilna ekvatorju gozdov. Samo pomislite: na en hektar ekološke skupnosti lahko zajema več kot 500 ton suhe snovi! In to ni omejitev. V Braziliji, na primer, en hektar gozda proizvaja med 1200 in 1500 ton (!) Organske snovi za eno leto! Samo pomislite: na kvadratni meter do dveh centov za ekološko! V tundri na istem območju, ki je nastala, ne več kot 12 m, in mediano trakovi gozdovi - v 400 m To aktivno uporabo živinorejskih kmetij v tistih delih :. Productivity umetnem ekosistemu na področju sladkornega trsa, ki se lahko nabirajo do 80 ton suhe snovi hektarjev poljščin nikjer drugje ne bodo mogli fizično. Vendar pa je nekoliko drugačen od svojih zalivih Orinoco, Mississippi, kot tudi nekatere območje Čada. Tukaj, za leto ekosistema "dal" do 300 ton materiala na hektar!

Rezultati

Zato je treba oceno produktivnosti treba opraviti prav na primarne snovi. Dejstvo, da so stranski proizvodi ne več kot 10% te vrednosti, njegova vrednost močno spreminja, in to je podrobnejša analiza tega kazalnika je preprosto nemogoče.