Il-produttività bijoloġika ta 'l-ekosistema

Kull sena, il-bniedem jeżawrixxi r-riżorsi tal-pjaneta dejjem aktar. Mhuwiex sorprendenti li f'dawn l-aħħar snin, l-istima ta 'kemm ir-riżorsi li tista' tagħti bijoċenosi partikolari hija ta 'importanza kbira. Illum, il-produttività tal-ekosistema hija ta 'importanza deċiżiva meta tagħżel il-metodu ta' ġestjoni, minħabba li l-validità ekonomika tax-xogħol tiddependi direttament fuq il-kwantità ta 'prodotti li jistgħu jinkisbu.

Hawn huma l-kwistjonijiet ewlenin li llum qed jiffaċċjaw ix-xjentisti:

• Kemm hi disponibbli enerġija solari u kemm hi assimilata mill-pjanti, kif titkejjel?
• Liema tipi ta 'ekosistemi għandhom l-ogħla produttività u li jipproduċu l-aktar prodotti primarji?
• Liema fatturi jillimitaw in - numru ta 'prodotti primarji lokalment u madwar id-dinja?
• X'inhi l-effiċjenza li biha l-enerġija tittrasforma l-pjanti?
• X'inhuma d-differenzi bejn l-effiċjenza ta 'assimilazzjoni, il-produzzjoni netta u l-prestazzjoni ambjentali?
• Kif jagħmlu l-ekosistemi differenti fl-ammont ta 'bijomassa jew fil-volum ta' organiżmi awtotrofiċi?
• Kemm hemm enerġija disponibbli lin-nies u kemm nużaw?

Se nippruvaw ngħidu li parzjalment inwieġbuhom fil-qafas ta 'dan l-artikolu. L-ewwel, ser nindirizzaw il-kunċetti bażiċi. Għalhekk, il-produttività ta 'ekosistema hija l-proċess ta' akkumulazzjoni ta 'materja organika f'ċertu volum. Liema organiżmi huma responsabbli għal dan ix-xogħol?

Awotrofiti u eterootrofi

Aħna nafu li xi organiżmi huma kapaċi li sintetizzati molekuli organiċi minn prekursuri inorganiċi. Huma jissejħu autotrophs, li jfisser "awto-għalf". Fil-fatt, il-produttività tal-ekosistemi tiddependi fuq l-attivitajiet tagħhom. L-awtotrofiji jissejħu wkoll bħala produtturi primarji. L-organiżmi li jistgħu jipproduċu molekuli organiċi kumplessi minn sustanzi inorganiċi sempliċi (ilma, CO2), ħafna drabi jappartjenu għall-klassi ta 'pjanti, iżda xi batterji għandhom l-istess abbiltajiet. Il-proċess li bih is-sintesi tal-materja organika jissejjaħ sintesi fotokimika. Peress li mhuwiex diffiċli li wieħed jifhem mit-titlu, il-fotosintesi teħtieġ il-preżenza tad-dawl tax-xemx.

Għandna bżonn ukoll li nsemmu t-triq magħrufa bħala chemosynthesis. Xi autotrophs, prinċipalment batterji speċjalizzati, jistgħu jikkonvertu n-nutrijenti inorganiċi f'komposti organiċi mingħajr aċċess għad-dawl tax-xemx. Hemm diversi gruppi ta ' batterji kemosintetiċi fil-baħar u fl-ilma ħelu, u spiss jinstabu f'ambjenti b'kontenut għoli ta' sulfid ta 'l-idroġenu jew kubrit. Bħall-pjanti li jġorru l-klorofilla u organiżmi oħra kapaċi għal sintesi fotokimika, l-organiżmi kemosintetiċi huma awtotrofiċi. Madankollu, il-produttività tal-ekosistema hija aktar probabbli l-attività tal-veġetazzjoni, peress li hija responsabbli għall-akkumulazzjoni ta 'aktar minn 90% tal-materja organika. Il-kemosintesi għandha rwol iżgħar wisq f'dan.

Sadanittant, ħafna organiżmi jistgħu jirċievu l-enerġija meħtieġa, biss billi jieklu organiżmi oħra. Huma jissejħu heterotrophs. Fil-prinċipju, huma kollha l-istess pjanti (huma wkoll "jieklu" l-materjal organiku lest), annimali, mikrobi, fungi u mikroorganiżmi. L-eterootrofi jissejħu wkoll "konsumaturi".

Ir-rwol tal-pjanti

Bħala regola, il-kelma "produttività" f'dan il-każ tfisser il-ħila tal-pjanti li jaħżnu ċertu ammont ta 'materja organika. U dan mhux sorprendenti, peress li organiżmi tal-pjanti biss jistgħu jikkonvertu s-sustanzi inorganiċi f'sustanzi organiċi. Mingħajr minnhom, il-ħajja fuq il-pjaneta tagħna tkun impossibbli, u għalhekk il-produttività tal-ekosistema titqies minn din il-pożizzjoni. B'mod ġenerali, il-mistoqsija titpoġġa b'mod sempliċi ħafna: kemm tista 'taħżen il-pjanti tal-massa tal-materja organika?

Liema bijokenosi huma l-aktar produttivi?

Stramba kif jista 'jidher, il-bijokenosi magħmula mill-bniedem għadhom' l bogħod milli jkunu l-aktar produttivi. Il-ġungla, ix-xtut, u l-ġonna selvaġġi ta 'xmajjar tropikali kbar jinsabu' l quddiem ħafna f'dan ir-rigward. Barra minn hekk, huma dawn il-bijoċeni li jinnewtralizzaw ammont kbir ta 'sustanzi tossiċi, li, għal darb'oħra, jaqgħu fin-natura bħala riżultat tal-attività tal-bniedem, u jipproduċu wkoll aktar minn 70% tal-ossiġnu li jinsab fl-atmosfera tal-pjaneta tagħna. Mill-mod, bosta kotba għadhom jiddikjaraw li l-aktar "breadbasket" produttiv huma l-oċeani tad-Dinja. Stramba biżżejjed, din id-dikjarazzjoni hija 'l bogħod ħafna mill-verità.

"Paradoss Oċeaniku"

Taf b'liema paragun il-produttività bijoloġika ta 'l-ekosistemi ta' l-ibħra u l-oċeani? Ma 'semi-deżerti! Ammonti kbar ta 'bijomassa huma spjegati mill-fatt li huma spazji tal-ilma li jokkupaw ħafna mill-wiċċ tal-pjaneta. Għalhekk, l-użu mbassar ripetutament tal-ibħra bħala s-sors ewlieni ta 'nutrijenti għall-bniedem kollu fis-snin li ġejjin ftit huwa possibbli, peress li l-ġustifikazzjoni ekonomika għal dan hija estremament baxxa. Madankollu, il-produttività baxxa ta 'ekosistemi ta' dan it-tip bl-ebda mod ma tnaqqas mill-importanza tal-oċeani għall-ħajja tal-ħlejjaq kollha, u għalhekk jeħtieġ li jiġu mgħassa kemm jista 'jkun b'attenzjoni.

L-ekoloġisti moderni jgħidu li l-possibilitajiet ta 'art agrikola għadhom ma ġewx eżawriti u fil-ġejjieni se nkunu nistgħu nagħmlu ħsad aktar abbundanti minnhom. Jistghu spećjali jitpoğğew fuq oqsma tar-ross, li jistghu jaghtu ammont kbir ta 'materjal organiku ta' valur minhabba l-karatteristići unići taghhom.

Informazzjoni bażika dwar il-produttività tas-sistemi bijoloġiċi

B'mod ġenerali, il-produttività tal-ekosistema hija ddeterminata mill-veloċità tal-fotosintesi u l-akkumulazzjoni ta 'sustanzi organiċi f'bijoċenjożi partikolari. Dik il-massa ta 'materja organika, li tinħoloq għal kull unità ta' ħin, tissejjaħ produzzjoni primarja. Jista 'jiġi espress f'żewġ modi: jew f'Joules, jew f'piż xott ta' pjanti. Il-produzzjoni grossa hija l-volum tagħha, maħluqa minn organiżmi tal-pjanti għal ċertu unità ta 'ħin, b'rata kostanti ta' fotosinteżi. Wieħed għandu jiftakar li parti minn din is-sustanza tmur għall-attività vitali tal-pjanti nfushom. L-organiċi li jifdal huma l-produttività primarja netta tal-ekosistema. Hija hi li tgħin l-eterotrofi, inkluż magħna.

Hemm "limitu massimu" ta 'prodotti primarji?

Fil-qosor, iva. Ejjew nikkunsidraw fil-qosor kif, fil-prinċipju, il- proċess tal-fotosintesi huwa effettiv . Ifakkar li l-intensità tar-radjazzjoni solari li tilħaq il-wiċċ tad-dinja tiddependi ħafna fuq il-post: il-produzzjoni massima tal-enerġija hija karatteristika għaż-żoni ekwatorjali. Dan jonqos b'mod esponenzjali meta nersqu lejn il-poli. Madwar nofs l-enerġija solari hija riflessa minn silġ, borra, oċeani jew deżerti, hija assorbita minn gassijiet fl-atmosfera. Pereżempju, is-saff tal-ożonu tal-atmosfera jassorbi kważi r-radjazzjoni ultravjola kollha! Half biss id-dawl li jaqa 'fuq il-weraq tal-pjanti jintuża fir-reazzjoni fotosintetika. Allura l-produttività bijoloġika tal-ekosistemi hija r-riżultat tat-trasformazzjoni ta 'parti insinifikanti tal-enerġija tax-xemx!

X'inhi l-produzzjoni sekondarja?

Għaldaqstant, il-produzzjoni sekondarja tissejjaħ iż-żieda tal-konsumaturi (jiġifieri l-konsumaturi) għal ċertu perjodu ta 'żmien. Naturalment, il-produttività tal-ekosistema tiddependi minnhom fuq livell ħafna inqas, iżda din il-bijomassa għandha rwol kruċjali fil-ħajja tal-bniedem. Ta 'min jinnota li l-materja organika sekondarja hija magħduda separatament f'kull livell trofiku. Għalhekk, it-tipi ta 'produttività tal-ekosistema huma maqsuma f'żewġ tipi: primarja u sekondarja.

Proporzjon ta 'prodotti primarji u sekondarji

Kif tista 'raden, il-proporzjon tal-bijomassa u l-massa totali tal-pjanti huwa relattivament żgħir. Anki fil-ġungla u l-swamps, dan l-indikatur rarament jaqbeż il-livell ta '6.5%. L-aktar impjanti tal-ħaxix fil-komunità, iktar ikun għoli r-rata ta 'akkumulazzjoni ta' materja organika u aktar tkun id-diskrepanza.

Fuq ir-rata u l-volum ta 'formazzjoni ta' sustanzi organiċi

B'mod ġenerali, ir-rata li tillimita l-formazzjoni ta 'materja organika ta' oriġini primarja hija kompletament dipendenti fuq l-istat tal-apparat fotosintetiku tal-pjanti (FAP). Il-valur massimu tal-effiċjenza fotosintetika, li nkiseb fil-laboratorju, huwa 12% tal-valur tal-fage. Taħt kondizzjonijiet naturali, valur ta '5% huwa meqjus estremament għoli u prattikament ma jseħħx. Huwa maħsub li fid-Dinja l-assorbiment tad-dawl tax-xemx ma jaqbiżx 0.1%.

Distribuzzjoni ta 'prodotti primarji

Ta 'min jinnota li l-produttività tal-ekosistema naturali hija ferm irregolari madwar il-pjaneta. Il-massa totali tal-materja organika kollha, li hija ffurmata kull sena fuq il-wiċċ tad-Dinja, hija madwar 150-200 biljun tunnellata. Ftakar li tkellimna dwar il-produttività ta 'l-oċeani ta' hawn fuq? Allura, 2/3 ta 'din is-sustanza hija ffurmata fuq l-art! Immaġina: il-volumi ġganti u inkredibbli tal-idrosfera jiffurmaw tliet darbiet anqas organiċi mill-parti l-baxxa tal-art, li ħafna minnhom huma deżert!

Aktar minn 90% tal-materja organika akkumulata f'xi forma jew oħra tmur għall-ikel għal organiżmi eterotrofi. Parti insinifikanti biss tal-enerġija solari tinħażen f'forma ta 'ħumus tal-ħamrija (kif ukoll żejt u faħam, li l-formazzjoni tagħhom hija saħansitra llum). Fit-territorju ta 'pajjiżna, iż-żieda fil-produzzjoni bijoloġika primarja tvarja minn 20 ċ / ettaru (ħdejn l-Oċean Artiku) għal aktar minn 200 ċ / ettaru fil-Kawkasu. Fiż-żoni tad-deżert, dan il-valur ma jaqbiżx l-20 q / ettaru.

Fil-prinċipju, fuq il-ħames kontinenti sħun tad-dinja tagħna, l-intensità tal-produzzjoni prattikament ma tvarjax, kważi: fl-Amerika t'Isfel, il-veġetazzjoni takkumula ħinijiet u nofs aktar minn materja niexfa, minħabba kundizzjonijiet klimatiċi eċċellenti. Hemm il-produttività ta 'ekosistemi naturali u artifiċjali hija massima.

Liema jipprovdi ikel għan-nies?

Madwar 1.4 biljun ettaru jokkupaw fuq il-wiċċ tal-pjantaġġuni tal-pjaneta tagħna ta 'pjanti kkultivati, li jagħtuna l-ikel. Dan huwa madwar 10% tal-ekosistemi kollha tal-pjaneta. Stramba kif jista 'jidher, nofs biss tal-produzzjoni tmur direttament għall-ikel tan-nies. Il-bqija kollha jintuża bħala ikel għall-annimali domestiċi u jmur għall-ħtiġijiet tal-produzzjoni industrijali (mhux relatati mal-produzzjoni tal-ikel). Ix-xjentisti ilhom ħafna allarmat: il-produttività u l-bijomassa ta 'l-ekosistemi tal-pjaneta tagħna jistgħu jipprovdu mhux aktar minn 50% tal-ħtiġijiet ta' l-umanità fil-proteina. Fi kliem sempliċi, nofs il-popolazzjoni tad-dinja tgħix f'kundizzjonijiet ta 'ġuħ ta' proteini kroniċi.

Detenturi tar-rekord ta 'biokenożi

Kif diġà rajna, il-foresti ekwatorjali huma l-aktar produttivi. Aħseb ftit: ettaru ta 'din il-bijokenosi jista' jkun responsabbli għal aktar minn 500 tunnellata ta 'materjal niexef! U dan mhux il-limitu. Fil-Brażil, pereżempju, ettaru ta 'foresta jipproduċi minn 1200 sa 1500 tunnellata (!) Ta' materja organika kull sena! Aħseb dwarha biss: hemm sa żewġ centners ta 'materja organika għal kull metru kwadru! Fil-tundra, mhux aktar minn 12-il tunnellata huma ffurmati fl-istess żona, u fil-foresti taċ-ċinturin tan-nofs, fi 400 tunnellata. Dan jintuża b'mod attiv minn azjendi agrikoli f'dawk ir-reġjuni: il-produttività ta 'ekosistema artifiċjali f'forma ta' qasam ta 'kanella taz-zokkor, li jistgħu jakkumulaw sa 80 tunnellata ta' Hectare, imkien ieħor qtugħ bħal dan ma jistax jingħata fiżikament. Madankollu, l-Orinoco, Mississippi, u xi żoni taċ-Ċad huma kemmxejn differenti minnhom. Hawnhekk fis-sena l-ekosistemi "jagħtu" sa 300 tunnellata ta 'sustanza kull ettaru!

Riżultati

Għalhekk, l-evalwazzjoni tal-produttività għandha titwettaq fuq il-bażi tas-sustanza primarja. Il-fatt hu li l-produzzjoni sekondarja mhix iktar minn 10% ta 'dan il-valur, il-valur tagħha jvarja ħafna, u għalhekk huwa sempliċement impossibbli li ssir analiżi dettaljata ta' dan l-indikatur.