Биолошка продуктивност на екосистемите

Секоја година луѓето се повеќе се исцрпува ресурсите на планетата. Тоа не е чудно што во последниве години огромно значење за да се процени колку ресурси може да се даде одредена biocoenosis. Денес, продуктивноста екосистем е од клучно значење при изборот на начинот на управување, како и бројот на производи кои можат да се добијат директно зависи работата економската оправданост.

Тука се главните прашања кои се во моментов се соочува научници:

• Колку сончевата енергија е на располагање и колку е асимилиран од растенија како што се мери?
• Во некои видови на екосистеми е највисоки перформанси и кои обезбедуваат поголемиот дел од примарното производство?
• Кои фактори го ограничуваат бројот на примарните производи на локално и на глобално ниво?
• Што е ефикасноста со која енергија се претвора од страна на растенијата?
• Која е разликата помеѓу ефикасноста на асимилација, почисто производство и на животната средина?
• Како екосистеми се разликуваат во износот или волумен на биомаса на autotrophic организми?
• Колку енергија е на располагање на луѓето и колку ние ги користиме?

Ние ќе се обиде да одговори на нив барем делумно во овој член. Прво, да се справи со основните концепти. Така, на продуктивноста на екосистемот е процес на акумулација на органска материја, до одреден степен. Што организми се надлежни за оваа работа?

Autotrophs и heterotrophs

Знаеме дека некои микроорганизми се способни да се синтетизираат органски молекули од неоргански прекурзори. Тие се нарекуваат autotrophs, што значи "само-хранење". Всушност, продуктивност на екосистемите зависи токму од нивните активности. Autotrophs исто така се нарекува примарните производители. Организми, кои се способни за производство на комплексни органски молекули од едноставни неоргански материи (вода, CO2), од кои повеќето припаѓаат на класата на растенија, но истите способности кои ги поседува некои бактерии. Процесот со кој тие се синтетизираат органска материја, наречен фотохемиски синтеза. Како што е лесно да се разбере од името, фотосинтеза бара сончева светлина.

Ние треба да се спомене начин, познат како chemosynthesis. Некои autotrophs главно специјализирани бактерии кои може да се конвертира неоргански хранливи материи во органски соединенија кои немаат пристап сончева светлина. Постојат неколку групи на chemosynthetic бактерии во морето и свежа вода, и најчесто се наоѓаат во средини со висока содржина на водород сулфид или сулфур. Како хлорофил растенија и други организми способен фотохемиски синтеза, chemosynthetic организми - autotrophs. Сепак, продуктивноста на екосистемот нарекува повеќето активност на вегетацијата, бидејќи таа е одговорна за акумулација на повеќе од 90% органска материја. Chemosynthesis игра несразмерно помала улога.

Во меѓувреме, многу организми можат да ги добијат потребните енергија, но јадење други организми. Тие се нарекуваат heterotrophs. Во принцип, тие се сите исти растенија (тие, исто така, "јадат" органски подготвени), животни, бактерии, габи и микроорганизми. Хетеротрофни, исто така, се нарекува "потрошувачите."

Улогата на растенија

Типично, зборот "продуктивност" во овој случај се однесува на способноста на растенијата да се складира одредена количина на органска материја. И ова не е изненадувачки, бидејќи само растителни организми може да се конвертира неоргански материи во органски. Без нив, самиот живот на нашата планета ќе биде невозможно, а со тоа и на продуктивноста на екосистемот се смета од оваа перспектива. Во принцип, на прашањето е многу едноставен: па што многу на органска материја може да акции растенија?

Што biocenoses се најпродуктивните?

Чудно е доволно, но вештачки biocenoses не се најпродуктивните. Џунглите, мочуришта, џунгла голем тропските реки во таа смисла, тие се далеку напред. Покрај тоа, овие biocenoses неутрализира огромна количина на токсични материи, кои уште еднаш, да падне во природата на човечките активности, како и генерирање на повеќе од 70% од кислородот содржани во атмосферата на нашата планета. Патем, во многу учебници уште тврди дека најпродуктивниот "житница" на Земјата се океаните. Чудно е доволно, но оваа изјава е многу далеку од вистината.

"Океан парадокс"

Знаете, се во споредба со биолошка продуктивност на екосистемот на морињата и океаните? Со полупустини! Големи количини на биомаса се должи на фактот дека тоа е вода простори заземаат голем дел од површината на планетата. Толку многу пати на предвидена употреба на морето, како главен извор на хранливи материи за целото човештво и во наредните години, тоа е тешко возможно, бидејќи економската оправданост на оваа е многу ниска. Сепак, ниската ефикасност на овој тип на екосистемот во никој случај не ја намалува важноста на океаните за живот на сите живи суштества, па тие треба да бидат заштитени како е можно повеќе темелно начин.

Модерни еколозите велат дека капацитетот на земјоделско земјиште е далеку од исцрпен, и во иднина ќе бидат во можност да ги добиете повеќе богати жетви. Специјални надежи се закачени на оризови полиња, која може да обезбеди богатство од вредни органска материја, поради неговите уникатни карактеристики.

Основни информации за продуктивноста на биолошките системи

Во принцип, на екосистемот е дефинирана стапка на продуктивност на фотосинтеза и на акумулацијата на органска материја во даден биоценози. Тоа органска маса, која е создадена по единица време се нарекува примарно производство. Да го изразат тоа на два начина: или во џули или во сувата маса на растенијата. Бруто-производ наречен неговиот волумен создадена растителни организми за одредена единица на време, на константна стапка на фотосинтеза. Треба да се запомни дека некои од овој материјал ќе одат за животот на самите растенија. Остатокот потоа органски - нето основни продуктивноста на екосистемот. Дека станува збор за храна хетеротрофни, која и ме вклучат.

Дали постои "горна граница" примарно производство?

Во мало, на "Да." Ајде да ги краток поглед на тоа како ефикасно, во принцип, процесот на фотосинтеза. Запомнете дека интензитетот на сончевото зрачење достигнува површината на земјата, многу зависи од локација: максимална излезна моќност карактеристика на екваторијалната зона. Тоа го намалува експоненцијално како што се доближуваме на столбови. Околу половина од сончевата енергија се гледа од мраз, снег, океаните или пустините, се апсорбира гасови во атмосферата. На пример, атмосферски озонската обвивка го апсорбира речиси сите УВ зрачење! Само половина од светлина што паѓа на листовите на растенијата се користи во реакцијата на фотосинтеза. Така што на биолошка продуктивност на екосистемите - резултат на конвертирање на незначителен дел од енергијата на сонцето!

Што е секундарно производство?

Соодветно на тоа, средно производи наречена раст consuments (на пример, корисници) за секој посебен период на време. Се разбира, продуктивноста на екосистем зависи од нив во многу помал степен, но тоа е токму тоа биомаса игра важна улога во животот на човекот. Имајте на ум дека средно органски беа пресметани одделно во секој трофични ниво. Така, типови екосистеми продуктивноста се подели во два вида: основно и средно.

На сооднос на примарни и секундарни производство

Како што може да се погоди, односот на биомаса и вкупно фабрика маса е релативно мал. Дури и во џунглите и мочуришта на оваа стапка ретко надминува марка од 6,5%. Повеќе тревни растенија во заедницата, повисока стапка на акумулација на органска материја и е поголема разликата.

Стапката на формирање и износот на органски материи

Генерално ограничување на стапката на формирање на органска материја основно потекло целосно зависни од состојбата на photosynthetic апарат на растенија (РЈА). Максималната вредност на ефикасноста на фотосинтеза, кој беше постигнат во лабораторија, е 12% од РЈА. Во природни услови, во вредност од 5% се смета за многу висока и практично не се случи. Се верува дека навлегувањето во светот сончева светлина не надминува 0,1%.

Дистрибуцијата на примарното производство

Треба да се напомене дека на продуктивноста на природен екосистем - парче многу нерамномерно на целата планета. Вкупната тежина на сите органски супстанција која се формира на површината на Земјата секоја година е од редот на 150-200 милијарди тони. Запомни она што го кажавме за продуктивноста на океаните погоре? Значи, 2/3 од оваа супстанца се формира на земјата! Замислете: гигант, огромни количини на хидросферата форма три пати помалку органски од мали парче земја, голем дел од нив се пустината!

Повеќе од 90% од акумулираните органски друго прашање во една форма или збор за храна хетеротрофни организми. Само мал дел од сончевата енергија се чуваат во форма на почвата хумус (како и за нафта и јаглен, формирање на која и денес). На територијата на примарно производство придобивки на нашата земја кои се движат од 20 кг / ха (во близина на Арктичкиот Океан) на повеќе од 200 кг / ха во Кавказ. Во пустината области, оваа вредност да не надминува 20 c / ха.

Во принцип, речиси идентична со пет континенти на нашиот свет топло интензитет на производство, речиси: во Јужна Америка вегетација се акумулира и пол пати поголема сува материја, се должи на одлични климатски услови. Постојат продуктивноста на природни и вештачки екосистеми максимум.

Тоа обезбедува енергија на луѓето?

Околу 1,4 милијарди хектари се наоѓаат на површината на нашата планета плантажи се одгледува од страна на човекот растенија, кои ни даваат со вашата храна. Тоа е - околу 10% од екосистеми на планетата. Чудно е доволно, но само половина добиле производство оди директно за исхрана на луѓето. Сите останати се користи како храна за добитокот и е на потребите на секторот (не-производство на храна). Научниците долго време се слуша аларм: продуктивноста и биомаса на екосистемите на планетава може да обезбеди не повеќе од 50% од потребите на човештвото во протеини. Едноставно кажано, половина од населението во светот живее во услови на хроничен недостаток на протеини.

Биоценози-шампиони

Како што веќе рековме, најголема продуктивност се одликуваат со екваторијалниот шуми. Само помислете: на еден хектар на еколошката заедница може да ги покрие повеќе од 500 тони сува материја! И ова не е граница. Во Бразил, на пример, еден хектар шума произведува помеѓу 1.200 и 1.500 тони (!) На органска материја за една година! Само помислете: метар квадратен до два квинтали на органски! Во тундра на иста област е формирана не повеќе од 12 метри, и средна лента шуми - во рамките на 400 м Ова активно користење на сточарските фарми во оние делови :. Продуктивноста вештачки екосистем во областа на шеќерна трска, која може да се акумулира до 80 тони сува материја хектари посеви никаде на друго место нема да биде во можност да се физички. Сепак, малку се разликува од своите заливи Ориноко, Мисисипи, како и некои областа на Чад. Еве, за година на екосистемот "даде" до 300 тони материјал по хектар!

резултати

Така, проценката на продуктивноста треба да се врши токму на примарна супстанција. Фактот дека средното производи не е повеќе од 10% од оваа вредност, неговата вредност варира во голема мера, и така се направи детална анализа на овој индикатор е едноставно невозможно.