Bioloogiline ökosüsteemide tootlikkuse

Igal aastal on inimesed üha kahandab planeedi ressursse. See ei ole üllatav, et viimastel aastatel tohutu tähtsusega, et hinnata, kui palju ressursse saab anda konkreetse elukooslust. Täna, ökosüsteemi tootlikkus on oluline, kui valides meetodi korral, kui toodete arv, mida võib saada sõltub otseselt majanduslikku teostatavust tööd.

Siin on peamised küsimused, mida praegu silmitsi teadlased:

• Kui palju päikeseenergia on olemas ja kui palju on omaks taimed nagu seda mõõdetakse?
• Teatavat tüüpi ökosüsteemide kõrgeima tulemuslikkuse ja mis pakuvad kõige esmatootmisetapis?
• Mis tegurid piiravad mitmed põhitooted lokaalselt ja globaalselt?
• Mis on efektiivsuse mille energia muundatakse taimed?
• Mis vahe on assimilatsioon tõhususe, puhtama tootmise ja keskkonnamõju?
• Nagu ökosüsteemide erinevad suuruse või mahu biomassi kohta autotroofsetel organismide?
• Kui palju energiat on võimalik inimesi ja kui palju me kasutame?

Püüame vähemalt osaliselt vastata neile selles artiklis. Esiteks, ärgem tegeleda põhimõisteid. Seega tootlikkust ökosüsteem on protsess orgaaniliste ainete kuhjumist teatud määral. Mis organismide vastutavad selle töö?

Autotrophs ja Heterotroofid

Me teame, et mõned organismid on võimeline sünteesima orgaanilisi molekule anorgaanilistest lähteainete. Neid nimetatakse autotroofid, mis tähendab "self-söötmise". Tegelikult ökosüsteemide tootlikkuse sõltub just nende tegevust. Autotrophs nimetatakse ka esmastele tootjatele. Organismid, mis on võimelised tootma keerukaid orgaanilisi molekule lihtsatest anorgaaniliste ainete (vesi, CO2), kõige liigiga taimede, kuid samal võimeid valdusse mõned bakterid. Protsess, mille nad sünteesivad orgaanilist ainet, mida nimetatakse fotokeemiline sünteesi. Nagu see on lihtne mõista, nimest, fotosünteesi nõuab päikesevalgust.

Mainimata ei saa jätta Muide, tuntud chemosynthesis. Mõned Autotrophs peamiselt spetsialiseerunud bakterid, mis saab teisendada anorgaaniliste toitainete arvesse orgaaniliste ühenditega päikesevalguse juurdepääsu. On mitmeid rühmi ja chemosynthetic bakterid mere- ja magevee ja enamasti nad on leitud keskkondades rohkesti väävelvesinikku või väävlit. Nagu klorofülli taimede ja muude organismide võimeline fotokeemiline sünteesi, chemosynthetic organismide - autotroofid. Kuid tootlikkuse ökosüsteemi nimetatakse kõige aktiivsus taimestik, sest see on vastutav kogunemine rohkem kui 90% orgaanilist ainet. Chemosynthesis mängib ebaproportsionaalselt väiksem roll.

Samal ajal on paljud organismid võivad saada vajalikku energiat, kuid süüa teiste organismidega. Neid nimetatakse Heterotroofid. Põhimõtteliselt on nad kõik sama taimed (ka nemad "süüa" Orgaaniline valmis), loomad, bakterid, seened ja mikroorganismid. Heterotroofset nimetatakse ka "tarbijatele."

Roll taimede

Tavaliselt sõna "tootlikkus" antud juhul viitab taimede võimet salvestada teatud koguse orgaanilist ainet. Ja see ei ole üllatav, sest ainult taime organismide saab teisendada anorgaaniliste ainete orgaanilised. Ilma nendeta elu ise meie planeedil oleks võimatu ja seega tootlikkust ökosüsteemi peetakse sellest vaatepunktist. Üldiselt küsimus on väga lihtne: mis siis palju võib orgaanilise aine varuma taimed?

Mis elukooslus on kõige produktiivsemad?

Kummalisel kombel, kuid inimtegevusest elukooslus ei ole kõige produktiivsemad. Džunglisse, sood, džungel suur troopiliste jõgede selles osas nad on kaugel ees. Lisaks need elukooslus neutraliseerida tohutu toksilisi aineid, mille jällegi jagunevad milline inimtegevuse, samuti luua rohkem kui 70% hapnikku sisalduvad atmosfääri meie planeedil. Muide, paljudes õpikuid veel väidab, et kõige produktiivsemad "viljaaidaks" Maa on ookeanid. Kummalisel kombel, kuid see väide on väga kaugel tõest.

"Ocean paradoks"

Tead, mida võrrelda bioloogiline tootlikkus ökosüsteemi merede ja ookeanide? Mis semi-kõrbetes! Suurtes kogustes biomassi tingitud asjaolust, et see on vesi ruumid hõivata suure osa planeedi pinnast. Nii palju kordi ennustatud mereala kasutamisega peamise allikana toitaineid kogu inimkonna lähiaastatel, on vaevalt võimalik, sest majanduslikku teostatavust see on väga madal. Kuid madal efektiivsus seda tüüpi ökosüsteemi ei kahanda mingil tähtsust ookeanide elu kõikidele elusolenditele, nii et nad peavad olema kaitstud nagu põhjalikumat võimalikul viisil.

Modern keskkonnakaitsjad öelda, et võime põllumajandusmaa on kaugeltki ammendatud, ja tulevikus suudame neid saada rikkalikum saake. Special lootused on kinnitatud Euroopa riisipõldude, mis võib anda palju väärtuslikku orgaanilise aine tänu oma ainulaadsed omadused.

Basic informatsioon tootlikkuse bioloogiliste süsteemide

Üldiselt ökosüsteemi määratletakse tootlikkuse fotosünteesi ja orgaaniliste ainete kuhjumist antud biotsönoos. See orgaaniline mass, mis on loodud ajaühikus nimetatakse esmaseks tootmiseks. Seda väljendada kahel viisil: kas džaulides või kuivmassi taimed. Gross toote nimega selle maht loodud taim organismide konkreetse ajaühiku, konstantse kiirusega fotosünteesi. Tuleb meeles pidada, et mõned selle materjali läheb elu taimed ise. Ülejäänud siis orgaaniline - netto tootlikkuse ökosüsteemi. See tegemist toidu heterotroofset, mis sisaldavad sina ja mina.

Kas "ülempiiri" esmane tootmine?

Lühidalt on "jah". Võtame lühidalt pilk kuidas tõhus põhimõtteliselt fotosünteesi. Pea meeles, et intensiivsus päikesekiirguse jõudmist maapinnale, palju sõltub asukoht: Maksimaalne väljundvõimsus iseloomulik Ekvatoriaal tsooni. See vähendab eksponentsiaalselt kui me läheneme poolakad. Ligikaudu pool päikeseenergia peegeldunud jää, ookeanid või kõrbed imendub gaase atmosfääris. Näiteks atmosfääri osoonikiht neelab peaaegu kõik UV kiirguse! Ainult pool valgust, mis langeb lehed taimede kasutatakse fotosünteesi reaktsiooni. Nii et bioloogiline tootlikkus ökosüsteemide - tulemus konverteeriva tühise osa energia päike!

Mis on sekundaarne tootmine?

Seega teiseste toodete nimetatakse consuments kasvu (st kliendid) iga konkreetse aja jooksul. Muidugi, tootlikkuse ökosüsteemi sõltub neid palju vähem, kuid see on just see biomass mängib olulist rolli inimese elus. Pange tähele, et teisese orgaanilised loendati eraldi iga troofilise taseme. Seega, tootlikkus ökosüsteemi tüübid jagunevad kahte tüüpi: alg- ja.

Suhe Alg- ja tootmise

Nagu te võite arvata, suhe biomassi ja kogu taime mass on suhteliselt väike. Isegi džunglisse ja sood see määr ületab harva märk 6,5%. Mida rohkem rohttaimede kogukonnas, seda kõrgem määr orgaaniliste ainete kuhjumist ja seda suurem on lahknevus.

Moodustumise kiirust ja sisalduvate orgaaniliste ainete

Üldiselt piiratakse moodustumise kiirus orgaanilise aine esmase päritoluga täielikult sõltuv olekus Fotosünteesiaparaadi taimede (PAR). Maksimaalväärtus tõhusust fotosünteesi mis saavutati Laboris on 12% PAR. Looduslikes tingimustes väärtus 5% peetakse väga kõrge ja praktiliselt ei esine. Arvatakse, et imendumine maailmas päikesevalguse ei ületa 0,1%.

Jaotus esmatootmine

Tuleb märkida, et tootlikkuse loodusliku ökosüsteemi - tükk väga ebaühtlaselt planeedil. Kogukaal kõik orgaaniline aine, mis moodustab pinnale maa igal aastal on suurusjärgus 150-200 miljardit tonni. Pea meeles, mida me öelda tootlikkuse ookeanide eespool? Niisiis, 2/3 sellest moodustunud aine maal! Kujutlege: hiiglaslik, tohutu hulga hüdrosfääri kujul kolm korda vähem orgaanilisi kui tilluke tükk maad, suur osa neist on kõrbes!

Üle 90% akumuleerunud orgaanilise aine ühel või teisel kujul tegemist toidu heterotroofsed organismid. Ainult väike osa päikeseenergia salvestatud kujul mullahuumuse (samuti nafta ja kivisüsi, mille tekkimist on isegi täna). Territooriumil meie riigi esmane tootmine kasu alates 20 kg / ha (lähedal Jäämere) rohkem kui 200 kg / ha Kaukaasias. In kõrbes valdkondades, see väärtus ei ületa 20 c / ha.

Põhimõtteliselt praktiliselt identne viiel kontinendil meie maailma soe intensiivsust tootmise, peaaegu: Lõuna-Ameerika taimestik koguneb ja pool korda suurem kuivaine tänu suurepärasele ilmastikutingimused. Seal tootlikkuse looduslike ja tehislike ökosüsteemide maksimaalne.

See annab võimu rahvale?

Ligikaudu 1,4 miljardit hektarit on pinnal meie planeedi istandused kasvatab mees taimed, mis annavad meile oma toitu. See on - umbes 10% planeedi ökosüsteemidele. Kummalisel kombel, kuid ainult pool sai toodangust läheb otse inimtoiduks. Kõik ülejäänud kasutatakse loomasöödaks ja on sektori vajadused (mitte-toidu tootmise). Teadlased on ammu häirekellale: tootlikkust ja biomassi meie planeedi ökosüsteemide võib pakkuda mitte rohkem kui 50% vajadustele inimkonna valku. Lihtsamalt öeldes, pool maailma elanikkonnast elab Kroonilise valgudefitsiidi.

Biotsönoos-meistrid

Nagu juba öeldud, suurim tootlikkus iseloomustab Ekvatoriaal-metsad. Kujutage: ühel hektari ökoloogilise kogukond saab katta rohkem kui 500 tonni kuivaine! Ja see ei ole piiri. Brasiilias näiteks ühe hektari metsa toodab vahel 1200 ja 1500 tonni (!) Orgaanilise aine aastas! Kujutage: ruutmeetri kuni kaks tsentnerit orgaaniliste! Tundras kohta samas piirkonnas moodustub mitte rohkem kui 12 m ja keskmine riba metsa - jooksul 400 m See aktiivselt kasutada karjakasvatusettevõtetest nendes osades :. Tootlikkus kunstliku ökosüsteemi valdkonnas suhkruroo, mis võib koguneda kuni 80 tonni kuivainet hektarit põllukultuure kusagil mujal ei ole võimalik füüsiliselt. Kuid veidi erinev nende lahed Orinoco, Mississippi, samuti mõned ala Tšaadis. Siin aasta ökosüsteemi "anna" kuni 300 tonni materjali hektari!

tulemused

Seega tootlikkuse hindamine tuleks läbi viia just esmane aine. Asjaolu, et teiseste toodete ei ole rohkem kui 10% sellest väärtusest, selle väärtus on väga erinev, ja nii teha üksikasjalik analüüs on see näitaja on lihtsalt võimatu.