La productivitat biològica dels ecosistemes

Cada any la gent està cada vegada esgota els recursos del planeta. No és d'estranyar que en els últims anys una importància enorme per avaluar quants recursos poden donar una biocenosi en particular. Avui en dia, la productivitat de l'ecosistema és crucial a l'hora de triar el mètode de gestió, com el nombre de productes que es pot obtenir depèn directament dels treballs de factibilitat econòmica.

Aquestes són les principals qüestions que s'enfronten actualment els científics:

• La quantitat d'energia solar està disponible i quant és assimilat per les plantes, ja que es mesura?
• En alguns tipus d'ecosistemes és el més alt rendiment i els que proporcionen la major part de la producció primària?
• Què factors limiten el nombre de productes primaris a nivell local i global?
• Què és l'eficiència amb la qual l'energia és convertida per les plantes?
• Quina és la diferència entre l'eficiència d'assimilació, producció més neta i l'acompliment ambiental?
• A mesura que els ecosistemes difereixen en la quantitat o volum de la biomassa dels organismes autòtrofs?
• Quanta energia està disponible per a les persones i quant fem servir?

Anem a tractar de respondre almenys parcialment en aquest article. En primer lloc, anem a tractar amb els conceptes bàsics. Per tant, la productivitat de l'ecosistema és el procés d'acumulació de matèria orgànica en certa mesura. Quins organismes són responsables d'aquest treball?

Autòtrofs i heteròtrofs

Sabem que alguns organismes són capaços de sintetitzar molècules orgàniques a partir de precursors inorgànics. Es diuen autòtrofs, que significa "auto-alimentació". De fet, la productivitat dels ecosistemes depèn precisament de les seves activitats. Els autòtrofs també es van referir als productors primaris. Els organismes que són capaços de produir molècules orgàniques complexes a partir de substàncies simples inorgànics (aigua, CO2), la majoria pertanyen a la classe de les plantes, però les mateixes habilitats posseïts per alguns bacteris. El procés pel qual es sintetitzen matèria orgànica, anomenada síntesi fotoquímica. Com és fàcil d'entendre pel nom, la fotosíntesi requereix de llum solar.

També cal esmentar la forma, coneguda com la quimiosíntesi. Alguns autòtrofs bacteris que poden convertir inorgànics especialitzats principalment nutrients en compostos orgànics sense accés llum del sol. Hi ha diversos grups de bacteris quimiosintètics al mar i aigua dolça, i més sovint es troben en entorns amb un alt contingut de sulfur d'hidrogen o sofre. Com plantes de clorofil·la i altres organismes capaços de síntesi fotoquímica, organismes quimiosintètics - autòtrofs. No obstant això, la productivitat de l'ecosistema crida l'majoria de l'activitat de la vegetació, ja que és responsable de l'acumulació de matèria orgànica més del 90%. Quimiosíntesis juga un paper desproporcionadament petit.

Mentrestant, molts organismes poden obtenir l'energia necessària, però el consum d'altres organismes. Són anomenats heteròtrofs. En principi, tots ells són les mateixes plantes (també "menjar" orgànics llest), animals, bacteris, fongs i microorganismes. Heteròtrofs també es coneix com "consumidors".

El paper de les plantes

Típicament, la paraula "productivitat" en aquest cas es refereix a la capacitat de les plantes per emmagatzemar una certa quantitat de matèria orgànica. I això no és sorprenent, ja que només els organismes vegetals es poden transformar substàncies inorgàniques en orgàniques. Sense ells, la vida mateixa en el nostre planeta seria impossible, i per tant la productivitat de l'ecosistema es considera des d'aquest punt de vista. En general, la qüestió és molt simple: així que el que una gran quantitat de matèria orgànica pot proveir-se de les plantes?

El biocenosi són els més productius?

Per estrany que sembli, però l'home no biocenosi són els més productius. Selvas, pantans, selva grans rius tropicals en aquest sentit són molt per davant. A més, aquests biocenosi neutralitzen enorme quantitat de substàncies tòxiques que, un cop més, cauen en la naturalesa de les activitats humanes, així com generen més de 70% de l'oxigen contingut en l'atmosfera del nostre planeta. Per cert, en molts llibres de text encara sosté que els més productius "graner" de la Terra són els oceans. Per estrany que sembli, però aquesta afirmació és molt lluny de la veritat.

"Paradoxa de l'oceà"

Ja saps, que es comparen amb la productivitat biològica de l'ecosistema dels mars i oceans? Amb els semi-deserts! Grans quantitats de la biomassa a causa del fet que es tracta d'espais d'aigua ocupen una gran part de la superfície del planeta. Així que moltes vegades l'ús previst de la mar com la principal font de nutrients per al conjunt de la humanitat en els propers anys, és gairebé impossible, ja que la viabilitat econòmica d'aquesta és molt baixa. No obstant això, la baixa eficiència d'aquest tipus d'ecosistemes de cap manera disminueix la importància dels oceans per a la vida de tots els éssers vius, per la qual cosa necessiten ser protegits com una forma més completa possible.

ecologistes moderns diuen que la capacitat de la terra agrícola està lluny d'esgotar-, i que en el futur seran capaços de rebre'ls collites més abundants. esperances especials estan posades en els camps d'arròs, que poden proporcionar una gran quantitat de matèria orgànica valuosa per les seves característiques úniques.

Dades bàsiques de la productivitat dels sistemes biològics

En general, l'ecosistema es defineix taxa de productivitat de la fotosíntesi i l'acumulació de matèria orgànica en una biocenosi donat. Aquesta massa orgànica, que es crea per unitat de temps s'anomena la producció primària. Per expressar de dues maneres: ja sigui en Joules o en pes sec de les plantes. producte brut crida el seu volum creat organismes vegetals per a una unitat de temps específic, a una velocitat constant de la fotosíntesi. Cal recordar que part d'aquest material anirà en la vida de les plantes mateixes. A continuació, la resta orgànic - la productivitat primària neta de l'ecosistema. Que es tracta d'aliments heteròtrofs, que inclou a tu ia mi.

Hi ha un "límit superior" producció primària?

En poques paraules, el "sí". Anem a fer una breu ullada a l'eficàcia, en principi, el procés de la fotosíntesi. Recordeu que la intensitat de la radiació solar que arriba a la superfície de la terra, molt depèn de la ubicació: La característica màxima potència de sortida de la zona equatorial. Disminueix exponencialment a mesura que ens acostem als pols. Aproximadament la meitat de l'energia solar reflectida per gel, neu, oceans o deserts, absorbeix els gasos a l'atmosfera. Per exemple, la capa d'ozó de l'atmosfera absorbeix gairebé tota la radiació UV! Només la meitat de la llum que cau en les fulles de les plantes utilitzades en la reacció de la fotosíntesi. Pel que la productivitat biològica dels ecosistemes - el resultat de la conversió d'una part insignificant de l'energia del sol!

Què és una producció secundària?

En conseqüència, els productes secundaris crida creixement consuments (és a dir, clients) per a qualsevol període de temps particular. Per descomptat, la productivitat de l'ecosistema depèn d'ells en un grau molt menor, però és precisament aquesta biomassa juga un paper important en la vida humana. Recordeu que els orgànics secundaris es van explicar per separat en cada nivell tròfic. Per tant, els tipus d'ecosistemes productivitat es divideixen en dos tipus: primària i secundària.

La relació de la producció primària i secundària

Com es pot endevinar, la proporció de la biomassa i la massa total de la planta és relativament petita. Fins i tot en les selves i pantans d'aquesta taxa freqüent que excedeixi del 6,5%. Les plantes més herbàcies en la comunitat, més gran és la taxa d'acumulació de matèria orgànica i la més gran és la discrepància.

La velocitat de formació i la quantitat de substàncies orgàniques

Generalment la limitació de la velocitat de formació d'origen primari matèria orgànica depèn completament sobre l'estat de l'aparell fotosintètic de les plantes (PAR). El valor màxim de l'eficiència de la fotosíntesi, que es va aconseguir al laboratori, és 12% de la PAR. En condicions naturals, el valor del 5% es considera molt alta i pràcticament no es produeix. Es creu que l'absorció de la llum del sol món no excedeixi del 0,1%.

La distribució de la producció primària

Cal assenyalar que la productivitat dels ecosistemes naturals - una peça de forma molt desigual a tot el planeta. El pes total de tota la substància orgànica que es forma sobre la superfície de la terra cada any és de l'ordre de 150-200 mil milions de tonas. Recorda el que vam dir sobre la productivitat dels oceans anteriors? Així, 2/3 d'aquesta substància formada sobre la terra! Imagineu: gegants, enormes quantitats de forma hidrosfera tres vegades menys orgànica que la petita porció de terra, una gran part dels quals són desert!

Més del 90% de la matèria orgànica acumulada en una forma o una altra tracta de menjar organismes heteròtrofs. Només una petita part de l'energia solar emmagatzemada en forma d'humus del sòl (així com el petroli i el carbó, la formació és encara avui dia). En el territori d'augments de la producció primària del nostre país que van des de 20 kg / ha (prop de l'Oceà Àrtic) a més de 200 kg / ha al Caucas. A les zones del desert, aquest valor no sigui superior a 20 c / ha.

En principi, pràcticament idèntics als cinc continents de la nostra intensitat càlid món de la producció, gairebé: en la vegetació Amèrica del Sud s'acumula i mitja vegades més gran de matèria seca, a causa de les excel·lents condicions climàtiques. Hi ha productivitat de màxima natural i els ecosistemes artificials.

Que proporciona energia a les persones?

Aproximadament 1400000000 d'hectàrees són a la superfície del nostre planeta plantacions cultivades per l'home plantes que ens proporcionen els aliments. És - al voltant del 10% dels ecosistemes del planeta. Per estrany que sembli, però només la meitat de la producció rebuda va directament per al consum humà. Tota la resta s'utilitza com a aliment per al bestiar i és les necessitats del sector (a no productors d'aliments). Els científics sempre han estat la veu d'alarma: la productivitat i la biomassa dels ecosistemes del nostre planeta poden proporcionar no més del 50% de les necessitats de la humanitat en la proteïna. En poques paraules, la meitat de la població mundial viu en condicions de deficiència de proteïnes crònica.

Biocenosi-campions

Com ja hem dit, el major productivitat es caracteritzen per boscos equatorials. Només cal pensar: en una hectàrea de la comunitat ecològica pot cobrir més de 500 tones de matèria seca! I aquest no és el límit. Al Brasil, per exemple, una hectàrea de bosc produeix entre 1.200 i 1.500 tones (!) De la matèria orgànica durant un any! Només cal pensar: per metre quadrat fins a dos quintars d'orgànica! A la tundra a la mateixa zona es forma de no més de 12 m, i un bosc de la mitjana de la tira - a 400 m Aquesta utilitzar activament les explotacions ramaderes en aquelles parts:. Productivitat ecosistema artificial en un camp de canya de sucre, que pot acumular fins a 80 tones de matèria seca hectàrees de cultius en qualsevol altre lloc no podran físicament. No obstant això, una mica diferent de les seves badies de l'Orinoco, Mississippi, així com algunes àrees de Txad. En aquest cas, per a l'any de l'ecosistema "donar" fins a 300 tones de material per hectàrea!

resultats

Per tant, l'avaluació de la productivitat s'ha de fer precisament en la substància primària. El fet que els productes secundaris no és més de 10% d'aquest valor, el seu valor varia en gran mesura, i així fer una anàlisi detallada d'aquest indicador és simplement impossible.