Всяка година хората са все по-често се изчерпва ресурсите на планетата.Това не е изненадващо, че през последните години голямо значение да се прецени колко средства могат да дадат конкретен биоценоза.Днес, продуктивността на екосистемата е от решаващо значение при избора на метода на управление, тъй като броят на продукти, които може да се получи директно зависи икономическата приложимост работа.
Това са основните въпроси, които се сблъскваме днес от учени:
- Колко слънчева енергия е на разположение и колко се усвояват от растенията, както тя се измерва?
- В какви видове екосистеми е най-високата производителност и които осигуряват повечето от първичното производство?
- Какви фактори ограничават броя на първични продукти на местно и световно?
- Каква е ефективността, с която енергията се превръща от растения?
- Какви са разликите между ефективността на асимилация, чисто производство и екологичните показатели?
- като екосистеми се различават по размера на биомаса или обем автотрофните организми?
- Колко енергия е достъпна за хората и как да използваме?
Ние ще се опитаме да поне частично да отговори на тях в тази статия.Първо, нека да се справят с основните понятия.По този начин, продуктивността на екосистемата е процес на натрупване на органична материя до известна степен.Какво организми са отговорни за тази работа?
autotrophs и heterotrophs
Ние знаем, че някои организми са способни да синтезират органични молекули от неорганични прекурсори.Те се наричат autotrophs, което означава "самостоятелно хранене".Наистина, продуктивността на екосистемите зависи именно върху техните дейности.Autotrophs наричани също първичните производители.Микроорганизмите, които са в състояние да произвежда сложни органични молекули от простите неорганични вещества (вода, CO2), често се класифицират като растения, но имат същите способности, някои бактерии.Процесът, чрез който те се синтезират органични вещества, наречени фотохимично синтез.Лесно е да се види от заглавието, фотосинтеза изисква слънчева светлина.
Ние трябва да споменем и начина, известен като хемосинтеза.Някои autotrophs основно специализирани бактерии, които могат да превърнат неорганични хранителни вещества в органично съединение без достъп на слънчева светлина.Има няколко групи от хемосинтетични бактерии в морето и прясна вода, където са най-често се срещат в среди с високо съдържание на сероводород, или сяра.Както хлорофил растения и други организми, способни да фотохимично синтез хемосинтетични организми - autotrophs.Въпреки това, най-продуктивна екосистема наречен активността на растителност, тъй като тя е отговорна за натрупване на повече от 90% органична материя.Хемосинтеза играе непропорционално по-малка роля.
Междувременно, много организми получават своята енергия, но яденето на други организми.Те са наречени heterotrophs.По принцип, всички те са същите растения (те също "ядат" органични готови), животни, микроби, гъбички и микроорганизми.Хетеротрофни също като "потребители."
роля на растенията
Като правило, думата "производителност" в този случай се отнася до способността на растенията да съхранява определено количество органична материя.И това не е изненадващо, тъй като само за растителни организми могат да преобразуват неорганичните вещества в органични.Без тях, самият живот на нашата планета, би било невъзможно и затова производителността на екосистемата счита за тази позиция.Като цяло, въпросът е много прост: какво от това много органична материя са в състояние да фондови растения?
Какви биоценозата са най-продуктивни?
Странно е, но изкуствени биоценози не са най-продуктивни.Джунгли, блата, джунгли големи тропически реки в това отношение е много по-напред от тях.В допълнение, тези биоценози неутрализират огромно количество токсични вещества, които за пореден път попадат в характера на дейността на човека, и произвеждат повече от 70% от кислорода, съдържащ се в атмосферата на нашата планета.Между другото, в много учебници все още твърди, че най-продуктивните "житницата" са океаните на Земята.Странно е, но това твърдение е много далеч от истината.
«Ocean парадокс»
Знаеш ли, които се сравняват биологичната продуктивност на екосистемите на моретата и океаните?С полупустини!Големи количества биомаса се обяснява с факта, че тя е водните пространства заемат голяма част от повърхността на планетата.Толкова пъти прогнозираната използване на моретата като основен източник на хранителни вещества за човечеството през следващите години едва ли е възможно, тъй като икономическата приложимост на това е много ниска.Въпреки това, ниската ефективност на този тип екосистема в никакъв начин не променя значението на океаните с живота на всички живи същества, така че те трябва да бъдат защитени, колкото е възможно внимателно.
Съвременните еколози твърдят, че възможността за земеделски земи далеч не е изчерпан, и в бъдеще ще можем да ги получи по-богата реколта.Специални надежди се възлагат на оризовите полета, които могат да дадат огромно количество ценна органична материя поради уникалните си характеристики.
Основи на производителността на биологичните системи
Като цяло производителността на екосистемата се определя от скоростта на фотосинтезата и натрупването на органични вещества в дадена биоценоза.Това маса на органична материя, която е създадена за единица време се нарича първично производство.За да я изрази по два начина: или в джаула, или в сухо тегло на растенията.Брутното производство, се нарича си обем, създаден от растителни организми за определена единица време при постоянна скорост на фотосинтезата.Имайте предвид, че някои от този материал ще продължа живота на самите растения.Останалото след това органичната - нетна първична продуктивността на екосистемата.Това става въпрос за храна, хетеротрофни, които включват теб и мен.
Do "горна граница" първично производство?
С две думи, на "Да".Нека вземем един кратък преглед на това как ефективно, по принцип, процесът на фотосинтеза.Не забравяйте, че интензивността на слънчевата радиация достига повърхността на земята, много зависи от местоположението: Максималната мощност характеристика на екваториалните зони.Тя намалява експоненциално като получите по-близо до полюсите.Около половината от слънчевата енергия се отразява от лед, сняг, океани или пустини, погълната от газове в атмосферата.Например, атмосферно озоновия слой абсорбира почти всички UV радиация!Само половината от светлината, която пада върху листата на растенията, използвани в реакциите на фотосинтеза.Така че биологичната продуктивност на екосистемите - в резултат на преобразуване на незначителна част от енергията на слънцето!
Какво вторично производство?
Съответно, вторични продукти, наречени увеличаването на потребителите (т.е. потребителите) за даден период от време.Разбира се, производителността на екосистемата зависи от тях в по-малка степен, но е тази биомаса играе важна роля в човешкия живот.Имайте предвид, че средното органична брои отделно при всяко трофично ниво.По този начин, производителността видове екосистема са разделени на два вида: първични и вторични.Съотношение
на първични и вторични продукти
Както можете да предположите, съотношението на биомаса и общо за растителна маса е относително малък.Дори и в джунглите и блатата на тази фигура рядко надвишава марката от 6,5%.Колкото по-тревисти растения в общността, по-високата ставка на натрупване на органично вещество и по-голяма е разликата.
скоростта и обема на образуването на органични вещества
Обикновено пределната норма на първичния произход на органична материя зависи изцяло от състоянието на апарата фотосинтезата на растенията (AFD).Максималната ефективност на фотосинтезата, което е постигнато в лабораторни условия, е 12% от PAR.В естествени условия, и стойността на 5% се смята за много висока и на практика не се случи.Смята се, че в света слънчева абсорбцията на светлината не превишава 0,1%.
разпределение на първичното производство
Следва да се отбележи, че производителността на естествената екосистема - парче много неравномерно по цялата планета.Общата маса на цялата органична материя, която ежегодно се произвежда по повърхността на Земята е около 150-200000000000 тон.Не забравяйте, че ние говорихме за производителността на океаните по-горе?Така че, 2/3 от това вещество се формира на земята!Само си представете: гигантски, огромни количества хидросферата форма три пъти по-малко, отколкото органична малкото парче земя, които представляват по-голямата част от пустинята!
Повече от 90% от натрупаната органична материя в една или друга форма въпрос за хранителни хетеротрофни организми.Само една малка част от слънчевата енергия, съхранявана под формата на почвата хумус (както и петрол и въглища, образуването на което е днес).В нашата страна увеличение първични производствени варира от 20 кг / ха (в близост до Северния ледовит океан) до 200 кг / дка в Кавказ.В пустинните райони, тази стойност не надвишава 20 кг / дка.
По принцип петте континента на нашия свят топла интензитет на производството е почти идентични, почти: в Южна Америка Растителност натрупва и половина пъти по-голямо сухо вещество, поради различните климатични условия.Има производителността на природни и изкуствени екосистеми максимално.
какво предвижда властта на народа?
приблизително 1,4 милиарда хектара са на повърхността на нашата планета насаждения, култивирани от човека растения, които ни осигуряват храната си.Това е - около 10% от екосистемите на планетата.Странно е, но само половината получи продукцията отива директно за консумация от човека.Останалата част се използва като домашен любимец и отива за нуждите на промишленото производство (не са свързани с производство на хранителни продукти).Учените отдавна са да издава алармен: производителността и биомасата на екосистемите на планетата могат да осигурят не повече от 50% от нуждите на човечеството като протеин.Просто казано, половината от населението на света живее в условия на хроничен дефицит на протеин.
биоценоза шампиони
Както вече казах, най-голямата продуктивност характеризира с екваториални гори.Само си помислете: на един хектар от екологичната общност може да обхваща повече от 500 тона сухо вещество!И това не е пределът.В Бразилия, например, един хектар гора произвежда между 1200 и 1500 тона (!) На органична материя за една година!Само си помислете: на квадратен метър до два децитонове от органичен!В тундрата в същия район, произведени по-малко от 12 тона, а в горите на средната група - в рамките на 400 m Това се използва активно от сектора на селското стопанство в тези части:. Производителността на изкуствени екосистеми под формата на полета със захарна тръстика, която може да спести до 80 тона сухо веществохектара култури навсякъде другаде няма да могат да се физически.Въпреки това, те се различават малко от заливите на Ориноко, Мисисипи, както и някои райони на Чад.Тук, за годината на екосистемата "даде" до 300 тона материал на хектар!
Резултати
Така, оценка на ефективността следва да бъде извършена е основната съставка.Фактът, че втория етап на производство е не повече от 10% от тази стойност, стойността му варира в широки граници, и така правя подробен анализ на този показател е просто невъзможно.
