Produktivitas sekunder ekosistem. Produksi primer dan sekunder

Kemampuan organisme hidup untuk menciptakan biomassa baru disebut produktifitas. Laju pembentukan biomassa per satuan waktu per satuan luas disebut produk. Produk biologis dinyatakan dalam joule per 1 m 2 per hari, kalori per 1 m 2 per hari, kilogram per 1 ha per satu tahun.

Massa organik yang dibuat oleh tumbuhan per satuan waktu disebut primer produk. Produksi primer kotor adalah jumlah total materi dan energi yang dihasilkan oleh autotrof suatu ekosistem. Produksi primer bersih – tingkat akumulasi bahan organik dalam jaringan tanaman setelah dikurangi biaya respirasi. Konsumen hanya dapat menggunakan produk primer murni.

Produk sekunder dalam ekosistem dibentuk oleh konsumen. Produksi sekunder masyarakat selalu lebih kecil dari produksi primer. Menurut piramida produksi biologis pada setiap tingkat trofik sebelumnya, jumlah biomassa yang tercipta per satuan waktu lebih besar daripada tingkat trofik berikutnya.

Jumlah energi yang disuplai per tahun ke area tertentu bergantung pada garis lintang area tersebut dan tutupan awan, mis. dari faktor-faktor yang mendorong fotosintesis. Produktivitas rata-rata luas lahan sesuai dengan asimilasi sekitar 0,3% energi cahaya yang mencapai permukaan bumi.

Empat kelompok kawasan telah diidentifikasi yang berbeda dalam produktivitas primer ekosistem:

1) laut lepas dan gurun (produktivitas biasanya kurang dari 500-1000 kkal / m 2 per tahun;

2) formasi semi-kering herba, beberapa agrocenosis, danau dalam, hutan pegunungan, pesisir laut (500-3000 kkal/m 2 per tahun;

3) hutan lembab, danau dangkal, padang rumput dan kebanyakan agrocenosis (300-10000 kkal/m 2 per tahun);

4) beberapa muara, terumbu karang (lebih dari 10.000 kcal/m2 per tahun).

Kualitas makanan dan distribusi energi untuk menjalankan berbagai fungsi organisme menentukan sifat aliran energi melalui komunitas. Perbedaan terkuat dalam hal ini ada antara ekosistem akuatik dan terestrial. Produktivitas mencapai tingkat tertinggi di tempat-tempat di mana terdapat banyak cahaya, panas, air, dan nutrisi mineral.

Kelembaban dan suhu biasanya merupakan faktor penting pertama yang membatasi produktivitas sistem terestrial, dan elemen mineral adalah yang kedua. Ketersediaan uap air untuk mengkompensasi kehilangan tersebut merupakan penentu utama produktivitas lahan. Ada hubungan yang hampir linier antara curah hujan dan produksi primer bersih, meningkat dengan meningkatnya curah hujan tahunan rata-rata. Di ekosistem beriklim sedang dan arktik, suhu musim dingin yang rendah dan malam yang panjang mengurangi produktivitas. Ekosistem rawa dan rawa berada di ambang antara habitat darat dan perairan, dan dalam hal produktivitas tanaman sesuai dengan hutan tropis. Tumbuhan yang hidup berbaris sangat produktif, karena akarnya selalu terendam air, dan daunnya terkena cahaya dan udara. Selain itu, mereka kaya akan nutrisi, karena detritus yang terbawa ke pawai cepat terurai oleh bakteri.

DI DALAM ekosistem perairan energi ditransfer dengan cepat dan sangat efisien dari satu tingkat trofik ke tingkat lainnya, yang menciptakan kemungkinan pembentukan rantai makanan yang panjang. Faktor utama yang membatasi produktivitas ekosistem perairan adalah sejumlah kecil nutrisi mineral. Hal ini membatasi produktivitas hampir satu urutan besarnya dibandingkan dengan produktivitas hutan beriklim sedang. Fosfor adalah salah satu unsur nutrisi mineral yang paling kurang di perairan laut terbuka.

Di zona upwelling (di mana nutrisi dibawa ke permukaan dari kedalaman laut oleh arus vertikal) dan landas kontinen (di mana ada pertukaran aktif antara sedimen dasar dan air permukaan), produksinya lebih tinggi, rata-rata 500 dan 360 g/m2 per tahun, masing-masing. Produksi muara dangkal, terumbu karang, dan hamparan rumput laut mendekati produksi habitat terestrial tetangga. Ekosistem air tawar memiliki kisaran produk yang cukup luas. Produktivitas paling tinggi pada antarmuka darat-air: di komunitas terestrial basah atau perairan tertentu dan di beberapa komunitas pesisir dan perairan dangkal ekosistem perairan.

PRODUKTIVITAS BIOLOGIS - peningkatan bahan organik biomassa yang dihasilkan oleh biocenosis per satuan waktu per satuan luas.[ ...]

Produktivitas primer suatu ekosistem, komunitas, atau bagian mana pun darinya didefinisikan sebagai laju penyerapan energi matahari oleh organisme penghasil (terutama tanaman hijau) selama fotosintesis atau sintesis kimia (kemoproduser). Energi ini terwujud dalam bentuk zat organik penghasil jaringan.[ ...]

PRODUKTIVITAS (produksi) UTAMA - produktivitas biologis (produksi) produsen (terutama phytocenosis). PRODUK - lihat Produk biologi.[ ...]

POLUTAN PRIMER - polutan yang langsung masuk atau keluar ke dalam lingkungan dari sumber pencemaran. P.z.v. dapat berkontribusi pada pembentukan dan akumulasi polutan sekunder di lingkungan. DISCHARGE OF DRAIN (sungai) - perubahan arah alami aliran sungai dengan penarikannya ke cekungan tangkapan lain dengan bantuan struktur hidrolik (GOST 19185-73). OVERGRADING, overgrazing - penggembalaan ternak yang tidak terkendali, yang menyebabkan degradasi vegetasi padang rumput dan penurunan produktivitas dan produktivitasnya (yang disebut penyimpangan padang rumput) dan pembentukan pembantaian.[ ...]

PRODUKTIVITAS UTAMA - lihat Produktivitas Utama.[ ...]

Produktivitas primer vegetasi (produsen) suatu ekosistem menentukan energi total proses biokimia dalam suatu ekosistem dan, akibatnya, intensitas siklus biogeokimia karbon dan elemen biogenik lainnya. Siklus biogeokimia karbon, elemen penentu sistem kehidupan, dipelajari lebih baik daripada siklus elemen lain yang terlibat dalam siklus biogenik dengan bagian yang relatif kecil dari keberadaannya di kerak bumi atau atmosfer. Namun demikian, siklus biogeokimia nitrogen dan oksigen telah dipelajari secara relatif lengkap, setidaknya dalam hal pertukarannya di ekosistem dan atmosfer.[ ...]

Data primer pengamatan jangka panjang, yang dilakukan sesuai dengan program yang ditentukan secara ketat, dimasukkan ke dalam "Chronicle of Nature" dari setiap cagar. Dari tahun ke tahun, tanggal pembukaan sungai, waktu pembungaan tanaman, kedatangan burung, informasi tentang jumlah spesies hewan utama, tanaman benih, beri, jamur dan berbagai fenomena alam dicatat di dalamnya dari tahun ke tahun. ke tahun. Hal ini memungkinkan kita untuk menilai tingkat keteguhan fenomena ini, memahami pola perubahannya, membuat ramalan, dan mengembangkan cara untuk meningkatkan produktivitas biologis biogeocenosis alami.[ ...]

Produktivitas ekosistem berkaitan erat dengan aliran energi yang melewati suatu ekosistem. Di setiap ekosistem, sebagian energi yang masuk ke dalam jaring makanan disimpan dalam bentuk senyawa organik. Produksi biomassa (materi hidup) tanpa henti adalah salah satu proses fundamental biosfer. Bahan organik yang dihasilkan oleh produsen dalam proses fotosintesis atau kemosintesis disebut produksi primer suatu ekosistem (komunitas). Secara kuantitatif, ini dinyatakan dalam massa tanaman mentah atau kering atau dalam satuan energi - jumlah kalori atau joule yang setara. Produksi primer menentukan aliran energi total melalui komponen biotik ekosistem, dan akibatnya, biomassa organisme hidup yang dapat ada di ekosistem (Gambar 12.44).[ ...]

PRODUKTIVITAS UTAMA - biomassa (organ di atas tanah dan bawah tanah), serta energi dan zat volatil biogenik yang diproduksi oleh produsen per satuan luas per satuan waktu. Karena P. p. bergantung pada intensitas fotosintesis, dan yang terakhir bergantung pada kandungan karbon dioksida di udara, peningkatan produktivitas primer diasumsikan karena peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer bumi. Namun, karena dampak antropogenik lainnya (pencemaran lingkungan, dll.) dan penggantian komunitas biotik yang lebih produktif dengan yang kurang produktif, produktivitas biologis di planet ini telah menurun selama Akhir-akhir ini sebesar 20%.[ ...]

Produktivitas primer bersih (NPP) - tingkat akumulasi bahan organik oleh tanaman dikurangi konsumsi untuk respirasi dan fotorespirasi.[ ...]

Produktivitas primer bersih - tingkat akumulasi bahan organik dalam jaringan tanaman dikurangi bagian yang digunakan untuk respirasi (R) tanaman selama masa studi: Рl / = Рv R.[ ...]

Produktivitas primer bruto (GPP) adalah tingkat di mana tanaman menyimpan energi kimia.[ ...]

Produktivitas primer bruto adalah laju akumulasi bahan organik dalam proses fotosintesis, termasuk bagian yang akan dihabiskan untuk respirasi selama pengukuran. Itu ditunjuk Ra dan dinyatakan dalam satuan massa atau energi per satuan luas atau volume per satuan waktu.[ ...]

Produktivitas tersier pada tingkat predator sekitar 10% dari produktivitas sekunder dan jarang dapat mencapai 20%. Dengan demikian, energi primer berkurang dengan cepat dalam transisi dari tingkat yang lebih rendah ke tingkat yang lebih tinggi.[ ...]

Biomassa dan produktivitas primer dari tipe ekosistem utama disajikan pada Tabel 12.7 dan gbr. 12.45.[ ...]

Di daerah yang paling produktif, sintesis bahan organik berlangsung sangat intensif. Jadi, di Laut Tengah, produksi primer pada bulan April rata-rata berada pada tingkat 10 mg C/(m2-hari) di lapisan air permukaan dan 210 mg C/(m2-hari) di seluruh lapisan fotosintesis. Produktivitas yang jauh lebih tinggi - hingga 580 mg C/(m2 ■ hari) di lapisan fotosintesis diamati di zona sirkulasi siklon. Nilai serupa juga tipikal untuk daerah upwelling: rata-rata produksi harian yang terintegrasi pada kedalaman 0-2000 m di Samudra Pasifik lepas pantai California berada pada level 560 mg C/m2.[ ...]

Indikator produktivitas primer dan sekunder untuk ekosistem utama diberikan pada Tabel. 6.1.[...]

Bagi tumbuhan, produktivitas suatu lingkungan dapat bergantung pada sumber daya atau kondisi apa pun yang paling menghambat pertumbuhan. Dalam komunitas terestrial, penurunan suhu dan penurunan durasi musim tanam dengan ketinggian umumnya menyebabkan penurunan produksi, sedangkan di badan air, yang terakhir biasanya menurun seiring dengan suhu dan iluminasi. Sering terjadi penurunan tajam dalam produksi dalam kondisi gersang, di mana pertumbuhan dapat dibatasi oleh kurangnya kelembapan, dan peningkatannya hampir selalu terjadi ketika masuknya nutrisi penting, seperti nitrogen, fosfor, dan kalium, meningkat. Dalam arti luas, produktivitas lingkungan untuk hewan mengikuti pola yang sama, karena bergantung pada jumlah sumber daya di pangkalan. rantai makanan, suhu dan kondisi lainnya.[ ...]

Produktivitas biologis - total bahan organik (biomassa) yang dihasilkan oleh suatu populasi atau komunitas per satuan waktu per satuan luas. Pada saat yang sama, perbedaan dibuat antara biomassa primer yang dihasilkan dalam proses fotosintesis oleh autotrof (tumbuhan hijau), dan biomassa sekunder yang diperoleh oleh heterotrof per satuan waktu per satuan luas. Produksi primer dibagi menjadi kotor (sama dengan jumlah total produk fotosintesis untuk jangka waktu tertentu) dan bersih (sama dengan perbedaan antara kotor dan bagian yang digunakan untuk respirasi tanaman). Pada tanaman herba, 40-50% digunakan untuk respirasi, dan pada pohon - 70-80% dari produksi primer bruto.[ ...]

Hampir semua produksi primer bersih Bumi berfungsi untuk mendukung kehidupan semua organisme heterotrofik. Energi, yang kurang dimanfaatkan oleh konsumen, disimpan di dalam tubuh mereka, humus tanah, dan sedimen organik badan air. Nutrisi manusia sebagian besar disediakan oleh tanaman pertanian, yang menempati sekitar 10% dari luas lahan. Pertumbuhan tahunan tanaman budidaya adalah sekitar 16% dari total produktivitas lahan, yang sebagian besar berada di hutan.[ ...]

Menunjuk lebih dari 100 tahun yang lalu pada kepentingan utama lingkungan dalam membentuk komposisi dan produktivitas hutan, Morozov G.F. bertindak sebagai pelopor ekologi dan biologi modern di bidang kehutanan.[ ...]

Dari baris 1a-b Tabel. Gambar 6.4 menunjukkan bahwa produksi utama biomassa tumbuhan (dinyatakan sebagai karbon) di lautan sekitar separuh produksi di darat. Hampir semua produk ini terkait dengan fitoplankton. Distribusi produktivitas biologis lautan untuk berbagai jenis organisme diberikan pada Tabel. 6.6 (menurut Institut Oseanologi Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet).[ ...]

Dari Tabel. 1.3 dengan jelas menunjukkan bahwa ekosistem daratan adalah yang paling produktif. Meskipun luas daratannya setengah dari lautan, ekosistemnya memiliki produksi karbon primer tahunan lebih dari dua kali lipat dari Samudra Dunia (masing-masing 52,8 miliar ton dan 24,8 miliar ton) dengan produktivitas relatif ekosistem darat 7 kali produktivitas ekosistem darat. ekosistem laut. Dari sini, khususnya, dapat disimpulkan bahwa harapan bahwa pengembangan penuh sumber daya hayati lautan akan memungkinkan umat manusia untuk memecahkan masalah pangan tidak terlalu beralasan. Rupanya, peluang di kawasan ini kecil - bahkan sekarang tingkat eksploitasi banyak populasi ikan, cetacea, pinniped mendekati kritis, bagi banyak invertebrata komersial - moluska, krustasea, dan lainnya, karena penurunan jumlah mereka yang signifikan di populasi alami, menjadi menguntungkan secara ekonomi untuk membiakkan mereka di peternakan laut khusus, pengembangan budidaya laut. Situasinya kurang lebih sama dengan alga yang dapat dimakan, seperti kelp (rumput laut) dan fucus, serta alga yang digunakan dalam industri untuk mendapatkan agar-agar dan banyak zat berharga lainnya.[ ...]

Di wilayah Rusia, di zona dengan kelembapan yang cukup, produktivitas primer meningkat dari utara ke selatan, dengan peningkatan aliran panas dan durasi musim tanam (musim). Pertumbuhan vegetasi tahunan bervariasi dari 20 sen/ha di pantai dan pulau-pulau di Samudra Arktik hingga lebih dari 200 sen/ha di Wilayah Krasnodar, di pantai Laut Hitam Kaukasus (Gbr. 12.46).[ ...]

Kestabilan komunitas tumbuhan dapat dicirikan oleh produktivitas biologis primer (PBP) - nilai rata-rata massa organik di atas tanah dan di bawah tanah yang meningkat sepanjang tahun, yang diukur dalam massa kering (c/ha). GGBP bergantung pada sumber panas dan kelembapan, serta pada sifat tanah, sebesar 10 c/ha di Rusia untuk tundra Arktik, untuk padang rumput stepa 100-110 dan untuk daerah yang kurang lembab (semi-gurun ) 7-10 c/ha.[ ..]

Tidak hanya sisa-sisa organik tanaman mati (bahan organik primer) yang masuk ke dalam tanah, tetapi juga produk transformasi mikrobiologisnya, serta sisa-sisa hewan (bahan organik sekunder). Produktivitas primer berbagai ekosistem darat tidak sama dan berkisar antara 1-2 t/ha per tahun bahan organik kering ( jenis yang berbeda tundra) hingga 30-35 t/ha per tahun (hutan tropis basah) (lihat Tabel 3). Dalam agroekosistem, residu tanaman memasuki tanah dari 2-3 t/ha per tahun (tanaman baris) hingga 7-9 t/ha per tahun (rumput tahunan). Hampir semua bahan organik tanah diproses oleh mikroorganisme dan perwakilan fauna tanah. Produk akhir dari pengolahan ini adalah senyawa mineral. Namun cara-cara konkrit transformasi senyawa organik primer dan pembentukan produk organik dengan stabilitas dan kompleksitas yang berbeda, partisipasi mereka pada berbagai tahap transformasi dalam pembentukan tanah dan nutrisi tanaman sebagian besar masih belum dijelajahi.[ ...]

Jenis pengaruh antropogenik kedua - pengayaan reservoir dengan zat biogenik - meningkatkan produktivitas tidak hanya fitoplankton, tetapi juga komunitas akuatik lainnya, termasuk ikan, dan ini harus dianggap sebagai proses yang menguntungkan dari sudut pandang ekonomi. . Namun, dalam banyak kasus, pengayaan badan air secara spontan oleh antropogenik dengan nutrisi primer terjadi dalam skala sedemikian rupa sehingga badan air sebagai sistem ekologis dipenuhi dengan nutrisi. Konsekuensi dari hal ini adalah perkembangan fitoplankton yang terlalu cepat ("mekar" air), selama penguraian yang melepaskan hidrogen sulfida atau zat beracun lainnya. Hal ini menyebabkan kematian populasi hewan waduk dan membuat air tidak dapat diminum.[ ...]

Semua BGC yang dipelajari diidentifikasi secara tipologis, setelah itu dikoordinasikan sesuai dengan gradien produktivitas dan faktor usia suksesi. Pada ekotop yang dikeringkan, 4 baris suksesi diidentifikasi dengan skema umum: hutan willow sungai - ■ jenis hutan dataran banjir (hutan pinus, hutan birch, hutan oak, hutan alder abu-abu) - ■ hutan cemara dataran banjir -»■ hutan cemara coklat kemerah-merahan (klimaks) . Untuk setiap seri suksesi, komputer memperkirakan dan menyamakan nilai produksi bersih primer P, stok fitomas hidup M, dan total stok biomassa B sepanjang ordinat umur suksesi (g). Setelah menghitung turunan pertama dari fungsi M dan B terhadap m, kami memperoleh perubahan saat ini dalam stok fitomas hidup DM dan seluruh biomassa DW. Kemudian, untuk setiap dekade usia suksesi, nilai rata-rata serasah tahunan dan mortalitas fitoma L dihitung menggunakan rumus A = P - DM dan biaya respirasi heterotrofik H/1 menggunakan rumus R = P - DV . Nilai b mewakili disipasi (hamburan) cadangan energi blok autotrofik, dan d/, - blok heterotrofik BHC. Nilai b juga mencirikan aliran input energi kimia ke dalam blok heterotrofik. Setelah memperkirakan nilai stok dalam BGC bahan organik mati dan biomassa penghancur (detritus) - £detr diperoleh dari persamaan detr = V - M, nilai DAde™ - perubahan stok saat ini biomassa mati dan destruktor. Pemeriksaan kecukupan dilakukan dengan membandingkan hasil dengan nilai yang diperoleh dari persamaan

Setiap biogeocenosis dicirikan oleh keragaman spesies, ukuran populasi dan kepadatan masing-masing spesies, biomassa dan produktivitas. Jumlahnya ditentukan oleh ternak hewan atau jumlah tumbuhan di wilayah tertentu (daerah aliran sungai, wilayah laut, dll.). Ini adalah ukuran kelimpahan populasi. Kepadatan dicirikan oleh jumlah individu per satuan luas. Misalnya, 800 pohon per 1.ha hutan atau jumlah penduduk per 1 km2. Produktivitas primer adalah peningkatan biomassa tanaman per satuan waktu per satuan luas. Produktivitas sekunder adalah biomassa yang dibentuk oleh organisme heterotrof per satuan waktu per satuan luas. Biomassa adalah kumpulan total organisme tumbuhan dan hewan yang ada dalam biogeocenosis pada saat pengamatan.[ ...]

Salah satu pendekatan yang menjanjikan untuk menilai keadaan lingkungan alam adalah dengan mengontrol siklus biogenik zat dan produktivitas biota. Keadaan biogeocenosis, menurut D.A. Krivolutsky dan E.A. Fedorov (1984), secara objektif mencirikan indikator seperti stok nutrisi yang tersedia untuk tanaman (nitrogen, fosfor); produktivitas primer dan sekunder ekosistem. Dengan paparan polutan yang berkepanjangan, bahkan pada konsentrasi yang sangat rendah, dimungkinkan dampak lingkungan mungkin muncul setelah waktu yang lama. Untuk memprediksi konsekuensi ini dan pencegahannya tepat waktu, seseorang dapat menggunakan indikator sensitif seperti jumlah serbuk sari dan biji, frekuensi kelainan kromosom dalam sel meristem, komposisi fraksional protein jaringan tanaman.[ ...]

Seperti yang telah disebutkan, jumlah total suatu zat yang terbentuk selama fotosintesis dalam jangka waktu tertentu disebut produksi primer bruto. Sebagian produksi primer digunakan oleh tumbuhan sebagai sumber energi. Perbedaan antara produksi primer kotor dan fraksi bahan organik yang digunakan oleh tanaman disebut produksi primer bersih dan tersedia untuk dikonsumsi oleh organisme pada tingkat trofik yang lebih tinggi. Di meja. 17.1 menunjukkan data produktivitas Laut Utara. Total tangkapan ikan total mengandung kurang dari 0,1% dari nilai energi dalam produksi primer bruto. Fakta yang mengejutkan ini, sekilas, dijelaskan oleh hilangnya energi yang besar di setiap tingkat rantai makanan dan banyaknya tingkat trofik antara tingkat trofik pertama dan tingkat yang produknya digunakan oleh manusia, dalam hal ini ikan. . Rasio produksi primer bersih dengan stok terpasang disebut konstanta tingkat pembaruan, yang menunjukkan berapa kali dalam setahun populasi berubah.[ ...]

Proses fotosintesis adalah sumber utama munculnya semua zat organik di perairan alami, jangkauan dan konsentrasinya. Seperti diketahui, fitoplankton dicirikan oleh produktivitas tertinggi, yang bersama dengan hutan menentukan kandungan oksigen di atmosfer. Penghancuran fitoplankton (detritus dan produk penguraiannya) merupakan sumber bahan organik pertama dan utama di perairan alami. Oleh karena itu, bukan kebetulan bahwa dalam daftar umum indikator air yang akan ditentukan, tempat penting ditempati oleh pengukuran produksi dan penghancuran primer serta penentuan jumlah sel bakteri dan fitoplankton yang terkait dengan pengukuran ini. Jelas bahwa besarnya produksi dan penghancuran primer sangat menentukan besarnya konsentrasi oksigen terlarut dalam air yang ditentukan secara independen. Sumber bahan organik kedua di perairan alami adalah limpasan permukaan dan bawah tanah, yang mengandung produk degradasi daun pohon dan tutupan vegetasi. Ilustrasi yang jelas tentang pentingnya sumber ini dapat berupa anak sungai Volga tepi kiri berwarna tinggi, yang mengalir melalui lahan gambut, serta kandungan zat organik yang tinggi di air banjir yang mencair.[ ...]

Perlu ditekankan bahwa dalam Tabel. Tabel 5 menunjukkan data umum tentang transfer energi "jangka panjang", yaitu selama satu tahun atau bahkan untuk jangka waktu yang lebih lama. Selama waktu paling produktif dari musim tanam, terutama selama panjang hari musim panas di utara, lebih dari 5% dari total masukan energi surya harian dapat berubah menjadi keluaran kotor, dan lebih dari 50% keluaran kotor dapat berubah menjadi produksi primer bersih per hari (Tabel 6). Tetapi bahkan dalam kondisi yang paling menguntungkan, produktivitas harian yang tinggi tidak dapat dipertahankan sepanjang tahun, dan tidak mungkin memperoleh hasil setinggi itu di area pertanian yang luas (bandingkan data yang diberikan pada Tabel 6 dengan angka di kolom terakhir Tabel 11).[ ... ]

Biomassa dipahami sebagai jumlah organisme biasa (berdasarkan massa atau volume) per 1 m3 atau per 1 m2 luas. Jumlah biomassa yang terbentuk dalam waktu tertentu disebut produktivitas. Di era modern, produktivitas primer organisme hidup ditentukan oleh fotosintesis tumbuhan autotrofik. Tapi semuanya terlibat dalam retensi dan transformasi sumber daya energi yang diciptakan oleh tumbuhan autotrofik. benda hidup planet. Massa total materi hidup Bumi, menurut perhitungan V. I. Vernadsky, berjumlah ratusan miliar ton dan mencakup 500 ribu spesies tumbuhan dan sekitar 2 juta spesies hewan.[ ...]

Di hutan campuran dan berdaun lebar terdapat cadangan bahan organik yang besar, dimana biomassa hidup sekitar 45% (90% tumbuhan). Hutan memiliki kesuburan tanah yang tinggi. Nilai produktivitas primer phytomass sangat signifikan, hutan berdaun lebar mampu mempertahankan rezim oksigen secara efektif.[ ...]

Tanah agroekosistem mengalami degradasi terbesar. Alasan keadaan agroekosistem yang tidak stabil adalah karena fitosenosisnya yang disederhanakan, yang tidak memberikan pengaturan mandiri, struktur, dan keteguhan produktivitas yang optimal. Dan jika dalam ekosistem alami produktivitas biologis dipastikan oleh tindakan hukum alam, maka hasil produksi primer (tanaman) dalam agroekosistem sepenuhnya bergantung pada faktor subyektif seperti seseorang, tingkat pengetahuan agronomisnya, peralatan teknis, kondisi sosial-ekonomi, dll., dan karena itu tetap tidak konsisten.[ ...]

Persyaratan utama untuk proses penyelesaian sumur diberikan, teknologi dan teknik pembukaan, pemasangan, dan pengujian pengembangan sumur diuraikan. Sifat-sifat pengeboran dan bubur semen, bahan dan bahan kimia dijelaskan dalam kaitannya dengan bukaan primer dan sekunder dari formasi produktif. Metode stimulasi aliran masuk dan eksplorasi sumur, metode pengaruh zona dasar disorot. Metode untuk menilai kualitas pembukaan, pemasangan, pengujian dan pengembangan sumur diuraikan. Perhatian khusus diberikan pada pelestarian sifat reservoir dari objek produktif.[ ...]

Input dari sistem adalah aliran energi matahari. Sebagian besar hilang sebagai panas. Bagian dari energi yang diserap secara efektif oleh tanaman diubah selama fotosintesis menjadi energi ikatan kimia karbohidrat dan zat organik lainnya. Ini adalah produksi primer bruto ekosistem. Sebagian energi hilang selama respirasi tumbuhan, dan sebagian lagi digunakan dalam proses biokimia lain dalam tumbuhan dan akhirnya juga hilang dalam bentuk panas. Bagian sisa dari bahan organik yang baru terbentuk menentukan peningkatan biomassa tanaman - produktivitas primer bersih ekosistem.[ ...]

Selama miliaran tahun evolusi, alam telah berkembang paling pesat cara-cara yang efektif pemulihan prinsip Le Chatelier dalam waktu sesingkat mungkin. Peran yang menentukan dalam proses ini dimainkan oleh wilayah perawan dengan biota yang tidak terdistorsi, ditandai dengan penutupan total sirkulasi zat dan produktivitas tinggi. Oleh karena itu, untuk mengurangi gangguan antropogenik dan mengembalikan bekerjanya prinsip Le Chatelier di biosfer, perlu dihentikan perluasan kegiatan ekonomi dalam skala global dan penghentian pengembangan kawasan alami biosfer yang belum terjamah. terdistorsi oleh peradaban, yang seharusnya menjadi sumber nyata pemulihan biosfer. Komunitas paling produktif di benua adalah hutan dan rawa, di antaranya komunitas tropis memiliki produktivitas tertinggi. Produktivitas komunitas ini 4 kali lebih tinggi daripada produktivitas komunitas terkait di zona beriklim sedang. Oleh karena itu, dari segi efisiensi kompensasi gangguan lingkungan luar, menurut prinsip Le Chatelier, satu satuan luas hutan tropis primer dan rawa setara dengan empat satuan luas yang ditempati oleh hutan dan rawa di zona sedang. Hutan sekunder yang tumbuh di tempat terbuka memiliki penutupan siklus zat dan kemampuan untuk mengkompensasi gangguan lingkungan sekitar seribu kali lebih buruk daripada hutan perawan dan rawa. Hanya sekitar 300 tahun setelah ditebang, proses restorasi berakhir dan hutan kembali ke keadaan semula yang tidak terganggu. Deforestasi berkala, yang kini terjadi rata-rata 50 tahun kemudian, saat kayu yang layak secara ekonomi terbentuk, mengganggu proses pemulihan hutan primer dengan siklus zat yang tertutup dan kemampuan untuk mengkompensasi gangguan eksternal.[ ...]

Ada perhitungan yang menunjukkan bahwa 1 hektar hutan setiap tahun menerima rata-rata 2,1 109 kJ energi matahari. Namun, jika semua materi tumbuhan yang disimpan selama setahun dibakar, maka akibatnya kita hanya akan menerima 1,1 106 kJ, yang kurang dari 0,5% dari energi yang diterima. Artinya, produktivitas aktual fotosintesis (tanaman hijau), atau produktivitas primer, tidak melebihi 0,5%. Produktivitas sekunder sangat rendah: 90-99% energi hilang selama transfer dari setiap rantai trofik sebelumnya ke rantai trofik berikutnya. Jika, misalnya, per 1 m2 permukaan tanah, tumbuhan menciptakan jumlah zat yang setara dengan kira-kira 84 kJ per hari, maka produksi konsumen primer akan menjadi 8,4 kJ, dan konsumen sekunder tidak akan melebihi 0,8 kJ. Ada perhitungan khusus bahwa untuk pembentukan 1 kg daging sapi, misalnya diperlukan 70-90 kg rumput segar.[ ...]

Energi matahari dapat diubah menjadi energi bahan organik dengan efisiensi mendekati satu. Namun, efisiensi fotosintesis yang diamati jauh lebih rendah dari nilai ini. Alasan situasi ini dijelaskan oleh fakta bahwa dalam ekosistem alami efisiensi fotosintesis dibatasi oleh faktor lain. Dengan demikian, di lautan, produktivitas primer dibatasi oleh konsentrasi nitrogen dan fosfor yang tidak dapat ditingkatkan oleh biota. Di darat, produktivitas tumbuhan dibatasi oleh kelembapan, yang cadangannya diatur oleh biota hanya dalam batas-batas tertentu.[ ...]

Rupanya, cara paling rasional untuk mengendalikan populasi adalah teritorialitas hewan. Setiap wilayah hanya dimiliki oleh satu individu yang bereproduksi sendiri, yang melindunginya dari semua pesaing (oleh sinyal suara, melalui tanda aroma, dll.). Ukuran wilayah dan kemungkinan korelasinya dengan produktivitas primer ditetapkan secara genetik.[ ...]

Aliran energi total yang mencirikan suatu ekosistem terdiri dari radiasi matahari dan radiasi termal gelombang panjang yang diterima dari benda-benda terdekat. Kedua jenis radiasi tersebut menentukan kondisi iklim lingkungan (suhu, laju penguapan air, pergerakan udara, dll.), tetapi fotosintesis, yang menyediakan energi bagi komponen ekosistem yang hidup, hanya menggunakan sebagian kecil energi dari radiasi sinar matahari. Karena energi ini, produk utama atau primer dari ekosistem tercipta. Oleh karena itu, produktivitas primer suatu ekosistem didefinisikan sebagai tingkat di mana energi radiasi digunakan oleh produsen dalam proses fotosintesis, terakumulasi dalam bentuk ikatan kimia bahan organik. Produktivitas primer P dinyatakan dalam satuan massa, energi atau satuan ekuivalen per satuan waktu.[ ...]

Perkembangan stratifikasi umumnya menyebabkan kebocoran oksigen dari hipolimnion, yang dapat mengakibatkan terbentuknya perairan dasar anaerobik yang tidak mampu teroksidasi. sedimen dasar. Dalam kondisi seperti itu, sejumlah besar bahan organik dapat dipertahankan. Perairan permukaan danau bertingkat biasanya habis dalam fosfor dan nitrogen karena penggabungan unsur-unsur ini ke dalam jaringan organisme planktonik, yang tenggelam dan terakumulasi di bawah termoklin. Penghapusan nutrisi ini dari permukaan air sangat mempengaruhi produktivitas primer mereka. Produktivitas utama Danau Kivu, yang memiliki termoklin konstan yang terdefinisi dengan baik, hanya seperempat dari Danau Edward atau Mobutu Sese Seko di Afrika Timur, yang kira-kira berukuran sama dan mirip secara kimia tetapi stratifikasinya kurang tajam.

dihasilkan oleh ekosistem. Membedakan: jumlah produksi primer(produksi kotor) - jumlah total bahan organik dan energi yang dicatat oleh semua autotrof ekosistem; primer murni produk(produksi bersih) - sama, dikurangi zat yang dihabiskan untuk respirasi oleh autotrof; produk sekunder- jumlah bahan organik yang diproduksi oleh konsumen (fitotrof dan zootrof); produk sekunder bersih- sama, dikurangi zat yang digunakan untuk bernafas oleh konsumen; stok produk- jumlah biomassa yang terakumulasi oleh organisme dalam komunitas. Dari sudut pandang ekonomi, perbedaan dibuat antara produk total dalam bentuk bahan organik yang berharga, produk yang berguna, dan stok produk yang bermanfaat.

Ekologis Kamus ensiklopedis. - Chisinau: Edisi utama Moldavia ensiklopedia Soviet . AKU. Kakek. 1989

Lihat apa itu "PRODUKSI EKOSISTEM" di kamus lain:

kamus ekologi

Lihat Seni. Produk ekosistem. Kamus ensiklopedis ekologi. Chisinau: Edisi utama Ensiklopedia Soviet Moldavia. AKU. Kakek. 1989... kamus ekologi

1) produksi primer bersih ekosistem; 2) peningkatan phytomass yang digunakan oleh manusia. Kamus ensiklopedis ekologi. Chisinau: Edisi utama Ensiklopedia Soviet Moldavia. AKU. Kakek. 1989. Produksi bersih biocenosis ... kamus ekologi

- (gross) sama dengan Produksi biologis ekosistem. Kamus ekologi, 2001 ... kamus ekologi

- (B.p.) kemampuan organisme untuk menghasilkan bahan organik selama hidupnya. BP diukur dengan jumlah bahan organik yang tercipta per satuan waktu per satuan luas (t/ha/tahun, g/m2/hari, dll.). Membedakan… … kamus ekologi

Kemampuan organisme untuk menghasilkan bahan organik selama hidupnya. BP diukur dengan jumlah bahan organik yang tercipta per satuan waktu per satuan luas (t/ha/tahun, g/m2/hari, dll.). Bedakan antara primer... Glosarium istilah bisnis

- (USSR) ekosistem yang paling aneh, tetapi produktif relatif rendah dari iklim gersang benua yang tajam. Semi-pohon xerofilik, psammokserofilik, dan halokserofilik rendah (tinggi hingga 8 m), semi-semak dan semak mendominasi,… … kamus ekologi

- (USSR) ekosistem iklim kontinental gersang didominasi oleh rerumputan berdaun sempit xerophilous (rumput bulu, gandum, fescue). Subdominan adalah spesies forb, dan di sebagian besar wilayah kontinental dan semak xerophilous rendah yang langka ... ... kamus ekologi

TERUMBU KARANG Struktur berkapur terendam atau sebagian permukaan yang dibentuk terutama oleh kerangka polip karang kolonial (lihat POLIPS KARANG) di daerah dangkal laut tropis. Dalam suatu ekosistem (lihat ... ... Kamus ensiklopedis

Ekosistem, atau sistem ekologi (dari bahasa Yunani lainnya οἶκος tempat tinggal, lokasi dan sistem σύστημα) sistem biologis yang terdiri dari komunitas organisme hidup (biocenosis), habitatnya (biotope), sistem koneksi, ... ... Wikipedia

Setiap tahun, orang semakin menghabiskan sumber daya planet ini. Tidak mengherankan bahwa baru-baru ini penilaian tentang berapa banyak sumber daya yang dapat disediakan oleh biocenosis tertentu menjadi sangat penting. Saat ini, produktivitas ekosistem sangat menentukan ketika memilih metode manajemen, karena kelayakan ekonomi pekerjaan secara langsung bergantung pada jumlah produksi yang dapat diperoleh.

Inilah pertanyaan utama yang dihadapi para ilmuwan saat ini:

• Berapa banyak energi matahari yang tersedia dan berapa banyak yang diasimilasi oleh tanaman, bagaimana cara mengukurnya?
• Manakah yang memiliki produktivitas tertinggi dan mana yang menghasilkan produksi primer terbanyak?
• Berapa kuantitas lokal dan seluruh dunia?
• Berapa efisiensi energi yang diubah oleh tumbuhan?
• Apa perbedaan antara efisiensi asimilasi, produksi bersih, dan efisiensi ekologis?
• Bagaimana Ekosistem Berbeda dalam Jumlah atau Volume Biomassa
• Berapa banyak energi yang tersedia untuk orang-orang dan berapa banyak yang kita gunakan?

Kami akan mencoba menjawabnya setidaknya sebagian dalam kerangka artikel ini. Pertama, mari kita berurusan dengan konsep dasar. Jadi, produktivitas suatu ekosistem adalah proses akumulasi bahan organik dalam volume tertentu. Organisme apa yang bertanggung jawab atas pekerjaan ini?

Autotrof dan heterotrof

Kita tahu bahwa beberapa organisme mampu mensintesis molekul organik dari prekursor anorganik. Mereka disebut autotrof, yang berarti "makan sendiri". Sebenarnya, produktivitas ekosistem bergantung pada aktivitasnya. Autotrof juga disebut sebagai produsen primer. Organisme yang mampu menghasilkan molekul organik kompleks dari zat anorganik sederhana (air, CO2) paling sering termasuk dalam golongan tanaman, tetapi beberapa bakteri memiliki kemampuan yang sama. Proses dimana mereka mensintesis organik disebut sintesis fotokimia. Sesuai namanya, fotosintesis membutuhkan kehadiran sinar matahari.

Kami juga harus menyebutkan jalur yang dikenal sebagai kemosintesis. Beberapa autotrof, terutama bakteri khusus, dapat mengubah nutrisi anorganik menjadi senyawa organik tanpa akses sinar matahari. Ada beberapa kelompok di maritim dan air tawar, dan mereka sangat umum di lingkungan dengan kandungan hidrogen sulfida atau belerang yang tinggi. Seperti tanaman yang mengandung klorofil dan organisme lain yang mampu melakukan sintesis fotokimia, organisme kemosintetik adalah autotrof. Namun, produktivitas ekosistem lebih merupakan aktivitas vegetasi, karena dialah yang bertanggung jawab atas akumulasi lebih dari 90% bahan organik. Kemosintesis memainkan peran yang jauh lebih kecil dalam hal ini.

Sementara itu, banyak organisme dapat memperoleh energi yang diperlukan hanya dengan memakan organisme lain. Mereka disebut heterotrof. Pada prinsipnya, ini termasuk semua tanaman yang sama (mereka juga "memakan" bahan organik yang sudah jadi), hewan, mikroba, jamur, dan mikroorganisme. Heterotrof juga disebut "konsumen".

Peran tumbuhan

Sebagai aturan, kata "produktivitas" dalam hal ini mengacu pada kemampuan tanaman untuk menyimpan sejumlah bahan organik. Dan ini tidak mengherankan, karena hanya organisme tumbuhan yang dapat mengubah zat anorganik menjadi zat organik. Tanpa mereka, kehidupan itu sendiri di planet kita tidak mungkin terjadi, dan oleh karena itu produktivitas ekosistem dipertimbangkan dari posisi ini. Secara umum, pertanyaannya sangat sederhana: jadi berapa banyak bahan organik yang dapat disimpan tanaman?

Biocenosis apa yang paling produktif?

Anehnya, tetapi biocenosis buatan manusia jauh dari yang paling produktif. Hutan, rawa, selva sungai tropis besar jauh di depan mereka dalam hal ini. Selain itu, biocenosis inilah yang menetralkan sejumlah besar zat beracun, yang, sekali lagi, masuk ke alam sebagai akibat dari aktifitas manusia, dan juga menghasilkan lebih dari 70% oksigen yang terkandung di atmosfer planet kita. Omong-omong, banyak buku pelajaran masih menyatakan bahwa lautan di Bumi adalah "keranjang roti" yang paling produktif. Anehnya, tetapi pernyataan ini sangat jauh dari kebenaran.

"Paradoks Lautan"

Tahukah Anda apa yang dibandingkan dengan produktivitas biologis ekosistem laut dan samudra? Dengan semi-gurun! Volume biomassa yang besar dijelaskan oleh fakta bahwa hamparan airlah yang menempati sebagian besar permukaan planet. Jadi penggunaan laut yang diprediksi berulang kali sebagai sumber nutrisi utama bagi seluruh umat manusia di tahun-tahun mendatang hampir tidak mungkin dilakukan, karena kelayakan ekonominya sangat rendah. Namun, produktivitas rendah Ekosistem jenis ini sama sekali tidak mengurangi pentingnya lautan bagi kehidupan semua makhluk hidup, sehingga perlu dilindungi dengan hati-hati.

Ahli lingkungan modern mengatakan bahwa kemungkinan lahan pertanian masih jauh dari habis, dan di masa depan kita akan bisa mendapatkan hasil panen yang lebih melimpah darinya. Harapan khusus ditempatkan di mana mereka dapat menghasilkan bahan organik berharga dalam jumlah besar karena karakteristiknya yang unik.

Informasi dasar tentang produktivitas sistem biologis

Secara umum produktivitas suatu ekosistem ditentukan oleh laju fotosintesis dan akumulasi bahan organik pada suatu biocenosis tertentu. Massa bahan organik yang dibuat per satuan waktu disebut produksi primer. Ini dapat dinyatakan dalam dua cara: baik dalam Joule, atau dalam massa tanaman kering. Produksi bruto adalah volumenya yang dihasilkan oleh organisme tanaman dalam satuan waktu tertentu, dengan laju proses fotosintesis yang konstan. Harus diingat bahwa sebagian dari zat ini akan digunakan untuk aktivitas vital tumbuhan itu sendiri. Organik yang tersisa setelah ini adalah produktivitas primer bersih ekosistem. Dialah yang memberi makan heterotrof, termasuk Anda dan saya.

Apakah ada "batas atas" untuk produksi primer?

Singkatnya, ya. Mari kita lihat sekilas seberapa efisien proses fotosintesis pada prinsipnya. Ingatlah bahwa intensitas radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi sangat bergantung pada lokasi: pengembalian energi maksimum merupakan ciri khas zona ekuator. Ini menurun secara eksponensial saat mendekati kutub. Kira-kira setengah dari energi matahari dipantulkan oleh es, salju, lautan atau gurun, dan diserap oleh gas-gas di atmosfer. Misalnya, lapisan ozon di atmosfer menyerap hampir semua radiasi ultraviolet! Hanya setengah dari cahaya yang mengenai daun tanaman digunakan dalam reaksi fotosintesis. Jadi produktivitas biologis ekosistem adalah hasil dari transformasi sebagian kecil energi matahari!

Apa itu produksi sekunder?

Dengan demikian, produksi sekunder adalah pertambahan konsumen (yaitu konsumen) selama jangka waktu tertentu. Tentu saja, produktivitas ekosistem bergantung pada mereka pada tingkat yang jauh lebih rendah, tetapi biomassa inilah yang memainkan peran terpenting dalam kehidupan manusia. Perlu dicatat bahwa organik sekunder dihitung secara terpisah pada setiap tingkat trofik. Dengan demikian, jenis produktivitas ekosistem dibagi menjadi dua jenis: primer dan sekunder.

Rasio produksi primer dan sekunder

Seperti yang Anda duga, rasio biomassa terhadap total massa tanaman relatif rendah. Bahkan di hutan dan rawa, angka ini jarang melebihi 6,5%. Semakin banyak tumbuhan perdu dalam suatu komunitas, semakin tinggi laju akumulasi bahan organik dan semakin besar perbedaannya.

Tentang laju dan volume pembentukan zat organik

Secara umum, laju pembentukan bahan organik asal primer yang membatasi sepenuhnya bergantung pada keadaan alat fotosintesis tanaman (PAR). Nilai maksimum efisiensi fotosintesis yang dicapai pada kondisi laboratorium adalah 12% dari nilai PAR. Dalam kondisi alami, nilai 5% dianggap sangat tinggi dan praktis tidak terjadi. Dipercayai bahwa di Bumi asimilasi sinar matahari tidak melebihi 0,1%.

Distribusi produksi primer

Perlu dicatat bahwa produktivitas ekosistem alami- benda itu sangat tidak seimbang dalam skala seluruh planet. Massa total semua bahan organik yang terbentuk setiap tahun di permukaan bumi adalah sekitar 150-200 miliar ton. Ingat apa yang kami katakan tentang produktivitas lautan di atas? Jadi, 2/3 dari zat ini terbentuk di darat! Bayangkan saja: volume hidrosfer yang sangat besar dan luar biasa membentuk bahan organik tiga kali lebih sedikit daripada sebagian kecil daratan, yang sebagian besar berupa gurun!

Lebih dari 90% bahan organik yang terakumulasi dalam satu atau lain bentuk digunakan sebagai makanan untuk organisme heterotrofik. Hanya sebagian kecil dari energi matahari yang disimpan dalam bentuk humus tanah (serta minyak dan batu bara, yang masih terbentuk hingga saat ini). Di wilayah negara kita, peningkatan produksi biologis primer bervariasi dari 20 sen per hektar (dekat Samudra Arktik) hingga lebih dari 200 sen per hektar di Kaukasus. Di daerah gurun, nilai ini tidak melebihi 20 c/ha.

Pada prinsipnya, di lima benua hangat di dunia kita, intensitas produksi hampir sama, hampir: di Amerika Selatan, vegetasi mengakumulasi bahan kering satu setengah kali lebih banyak, yang disebabkan oleh keunggulan kondisi iklim. Di sana, produktivitas ekosistem alami dan buatan maksimal.

Apa yang memberi makan orang?

Sekitar 1,4 miliar hektar ditanam di permukaan planet kita dengan tanaman budidaya yang memberi kita makanan. Ini adalah sekitar 10% dari semua ekosistem di planet ini. Anehnya, hanya setengah dari produk yang dihasilkan langsung masuk ke makanan manusia. Segala sesuatu yang lain digunakan sebagai makanan hewan dan digunakan untuk kebutuhan produksi industri(tidak terkait dengan produksi pangan). Para ilmuwan telah membunyikan alarm sejak lama: produktivitas dan biomassa ekosistem planet kita dapat menyediakan tidak lebih dari 50% kebutuhan manusia akan protein. Sederhananya, separuh populasi dunia hidup dalam kondisi kelaparan protein kronis.

Pemegang rekor biocenosis

Seperti yang telah kami katakan, hutan khatulistiwa dicirikan oleh produktivitas tertinggi. Coba pikirkan: lebih dari 500 ton bahan kering dapat jatuh pada satu hektar biocenosis semacam itu! Dan ini jauh dari batas. Di Brasil, misalnya, satu hektar hutan menghasilkan 1.200 hingga 1.500 ton (!) bahan organik per tahun! Coba pikirkan: ada hingga dua sen bahan organik per meter persegi! Di tundra di area yang sama, tidak lebih dari 12 ton terbentuk, dan di hutan sabuk tengah - dalam 400 ton Perusahaan pertanian di bagian itu secara aktif menggunakan ini: produktivitas ekosistem buatan dalam bentuk tebu ladang, yang dapat mengakumulasi hingga 80 ton bahan kering per hektar, tidak ada tempat lain yang secara fisik dapat menghasilkan hasil seperti itu. Namun, teluk Orinoco dan Mississippi, serta beberapa wilayah Chad, sedikit berbeda dari keduanya. Di sini, selama setahun, ekosistem “menghasilkan” hingga 300 ton materi per hektar!

Hasil

Dengan demikian, evaluasi produktivitas harus dilakukan dengan tepat berdasarkan bahan utama. Faktanya adalah produksi sekunder tidak lebih dari 10% dari nilai ini, nilainya sangat berfluktuasi, dan oleh karena itu analisis rinci indikator ini tidak mungkin.

Ekosistem autotrofik dapat dibandingkan dengan perusahaan industri yang menghasilkan berbagai zat organik. Menggunakan energi matahari, karbon dioksida, dan nutrisi mineral, ekosistem menghasilkan produk biologis - kayu, massa daun tumbuhan, buah-buahan, biomassa hewan. Produktivitas ekosistem, diukur dengan jumlah bahan organik yang dibuat per satuan waktu per satuan luas, disebut produktivitas biologis. Satuan produktivitas: g/m 2 per hari, kg/m 2 per tahun, t/km 2 per tahun.

Pada ara. struktur produksi biologis ekosistem ditampilkan.

Beras. Struktur produk biologis ekosistem

Ada berbagai tingkat produksi di mana produk sekunder primer dibuat. Massa organik yang diciptakan oleh produsen per satuan waktu disebut produk primer, dan peningkatan massa konsumen per satuan waktu - produk sekunder.

Produksi primer seolah-olah dibagi lagi menjadi dua tingkat - produksi kotor dan bersih. Produksi primer bruto adalah massa total bahan organik bruto yang dibuat oleh tanaman per satuan waktu pada laju fotosintesis tertentu, termasuk biaya respirasi.

Tumbuhan menghabiskan 40 hingga 70% dari hasil kotor untuk bernapas. Ganggang planktonik menghabiskan paling sedikit - sekitar 40% dari semua energi yang digunakan. Bagian dari pengeluaran kotor yang tidak dihabiskan "untuk bernafas" disebut produksi primer bersih: itu mewakili nilai pertumbuhan tanaman dan produk inilah yang dikonsumsi oleh konsumen dan pengurai.

Produksi sekunder tidak lagi dibagi menjadi kotor dan bersih, karena konsumen dan pengurai, yaitu. semua heterotrof meningkatkan massanya karena produksi primer, yaitu menggunakan produk yang dibuat sebelumnya.

Selama transisi energi dari satu tingkat trofik ke tingkat lainnya (dari tumbuhan ke fitofag, dari fitofag ke predator tingkat pertama, dari predator tingkat pertama ke predator tingkat kedua), sekitar 90% energi hilang dengan biaya kotoran dan pernapasan. Selain itu, fitofag hanya memakan sekitar 10% dari biomassa tumbuhan, sisanya mengisi kembali pasokan detritus dan kemudian dihancurkan oleh pengurai. Oleh karena itu, produksi biologis sekunder 20-50 kali lebih sedikit dari produksi primer.

Ekosistem dibagi menjadi empat kelas menurut produktivitasnya.

1. Ekosistem dengan produktivitas biologis sangat tinggi - lebih dari 2 kg/m 2 per tahun. Ini termasuk rumpun alang-alang di delta Volga, Don dan Ural. Dari segi produktivitas, mereka dekat dengan ekosistem hutan tropis dan terumbu karang.

2. Ekosistem produktivitas biologis tinggi - 1 - 2 kg / m 2 per tahun. Ini adalah hutan linden-oak, rumpun cattail atau alang-alang pesisir di danau, tanaman jagung dan rumput abadi dengan irigasi dan pemupukan dengan pupuk mineral dosis tinggi.

3. Ekosistem dengan produktivitas biologis sedang - 0,25 - 1 kg / m 2 per tahun. Banyak tanaman, hutan pinus dan birch, padang rumput dan stepa, danau yang ditumbuhi tanaman air, dan "padang rumput laut" ganggang di Laut Jepang memiliki produktivitas seperti itu.

4. Ekosistem dengan produktivitas biologis rendah - kurang dari 0,25 kg/m 2 per tahun. Ini adalah gurun Arktik di pulau-pulau di Samudra Arktik, tundra, gurun, semi-gurun di Laut Kaspia, padang rumput stepa yang diinjak-injak oleh ternak dengan rerumputan rendah dan jarang, stepa pegunungan. Produktivitas rendah yang sama ditemukan di sebagian besar ekosistem laut.

Produktivitas rata-rata ekosistem bumi tidak melebihi 0,3 kg / m 2 per tahun, karena planet ini didominasi oleh ekosistem gurun dan lautan yang produktif rendah.

Produktivitas biologis suatu ekosistem berbeda dengan stok biomassa. Beberapa organisme dalam ekosistem hidup selama bertahun-tahun (pohon, hewan besar), dan biomassanya berpindah dari tahun ke tahun sebagai semacam modal.

Pada ara. rasio stok biomassa dan produktivitas biologis di beberapa ekosistem ditampilkan.

Beras. Rasio stok biomassa dan produktivitas biologis di beberapa ekosistem

Biomassa hutan tinggi karena bagian pohon yang abadi - batang, cabang, akar. Oleh karena itu, peningkatan produk biologis tahunan - daun baru, ranting dan akar muda, lingkaran pohon tahunan berikutnya dan tutupan rumput - adalah 30-50 kali lebih kecil dari cadangan biomassa. Di padang rumput, cadangan biomassa jauh lebih sedikit, dan terutama dibentuk oleh akar yang hidup di tanah selama beberapa tahun, dan rimpang tanaman. Ini lebih dari produktivitas biologis hanya 3-5 kali lipat. Di ladang, produktivitas biologis dan cadangan biomassa hampir sama, karena tanaman dari bagian tanaman di atas tanah (dan di bawah tanah, jika ini adalah tanaman umbi-umbian) dipanen, dan sisa tanaman gandum hitam atau gandum dibajak ke dalam tanah, di mana mereka membusuk pada musim semi. Baik dalam sistem padang rumput maupun ekosistem lapangan, umur banyak invertebrata tanah diukur dalam minggu dan bulan. Produktivitas biologis mereka sama dengan stok biomassa atau lebih. Alga dan invertebrata kecil di badan air hidup selama beberapa hari atau minggu dan karenanya memberikan beberapa generasi selama musim panas. Pada saat tertentu, biomassa organisme di danau atau kolam kurang dari produksi biologisnya selama musim tanam.

Di beberapa ekosistem perairan, karena ikan hidup selama beberapa tahun, dan umur organisme fitoplankton pendek, stok biomassa hewan mungkin lebih tinggi daripada stok biomassa tumbuhan. Kelebihan biomassa hewan dibandingkan biomassa tumbuhan di ekosistem laut (tidak termasuk "padang alga") adalah aturannya.

Semua komponen ekosistem yang hidup - produsen, konsumen, dan pengurai - membentuk kesamaan biomassa("bobot hidup") komunitas secara keseluruhan atau bagian individualnya, kelompok organisme tertentu. Biomassa biasanya dinyatakan dalam berat basah dan kering, tetapi juga dapat dinyatakan dalam satuan energi - dalam kalori, joule, dll., yang memungkinkan untuk mengungkapkan hubungan antara jumlah energi yang masuk dan, misalnya, biomassa rata-rata .

Tidak semua energi dihabiskan untuk pembentukan biomassa, tetapi energi yang digunakan menciptakan produksi primer dan dapat digunakan secara berbeda di ekosistem yang berbeda. Jika tingkat pemindahannya oleh konsumen tertinggal dari tingkat pertumbuhan tanaman, hal ini menyebabkan peningkatan bertahap dalam biomassa produsen dan kelebihan bahan organik mati. Yang terakhir mengarah pada gambut rawa, pertumbuhan badan air dangkal yang berlebihan, penciptaan pasokan besar tempat tidur di hutan taiga, dan sebagainya.

Dalam komunitas yang stabil, hampir semua produksi dihabiskan dalam jaring makanan, dan biomassa tetap konstan.