Ekosistemlerin ikincil üretkenliği. Birincil ve ikincil üretim

Canlı organizmaların yeni biyokütle oluşturma yeteneğine denir. üretkenlik. Birim alanda birim zamanda biyokütle oluşum hızına denir. ürünler. Biyolojik ürünler günlük 1 m2 başına joule, günde 1 m2 başına kalori, bir yılda 1 hektar başına kilogram cinsinden ifade edilir.

Bir bitkinin birim zamanda ürettiği organik kütleye birincil denir. ürünler. Brüt birincil üretim, bir ekosistemin ototrofları tarafından üretilen toplam madde ve enerji miktarıdır. Net birincil üretim – Solunum maliyeti çıkarıldıktan sonra bitki dokularında organik madde birikme hızı. Tüketiciler sadece saf birincil ürünleri kullanabilirler.

Ekosistemlerdeki ikincil ürünler tüketiciler tarafından oluşturulur. Topluluğun ikincil üretimi her zaman birincil üretimden daha azdır. Biyolojik üretim piramidine göre, her bir önceki trofik seviyede, birim zamanda yaratılan biyokütle miktarı bir sonrakinden daha fazladır.

Belirli bir alana yılda sağlanan enerji miktarı, bu alanın enlemine ve bulut örtüsüne, yani fotosentezi destekleyen faktörlerden. Kara alanlarının ortalama üretkenliği, Dünya yüzeyine ulaşan ışık enerjisinin yaklaşık %0,3'ünün özümsenmesine karşılık gelir.

Ekosistemlerin birincil verimliliğinde farklılık gösteren dört alan grubu tanımlanmıştır:

1) açık denizler ve çöller (verimlilik genellikle yılda 500-1000 kcal / m2'den azdır;

2) otsu yarı kurak oluşumlar, bazı agrosinozlar, derin göller, dağ ormanları, deniz kıyısı (yılda 500-3000 kcal/m2;

3) nemli ormanlar, sığ göller, meralar ve çoğu agrosinoz (yılda 300-10000 kcal/m2);

4) bazı nehir ağızları, mercan resifleri (yılda 10.000 kcal/m2'den fazla).

Yiyeceklerin kalitesi ve organizmaların çeşitli işlevlerini yerine getirmek için enerjinin dağılımı, toplumdaki enerji akışının doğasını belirler. Bu konuda en güçlü farklar, sucul ve karasal ekosistemler arasında bulunmaktadır. Verimlilik, bol miktarda ışık, ısı, su ve mineral besinlerin olduğu yerlerde en yüksek seviyesine ulaşır.

Nem ve sıcaklık genellikle karasal sistemlerin üretkenliğini sınırlayan ilk önemli faktörlerdir ve mineral elementler ikinci sıradadır. Bu tür kayıpları telafi edecek nemin mevcudiyeti, arazi verimliliğinin ana belirleyicisidir. Yağış ile net birincil üretim arasında neredeyse doğrusal bir ilişki vardır ve yıllık ortalama yağıştaki artışla artar. Ilıman ve arktik ekosistemlerde, düşük kış sıcaklıkları ve uzun geceler üretkenliği azaltır. Bataklık ve bataklık ekosistemleri, karasal ve sucul habitatlar arasındaki sınırdadır ve bitki verimliliği açısından tropik ormanlara karşılık gelir. Yürüyüşlerde yaşayan bitkiler, kökleri sürekli su altında, yaprakları ışıkta ve havada olduğu için oldukça verimlidir. Ek olarak, yürüyüşlere yıkanan döküntü bakteriler tarafından hızla ayrıştırıldığı için bol miktarda besinle beslenirler.

İÇİNDE su ekosistemleri enerji bir trofik seviyeden diğerine hızlı ve çok verimli bir şekilde aktarılır, bu da uzun besin zincirlerinin oluşmasına olanak tanır. Sucul ekosistemlerin üretkenliğini sınırlayan ana faktör, az miktarda mineral besindir. Bu, ılıman ormanların üretkenliğine kıyasla üretkenliği neredeyse bir büyüklük sırası ile sınırlar. Fosfor, açık okyanus sularında mineral beslenmenin en eksik unsurlarından biridir.

Yükselme bölgelerinde (besinlerin denizin derinliklerinden yüzeye dikey akıntılarla taşındığı) ve kıta sahanlığında (dip çökeltileri ile yüzey suları arasında aktif bir alışverişin olduğu yerlerde), üretim daha yüksektir, ortalama 500 ve sırasıyla yılda 360 g/m2. Sığ haliçlerin, mercan resiflerinin ve kıyı yosun yataklarının üretimi, komşu karasal habitatlarınkine yaklaşıyor. Tatlı su ekosistemleri oldukça geniş bir ürün yelpazesine sahiptir. Verimlilik, kara-su arayüzünde en yüksektir: belirli ıslak veya suda yaşayan karasal topluluklarda ve su ekosistemlerinin bazı kıyı ve sığ su topluluklarında.

BİYOLOJİK VERİMLİLİK - birim zamanda birim alan başına biyosinoz tarafından üretilen biyokütlenin organik maddesindeki artış.[ ...]

Bir ekosistemin, topluluğun veya bunların herhangi bir bölümünün birincil üretkenliği, fotosentez veya kimyasal sentez (kemoüreticiler) sırasında üretici organizmalar (esas olarak yeşil bitkiler) tarafından emilen güneş enerjisinin hızı olarak tanımlanır. Bu enerji doku üreticilerinin organik maddeleri şeklinde gerçekleşir.[ ...]

VERİMLİLİK (üretim) BİRİNCİL - üreticilerin biyolojik üretkenliği (üretim) (esas olarak fitosenoz). ÜRÜNLER - bkz. Biyolojik ürünler.[ ...]

BİRİNCİL KİRLETİCİLER - doğrudan giren veya yayılan kirleticiler çevre kirlilik kaynaklarından Pzv çevrede ikincil kirleticilerin oluşumuna ve birikmesine katkıda bulunabilir. DRENAJIN DEŞARJI (nehirler) - hidrolik yapıların yardımıyla başka bir havzaya çekilmesiyle nehirlerin akışının doğal yönündeki bir değişiklik (GOST 19185-73). AŞIRI DERECELENDİRME, aşırı otlatma - mera bitki örtüsünün bozulmasına ve üretkenliğinde ve üretkenliğinde azalmaya (sözde mera kazısı) ve kesim oluşumuna yol açan, çiftlik hayvanlarının kontrolsüz otlatılması.[ ...]

BİRİNCİL VERİMLİLİK - bkz. Birincil Verimlilik.[ ...]

Bir ekosistemin bitki örtüsünün (üreticilerinin) birincil üretkenliği, bir ekosistemdeki biyokimyasal süreçlerin toplam enerjisini ve sonuç olarak hem karbon hem de diğer biyojenik elementlerin biyojeokimyasal döngülerinin yoğunluğunu belirler. Canlı sistemlerin belirleyici unsuru olan karbonun biyojeokimyasal döngüsü, varlıklarının nispeten küçük bir kısmı ile biyojenik döngüde yer alan diğer elementlerin döngülerinden daha iyi çalışılmıştır. yerkabuğu veya atmosfer. Bununla birlikte, nitrojen ve oksijenin biyojeokimyasal döngüleri, en azından ekosistemler ve atmosferdeki değişimleri açısından, nispeten tam olarak incelenmiştir.[ ...]

Kesin olarak tanımlanmış bir programa göre gerçekleştirilen uzun vadeli gözlemlerin birincil verileri, her rezervin "Doğa Günlüğü" ne girilir. Yıldan yıla nehirlerin açılış tarihleri, bitkilerin çiçeklenme zamanlaması, kuşların gelişi, ana hayvan türlerinin sayısı, tohum bitkileri, meyveler, mantarlar ve çeşitli doğal olaylar hakkında bilgiler yıldan yıla kaydedilir. yıla kadar. Bu, bu fenomenlerin sabitlik derecesini yargılamamıza, değişim modellerini anlamamıza, tahminler yapmamıza ve doğal biyogeosenozların biyolojik üretkenliğini artırmanın yollarını geliştirmemize olanak tanır.[ ...]

Ekosistemlerin üretkenliği, bir ekosistemden geçen enerji akışıyla yakından ilgilidir. Her ekosistemde, besin ağına giren enerjinin bir kısmı organik bileşikler biçiminde depolanır. Kesintisiz biyokütle (canlı madde) üretimi, biyosferin temel süreçlerinden biridir. Üreticiler tarafından fotosentez veya kemosentez sürecinde oluşturulan organik maddeye bir ekosistemin (topluluk) birincil üretimi denir. Nicel olarak, ham veya kuru bitki kütlesi veya enerji birimleri - eşdeğer kalori veya joule sayısı ile ifade edilir. Birincil üretim, ekosistemin biyotik bileşeni boyunca toplam enerji akışını ve dolayısıyla ekosistemde var olabilecek canlı organizmaların biyokütlesini belirler (Şekil 12.44).[ ...]

BİRİNCİL VERİMLİLİK - üreticiler tarafından birim zamanda birim alan başına üretilen biyokütle (yer üstü ve yer altı organları) ile enerji ve biyojenik uçucu maddeler. P. p. fotosentezin yoğunluğuna bağlı olduğundan ve ikincisi havadaki karbondioksit içeriğine bağlı olduğundan, Dünya atmosferindeki CO2 konsantrasyonundaki artış nedeniyle birincil verimlilikte bir artış olduğu varsayılmıştır. Bununla birlikte, diğer antropojenik etkiler (çevre kirliliği vb.) ve daha üretken biyotik toplulukların daha az üretken olanlarla yer değiştirmesi nedeniyle, gezegendeki biyolojik üretkenlik son yıllarda azalmıştır. Son zamanlarda%20 oranında.[ ...]

Net birincil verimlilik (NPP) - bitkiler tarafından organik madde biriktirme oranı eksi solunum ve fotosolunum tüketimi.[ ...]

Net birincil verimlilik - bitki dokularında organik madde birikme oranı eksi çalışma süresi boyunca bitkilerin solunumu (R) için kullanılan kısmı: Рl / = Рv R.[ ...]

Brüt birincil üretkenlik (GPP), bitkilerin kimyasal enerji depolama oranıdır.[ ...]

Brüt birincil üretkenlik, ölçümler sırasında solunum için harcanacak kısmı da dahil olmak üzere, fotosentez sürecinde organik maddenin birikme hızıdır. Ra olarak gösterilir ve birim alan başına kütle veya enerji birimi veya birim zaman başına hacim olarak ifade edilir.[ ...]

Yırtıcı hayvanlar düzeyindeki üçüncül üretkenlik, ikincil üretkenliğin yaklaşık %10'udur ve nadiren %20'ye ulaşabilir. Böylece alt düzeylerden üst düzeylere geçişte birincil enerji hızla azalır.[ ...]

Ana ekosistem türlerinin biyokütlesi ve birincil üretkenliği Tablo 12.7 ve şek. 12.45.[ ...]

En verimli alanlarda organik madde sentezi çok yoğun gerçekleşir. Böylece Akdeniz'de Nisan ayında birincil üretim yüzey suyu tabakasında ortalama 10 mg C/(m2-gün) ve tüm fotosentez tabakasında 210 mg C/(m2-gün) düzeyindedir. Önemli ölçüde daha yüksek üretkenlik - 580 mg C/(m2 ■ gün)'e kadar fotosentez katmanında siklonik sirkülasyon bölgesinde gözlenir. Benzer bir değer yukarı yükselme alanları için de tipiktir: Kaliforniya kıyıları açıklarında Pasifik Okyanusunda 0-2000 m derinlikte entegre edilen ortalama günlük üretim 560 mg C/m2 düzeyindedir.[ ...]

Ana ekosistemler için birincil ve ikincil verimlilik göstergeleri Tablo'da verilmiştir. 6.1.[ ...]

Bitkiler için, bir ortamın üretkenliği, büyümeyi en çok kısıtlayan kaynak veya koşula bağlı olabilir. Karasal topluluklarda, sıcaklıktaki bir düşüş ve büyüme mevsiminin boyuna göre azalması genellikle üretimde bir azalmaya yol açarken, su kütlelerinde ikincisi, kural olarak, sıcaklık ve aydınlatmaya paralel olarak derinlikle azalır. Büyümenin nem eksikliği nedeniyle sınırlanabildiği kurak koşullarda üretimde genellikle keskin bir düşüş olur ve artış hemen hemen her zaman nitrojen, fosfor ve potasyum gibi temel besinlerin akışı arttığında olur. En geniş anlamda, hayvanlar için çevrenin üretkenliği, tabandaki kaynakların miktarına bağlı olduğundan aynı kalıpları izler. besin zinciri, sıcaklık ve diğer koşullar.[ ...]

Biyolojik üretkenlik - Toplam Bir popülasyon veya topluluk tarafından birim zamanda birim alan başına üretilen organik madde (biyokütle). Aynı zamanda, fotosentez sürecinde ototroflar (yeşil bitkiler) tarafından üretilen birincil biyokütle ile birim alan başına birim zamanda heterotroflar tarafından elde edilen ikincil biyokütle arasında bir ayrım yapılır. Birincil üretim, brüt (belirli bir süre için fotosentez ürünlerinin toplam sayısına eşit) ve net (brüt ve bitki solunumu için kullanılan kısım arasındaki farka eşit) olarak ikiye ayrılır. Otsu bitkilerde, brüt birincil üretimin %40-50'si solunum için ve ağaçlarda - %70-80'i kullanılır.[ ...]

Dünyanın net birincil üretiminin neredeyse tamamı, tüm heterotrofik organizmaların yaşamını desteklemeye hizmet eder. Tüketiciler tarafından yetersiz kullanılan enerji, vücutlarında, toprak humusunda ve su kütlelerinin organik tortularında depolanır. İnsan beslenmesi çoğunlukla, kara alanının yaklaşık %10'unu kaplayan tarımsal ürünlerle sağlanmaktadır. Kültür bitkilerinin yıllık büyümesi, çoğu ormanlara düşen toplam arazi verimliliğinin yaklaşık %16'sıdır.[ ...]

Morozov G.F. ormancılıkta modern ekoloji ve biyolojinin öncüsü olarak hareket etti.[ ...]

Tablonun 1a-b satırlarından. Şekil 6.4, okyanustaki birincil bitki biyokütlesi üretiminin (karbon olarak ifade edilir) karadakinin yaklaşık yarısı kadar olduğunu göstermektedir. Bu ürünlerin neredeyse tamamı fitoplanktonla ilgilidir. Okyanusun biyolojik üretkenliğinin çeşitli organizma türleri için dağılımı Tablo'da verilmiştir. 6.6 (SSCB Bilimler Akademisi Oşinoloji Enstitüsü'ne göre).[ ...]

Tablodan. 1.3, kara ekosistemlerinin en üretken olduğunu açıkça göstermektedir. Karasal alan okyanusların yarısı kadar olmasına rağmen, ekosistemlerinin yıllık birincil karbon üretimi Dünya Okyanusunun iki katından fazladır (sırasıyla 52,8 milyar ton ve 24,8 milyar ton) ve karasal ekosistemlerin göreli üretkenliği Dünya Okyanusunun üretkenliğinin 7 katıdır. okyanus ekosistemleri. Bundan, özellikle, okyanusun biyolojik kaynaklarının tam gelişiminin insanlığın gıda sorununu çözmesine izin vereceğine dair umutların pek de sağlam temellere dayanmadığı sonucu çıkıyor. Görünüşe göre, bu alandaki fırsatlar küçük - şimdi bile birçok balık, deniz memelisi, yüzgeçayaklı popülasyonunun sömürü seviyesi, birçok ticari omurgasız için kritik seviyeye yakın - yumuşakçalar, kabuklular ve diğerleri, sayılarındaki önemli düşüş nedeniyle doğal popülasyonlar, onları özel deniz çiftliklerinde yetiştirmek, deniz ürünleri yetiştiriciliğini geliştirmek ekonomik olarak karlı hale geldi. Yosun (yosun) ve fukus gibi yenilebilir alglerde olduğu gibi, endüstride agar-agar ve diğer birçok değerli maddeyi elde etmek için kullanılan alglerde de durum yaklaşık olarak aynıdır.[ ...]

Rusya topraklarında, yeterli neme sahip bölgelerde, birincil verimlilik, ısı girişindeki ve büyüme mevsiminin (mevsim) süresindeki artışla birlikte kuzeyden güneye doğru artar. Bitki örtüsünün yıllık büyümesi Arktik Okyanusu kıyılarında ve adalarında 20 cent/ha ile Kuzey Buz Denizi'ndeki adalarda 200 cent/ha arasında değişir. Krasnodar Bölgesi, Kafkasya'nın Karadeniz kıyısında (Şek. 12.46).[ ...]

Bitki topluluklarının kararlılığı, birincil biyolojik üretkenlikleriyle (PBP) karakterize edilebilir - kuru kütle (c/ha) cinsinden ölçülen, yıl boyunca artan yer üstü ve yer altı organik kütlelerinin ortalama değeri. GGBP, ısı ve nem kaynaklarına ve ayrıca toprağın doğasına bağlıdır; Rusya'da Kuzey Kutbu tundrası için 10 c/ha, çayır bozkırları için 100-110 ve nemin yetersiz olduğu alanlar (yarı çöller) için tutar ) 7-10 c/ha [ . ..]

Toprağa yalnızca ölü bitkilerin organik kalıntıları (birincil organik madde) değil, aynı zamanda bunların mikrobiyolojik dönüşümlerinin ürünleri ve hayvan kalıntıları (ikincil organik madde) de girer. Çeşitli karasal ekosistemlerin birincil üretkenliği aynı değildir ve yılda 1-2 t/ha kuru organik madde arasında değişir ( Farklı türde tundra) yılda 30-35 t/ha'ya kadar (nemli tropikal ormanlar) (bkz. Tablo 3). Agroekosistemlerde, bitki kalıntıları toprağa yılda 2-3 t/ha'dan (sıralı ürünler) yılda 7-9 t/ha'ya (çok yıllık otlar) girer. Hemen hemen tüm toprak organik maddesi, mikroorganizmalar ve toprak faunasının temsilcileri tarafından işlenir. Bu işlemin son ürünleri mineral bileşiklerdir. Fakat somut yollar birincil organik bileşiklerin dönüşümleri ve çeşitli kararlılık ve karmaşıklıktaki organik ürünlerin oluşumu, bunların toprak oluşumu ve bitki beslenmesindeki çeşitli dönüşüm aşamalarına katılımları büyük ölçüde keşfedilmemiş durumda.[ ...]

İkinci tür antropojenik etki - rezervuarın biyojenik maddelerle zenginleştirilmesi - sadece fitoplanktonun değil, balıklar dahil diğer su topluluklarının da üretkenliğini arttırır ve ekonomik açıdan elverişli bir süreç olarak düşünülmelidir. . Bununla birlikte, çoğu durumda, su kütlelerinin birincil besinlerle kendiliğinden antropojenik zenginleşmesi, ekolojik bir sistem olarak su kütlesinin besinlerle aşırı yüklendiği bir ölçekte gerçekleşir. Bunun sonucu, ayrışması sırasında hidrojen sülfür veya diğer toksik maddelerin salındığı fitoplanktonun ("suyun "çiçeklenmesi") aşırı hızlı gelişmesidir. Bu da rezervuardaki hayvan popülasyonunun ölümüne yol açmakta ve suyu içilemez hale getirmektedir.[ ...]

İncelenen tüm BGC'ler tipolojik olarak tanımlandı ve ardından üretkenlik gradyanına ve ardışık yaş faktörüne göre sıralandı. Kurutulmuş ekotoplarda, ortak bir şema ile 4 ardışık sıra tanımlanmıştır: nehir söğüt ormanları - ■ taşkın yatağı orman türleri (çam ormanları, huş ormanları, meşe ormanları, kızılağaç ormanları) - ■ taşkın yatağı ladin ormanları -»■ kuzukulağı ladin ormanları (doruk) . Her ardıllık serisi için, bilgisayar ardışık yaş (g) boyunca birincil net üretim P, canlı fitomas stokları M ve toplam biyokütle stoğu B değerlerini yaklaştırdı ve eşitledi. M ve B fonksiyonlarının m'ye göre birinci türevini hesapladıktan sonra, DM'nin canlı fitomas stoklarındaki ve DW'nin tüm biyokütlesindeki mevcut değişimi elde ettik. Daha sonra, birbirini takip eden yaşın her on yılı için, fitomas L'nin yıllık çöpünün ortalama değeri ve ölüm oranı, A = P - DM formülü kullanılarak ve heterotrofik solunum maliyeti H/1, R = P - DV formülü kullanılarak hesaplandı. . b'nin değeri, ototrofik bloğun enerji rezervlerinin dağılımını (saçılımını) ve d/, - BHC'nin heterotrofik bloğunu temsil eder. b'nin değeri aynı zamanda kimyasal enerjinin heterotrofik bloğa giriş akışını da karakterize eder. BGC'deki ölü organik madde stoklarının değerlerine ve yıkıcıların (detritus) biyokütlesine - detr = V - M denkleminden elde edilen £detr'ye yaklaştırdıktan sonra, DAde™ değerleri - stoklardaki mevcut değişiklik ölü biyokütle ve yıkıcılar. Denklemden elde edilen değerler ile sonuçlar karşılaştırılarak yeterlilik kontrolü yapılmıştır.

Her biyojeosinoz, tür çeşitliliği, popülasyon büyüklüğü ve her türün yoğunluğu, biyokütle ve üretkenlik ile karakterize edilir. Sayı, belirli bir bölgedeki (nehir havzası, deniz alanı, vb.) Hayvanların besiciliği veya bitki sayısı tarafından belirlenir. Bu, bir nüfusun bolluğunun bir ölçüsüdür. Yoğunluk, birim alandaki bireylerin sayısı ile karakterize edilir. Örneğin 1.ha ormana 800 ağaç veya 1 km2'ye düşen insan sayısı. Birincil verimlilik, birim zamanda birim alan başına bitki biyokütlesindeki artıştır. İkincil verimlilik, birim zamanda birim alan başına heterotrofik organizmalar tarafından oluşturulan biyokütledir. Biyokütle, gözlem anında biyojeosinozda bulunan bitki ve hayvan organizmalarının toplam kümesidir.[ ...]

Doğal çevrenin durumunu değerlendirmeye yönelik ümit verici yaklaşımlardan biri, maddelerin biyojenik döngüsünü ve biyotanın üretkenliğini kontrol etmektir. D.A.'ya göre biyojeosinoz durumu. Krivolutsky ve E.A. Fedorov (1984), bu tür göstergeleri, bitkiler için mevcut olan besin stoğu (azot, fosfor) gibi nesnel olarak karakterize eder; ekosistemlerin birincil ve ikincil üretkenliği. Kirleticilere uzun süre maruz kalındığında, çok düşük konsantrasyonlarda bile, olası çevresel Etki uzun bir süre sonra ortaya çıkabilir. Bu sonuçları ve bunların zamanında önlenmesini tahmin etmek için polen ve tohum miktarı, meristem hücrelerinde kromozom bozukluklarının sıklığı, bitki dokusu proteinlerinin fraksiyonel bileşimi gibi hassas göstergeler kullanılabilir.[ ...]

Daha önce de belirtildiği gibi, belirli bir süre içinde fotosentez sırasında oluşan toplam madde miktarına brüt birincil üretim denir. Birincil üretimin bir kısmı bitkiler tarafından enerji kaynağı olarak kullanılır. Brüt birincil üretim ile bitkiler tarafından kullanılan organik madde fraksiyonu arasındaki farka net birincil üretim denir ve organizmalar tarafından daha yüksek trofik seviyelerde tüketilebilir. Masada. 17.1, Kuzey Denizi'nin verimliliğine ilişkin verileri gösterir. Toplam toplam balık avı, brüt birincil üretimdeki enerji değerinin %0,1'inden daha azını içerir. İlk bakışta bu şaşırtıcı gerçek, besin zincirinin her seviyesindeki büyük enerji kaybı ve birinci trofik seviye ile ürünlerini insanlar, bu durumda balıklar tarafından kullanılan seviye arasındaki çok sayıda trofik seviye ile açıklanmaktadır. . Net birincil üretimin kurulu stoka oranı, nüfusun yılda kaç kez değiştiğini gösteren yenileme oranı sabiti olarak adlandırılır.[ ...]

Fotosentez süreci, doğal sulardaki tüm organik maddelerin görünümünün, aralıklarının ve konsantrasyonlarının ana kaynağıdır. Bilindiği gibi fitoplankton, ormanlarla birlikte atmosferdeki oksijen içeriğini belirleyen en yüksek üretkenlik ile karakterize edilir. Fitoplanktonun (detritus ve ayrışma ürünleri) yok edilmesi, doğal sulardaki ilk ve ana organik madde kaynağıdır. Bu nedenle, belirlenecek su göstergelerinin genel listesinde birincil üretim ve yıkımın ölçülmesi ve bu ölçümle ilişkili bakteri ve fitoplankton hücrelerinin sayısının belirlenmesinin önemli bir yer tutması tesadüf değildir. Açıktır ki, birincil üretim ve yıkımın büyüklüğü, suda çözünmüş oksijenin bağımsız olarak belirlenen konsantrasyonunun büyüklüğünü büyük ölçüde belirler. Doğal sulardaki ikinci organik madde kaynağı, ağaç yapraklarının ve bitki örtüsünün bozunma ürünlerini içeren yüzey ve toprak altı akışıdır. Bu kaynağın öneminin açık bir örneği, Volga'nın turbalıklardan akan yüksek renkli sol kıyı kolları ve ayrıca taşkınların eriyen sularındaki yüksek organik madde içeriği olabilir.[ ...]

Tabloda vurgulanmalıdır. Tablo 5, "uzun vadeli" enerji transferleri, yani bir yıl veya daha da uzun bir süre için genelleştirilmiş verileri göstermektedir. Yetiştirme mevsiminin en verimli döneminde, özellikle uzun yaz günleri kuzeyde, toplam günlük güneş enerjisi girdisinin %5'inden fazlası brüt çıktıya dönüşebilir ve brüt çıktının %50'sinden fazlası günlük net birincil üretime dönüşebilir (Tablo 6). Ancak en uygun koşullarda bile bu kadar yüksek bir günlük verimlilik yıl boyunca sürdürülemez ve geniş tarım alanlarında bu kadar yüksek verim elde etmek imkansızdır (Tablo 6'da verilen verileri Tablo'nun son sütunundaki rakamlarla karşılaştırın). 11).[ ... ]

Biyokütle, 1 m3 veya 1 m2 alan başına normal organizma sayısı (kütle veya hacim olarak) olarak anlaşılır. Belirli bir zamanda oluşan biyokütle miktarına verimlilik denir. Modern çağda, canlı organizmaların birincil üretkenliği, ototrofik bitkilerin fotosentezi ile belirlenir. Ancak her şey, ototrofik bitkiler tarafından yaratılan enerji kaynaklarının tutulması ve dönüştürülmesiyle ilgilidir. yaşam meselesi gezegenler V. I. Vernadsky'nin hesaplamalarına göre, Dünya'nın canlı maddesinin toplam kütlesi yüz milyarlarca tonu buluyor ve 500 bin bitki türü ve yaklaşık 2 milyon hayvan türü içeriyor.[ ...]

Karışık ve geniş yapraklı ormanlarda, canlı biyokütlenin yaklaşık %45'i (bitkilerin %90'ı) olduğu büyük bir organik madde rezervi vardır. Ormanlar yüksek toprak verimliliğine sahiptir. Fitomasın birincil üretkenliğinin değeri çok önemlidir, geniş yapraklı ormanlar oksijen rejimini etkili bir şekilde sürdürebilir.[ ...]

Agroekosistemlerin toprakları büyük ölçüde bozulur. Agroekosistemlerin istikrarsız durumunun nedeni, optimum öz düzenleme, yapı ve üretkenlik sabitliği sağlamayan basitleştirilmiş fitosenozlarından kaynaklanmaktadır. Ve eğer doğal ekosistemlerde biyolojik üretkenlik, doğanın doğal yasalarının eylemiyle sağlanıyorsa, o zaman tarımsal ekosistemlerdeki birincil üretimin (mahsul) verimi, tamamen bir kişi, onun tarımsal bilgi düzeyi, teknik ekipman gibi öznel bir faktöre bağlıdır. sosyo-ekonomik koşullar vb. ve bu nedenle tutarsız kalır.[ ...]

Kuyu tamamlama süreçleri için temel gereksinimler verilir, kuyu açma, sabitleme ve kuyu gelişimini test etme teknolojisi ve tekniği özetlenir. Sondaj ve çimento bulamaçlarının, malzemelerinin ve kimyasallarının özellikleri, üretken oluşumların birincil ve ikincil açılmasıyla ilgili olarak açıklanmaktadır. Kuyuların akışını ve keşfini uyarma yöntemleri, dip çukuru bölgesini etkileme yöntemleri vurgulanmıştır. Kuyu açma, sabitleme, test etme ve geliştirme kalitesini değerlendirme yöntemleri özetlenmiştir. Üretken nesnelerin rezervuar özelliklerinin korunmasına özel önem verilir.[ ...]

Sistemin girdisi güneş enerjisi akışıdır. Çoğu ısı olarak dağılır. Bitkiler tarafından etkili bir şekilde emilen enerjinin bir kısmı, fotosentez sırasında karbonhidratların ve diğer organik maddelerin kimyasal bağlarının enerjisine dönüştürülür. Bu, ekosistemin brüt birincil üretimidir. Enerjinin bir kısmı bitki solunumu sırasında kaybolur ve bir kısmı bitkideki diğer biyokimyasal işlemlerde kullanılır ve sonunda ısı şeklinde de dağılır. Yeni oluşan organik maddenin geri kalan kısmı, ekosistemin net birincil üretkenliği olan bitki biyokütlesindeki artışı belirler.[ ...]

Milyarlarca yıllık evrim sürecinde, doğa en çok etkili yollar Le Chatelier prensibinin mümkün olan en kısa sürede restorasyonu. Bu süreçte belirleyici rol, maddelerin dolaşımının tamamen kapanması ve yüksek verimlilik ile karakterize edilen bozulmamış biyotaya sahip bakir bölgeler tarafından oynanır. Bu nedenle, antropojenik rahatsızlığı azaltmak ve biyosferde Le Chatelier ilkesinin işleyişini eski haline getirmek için, ekonomik faaliyetin küresel ölçekte genişlemesini durdurmak ve biyosferin henüz gelişmemiş doğal alanlarının gelişimini durdurmak gerekir. biyosferin restorasyonunun gerçek kaynakları haline gelmesi gereken medeniyet tarafından çarpıtılmış. Kıtalardaki en üretken topluluklar, tropikal toplulukların en yüksek üretkenliğe sahip olduğu ormanlar ve bataklıklardır. Bu toplulukların üretkenliği, karşılık gelen ılıman kuşak topluluklarının üretkenliğinden 4 kat daha yüksektir. Bu nedenle, bozulma kompanzasyonunun etkinliği açısından dış ortam, Le Chatelier ilkesine göre, birincil tropikal ormanların ve bataklıkların birim alanı, ılıman bölgede ormanlar ve bataklıkların kapladığı dört birim alana eşittir. Açıklıklarda büyüyen ikincil orman, bakir ormanlara ve bataklıklara göre madde döngüsünün yaklaşık bin katı daha kötü kapanmasına ve çevresel rahatsızlıkları telafi etme yeteneğine sahiptir. Kesildikten sadece yaklaşık 300 yıl sonra restorasyon süreci sona erer ve orman orijinal bozulmamış durumuna geri döner. Artık ortalama 50 yıl sonra ekonomik olarak uygun kereste oluştuğunda gerçekleşen periyodik ormansızlaşma, kapalı bir madde döngüsü ve dış rahatsızlıkları telafi etme yeteneği ile birincil ormanın restorasyon sürecini kesintiye uğratır.[ ...]

Bazı ormanların 1 hektarının yılda ortalama 2,1 109 kJ güneş enerjisi aldığını gösteren hesaplamalar var. Bununla birlikte, yıl boyunca depolanan tüm bitki maddesi yakılırsa, sonuç olarak, alınan enerjinin %0,5'inden daha az olan yalnızca 1,1 106 kJ alırız. Bu, fotosentetiklerin (yeşil bitkiler) gerçek üretkenliğinin veya birincil üretkenliğin %0,5'i geçmediği anlamına gelir. İkincil üretkenlik son derece düşüktür: Trofik zincirin her bir önceki halkasından bir sonrakine aktarım sırasında enerjinin %90-99'u kaybolur. Örneğin, toprak yüzeyinin 1 m2'si başına bitkiler günde yaklaşık 84 kJ'ye eşdeğer miktarda madde ürettiyse, birincil tüketicilerin üretimi 8,4 kJ olacak ve ikincil tüketiciler 0,8 kJ'yi geçmeyecektir. Örneğin 1 kg dana eti oluşumu için 70-90 kg taze ot gerektiği gibi özel hesaplamalar vardır.[ ...]

Güneş enerjisi bire yakın bir verimle organik madde enerjisine dönüştürülebilir. Ancak fotosentezin gözlenen verimi bu değerden çok daha düşüktür. Bu durumun nedeni, doğal ekosistemlerde fotosentez etkinliğinin diğer faktörler tarafından sınırlandırılmasıyla açıklanmaktadır. Bu nedenle, okyanusta birincil üretkenlik, biyota ile artırılamayan nitrojen ve fosfor konsantrasyonları ile sınırlıdır. Karada, bitkilerin üretkenliği, rezervleri biyota tarafından yalnızca belirli sınırlar içinde düzenlenen nem ile sınırlıdır.[ ...]

Görünüşe göre, popülasyonu kontrol etmenin en rasyonel yolu, hayvanların bölgeselliğidir. Her bölge, kendisini tüm rakiplerinden koruyan, kendi kendini üreyen yalnızca bir bireye aittir (tarafından ses sinyalleri, koku izleri vb. yoluyla). Bölgenin büyüklüğü ve bunların birincil üretkenlik ile olası ilişkileri genetik olarak sabittir.[ ...]

Bir ekosistemi karakterize eden toplam enerji akışı, güneş radyasyonu ve yakındaki cisimlerden alınan uzun dalga termal radyasyondan oluşur. Her iki radyasyon türü de ortamın iklim koşullarını (sıcaklık, suyun buharlaşma hızı, hava hareketi vb.) Güneş radyasyonu. Bu enerji nedeniyle, ekosistemin ana veya birincil ürünleri yaratılır. Bu nedenle, bir ekosistemin birincil üretkenliği, fotosentez sürecinde üreticiler tarafından organik maddelerin kimyasal bağları şeklinde biriken radyant enerjinin kullanılma oranı olarak tanımlanır. Birincil üretkenlik P, birim zaman başına kütle, enerji veya eşdeğer birimler cinsinden ifade edilir.[ ...]

Tabakalaşmanın gelişmesi genellikle hipolimniyondan oksijen sızıntısına neden olur, bu da oksidasyon yeteneği olmayan anaerobik dip sularının oluşumuyla sonuçlanabilir. dip çökeltileri. Bu koşullar altında, büyük miktarda organik madde korunabilir. Tabakalı göllerin yüzey suları, termoklin altında batan ve biriken planktonik organizmaların dokularına bu elementlerin dahil edilmesi nedeniyle genellikle fosfor ve nitrojen bakımından tükenir. Besinlerin bu uzaklaştırılması yüzey suyu birincil üretkenliklerini güçlü bir şekilde etkiler. İyi tanımlanmış bir sabit termokline sahip olan Kivu Gölü'nün birincil üretkenliği, Doğu Afrika'daki Edward Gölü veya Mobutu Sese Seko'nunkinin yalnızca dörtte biri kadardır; bunlar yaklaşık olarak aynı boyutta ve kimyasal olarak benzer ancak daha az keskin tabakalıdır.

ekosistem tarafından üretilir. Ayırt etmek: toplam birincil üretim(brüt üretim) - ekosistemin tüm ototrofları tarafından kaydedilen toplam organik madde ve enerji miktarı; saf birincil ürünler(net üretim) - aynı, eksi ototroflar tarafından solunum için harcanan maddeler; ikincil ürünler- tüketiciler tarafından üretilen organik madde miktarı (fitotroflar ve zootroflar); net ikincil ürünler- aynı, eksi tüketiciler tarafından solumak için kullanılan maddeler; ürün stoğu- topluluktaki organizmalar tarafından biriken biyokütle miktarı. Ekonomik açıdan, değerli organik madde, faydalı ürünler ve faydalı ürün stoğu şeklindeki toplam ürünler arasında bir ayrım yapılır.

Ekolojik ansiklopedik sözlük. - Kişinev: Moldavian'ın ana baskısı Sovyet ansiklopedisi . ben Büyükbaba. 1989

Diğer sözlüklerde "EKOSİSTEM ÜRETİMİ" nin ne olduğuna bakın:

ekolojik sözlük

Bkz. Sanat. Ekosistem ürünleri. Ekolojik ansiklopedik sözlük. Kişinev: Moldova Sovyet Ansiklopedisi'nin ana baskısı. ben Büyükbaba. 1989... ekolojik sözlük

1) ekosistemin net birincil üretimi; 2) insanlar tarafından kullanılan fitomasta artış. Ekolojik ansiklopedik sözlük. Kişinev: Moldova Sovyet Ansiklopedisi'nin ana baskısı. ben Büyükbaba. 1989. Net biyosinoz üretimi ... ekolojik sözlük

- (brüt) ekosistemin Biyolojik üretimi ile aynı. Ekolojik sözlük, 2001 ... ekolojik sözlük

- (B.p.) organizmaların yaşamları boyunca organik madde üretme yeteneği. Bp birim alan başına birim zamanda oluşturulan organik madde miktarı ile ölçülür (t/ha/yıl, g/m2/gün, vb.). Ayırt etmek… … ekolojik sözlük

Organizmaların yaşamları boyunca organik madde üretme yeteneği. Bp birim alan başına birim zamanda oluşturulan organik madde miktarı ile ölçülür (t/ha/yıl, g/m2/gün, vb.). Birincil ayrımı... İş terimleri sözlüğü

- (SSCB) keskin bir karasal kurak iklimin en tuhaf, ancak nispeten düşük verimli ekosistemleri. Düşük kserofilik, psammoxerophilic ve haloxerophillic yarı ağaçlar (8 m yüksekliğe kadar), yarı çalılar ve çalılar hakimdir,… … ekolojik sözlük

- (SSCB) kserofil dar yapraklı otların (tüy otu, yulaf, çayır) hakim olduğu kurak karasal iklim ekosistemleri. Alt baskınlar forb türleridir ve çoğu kıtasal bölgede ve nadir düşük kserofilli çalılar ... ... ekolojik sözlük

MERCAN REEFLERİ Tropikal denizlerin sığ alanlarında, esas olarak kolonyal mercan poliplerinin (bkz. MERCAN POLİPLERİ) iskeletlerinden oluşan batık veya kısmen yüzey kireçli yapılar. Bir ekosistem içinde (bkz. ... ... ansiklopedik sözlük

Ekosistem veya ekolojik sistem (diğer Yunan οἶκος konut, konum ve σύστημα sisteminden), canlı organizmalar topluluğu (biyosenoz), yaşam alanları (biyotop), bir bağlantı sistemi, ... ... Wikipedia'dan oluşan biyolojik bir sistem

Her yıl insanlar gezegenin kaynaklarını giderek daha fazla tüketiyor. Son zamanlarda, belirli bir biyosinozun ne kadar kaynak sağlayabileceğine dair bir değerlendirmenin büyük önem kazanması şaşırtıcı değildir. Bugün, bir yönetim yöntemi seçerken ekosistemin üretkenliği belirleyici bir öneme sahiptir, çünkü işin ekonomik fizibilite doğrudan elde edilebilecek üretim miktarına bağlıdır.

İşte bilim insanlarının bugün karşı karşıya olduğu temel sorular:

• Güneş enerjisi ne kadar mevcut ve bitkiler tarafından ne kadar özümseniyor, bu nasıl ölçülür?
• Hangileri en yüksek üretkenliğe sahip ve en çok birincil üretimi hangileri veriyor?
• Yerel ve dünya çapında miktar nedir?
• Bitkiler tarafından dönüştürülen enerjinin verimliliği nedir?
• Asimilasyon verimliliği, net üretim ve ekolojik verimlilik arasındaki farklar nelerdir?
• Ekosistemler Biyokütle Miktarı veya Hacmi Açısından Nasıl Farklılaşır?
• İnsanlar için ne kadar enerji var ve biz ne kadarını kullanıyoruz?

Bu makale çerçevesinde onlara en azından kısmen cevap vermeye çalışacağız. İlk olarak, temel kavramları ele alalım. Dolayısıyla bir ekosistemin üretkenliği, organik maddenin belirli bir hacimde biriktirilmesi sürecidir. Bu işten hangi organizmalar sorumludur?

Ototroflar ve heterotroflar

Bazı organizmaların inorganik öncüllerden organik moleküller sentezleyebildiğini biliyoruz. Bunlara "kendi kendini besleme" anlamına gelen ototroflar denir. Aslında ekosistemlerin üretkenliği faaliyetlerine bağlıdır. Ototroflara birincil üreticiler de denir. Basit inorganik maddelerden (su, CO2) karmaşık organik moleküller üretebilen organizmalar çoğunlukla bitki sınıfına aittir, ancak bazı bakteriler aynı yeteneğe sahiptir. Organikleri sentezledikleri sürece fotokimyasal sentez denir. Adından da anlaşılacağı gibi, fotosentez güneş ışığının varlığını gerektirir.

Kemosentez olarak bilinen yoldan da bahsetmeliyiz. Bazı ototroflar, özellikle özel bakteriler, inorganik besin maddelerini dönüştürebilir. organik bileşikler güneş ışığına erişim olmadan. Denizcilikte birkaç grup var ve temiz su ve özellikle yüksek oranda hidrojen sülfit veya kükürt içeren ortamlarda yaygındır. Klorofil taşıyan bitkiler ve fotokimyasal sentez yapabilen diğer organizmalar gibi, kemosentetik organizmalar da ototroflardır. Bununla birlikte, organik maddenin% 90'ından fazlasının birikmesinden sorumlu olduğu için, ekosistemin üretkenliği daha çok bitki örtüsünün etkinliğidir. Kemosentez bunda kıyaslanamayacak kadar küçük bir rol oynar.

Bu sırada birçok organizma gerekli enerjiyi ancak diğer organizmaları yiyerek elde edebilir. Bunlara heterotrof denir. Prensip olarak, bunlar aynı bitkileri (ayrıca hazır organikleri "yerler"), hayvanları, mikropları, mantarları ve mikroorganizmaları içerir. Heterotroflara "tüketiciler" de denir.

bitkilerin rolü

Kural olarak, bu durumda "verimlilik" kelimesi, bitkilerin belirli bir miktarda organik madde depolama yeteneğini ifade eder. Ve bu şaşırtıcı değil, çünkü yalnızca bitki organizmaları inorganik maddeleri organik maddelere dönüştürebilir. Onlar olmadan gezegenimizdeki yaşamın kendisi imkansız olurdu ve bu nedenle ekosistemin üretkenliği bu konumdan değerlendirilir. Genel olarak, soru son derece basittir: Peki bitkiler ne kadar organik madde depolayabilir?

Hangi biyosinozlar en üretkendir?

İşin garibi, ancak insan tarafından yaratılan biyosinozlar en üretken olmaktan çok uzak. Ormanlar, bataklıklar, büyük tropik nehirlerin selvaları bu konuda onların çok ilerisindedir. Ek olarak, yine doğaya giren çok miktarda toksik maddeyi nötralize eden bu biyosinozlardır. insan aktivitesi ve ayrıca gezegenimizin atmosferinde bulunan oksijenin %70'inden fazlasını üretir. Bu arada, birçok ders kitabı hala Dünya okyanuslarının en verimli "ekmek sepeti" olduğunu belirtiyor. İşin garibi, ama bu ifade gerçeklerden çok uzak.

"Okyanus Paradoksu"

Denizlerin ve okyanusların ekosistemlerinin biyolojik üretkenliğinin neye benzediğini biliyor musunuz? Yarı çöllerle! Büyük hacimlerde biyokütle, gezegenin yüzeyinin çoğunu kaplayan su genişlikleri gerçeğiyle açıklanmaktadır. Bu nedenle, denizlerin önümüzdeki yıllarda tüm insanlık için ana besin kaynağı olarak defalarca tahmin edilmesi, ekonomik olarak uygulanabilirliği son derece düşük olduğu için pek mümkün değil. Fakat, Düşük verimlilik Bu tür ekosistemler, okyanusların tüm canlıların yaşamı için önemini hiçbir şekilde azaltmaz, bu nedenle mümkün olduğunca dikkatli bir şekilde korunmaları gerekir.

Modern çevreciler, tarım arazilerinin olanaklarının tükenmekten çok uzak olduğunu ve gelecekte onlardan daha bol hasat alabileceğimizi söylüyor. Eşsiz özelliklerinden dolayı büyük miktarda değerli organik madde üretebilecekleri özel umutlar yerleştirilir.

Biyolojik sistemlerin üretkenliği hakkında temel bilgiler

Genel olarak, bir ekosistemin üretkenliği, fotosentez hızı ve belirli bir biyosinozda organik madde birikimi ile belirlenir. Birim zamanda oluşan organik madde kütlesine birincil üretim denir. İki şekilde ifade edilebilir: Joule cinsinden veya kuru bitki kütlesinde. Brüt üretim, bitki organizmaları tarafından belirli bir zaman biriminde, sabit bir fotosentez işlemi hızında yaratılan hacmidir. Bu maddenin bir kısmının bitkilerin yaşamsal faaliyetlerine gideceği unutulmamalıdır. Bundan sonra kalan organikler, ekosistemin net birincil üretkenliğidir. Sen ve ben de dahil olmak üzere heterotrofları beslemeye giden o.

Birincil üretim için bir "üst sınır" var mı?

Kısacası evet. Fotosentez sürecinin prensipte ne kadar verimli olduğuna hızlıca bir göz atalım. Dünya yüzeyine ulaşan güneş radyasyonunun yoğunluğunun büyük ölçüde konuma bağlı olduğunu hatırlayın: maksimum enerji dönüşü ekvator bölgelerinin özelliğidir. Kutuplara yaklaştıkça katlanarak azalır. Güneş enerjisinin yaklaşık yarısı buz, kar, okyanuslar veya çöller tarafından yansıtılır ve atmosferdeki gazlar tarafından emilir. Örneğin, atmosferin ozon tabakası neredeyse tüm ultraviyole radyasyonu emer! Bitkilerin yapraklarına düşen ışığın sadece yarısı fotosentez reaksiyonunda kullanılır. Yani ekosistemlerin biyolojik üretkenliği, güneş enerjisinin önemsiz bir kısmının dönüştürülmesinin sonucudur!

İkincil üretim nedir?

Buna göre ikincil üretim, tüketicilerin (yani tüketicilerin) belirli bir süre artmasıdır. Tabii ki, ekosistemin üretkenliği onlara çok daha az bağlıdır, ancak insan yaşamında en önemli rolü oynayan bu biyokütledir. İkincil organiklerin her trofik seviyede ayrı ayrı hesaplandığına dikkat edilmelidir. Böylece, ekosistem üretkenlik türleri iki türe ayrılır: birincil ve ikincil.

Birincil ve ikincil üretim oranı

Tahmin edebileceğiniz gibi, biyokütlenin toplam bitki kütlesine oranı nispeten düşüktür. Ormanda ve bataklıklarda bile bu rakam nadiren %6,5'i geçer. Toplulukta ne kadar çok otsu bitki varsa, organik madde birikme hızı o kadar yüksek ve tutarsızlık o kadar büyük olur.

Organik maddelerin oluşum hızı ve hacmi hakkında

Genel olarak, birincil orijinli organik maddenin sınırlayıcı oluşum hızı tamamen bitkilerin fotosentetik aparatının (PAR) durumuna bağlıdır. Laboratuvar koşullarında elde edilen fotosentez veriminin maksimum değeri PAR değerinin %12'sidir. Doğal koşullarda, %5'lik bir değer son derece yüksek kabul edilir ve pratik olarak gerçekleşmez. Dünya'da güneş ışığının özümsenmesinin% 0,1'i geçmediğine inanılıyor.

Birincil üretimin dağılımı

Unutulmamalıdır ki verimlilik doğal ekosistem- şey, tüm gezegenin ölçeğinde son derece dengesiz. Dünya yüzeyinde her yıl oluşan tüm organik maddelerin toplam kütlesi yaklaşık 150-200 milyar tondur. Yukarıdaki okyanusların üretkenliği hakkında söylediklerimizi hatırlıyor musunuz? Yani bu maddenin 2/3'ü karada oluşuyor! Bir hayal edin: hidrosferin devasa, inanılmaz hacimleri, büyük bir kısmı çöl olan küçük bir kara parçasından üç kat daha az organik madde oluşturur!

Biriken organik maddenin% 90'ından fazlası şu veya bu şekilde heterotrofik organizmalar için gıda olarak kullanılır. Güneş enerjisinin yalnızca çok küçük bir kısmı toprak humusu (bugün bile oluşan petrol ve kömür gibi) şeklinde depolanır. Ülkemiz topraklarında, birincil biyolojik üretimdeki artış, hektar başına 20 cent (Arktik Okyanusu yakınında) ile Kafkasya'da hektar başına 200 cent arasında değişmektedir. Çöl alanlarında bu değer 20 c/ha'yı geçmez.

Prensip olarak, dünyamızın beş sıcak kıtasında, üretim yoğunluğu neredeyse aynıdır: Güney Amerika'da bitki örtüsü, mükemmel nedeniyle bir buçuk kat daha fazla kuru madde biriktirir. iklim koşulları. Orada doğal ve yapay ekosistemlerin üretkenliği maksimumdur.

İnsanları ne besler?

Gezegenimizin yüzeyinde yaklaşık 1,4 milyar hektarlık alan bize gıda sağlayan ekili bitkilerle kaplıdır. Bu, gezegendeki tüm ekosistemlerin yaklaşık %10'u. İşin garibi, ancak ortaya çıkan ürünlerin sadece yarısı doğrudan insan gıdasına gidiyor. Geri kalan her şey evcil hayvan yemi olarak kullanılır ve ihtiyaçlara gider. endüstriyel üretim(gıda üretimi ile ilgili değil). Bilim adamları uzun süredir alarm veriyorlar: gezegenimizin ekosistemlerinin üretkenliği ve biyokütlesi, insanlığın protein ihtiyacının %50'sinden fazlasını karşılayamaz. Basitçe söylemek gerekirse, dünya nüfusunun yarısı kronik protein açlığı koşullarında yaşıyor.

Biocenoses-kayıt sahipleri

Daha önce de söylediğimiz gibi, ekvator ormanları en yüksek üretkenlik ile karakterize edilir. Bir düşünün: Böyle bir biyosinozun bir hektarına 500 tondan fazla kuru madde düşebilir! Ve bu sınırdan çok uzak. Örneğin Brezilya'da bir hektar orman yılda 1200 ila 1500 ton (!) organik madde üretir! Bir düşünün: metrekare başına iki sente kadar organik madde var! Aynı alandaki tundrada 12 tondan fazla oluşmaz ve orta kuşağın ormanlarında - 400 ton içinde Bu kısımlardaki tarım işletmeleri bunu aktif olarak kullanır: şeker kamışı şeklinde yapay bir ekosistemin üretkenliği Hektar başına 80 tona kadar kuru madde biriktirebilen tarla, fiziksel olarak başka hiçbir yerde bu kadar verim sağlayamaz. Bununla birlikte, Orinoco ve Mississippi körfezlerinin yanı sıra Çad'ın bazı bölgeleri onlardan çok az farklıdır. Burada, bir yıl boyunca, ekosistemler hektar başına 300 tona kadar madde “veriyor”!

Sonuçlar

Bu nedenle, verimlilik değerlendirmesi tam olarak birincil madde bazında yapılmalıdır. Gerçek şu ki, ikincil üretim bu değerin% 10'undan fazla değil, değeri büyük ölçüde dalgalanıyor ve bu nedenle detaylı analiz bu gösterge basitçe imkansızdır.

Ototrofik ekosistemler, çeşitli organik maddeler üreten bir endüstriyel işletmeye benzetilebilir. Ekosistemler güneş enerjisi, karbondioksit ve mineral besinleri kullanarak biyolojik ürünler üretir - odun, bitki yaprak kütlesi, meyveler, hayvan biyokütlesi. Bir ekosistemin birim zamanda birim alan başına yarattığı organik madde miktarıyla ölçülen üretkenliğine denir. biyolojik üretkenlik. Verimlilik birimleri: g/m2/gün, kg/m2/yıl, t/km2/yıl.

Şek. ekosistemin biyolojik üretiminin yapısı gösterilmektedir.

Pirinç. Ekosistemin biyolojik ürünlerinin yapısı

Birincil ikincil ürünlerin yaratıldığı farklı üretim seviyeleri vardır. Üreticilerin birim zamanda oluşturdukları organik kütleye denir. Birincil ürünler ve tüketici kitlesinin birim zamandaki artışı - ikincil ürünler.

Birincil üretim, olduğu gibi, brüt ve net üretim olmak üzere iki düzeye bölünmüştür. Brüt birincil üretim, solunum maliyetleri de dahil olmak üzere belirli bir fotosentez hızında bir bitki tarafından birim zamanda oluşturulan toplam brüt organik madde kütlesidir.

Bitkiler, brüt çıktının %40 ila %70'ini solumak için harcar. Planktonik algler, kullanılan tüm enerjinin yaklaşık% 40'ını en az harcar. Brüt çıktının "nefes almak için" harcanmayan kısmına denir. net birincil üretim: bitki büyümesinin değerini temsil eder ve tüketiciler ve ayrıştırıcılar tarafından tüketilen bu üründür.

Tüketiciler ve ayrıştırıcılar, yani ikincil üretim artık brüt ve net olarak bölünmemektedir. tüm heterotroflar, birincil üretim nedeniyle kütlelerini arttırır, yani önceden oluşturulmuş ürünleri kullanarak.

Enerjinin bir trofik seviyeden diğerine geçişi sırasında (bitkilerden fitofajlara, fitofajlardan birinci dereceden avcılara, birinci dereceden avcılardan ikinci dereceden avcılara), enerjinin yaklaşık %90'ı dışkı ve solunum maliyetleriyle kaybedilir. Ek olarak, fitofajlar bitki biyokütlesinin sadece yaklaşık %10'unu yer, geri kalanı detritus arzını yeniler ve ardından ayrıştırıcılar tarafından yok edilir. Bu nedenle, ikincil biyolojik üretim birincilden 20-50 kat daha azdır.

Ekosistemler verimliliklerine göre dört sınıfa ayrılır.

1. Çok yüksek biyolojik üretkenliğe sahip ekosistemler - yılda 2 kg/m2'nin üzerinde. Bunlar, Volga, Don ve Ural deltalarındaki sazlık çalılıklarını içerir. Verimlilik açısından tropikal ormanların ve mercan resiflerinin ekosistemlerine yakındırlar.

2. Yüksek biyolojik üretkenliğe sahip ekosistemler - yılda 1 - 2 kg / m2. Bunlar, ıhlamur-meşe ormanları, kıyıdaki uzun kuyruklu çalılıklar veya göldeki sazlıklar, mısır mahsulleri ve yüksek dozda mineral gübrelerle sulama ve gübreleme ile çok yıllık otlardır.

3. Orta derecede biyolojik üretkenliğe sahip ekosistemler - yılda 0,25 - 1 kg / m2. Japonya Denizi'ndeki birçok mahsul, çam ve huş ağacı ormanları, saman çayırları ve bozkırları, su bitkileriyle büyümüş göller ve alglerin "deniz çayırları" bu tür üretkenliğe sahiptir.

4. Düşük biyolojik üretkenliğe sahip ekosistemler - yılda 0,25 kg/m2'den az. Bunlar Arktik Okyanusu adalarının arktik çölleri, tundralar, çöller, Hazar Denizi'nin yarı çölleri, sığırlar tarafından çiğnenen bozkır meraları, alçak ve seyrek otlar, dağ bozkırlarıdır. Aynı düşük üretkenlik, deniz ekosistemlerinin çoğunda bulunur.

Gezegene düşük verimli çöl ve okyanus ekosistemleri hakim olduğundan, Dünya ekosistemlerinin ortalama üretkenliği yılda 0,3 kg / m2'yi geçmez.

Bir ekosistemin biyolojik üretkenliği, biyokütle stoğu. Ekosistemdeki bazı organizmalar uzun yıllar yaşar (ağaçlar, büyük hayvanlar) ve biyokütleleri bir çeşit sermaye olarak yıldan yıla geçer.

Şek. bazı ekosistemlerdeki biyokütle stokunun ve biyolojik üretkenliğin oranı gösterilmektedir.

Pirinç. Bazı ekosistemlerde biyokütle stokunun ve biyolojik üretkenliğin oranı

Ağaçların çok yıllık kısımları - gövdeler, dallar, kökler - nedeniyle ormanın biyokütlesi yüksektir. Bu nedenle, biyolojik ürünlerdeki yıllık artış - yeni yapraklar, genç dallar ve kökler, bir sonraki yıllık ağaç halkası ve çim örtüsü - biyokütle rezervinden 30-50 kat daha azdır. Çayırda biyokütle rezervi çok daha azdır ve esas olarak toprakta birkaç yıl yaşayan kökler ve bitki rizomlarından oluşur. Biyolojik üretkenlikten sadece 3-5 kat daha fazladır. Tarlalarda, biyolojik üretkenlik ve biyokütle stoğu neredeyse eşittir, çünkü bitkilerin yer üstü kısımlarının mahsulü (ve bunlar kök mahsullerse yeraltı) hasat edilir ve çavdar veya buğday mahsul artıkları toprağa sürülür. ilkbaharda çürürler. Hem çayır sisteminde hem de tarla ekosisteminde çok sayıda toprak omurgasızının ömrü haftalar ve aylar ile ölçülür. Biyolojik üretkenlikleri ya biyokütle stoğuna eşit ya da daha fazladır. Su kütlelerindeki algler ve küçük omurgasızlar birkaç gün veya hafta yaşarlar ve bu nedenle yaz aylarında birkaç nesil verirler. Herhangi bir anda, bir göl veya göletteki organizmaların biyokütlesi, büyüme mevsimi boyunca biyolojik üretimlerinden daha azdır.

Bazı su ekosistemlerinde, balıkların birkaç yıl yaşaması ve fitoplankton organizmalarının ömrünün kısa olması nedeniyle, hayvan biyokütlesi stoğu bitki biyokütlesi stokundan daha yüksek olabilir. Deniz ekosistemlerinde ("alg çayırları" hariç) bitki biyokütlesinden fazla hayvan biyokütlesi kuraldır.

Ekosistemin tüm canlı bileşenleri -üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar- ortak bir yapı oluşturur. biyokütle bir bütün olarak topluluğun veya bireysel parçalarının, belirli organizma gruplarının ("canlı ağırlık"). Biyokütle genellikle ıslak ve kuru ağırlık cinsinden ifade edilir, ancak enerji birimleri cinsinden de ifade edilebilir - kalori, joule vb., bu da gelen enerji miktarı ile örneğin ortalama biyokütle arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarmayı mümkün kılar. .

Biyokütle oluşumu için enerjinin tamamı harcanmaz, ancak kullanılan enerji birincil üretimi oluşturur ve farklı ekosistemlerde farklı şekilde harcanabilir. Tüketiciler tarafından uzaklaştırılma oranı, bitki büyüme oranının gerisinde kalırsa, bu, üreticilerin biyokütlesinde kademeli bir artışa ve aşırı ölü organik maddeye yol açar. İkincisi, bataklıkların dolaşmasına, sığ su kütlelerinin aşırı büyümesine, tayga ormanlarında büyük bir yatak örtüsünün oluşmasına vb. Yol açar.

İstikrarlı topluluklarda, üretimin neredeyse tamamı besin ağlarında harcanır ve biyokütle sabit kalır.