Debitul energiei solare la limita superioară a atmosferei. inclusiv valuri de orice lungime, în medie 700 kcal / cm2 pe zi. Aproximativ 55 kcal / cm2 pe an, energia părții vizibile a spectrului ajunge la suprafața pământului și este parțial utilizată de organisme.
Abilitatea de a acumula energia soarelui în materie organică se numește productivitatea organismelor vii. Trecând din spațiu în biosferă. energia este acumulată cu ajutorul plantelor nu numai în plante, ci și în animale, soluri, minerale ale crustei pământului, stratul de suprafață al aerului și al apei. În consecință, în biosferă din cauza activității organismelor, în special plante clor-fillonosnyh merge marele proces de acumulare treptată a rezervelor de energie, ceea ce încetinește procesul de entropie (din Entropia greacă -. Rotație, transformare) - puterea disipată, Pământul radiației sale în spațiu. Rata proceselor metabolice care apar pe planeta noastră pare incompatibilă cu o mică masă de materie vie, care reprezintă doar aproximativ 0,01% din masa crustă a pământului în stratul de 16 km.
Atunci când vorbim despre schimbări în biomasă și produse biologice, se utilizează concepte precum "productivitatea" și "producția brută primară". Biomasa reprezintă masa tuturor organismelor prezente în ecosistem în momentul observării. Biomasa poate fi exprimată prin numărul de indivizi, precum și în unități de greutate și energie (calorii).
Productivitatea în rata producției de biomasă. Productivitatea primară este rata la care producătorii (plantele verzi) în procesul de fotosinteză leagă energia și o stochează sub formă de substanțe organice; aceste substanțe pot fi folosite de organismele erbivore, adică de consumatori, ca alimente. Producția primară brută este producția totală de fotosinteză (asimilare totală), care include, prin urmare, substanța arsă în timpul respirației în timpul perioadei de observație. Productivitatea primară netă sau fotosinteza este rata de acumulare a materiei organice create dincolo de ceea ce este cheltuit pentru respirație; produsele nete (PG) - o substanță care, de exemplu, poate fi cântărită după recoltarea cerealelor. În cele din urmă, termenul de productivitate secundară este pentru biomasa produsă de consumatori. Producătorii încep să fie lanțuri trofice (alimentare), adică rânduri subordonate de organisme. În acest rând, unele organisme servesc ca hrană pentru alții și, la rândul lor, sunt mâncate de alții. Lanțurile trofice formează o secvență de niveluri ierarhice - de la nivelul creării produsului la mai multe niveluri de consum.
Biomasa de orice nivel trofic este caracterizată de o anumită cantitate de energie acumulată la acest nivel.
În conformitate cu a doua lege a termodinamicii, atunci când un flux de energie trece de la un nivel la altul, o parte semnificativă din energia potențială este pierdută. Deci, doar 1% din cantitatea totală de energie solară care intră pe plantă merge la fotosinteză. Soarta substanței organice a oricărui nivel trofic, care servește ca hrană pentru nivelul superior al organismelor este ambiguă: cea mai mare parte este aruncat afară în formă de excremente, devenind începutul sursei de alimentare circuite saprophages (din sapros greacă - putred și phagos - mancator.); o proporție semnificativă de alimente se arde în procesul de respirație, restul servind ca material pentru formarea unei noi protoplasme. Astfel, doar o mică parte din energia potențială a nivelului anterior este reținută în flux, în timp ce cea mai mare este disipată sub formă de căldură. În consecință, odată cu trecerea de la un nivel la altul, productivitatea este foarte redusă.
lanțurile trofice pot fi împărțite în trei grupe majore: producătorii start pradatori lanțului sunt asimilate de minerale abiotice mediu și continuând producătorii devourest fitofage și, la rândul lor, servesc drept hrană pentru animale de pradă mici, care consumă mai mari, etc;. Lanțurile de paraziți încep cu organisme de dimensiuni relativ mari și continuă să fie mai mici; Lanțurile de salvare încep cu o materie organică moartă și continuă cel mai adesea cu ciuperci, care sunt folosite pentru hrană de animale și microorganisme.
Unul și același producător poate servi ca hrană pentru diverse erbivore și, la rândul lor, pentru diferite pradătoare.
În consecință, în biome se creează un set complex de lanțuri alimentare, care, întrețesute unul cu celălalt, formează un lanț trofic (hrănit).
Fluxul de energie prin nivelul trofic este suma biomasei produse și substanțele consumate în timpul procesului de producție pentru respirație.
Valorile productivității ecosistemelor globului sunt foarte diferite și variază în funcție de condițiile marine sau continentale, latitudinea geografică și altitudinea deasupra nivelului mării. In ultimii milioane de ani de ecosisteme terestre, format prin interacțiunea dintre organismele vii în continuă evoluție și componentele abiotice ale mediului, mai mult și mai experimentat influența umană. Adesea, granițele dintre ecosisteme și sistemele de om încă persistă în diferite grade, un schimb natural, sunt foarte clare, care vă permite să clasifice toată diversitatea mozaic de ecosisteme, care acoperă suprafața continentelor, după cum urmează: toate tipurile de păduri - 40,6 milioane de km2, sau. 28% din suprafața terenurilor; stepi, pajiști, pășuni permanente naturale sau artificiale - 26,0 milioane km2, sau 17% din teren; terenuri cultivate, deșerturi și semi-deserturi, naturale sau artificiale - 14,5 milioane km2, sau 10% din suprafața terenurilor; principalele zone ocupate de așezări umane și de întreprinderi industriale; Spații acoperite cu zăpezi veșnice (în principal pe continentul Antarcticii) - 66,9 milioane km2, sau 45% din teren.
Energia solară care ajunge pe suprafața Pământului pe parcursul anului este estimată la o valoare de ordinul a 5 1020 kcal. În latitudinile mijlocii, acest lucru asigură un flux de căldură de aproximativ 9 miliarde de calorii pe hectar pe an. Cu ce eficiență folosește această energie diferite ecosisteme? Astfel, 1 hectar de pădure produce în medie 6 tone de lemn și 4 tone de frunziș, care, când sunt arse, produc 46 milioane kcal. Dacă vom compara cantitatea de 9 miliarde de calorii primite cu cele 46 de milioane kcal, atunci eficiența va fi de aproximativ 0,5%. Aceste cifre determină productivitatea netă; producția brută este mult mai mare. Ecosistemul se schimbă. De exemplu, pentru pădurile de fag atinge un maxim la vârsta de copaci de 40 - 60 de ani. În acest moment frunzele de fag sintetizează 23,5 tone de substanță pe hectar pe an. Cu toate acestea, cea mai mare parte a acestei substanțe este cheltuită pe respirație și frunze cu frunze în declin și alte părți ale copacului.
Comparație copac suprafață frunziș temperat și latitudini tropicale arată că vegetația tropicală pe sol fertil cu bună aprovizionare cu apă până la 2 - 2,5 ori mai productiv decât regiunile temperate vegetație.
Productivitatea biologică depinde de condițiile geografice ale terenului, iar în anii excepțional de favorabili poate crește semnificativ. Randamentul maxim al grâului este de 11,9 tone pe hectar, iar sfeclă de zahăr - 28 tone pe hectar. De mare importanță este alimentarea cu apă în zonele semi-aride (din laturile aridus-uscate). În stepele din Africa de Sud, unde cantitatea de precipitații variază de la 100 la 600 mm, productivitatea organelor plantelor aeriene variază de la 1 la 6 tone de substanță uscată pe 1 ha. Prin urmare, datorită la fiecare 100 mm de precipitații, se produce o tonă de substanță uscată.
Astfel, schimbarea zonelor climatice provoacă schimbări semnificative în productivitatea ecosistemelor. Rețineți că productivitatea ecosistemelor făcute de oameni este adesea nu numai inferioară naturii naturale, dar poate atinge niveluri record, ca în cazul trestiei de zahăr.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: