بهره وری اکوسیستم های زیستی

هر سال مردم به طور فزاینده باعث آلوده شدن این سیاره است. این تعجب آور نیست که در سال های اخیر اهمیت زیادی برای ارزیابی چگونه بسیاری از منابع می تواند یک جامعه زیستی خاص را. امروز، بهره وری اکوسیستم در هنگام انتخاب روش مدیریت، به عنوان تعدادی از محصولات است که می تواند به دست آمده به طور مستقیم کار امکان سنجی اقتصادی بستگی دارد بسیار مهم است.

در اینجا مسائل اصلی که در حال حاضر دانشمندان روبرو هستند:

• چه مقدار انرژی خورشیدی در دسترس است و چه مقدار توسط گیاهان جذب آن را به عنوان اندازه گیری می شود؟
• در برخی از انواع اکوسیستم بالاترین عملکرد است و که بیشتر از تولید اولیه فراهم می کند؟
• چه عوامل محدود کردن سطح محلی و جهانی تعدادی از محصولات اولیه؟
• بهره وری است که با انرژی توسط گیاهان تبدیل چیست؟
• چه تفاوتی بین راندمان جذب، تولید پاک کننده و عملکرد زیست محیطی است.
• به عنوان اکوسیستم در مقدار یا حجم کوچکی از زیست توده متفاوت از موجودات اتوتروف؟
• چه مقدار انرژی در دسترس مردم است و چقدر استفاده می کنیم؟

ما سعی خواهد کرد تا حداقل بخشی از آنها را در این مقاله پاسخ دهد. اول، اجازه دهید با مفاهیم پایه رسیدگی کند. بنابراین، بهره وری از اکوسیستم روند تجمع مواد آلی به یک حد معینی است. چه موجودات مسئول این کار هستند؟

اتوتروف و هتروتروف

ما می دانیم که بعضی از این موجودات قادر به سنتز مولکولهای آلی از پیش سازهای غیر آلی است. آنها اتوتروف نامیده می شود، به معنی "خود تغذیه". در واقع، بهره وری از اکوسیستم در فعالیت های خود بستگی دارد دقیقا. اتوتروف نیز به تولید کنندگان اولیه نامیده می شود. موجودات زنده است که قادر به تولید مولکول های پیچیده از مواد ساده معدنی (آب، CO2)، بیشتر متعلق به طبقه از گیاهان، اما از توانایی همان برخی از باکتری ها برخوردار است. فرایندی که در آن آنها سنتز مواد آلی، به نام سنتز فتوشیمیایی. همانطور که به آسانی قابل درک از نام است، فتوسنتز نیاز به نور خورشید است.

ما همچنین باید راه، شناخته شده به عنوان chemosynthesis اشاره کرد. برخی اتوتروف عمدتا باکتری است که می تواند معدنی تبدیل تخصصی مواد مغذی را به ترکیبات آلی بدون دسترسی به نور خورشید. گروه های مختلفی وجود دارد از باکتری chemosynthetic در دریا و آب تازه، و اغلب آنها در محیط های با محتوای بالای سولفید هیدروژن یا گوگرد یافت. به عنوان گیاهان کلروفیل و دیگر موجودات زنده قادر به سنتز فتوشیمیایی، موجودات chemosynthetic - اتوتروف. با این حال، بهره وری از اکوسیستم به نام ترین فعالیت از پوشش گیاهی، از آن برای تجمع مواد آلی بیش از 90٪ است. Chemosynthesis نقش نامتناسبی کوچکتر ایفا می کند.

در همین حال، بسیاری از موجودات زنده می تواند انرژی لازم به دست آورد، اما خوردن موجودات دیگر. آنها به نام هتروتروف هستند. در اصل، همه آنها همان گیاهان (آنها نیز "خوردن" آلی آماده)، حیوانات، باکتری ها، قارچ ها و میکروارگانیسم ها. هتروتروف همچنین به عنوان "مصرف کنندگان است."

نقش گیاهان

به طور معمول، کلمه "بهره وری" در این مورد به توانایی گیاهان برای ذخیره یک مقدار مشخصی از مواد آلی اشاره دارد. و این تعجب آور نیست، از آنجا که تنها موجودات گیاه می توانید از مواد غیرآلی به آلی تبدیل کنید. بدون آنها، زندگی خود را بر روی سیاره ما غیر ممکن خواهد بود، و در نتیجه بهره وری از اکوسیستم است از این منظر در نظر گرفته. به طور کلی، سوال بسیار ساده است: پس از آنچه بسیاری از مواد آلی می تواند سهام تا گیاهان؟

چه biocenoses مولد هستند؟

به اندازه کافی عجیب، اما انسان ساخته شده biocenoses هستند مولد ترین نیست. جنگل ها، مرداب ها، رودخانه ها گرمسیری جنگل بزرگ در این رابطه آنها به مراتب جلوتر هستند. علاوه بر این، این biocenoses خنثی مقدار زیادی از مواد سمی که، یک بار دیگر، به ماهیت فعالیت های انسانی قرار می گیرند، و همچنین تولید بیش از 70٪ از اکسیژن موجود در جو سیاره ما است. به هر حال، در بسیاری از کتاب های درسی هنوز هم استدلال می کند که سازنده ترین "سبد نان" از زمین اقیانوس هستند. به اندازه کافی عجیب، اما این بیانیه بسیار دور از حقیقت است.

"تناقض اقیانوس"

شما می دانید، که با بهره وری بیولوژیکی اکوسیستم از دریا و اقیانوس در مقایسه؟ با نیمه بیابانی! مقادیر زیادی از زیست توده به دلیل این واقعیت آن است که فضاهای آب اشغال بخش بزرگی از سطح این سیاره است. در بسیاری از مواقع استفاده پیش بینی از دریا به عنوان منبع اصلی مواد مغذی برای کل بشریت در سال های آینده، آن است که به سختی امکان پذیر است، چرا که امکان سنجی اقتصادی این بسیار کم است. با این حال، بهره وری پایین از این نوع اکوسیستم به هیچ وجه کاهش می یابد اهمیت اقیانوس ها برای زندگی تمام موجودات زنده، به طوری که آنها نیاز به عنوان یک راه دقیق تر ممکن محافظت می شود.

محیط زیست مدرن می گویند که ظرفیت زمین های کشاورزی است به دور از خستگی است و در آینده ما قادر به آنها برداشت محصول فراوان تر دریافت خواهد بود. امید ویژه بر روی دوخته مزارع برنج، که می تواند تعداد زیادی از مواد آلی با ارزش را فراهم توجه به ویژگی های منحصر به فرد آن است.

اطلاعات اولیه در مورد بهره وری از سیستم های بیولوژیکی

به طور کلی، اکوسیستم است نرخ بهره وری فتوسنتز و تجمع مواد آلی در یک جامعه زیستی داده تعریف شده است. که جرم آلی، که در واحد زمان ایجاد شده است به نام تولید اولیه. برای بیان آن به دو روش: یا در ژول و یا در وزن خشک از گیاهان. تولید ناخالص حجم ایجاد موجودات گیاه آن برای یک واحد خاص از زمان نامیده می شود، در یک نرخ ثابت فتوسنتز. باید به خاطر داشت که برخی از این مواد در زندگی از گیاهان خود است. بقیه سپس آلی - بهره وری اولیه خالص از اکوسیستم. که آن را به هتروتروف مواد غذایی، که شامل من و تو می آید.

آیا "حد بالایی" تولید اولیه وجود دارد؟

به طور خلاصه، این "بله." اجازه دهید یک نگاه مختصر در چه حد مؤثر، در اصل، فرایند فتوسنتز. به یاد داشته باشید که شدت تابش خورشیدی که به سطح زمین است، بسیار در محل بستگی دارد: حداکثر مشخصه قدرت خروجی منطقه استوایی. این کاهش نمایی به عنوان رویکرد ما به قطب. تقریبا نیمی از انرژی خورشیدی منعکس شده توسط یخ، برف، اقیانوس ها و یا بیابان ها، گازها در جو جذب می شود. به عنوان مثال، لایه اوزون جذب تقریبا تمام اشعه UV. تنها نیمی از نور است که می افتد در برگ گیاهان مورد استفاده در واکنش فتوسنتز. به طوری که بهره وری اکوسیستم های زیستی - نتیجه تبدیل به بخشی ناچیز از انرژی از خورشید!

تولید ثانویه چیست؟

بر این اساس، محصولات ثانویه نامیده می شود رشد consuments (یعنی مشتریان) برای هر دوره خاص از زمان. البته، بهره وری از اکوسیستم به آنها بستگی دارد به میزان بسیار کمتر است، اما آن است که دقیقا این زیست توده نقش مهمی در زندگی انسان بازی می کند. توجه داشته باشید که مواد آلی ثانویه به طور جداگانه در هر سطح تغذیهای شمارش شد. اولیه و ثانویه: بنابراین، انواع بهره وری اکوسیستم ها به دو نوع تقسیم می شود.

نسبت تولید اولیه و ثانویه

همانطور که شما ممکن است حدس بزنید، نسبت زیست توده و جرم کل گیاه نسبتا کوچک است. حتی در جنگل ها و مرداب ها از این نرخ به ندرت علامت از 6.5٪ فراتر می رود. گیاهان علفی بیشتری در جامعه، بالاتر از نرخ تجمع مواد آلی و بیشتر کردن اختلاف.

سرعت تشکیل و مقدار مواد آلی

به طور کلی محدود کردن سرعت تشکیل مواد آلی منشا اولیه کاملا وابسته به دولت از دستگاه فتوسنتز گیاهان (PAR). حداکثر ارزش افزوده از بهره وری از فتوسنتز، که در آزمایشگاه به دست آمد، 12٪ از PAR است. در شرایط طبیعی، ارزش 5٪ در نظر گرفته بسیار بالا و عملا رخ نمی دهد. اعتقاد بر این است که جذب نور خورشید در جهان می کند 0.1٪ تجاوز نمی کند.

توزیع تولید اولیه

لازم به ذکر است که بهره وری از اکوسیستم طبیعی - یک قطعه بسیار یکنواخت در سراسر این سیاره است. وزن کل از همه مواد آلی که در سطح هر سال زمین را تشکیل میدهد از سفارش 150-200 میلیارد تن. به یاد داشته باشید آنچه که ما درباره بهره وری از اقیانوس ها بالا گفت؟ بنابراین، 2/3 از این ماده تشکیل شده بر روی زمین! فقط تصور کنید: غول پیکر، مقدار زیادی از قالب هیدروسفر سه برابر کمتر آلی از قطعه کوچک از زمین، بخش بزرگی از که بیابان!

بیش از 90 درصد از ماده آلی انباشته شده در فرم و دیگر به مواد غذایی موجودات هتروتروف می آید. فقط بخش کوچکی از انرژی خورشیدی ذخیره شده در قالب هوموس خاک (و همچنین نفت و زغال سنگ، تشکیل که حتی امروز است). در قلمرو دستاوردهای تولید اولیه کشور ما اعم از 20 کیلوگرم / هکتار (در نزدیکی اقیانوس منجمد شمالی) به بیش از 200 کیلوگرم / هکتار در قفقاز. در مناطق بیابانی، این مقدار از 20 ج تجاوز نمی / در هکتار است.

در اصل، تقریبا یکسان به پنج قاره شدت گرم جهان ما را از تولید، تقریبا: در جنوب امریکا پوشش گیاهی تجمع می یابد و نیم برابر بیشتر ماده خشک، با توجه به شرایط آب و هوایی بسیار عالی است. بهره وری وجود دارد حداکثر طبیعی و اکوسیستم مصنوعی.

که قدرت را به مردم فراهم می کند؟

حدود 1.4 میلیارد هکتار در سطح مزارع سیاره ما کشت شده توسط گیاهان مرد که ما را با مواد غذایی خود را ارائه می کنند. آن است - در حدود 10٪ از اکوسیستم های این سیاره است. به اندازه کافی عجیب، اما تنها تولید نیمه دریافت مستقیما برای مصرف انسان. همه بقیه است به عنوان خوراک دام استفاده می شود و نیازهای بخش (یک تولید غیر غذایی) است. دانشمندان مدت طولانی است که صدایی زنگ: بهره وری و زیست توده از اکوسیستم سیاره ما می تواند بیش از 50٪ از نیازهای بشر در پروتئین فراهم می کند. به عبارت ساده، نیمی از جمعیت جهان در شرایط کمبود مزمن پروتئین زندگی می کند.

جامعه زیستی قهرمانان

همانطور که قبلا هم گفتم، بزرگترین بهره وری توسط جنگل های استوایی است. فقط فکر کنید: در یک هکتار از جامعه زیست محیطی می توانید بیش از 500 تن ماده خشک پوشش! و این است که حد مجاز است. در برزیل، به عنوان مثال، یک هکتار از جنگل تولید بین 1200 و 1500 تن (!) از مواد آلی برای یک سال! فقط فکر کنید: در هر متر مربع تا دو کنتال آلی. در نواحی قطبی در همان منطقه است تشکیل بیش از 12 متر، و یک جنگل نوار متوسط - در 400 متر این فعال به استفاده از مزارع دام در اکوسیستم مصنوعی بهره وری آن قسمت :. در یک میدان از نیشکر، که می تواند به 80 تن ماده خشک تجمع تا هکتار از محصولات زراعی در هر نقطه دیگری قادر نخواهد بود به لحاظ جسمی. با این حال، کمی متفاوت از خلیج خود اورینوکو، می سی سی پی، و همچنین برخی از مساحت چاد است. در اینجا، برای سال از اکوسیستم "را" تا 300 تن مواد در هر هکتار!

نتایج

بنابراین، ارزیابی بهره وری باید دقیقا در ماده اولیه انجام شده است. واقعیت این است که محصولات ثانویه است بیش از 10 درصد از این مقدار است، ارزش خود را تا حد زیادی متفاوت است، و بنابراین انجام یک تجزیه و تحلیل دقیق این شاخص است که به سادگی غیر ممکن است.