ნუტრიენტებიდან განსხვავებით ციკლი ეკოსისტემების მეშვეობით, ენერგია მიედინება მათი საშუალებით. ეს ნიშნავს, რომ ენერგია უნდა შემოვიდეს ეკოსისტემა საწყისი წერტილიდან და შემდეგ ის გადადის ერთი ორგანიზმიდან მეორეში, სანამ ის სრულდება და არ იკარგება. იმ საწყისი ნაბიჯის გარეშე, რომელიც ენერგიას ეკოსისტემაში ჩაედინება, დედამიწაზე სიცოცხლე შეჩერდება, როგორც ჩვენ ვიცით.
რა არის პასუხისმგებელი, რომ ენერგია პირველად შევიდეს ეკოსისტემაში? ამ საქმეს ეკისრება მწარმოებლები, ასევე ცნობილია, როგორც ავტოტროფები. ამ ორგანიზმებს შეუძლიათ შექმნან საკუთარი ქიმიური ენერგია და ყველაზე ხშირად ამას აკეთებენ ფოტოსინთეზის საშუალებით.
ეს ფოტოსინთეზური ორგანიზმები ენერგიის გამომუშავების მიზნით ეყრდნობიან როგორც მზის სხივებსა და საკვებ ნივთიერებებს. შეგიძლიათ შეაფასოთ ფოტოსინთეზული ორგანიზმების პროდუქტიულობა და ეფექტურობა. Ამას ჰქვია ფოტოინთეზის პროდუქტიულობა (ან პირველადი პროდუქტიულობა) და პირდაპირ გავლენას ახდენს იმაზე, რასაც მწარმოებლები ეყრდნობიან: მზის შუქი და ნუტრიენტები.
ენერგიის დინება ეკოსისტემაში
ფოტოსინთეზული ორგანიზმები, როგორიცაა მცენარეები, ზოგიერთი ბაქტერია და წყალმცენარეები, ცნობილია, როგორც ეკოსისტემებში ენერგიის "კარიბჭე". ეს იმიტომ ხდება, რომ ისინი ასრულებენ გარემოს ნახშირორჟანგს, წყალს და მზის ენერგიას (იგივე მზის შუქს)
ფოტოსინთეზი, რომელიც გარდაქმნის ამ მზის ენერგიას გამოსაყენებელ ქიმიურ ენერგიად გლუკოზის სახით.ამ ნაბიჯის გარეშე ენერგია ეკოსისტემებში ვერ შევა, რათა შემდგომი ტროფიკული დონეები / ორგანიზმები შევიდნენ.
რა არის ფოტოსინთეზის პროდუქტიულობა?
ფოტოსინთეზის პროდუქტიულობა, ასევე მოუწოდა პირველადი პროდუქტიულობა, არის სიჩქარე, რომ ენერგია ემატება ორგანიზმებს, როგორც ბიომასას ეკოსისტემის მწარმოებლებში (ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც ქმნის ორგანიზმების სხეულებს).
პროდუქტიულობის გაზომვა შესაძლებელია ორგანიზმის ნებისმიერი ტიპისა და ტროფიკული დონისთვის, მაგრამ ფოტოსინთეზის პროდუქტიულობისთვის კონკრეტულად ზომავს ენერგიას ემატება ფოტოსინთეზის მწარმოებლების ბიომასას, როგორიცაა მცენარეები, ბაქტერიები და წყალმცენარეები.
ორი ფაქტორი, რომლებიც გავლენას ახდენენ ფოტოსინთეზსა და ფოტოსინთეზულ პროდუქტიულობაზე
ფოტოსინთეზის ფორმულა და ქიმიური რეაქცია ასე გამოიყურება:
6 თ2O (წყალი) + 6CO2 (ნახშირორჟანგი) + მზის შუქი → C6ჰ12ო6 (გლუკოზა) + 6 O2 (ჟანგბადი)
ფოტოსინთეზის ამ მოთხოვნების დათვალიერებას, აზრი აქვს, რომ მზის შუქი და საკვები ნივთიერებების ხელმისაწვდომობა არის ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ეკოსისტემების პირველადი პროდუქტიულობაზე, ვინაიდან ეს არის ის ფაქტორები, რომლებიც საჭიროა ფოტოსინთეზის წარმოსაქმნელად.
პირველი ფაქტორი: მზის შუქი
მზის შუქი, აკა მზის ენერგია, არის ის, რაც იწვევს ფოტოსინთეზის წარმოქმნას. იმ ადგილებში, სადაც მზის პირდაპირი სხივი მცირეა ან საერთოდ არ არის, მთლიანი ფოტოსინთეტიკური პროდუქტიულობა უფრო დაბალი იქნება, რადგან ამ რეაქციის გასაქანი ენერგია ნაკლებია.
ამიტომაა, რომ წყლის ეკოსისტემებში ყველაზე მეტად ფოტოსინთეზური სიცოცხლე მხოლოდ წყლის ზედაპირულ დონეზეა (ზედაპირიდან 656 ფუტის ქვემოთ), რადგან სინათლე ამაზე უფრო ღრმად ვერ აღწევს.
ამიტომაც არის, რომ ფოტოსინთეზის პროდუქტიულობა უფრო მაღალია ეკვატორთან ახლოს მდებარე ადგილებში (სადაც ყველაზე მზის პირდაპირი შუქია) და ყველაზე დაბალია პოლარულ რეგიონებში. ამიტომაც არის, რომ სინათლის არმქონე ადგილებში პირველადი პროდუქტიულობის სიჩქარეა ნულოვანი, რადგან ვერ ხორციელდება ფოტოსინთეზი.
მაგალითად, ა ტროპიკული ტყე აქვს ერთ – ერთი ყველაზე მაღალი პირველადი პროდუქტიულობის მაჩვენებელი ეკვატორთან სიახლოვის გამო. ა ზომიერი ბალახი აშშ – ში უფრო დაბალი პროდუქტიულობა ექნება, ვიდრე ეკვატორზე მდებარე ტროპიკულ ტყეზე, ამ გრძედის მზის უფრო მცირე რაოდენობის გამო.
მეორე ფაქტორი: საკვები ნივთიერებები
საკვები ნივთიერებების არსებობა მეორე ფაქტორია, რომელიც გავლენას ახდენს რეგიონის ფოტოსინთეზულ პროდუქტიულობაზე. გარდა წყლისა და ნახშირბადის დიოქსიდისა, ფოტოსინთეზურ ორგანიზმებს სჭირდებათ საკვები ნივთიერებები, რათა მათმა უჯრედებმა და ქლოროპლასტებმა იმუშაონ და მოახდინონ მეტაბოლური რეაქცია.
მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ მაგნიუმი, რკინა, გოგირდი, ფოსფორი და აზოტოვანი ნაერთებია შემზღუდველი ფაქტორები ფოტოინთეზის პროდუქტიულობისთვის.
რას ნიშნავს ეს არის ის, რომ ამ ფაქტორებსა და საკვებ ნივთიერებებს შეუძლიათ შეზღუდეთ პროდუქტიული ფოტოსინთეზი მაშინაც კი, თუ მზის სინათლე ჭარბია. Მაგალითად, ღია ოკეანე წყლები მიიღებენ დიდი რაოდენობით პირდაპირ მზის სხივებს. მაგრამ იმის გამო, რომ ამ წყლებს აქვთ მცირე სიცოცხლე და აქვთ საკვები ნივთიერებების მიღება, ფოტოსინთეზის პროდუქტიულობა ძალიან დაბალია.
საკვების დონეზე გავლენას ახდენს მთელი რიგი სხვა ფაქტორები, მათ შორის:
- Ნალექი
- ნიადაგის ტიპი
- ორგანიზმები ეკოსისტემაში
- დამშლელები
- აზოტის დამაფიქსირებელი ბაქტერიები
- ბუნებრივი მოვლენები (ვულკანის ამოფრქვევა, ხანძარი, ბუნებრივი კატასტროფები და ა.შ.)
- ოკეანე და / ან ქარის დინებები
- კლიმატი
- Გეოგრაფიული მდებარეობა