Skirtingai nuo maistinių medžiagų ciklas per ekosistemas, energijos teka per juos. Tai reiškia, kad energija turi patekti į ekosistemą pradiniame taške ir tada ji eina iš vieno organizmo į kitą, kol ji bus sunaudota ir visiškai prarasta. Be šio pradinio žingsnio, leidžiančio energijai tekėti į ekosistemą, gyvybė Žemėje nustotų egzistuoti, kaip mes ją žinome.
Kas atsakingas už tai, kad energija pirmiausia patektų į ekosistemą? Tas darbas tenka gamintojai, taip pat žinomas kaip autotrofai. Šie organizmai sugeba sukurti savo cheminę energiją ir dažniausiai tai daro fotosintezės būdu.
Šie fotosintetiniai organizmai energijai gaminti pasikliauja tiek saulės spinduliais, tiek maistinėmis medžiagomis. Galite išmatuoti fotosintetinių organizmų produktyvumą ir efektyvumą. Tai vadinama fotosintezės produktyvumas (arba pirminis produktyvumas) ir tiesiogiai priklauso nuo to, kuo remiasi gamintojai: saulės spindulių ir maistinių medžiagų.
Energijos srautas ekosistemoje
Fotosintetiniai organizmai, tokie kaip augalai, kai kurios bakterijos ir dumbliai, yra žinomi kaip energijos vartai į ekosistemas. Taip yra todėl, kad jie naudoja aplinkos anglies dioksidą, vandenį ir saulės energiją (dar žinomą kaip saulės šviesa)
fotosintezė, kuris tą saulės energiją paverčia tinkama naudoti chemine energija gliukozės pavidalu.Be šio žingsnio energija negalėtų patekti į ekosistemas, kad būtų galima pasiekti vėlesnius trofinius lygius / organizmus.
Kas yra fotosintetinis produktyvumas?
Fotosintetinis produktyvumas, taip pat vadinama pagrindinis produktyvumas, yra energijos, pridedamos prie organizmų kaip biomasės, energija ekosistemos gamintojams (medžiagos kiekis, kuris sudaro organizmo kūną).
Produktyvumą galima išmatuoti bet kokio tipo organizmui ir trofiniam lygiui, tačiau fotosintezės produktyvumui konkrečiai matuojamas energijos, kuri pridedama prie fotosintetinių gamintojų, pavyzdžiui, augalų, biomasės, greitis, bakterijos ir dumbliai.
Du veiksniai, darantys įtaką fotosintezei ir fotosintezės produktyvumui
Fotosintezės formulė ir cheminė reakcija atrodo taip:
6H2O (vanduo) + 6CO2 (anglies dioksidas) + saulės šviesa → C6H12O6 (gliukozė) + 6O2 (deguonis)
Žvelgiant į šiuos fotosintezės reikalavimus, prasminga tai saulės spindulių ir maistinių medžiagų prieinamumas yra veiksniai, darantys įtaką pagrindiniam ekosistemų produktyvumui, nes tai yra veiksniai, reikalingi fotosintezei atsirasti.
Pirmasis veiksnys: saulės šviesa
Saulės šviesa, dar žinomas saulės energija, skatina fotosintezę. Teritorijose, kur tiesioginių saulės spindulių yra mažai arba jų nėra, bendras fotosintezės našumas bus mažesnis, nes šiai reakcijai sukelti yra mažiau energijos.
Štai kodėl daugiausiai fotosintezės vandens ekosistemose gyvena tik vandens paviršiuje (nuo paviršiaus iki 656 pėdų žemiau), nes šviesa iš tikrųjų negali prasiskverbti giliau.
Štai kodėl fotosintezės produktyvumas yra didesnis arčiau pusiaujo esančiose vietose (ten, kur saulės spinduliai yra tiesiausi), o mažiausias - poliariniuose regionuose. Štai kodėl vietovėse, kuriose nėra šviesos, pirminis produktyvumas yra lygus nuliui, nes nevyksta fotosintezė.
Pavyzdžiui, a atogrąžų miškai turi vieną didžiausių pirminio produktyvumo rodiklių, nes yra arti pusiaujo. A vidutinio klimato pievos JAV turėtų mažesnį produktyvumą nei atogrąžų miškai pusiaujuje, nes toje platumoje yra mažesnis saulės spindulių kiekis.
Antrasis veiksnys: maistinės medžiagos
Maistinių medžiagų prieinamumas yra antras veiksnys, turintis įtakos regiono fotosintezės produktyvumui. Fotosintetiniams organizmams reikia ne tik vandens ir anglies dvideginio, bet ir maistinių medžiagų, kad jų ląstelės ir chloroplastai veiktų ir vyktų medžiagų apykaitos reakcija.
Mokslininkai nustatė, kad visi yra magnio, geležies, sieros, fosforo ir azoto junginiai ribojantys veiksniai fotosintezės produktyvumui.
Tai reiškia, kad šie veiksniai ir maistinės medžiagos gali apriboti produktyvią fotosintezę, net jei saulės spindulių yra per daug. Pavyzdžiui, atviras vandenynas vandenys gauna daug tiesioginių saulės spindulių. Kadangi šiuose vandenyse yra tiek mažai gyvybės ir maistinių medžiagų, fotosintezės produktyvumas yra labai mažas.
Maistinių medžiagų kiekį lemia daugybė kitų veiksnių, įskaitant:
- Krituliai
- Dirvožemio tipas
- Organizmai ekosistemoje
- Skaidytojai
- Azotą fiksuojančios bakterijos
- Gamtos įvykiai (ugnikalnio išsiveržimas, gaisrai, stichinės nelaimės ir kt.)
- Vandenyno ir (arba) vėjo srovės
- Klimatas
- Geografinė padėtis