ปัจจัยสองประการใดที่ส่งผลต่อความสามารถในการสังเคราะห์แสงของภูมิภาค

ต่างจากสารอาหารที่ วงจร ผ่านระบบนิเวศ พลังงาน ไหล ผ่านพวกเขา ซึ่งหมายความว่าพลังงานจะต้องเข้าสู่ระบบนิเวศ ณ จุดเริ่มต้น จากนั้นจึงเปลี่ยนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งจนกว่าจะใช้จนหมดและสูญเสียไปโดยสิ้นเชิง หากปราศจากขั้นตอนแรกที่ยอมให้พลังงานไหลเข้าสู่ระบบนิเวศ สิ่งมีชีวิตบนโลกจะหยุดดำรงอยู่อย่างที่เราทราบ

อะไรคือความรับผิดชอบในการปล่อยให้พลังงานเข้าสู่ระบบนิเวศก่อน? งานนั้นอยู่กับ ผู้ผลิตหรือที่เรียกว่า autotrophs. สิ่งมีชีวิตเหล่านี้สามารถสร้างพลังงานเคมีของตัวเองได้ และส่วนใหญ่มักจะทำเช่นนี้ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง

สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงเหล่านี้อาศัยทั้งการเข้าถึงแสงแดดและสารอาหารเพื่อผลิตพลังงาน คุณสามารถวัดประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงได้ นี้เรียกว่า ความสามารถในการสังเคราะห์แสง (หรือผลผลิตขั้นต้น) และได้รับอิทธิพลโดยตรงจากสิ่งที่ผู้ผลิตพึ่งพา: แสงแดด และ สารอาหาร.

สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง เช่น พืช แบคทีเรีย และสาหร่ายบางชนิด เรียกว่า "เกตเวย์" ของพลังงานที่จะเข้าสู่ระบบนิเวศ นี่เป็นเพราะพวกเขาใช้คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และพลังงานแสงอาทิตย์ในสิ่งแวดล้อม (หรือที่เรียกกันว่าแสงอาทิตย์) ในการดำเนินการ to

หากไม่มีขั้นตอนนี้ ก็จะไม่มีทางที่พลังงานจะเข้าสู่ระบบนิเวศสำหรับระดับอาหาร/สิ่งมีชีวิตที่ตามมาในการเข้าถึง

ความสามารถในการสังเคราะห์แสงเรียกอีกอย่างว่า ผลผลิตหลักคืออัตราการเติมพลังงานให้กับสิ่งมีชีวิตในรูปของชีวมวลในผู้ผลิตในระบบนิเวศ (ปริมาณของสสารที่ประกอบเป็นร่างกายของสิ่งมีชีวิต)

สามารถวัดผลผลิตได้สำหรับสิ่งมีชีวิตทุกประเภทและระดับโภชนาการ แต่ความสามารถในการสังเคราะห์แสง วัดโดยเฉพาะอัตราการเพิ่มพลังงานให้กับชีวมวลของผู้ผลิตสังเคราะห์แสงเช่นพืช แบคทีเรียและ สาหร่าย.

สูตรและปฏิกิริยาเคมีสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงมีลักษณะดังนี้:

6H₂O (น้ำ) + 6CO₂ (คาร์บอนไดออกไซด์) + แสงแดด → C₆โฮ₁₂อู๋₆ (กลูโคส) + 6O₂ (ออกซิเจน)

เมื่อพิจารณาจากข้อกำหนดสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงเหล่านี้แล้ว ก็สมเหตุสมผลแล้ว แสงแดด และ ความพร้อมของสารอาหาร เป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อผลผลิตขั้นต้นในระบบนิเวศเนื่องจากเป็นปัจจัยที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง

แสงแดด aka พลังงานแสงอาทิตย์คือสิ่งที่ขับเคลื่อนการสังเคราะห์แสงให้เกิดขึ้น ในพื้นที่ที่มีแสงแดดส่องถึงโดยตรงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย ประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงโดยรวมจะลดลง เนื่องจากมีพลังงานน้อยกว่าในการขับเคลื่อนปฏิกิริยานั้น

นี่คือเหตุผลที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงส่วนใหญ่ในระบบนิเวศทางน้ำอยู่ที่ระดับผิวน้ำเท่านั้น (จากพื้นผิวลงไปที่ 656 ฟุตด้านล่าง) เนื่องจากแสงไม่สามารถทะลุเข้าไปได้ลึกกว่านั้นจริงๆ

นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้ความสามารถในการสังเคราะห์แสงสูงขึ้นในพื้นที่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตร (ซึ่งมีแสงแดดส่องถึงโดยตรงมากที่สุด) และต่ำสุดที่บริเวณขั้วโลก นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมพื้นที่ที่ไม่มีแสงจึงมีอัตราการผลิตหลักเป็นศูนย์ เนื่องจากไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้

ตัวอย่างเช่น ป่าฝนเขตร้อน มีอัตราการผลิตขั้นต้นสูงที่สุดเนื่องจากอยู่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตร อา ทุ่งหญ้าอบอุ่น ในสหรัฐอเมริกาจะมีผลผลิตต่ำกว่าป่าฝนเขตร้อนบนเส้นศูนย์สูตรเนื่องจากมีปริมาณแสงแดดที่ละติจูดต่ำ

ความพร้อมของสารอาหารเป็นปัจจัยที่สองที่มีอิทธิพลต่อผลผลิตจากการสังเคราะห์แสงของภูมิภาค นอกจากการเข้าถึงน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์แล้ว สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงยังต้องการสารอาหารเพื่อให้เซลล์และคลอโรพลาสต์ทำงานและเกิดปฏิกิริยาเมตาบอลิซึม

นักวิทยาศาสตร์พบว่าแมกนีเซียม เหล็ก กำมะถัน ฟอสฟอรัส และสารประกอบไนโตรเจนทั้งหมด ปัจจัยจำกัด เพื่อการสังเคราะห์แสง

สิ่งนี้หมายความว่าปัจจัยและสารอาหารเหล่านี้สามารถจำกัดการสังเคราะห์แสงที่มีประสิทธิผลแม้ว่าแสงแดดจะมากเกินไป ตัวอย่างเช่น, ทะเลเปิด น้ำได้รับแสงแดดโดยตรงเป็นจำนวนมาก แต่เนื่องจากน้ำเหล่านี้มีชีวิตน้อยและเข้าถึงสารอาหารได้ ผลผลิตการสังเคราะห์แสงจึงต่ำมาก

ระดับสารอาหารได้รับอิทธิพลจากปัจจัยอื่นๆ หลายประการ ได้แก่:

• ปริมาณน้ำฝน
• ประเภทของดิน
• สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ
• เครื่องย่อยสลาย
• แบคทีเรียตรึงไนโตรเจน
• เหตุการณ์ทางธรรมชาติ (ภูเขาไฟระเบิด ไฟไหม้ ภัยธรรมชาติ ฯลฯ)
• กระแสน้ำในมหาสมุทรและ/หรือลม
• ภูมิอากาศ
• ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์