На відміну від поживних речовин, які циклу через екосистеми, енергія потоки через них. Це означає, що енергія повинна потрапити в екосистему в початковій точці, а потім вона переходить від одного організму до іншого, поки не буде витрачена і повністю втрачена. Без того початкового кроку, який дозволяє енергії надходити в екосистему, життя на Землі перестало б існувати, як ми це знаємо.
Що відповідає за те, щоб енергія спочатку потрапила в екосистему? Ця робота лежить на виробники, також відомий як автотрофи. Ці організми здатні створювати власну хімічну енергію і найчастіше це роблять за допомогою фотосинтезу.
Для отримання енергії ці фотосинтезуючі організми покладаються як на доступ сонячного світла, так і на поживні речовини. Ви можете виміряти продуктивність та ефективність фотосинтетичних організмів. Це називається продуктивність фотосинтезу (або первинна продуктивність) і безпосередньо залежить від того, на що покладаються виробники: сонячне світло і поживні речовини.
Потік енергії в екосистемі
Фотосинтетичні організми, такі як рослини, деякі бактерії та водорості, відомі як "ворота" для надходження енергії в екосистеми. Це пояснюється тим, що вони використовують для роботи навколишнє середовище вуглекислий газ, воду та сонячну енергію (вона ж сонячне світло) фотосинтез, який перетворює цю сонячну енергію на корисну хімічну енергію у вигляді глюкози.
Без цього кроку енергія не могла б потрапити в екосистеми для подальшого доступу до трофічних рівнів / організмів.
Що таке продуктивність фотосинтезу?
Продуктивність фотосинтезу, також називається первинна продуктивність, - це швидкість додавання енергії до організмів як біомаси у виробників в екосистемі (кількість речовини, що становить тіла організмів).
Продуктивність можна виміряти для будь-якого типу організму та трофічного рівня, але фотосинтетичну продуктивність конкретно вимірює швидкість додавання енергії до біомаси виробників фотосинтезу, таких як рослини, бактерії та водорості.
Два фактори, що впливають на фотосинтез та продуктивність фотосинтезу
Формула та хімічна реакція фотосинтезу виглядає так:
6Н2O (вода) + 6CO2 (вуглекислий газ) + сонячне світло → C6H12О6 (глюкоза) + 6O2 (кисень)
Дивлячись на ці вимоги до фотосинтезу, це має сенс сонячне світло і наявність поживних речовин є факторами, що впливають на первинну продуктивність в екосистемах, оскільки це фактори, необхідні для фотосинтезу.
Перший фактор: сонячне світло
Сонячне світло, він же сонячна енергія, - це те, що рухає фотосинтез. У районах, де прямих сонячних променів мало або взагалі немає, загальна продуктивність фотосинтезу буде нижчою, оскільки для реагування реакції буде менше енергії.
Ось чому більшість фотосинтетичного життя у водних екосистемах відбувається лише на поверхневих рівнях води (від поверхні до 656 футів нижче), оскільки світло насправді не може проникнути глибше, ніж це.
Ось чому продуктивність фотосинтезу вища в районах, розташованих ближче до екватора (де найбільше прямих сонячних променів), і найнижча в полярних областях. Ось чому в районах, де немає світла, рівень первинної продуктивності дорівнює нулю, оскільки фотосинтез не може відбуватися.
Наприклад, a тропічний ліс має один з найвищих показників первинної продуктивності через його безпосередню близькість до екватора. A помірний луг в США матиме нижчу продуктивність, ніж тропічний ліс на екваторі, через меншу кількість доступного сонячного світла на цій широті.
Другий фактор: поживні речовини
Доступність поживних речовин є другим фактором, який впливає на продуктивність фотосинтезу в регіоні. Окрім доступу до води та вуглекислого газу, фотосинтезуючим організмам потрібні поживні речовини, щоб їх клітини та хлоропласти могли функціонувати та здійснювати метаболічну реакцію.
Вчені виявили, що магній, залізо, сірка, фосфор та азотисті сполуки - це все обмежувальні фактори для фотосинтетичної продуктивності.
Це означає, що ці фактори та поживні речовини можуть обмежити продуктивність фотосинтезу, навіть якщо сонячного світла надлишку. Наприклад, відкритий океан води отримують велику кількість прямих сонячних променів. Але оскільки в цих водах так мало життя і доступ до поживних речовин, продуктивність фотосинтезу дуже низька.
На рівні поживних речовин впливає ряд інших факторів, зокрема:
- Опади
- Тип ґрунту
- Організми в екосистемі
- Розкладачі
- Азотфіксуючі бактерії
- Природні події (виверження вулкана, пожежі, стихійні лиха тощо)
- Океанські та / або вітрові течії
- Клімат
- Географічне положення
