102.1. Różnice w produktywności ekosystemów
Produktywność (produkcja) —to intensywność gromadzenia energii w biomasie określonego poziomu troficznego. Wyróżnia się produkcję pierwotną i wtórną.
Produkcja pierwotna to biomasa wyprodukowana przez producentów ekosystemu (co odzwierciedla intensywność przekształcania energii świetlnej w chemiczną). Mierzy się ją najczęściej mierząc szybkość procesów fotosyntezy. Produkcję pierwotną możemy podzielić na:
- produkcie pierwotną brutto — koszty utrzymania danego układu plus przyrost biomasy autotro-fów. Jest to cała materia organiczna jaka powstała w procesie fotosyntezy (wartość teoretyczna);
- produkcja pierwotna netto - przyrost biomasy autotrofów w jednostce czasu, który obserwujemy. W tym przypadku nie liczymy materii wykorzystanej w procesie oddychania (respiracji). Jedynie ta produkcja może stać się dostępna jako źródło pokarmu roślinożerców i jest ona jedyną, którą możemy w rzeczywistości zmierzyć.
produkcja pierwotna netto = produkcja pierwotna brutto — respiracja
Produkcja wtórna to ilość materii zasymilowanej przez konsumentów ekosystemu, czyli proces przyswajania materii i magazynowania energii przez konsumentów. Mierzy się ją ilością biomasy w jednostce czasu. Produkcję wtórną możemy podzielić na:
-produkcje wtórna brutto - koszty utrzymania danego układu plus przyrost biomasy heterotrofów;
- produkcie wtórna netto - przyrost biomasy heterotrofów.
0 produktywności ekosystemów decydować może wiele czynników. Zależy to od produkcji pierwotnej, a na nią mają wpływ między innymi: skład gatunkowy producentów, dostęp energii słonecznej, stężenie fosforanów, azotanów i innych soli mineralnych w glebie i wodzie, ilość wody ijej zasolenie, wilgotność powietrza i temperatura. Produkcja pierwotna dla różnych ekosystemów waha się od 500-2 000 g/nf/rok. Największą produktywność osiągają plantacje trzciny cukrowej (4000 g/mJ/rok), rafy koralowe (2500 g/mJ/rok) oraz las tropikalny (2 200 g/nWrok). Najmniejszą natomiast posiadają pustynie (3 g/m2/rok), półpustynie (90 g/m’/rok), otwarty ocean (125 g/m2/rok) i tundra (140 g/rrf/rok). Wysoka wartość produkcji pierwotnej netto nie musi oznaczać wielkiej biomasy producentów, jak też wielka biomasa producentów nie musi wcale oznaczać wysokiej produkcji - ponieważ wielkość biomasy producentów zależy nie tylko od tego jak szybko jest ona produkowana, ale też od tego w jakim tempie jest eksploatowana.
1022. Krążenie pierwiastków w ekosystemie (cykle biogeochcmiczne)
Aby ekosystem mógł funkcjonować, potrzebny jest przepływ energii i obieg materii. Pierwiastki nieprzerwanie krążą pomiędzy żywymi organizmami i ich nieożywionym środowiskiem. Krążenie każdego składnika w przyrodzie nazywamy jegocyklem biogeochemicznym. Ziemia jest układem zamkniętym. Krążące w tym obiegu pierwiastki nie giną, aczkolwiek mogą wypaść z obiegu, kiedy znajdą się w miejscach niedostępnych dla organizmów; jednak najczęściej są dostępne i wykorzystywane powtórnie przez organizmy. Do najważniejszych cykli biogeochemicznych należą obiegi: węgla, azotu, tlenu, fosforu, siarki i wody (patrz rozdz. 1.4.1). Węgiel, azot. tlen, siarka i woda mogą występować w stanie gazowym, w związku z tym mogą się przemieszczać na duże odległości. Fosfor natomiast nie ma postaci gazowej, dlatego jego obieg w przyrodzie jest utrudniony.