Primārā ražošana: koncepcija, funkcijas, izpēte

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Primārā ražošana ir noteikta vērtība ekoloģijā. Tā mērīšanas metodi 20. gadsimta pirmajā pusē izgudroja padomju hidrobiologs Georgijs Georgijevičs Vinbergs. Pirmā eksperimenta īstenošana tika veikta netālu no Maskavas.

Koncepcija

Savā koncepcijā A. N. Ļeontjevs ievieš terminu "primārā ražošana". Tas apzīmē noteiktu vērtību ekoloģijā, kas nosaka to organisko vielu daudzuma pieaugumu, ko noteiktā laikā veido autotrofi organismi no vienkāršām neorganiskām sastāvdaļām. Primārās ražošanas aprēķins notiek noteiktā laika periodā, kura ilgumu nosaka biologi.

Autotrofiski organismi

Tie ir organismi, kas spēj izmantot neorganiskās vielas organisko vielu ražošanai. Autotrofi atrodas pārtikas piramīdas pirmajā līmenī, jo tie ir primārie organisko vielu ražotāji biosfērā. Pateicoties šiem organismiem, heterotrofi (tie organismi, kuri nevar iegūt organiskos elementus no neorganiskiem ar palīdzībufotosintēze vai ķīmiskā sintēze) tiek nodrošināti ar pārtiku.

Ir organismi, kas vienlaikus pieder pie divām sugām: zaļās eiglēnaļģes naktī pieder pie heterotrofiem, bet dienā - pie autotrofiem. Šādus organismus sauc par "miksotrofiem".

Kā tiek aprēķināta šī vērtība?

Lai aprēķinātu šo vērtību, ir jāizmēra oglekļa daudzums, ko noteiktā laika periodā ir saistījuši uz zemes augošie augi un okeānā mītošais fitoplanktons. Tas viss tiek aprēķināts uz laukuma vienību.

Dažreiz, tāpat kā fitoplanktona gadījumā, primāro produkciju aprēķina nelielos laika periodos, visbiežāk dienā. Tas ir tāpēc, ka šim organismam ir augsts organisko vielu veidošanās ātrums, ko aprēķina uz biomasas vienību (augu un dzīvnieku kopums, kas ir jebkura izmēra un līmeņa biogeocenozes daļa).

Ja ņemam vērā laiku, kurā mēra sauszemes augu primāro produkciju, tad tas būs viens gads vai augšanas sezona (gada periods, kurā daži dzīvi augu organismi ir uzņēmīgi pret attīstību). Šāds izvērtēšanas ilgums ir skaidrojams ar to, ka šāda veida organismos neorganisko vielu pārvēršanās organiskās vielās ātrums ir daudz lēnāks nekā planktonā.

Kam attiecas primārās ražošanas jēdziens?

Šī vērtība ir aprēķināta fotoautotrofiem un ķīmijautotrofiem organismiem. Par pirmo enerģijas avotu ir saules gaisma, unpēdējie ražo organiskās vielas no neorganiskām vielām, izmantojot redoksreakcijas ar vienkāršām vielām, ko paši rada. Tikai daži organismi ir spējīgi izmantot otro enerģijas iegūšanas veidu, piemēram, baktērijas, daži prokarioti (vienšūnas, kuriem šūnā ir kodols un membrānas).

Mūsdienu pasaulē ķīmijautotrofu loma ir maza. Tiem ir vislielākā nozīme hidrotermālajās ekosistēmās (dzīvības oāzes, kas atrodas ievērojamā dziļumā okeānā, kur garozā ir plaisas, no kurām izplūst karstie ūdeņi, kas bagāti ar reducētiem savienojumiem), lai gan primārā ražošana. nav lēsts ļoti lielos daudzumos, taču tās nozīme ir liela.

Bruto vērtība

Pētnieki sadala ekosistēmu primāro produkciju bruto un neto.

Pirmais termins attiecas uz kopējo ražotāja saražoto organisko vielu daudzumu.

Neto primārajā vērtībā tiek saņemtas organiskās vielas, ņemot vērā izmaksas, kas nepieciešamas ražojošajam organismam, lai veiktu elpošanas darbību. Tieši šāda veida daudzums ir viela, ko patērētāji var izmantot savām vajadzībām, citiem vārdiem sakot, tīra primārā ražošana ir pamats trofiskās ķēdes atbalstam (attiecību virkne starp dažādiem organismiem, caur kurām tiek izvadīti dažādi enerģijas un vielas veidi tiek pārnestas, ēdot dažus cilvēkus, citus).

Pētniecība

Sākotnēji GG Vinbergs veica primārās ražošanas uzskaiti ezerā, izmantojot "tumšo un gaišo kolbu" metodi. Tas sastāvēja no iegūto organisko vielu daudzuma un fotosintēzes laikā izdalītā skābekļa daudzuma salīdzināšanas. Vēlāk pētnieki atklāja, ka šī primārās ražošanas novērtēšanas metode ir neuzticama, jo tai ir samazināta jutība. Tāpēc biologs E. Stemans-Nīlsens ierosināja alternatīvu "radiooglekļa metodi". Ar šo metodi planktonu saturošiem ūdens paraugiem pievienoja oglekļa dioksīdu un radioaktīvo oglekļa izotopu. Vēlāk organisko vielu daudzums tika aprēķināts, pamatojoties uz ar to saistīto radioaktīvo oglekli.

Pētījumi šajā jomā kopš XX gadsimta 60. gadiem ir veikti visā pasaulē, un tie neapstājas līdz šim, iepriecinot zinātniekus ar jauniem atklājumiem.