Odpowiedzi

2010-01-13T20:14:22+01:00
PRODUKCJA PIERWOTNA BIOSFERY
Praca - polega na przekazywaniu jakiejś energii
Energia z wnętrza Ziemi - ma postać strumienia ciepła, które płynie od gorącego jądra ku chłodniejszej powierzchni i tam się rozpoczyna, głównie w postaci promieniowania podczerwonego.
Natężenie promieniowania słonecznego - mierzone prostopadle do kierunku promieniowania powyżej atmosfery, wynosi 1360 W*m (stała słoneczna)
Bilans energii biosfery - jest sumą promieniowania docierającego do ziemi i promieniowania odbitego oraz wyemitowanego przez planetę i atmosferę.
Promieniowanie czynne fotosyntetycznie (PAR) - zwykle nie przekracza 44% całkowitej energii promieniowania docierającego do poziomu morza.
Międzynarodowy Program Biologiczny (IMB)
- troska o wyżywienie ludności
- rozwinęły się placówki naukowe
- przetłumaczono i opublikowano podręczniki
Proces fotosyntezy
Energia + nCO2 + nH2O -> (CH2O)n + nO2
Metody pomiaru produkcji pierwotnej:
Metody żniwne - zbieranie i ważenie biomasy. Metody te polegają na określaniu stanu biomasy w jednym wybranym momencie. Założenia: pomiar w okresie max stanu biomasy, tempo rotacji biomasy (jak często w danej jednostce następuje wymiana osobników)
Pomiary fizjologiczne - pomiar można przeprowadzać zarówno w powietrzu jak i w wodzie. Do ciemnych i jasnych butelek wlewa się wodę z jeziora i nim zanurza. Po wyjęciu oznacza się w obu ilość rozpuszczonego tlenu i CO2. W jasnej obserwujemy procesy fotosyntezy i oddychania, a ciemnej tylko oddychania.
Metody pośrednie - ocenianie tempa produkcji roślinnej na zwiększysz obszarach polegają na zbadaniu, w jaki sposób tempo produkcji biomasy zależy od różnych łatwych do zmierzenia czynników (temper. dł. okresu wegetacji, kombinacje).
Metody wskaźnikowe - biorą pod uwagę czynniki takie jak: masa lub całkowita powierzchnia liści w ekosystemie.
Ilość chlorofilu - w jakim tempie przebiega proces wiązania CO2
Tempo produkcji pierwotnej zależy od:
* cech fizjologicznych roślin
* dostępność substratów chemicznych i klimatu, substancji mineralnych (azotu, fosforu, potasu, magnezu, wapnia)
Produkcja pierwotna w oceanach:
Roślinom żyjącym w wodzie nie brakuje wody
i wielu minerałów rozpuszczalnych w wodzie. Fotosynteza przebiega tylko przy warstwie powierzchniowej, a jej tempo zależy od czynników wpływających na przeźroczystość wody. CO2 nie brakuje (łatwo rozpuszcza się w wodzie). Bakterie jak rośliny potrzebują fosforu, który jest pierwiastkiem deficytowym w pelagicznej warstwie oceanów. Potas i sód rozprzestrzeniają się bardzo łatwo i stężenie w wodach morskich jest podobne. Aniony w oceanie i związki ciężkich metali zawierają niezbędne pierwiastki do życia, nie są wszędzie dostępne. Związki te są rozpuszczalne i maja tendencje do opadania w głębsze warstwy, tam gdzie jest fotosynteza. Powierzchnia oceanów poddana jest wpływowi wiatru. Ruch ten powoduje, że planem budowy pelagicznej rośliny morskiej jest pojedyncza komórka (brunatnice, krasnorosty).
Czynniki:
* dostęp do pierwiastków odżywczych
* cyrkulacja prądów morskich (upwellingi - zjaw. Wypychania wód głębinowych ku powierzchni).
Strefa euforyczna - warstwa wód, w której tempo produkcji pierwotnej jest wyższe niż tempo dekompozycji. Jej grubość zależy od przeźroczystości wody.
Produkcja na lądach:
Na lądach nie brakuje CO2, jednak podstawowa trudność stanowi brak wody. Niedobór pary wodnej powoduje wysychanie. Musi być kompromis między potrzebą zwiększania powierzchni w celu lepszego wykorzystania światła i koniecznością ograniczenia powierzchni, z której odparowuje woda. Ważny jest dostęp do składników odżywczych. Większość roślin żyje na granicy środowiska wodnego i atmosfery. Podstawową trudnością jest brak wody i substancji mineralnych.
Rośliny nie maja serca. Pracę wykonuje mechanizm napędzany energią słoneczną, jest to pokaźna ilość energii.
W regionach polarnych nie ma produkcji pierwotnej. Czynnikiem ograniczającym może być dostępność pierwiastków odżywczych, azotanu i fosforu.
Ewapotranspiracja potencjalna - wskaźnik mówiący o tym, jak szybkie mogłoby być parowanie, gdyby dostępność wody była wystarczająca. Zależy od temp. powietrza i turbulencji powietrza.
Mikoryza - symbioza roślin naczyniowych z grzybami.
Fotosynteza typu CAM - szparki roślin otwierają się tylko nocą, kiedy niebezpieczeństwo utraty wody przez parowanie jest mniejsze.
Fotosynteza typu C3 - rośliny dobrze sobie radzą w cieniu, ale są bardziej rozrzutne.
Fotosynteza typu C4 - odznaczają się większą produktywnością przy silniejszym świetle i oszczędniej wykorzystują wodę.
Dekompozycja - rozkład biomasy, jest procesem chemicznym, charakterystycznym dla całej biosfery i jej podjednostek. Jest to przejaw procesu oddychania.
Dekompozycja dokonywana przez rośliny - produktami przemiany są: CO2 i woda. Rośliny rozkładają połowę materii organicznej, powstałej w procesie fotosyntezy. To największa w biosferze grupa destruentów.
Dekompozycja dokonywana przez konsumenta - znaczna część skonsumowanej materii opuszcza ciało rośliny lub mięsożercy w postaci CO2, wody i jednego z produktów przemian białkowych: amoniaku, kwasu moczowego lub mocznika. Kał jest rozdrobniony, co ułatwia dostęp mikroorganizmów do substratu.
Destruenci - reducenci (bioreduktory) - organizmy odżywiające się szczątkami innych organizmów i rozkładające złożone związki organiczne na prostsze związki, także nieorganiczne.
Saprofity - inaczej roztocza, które zaliczamy do bakterii grzybów, które żyją w przewodzie pokarmowym zwierząt. Także sarpotrofy i mikrokonsumenci.
Detrytusożercy - saprofagi, zwierzęta z różnych grup systematycznych, odżywiające się martwa materia organiczną w glebie i mule dennym ekosystemów wodnych.
Saprobionty - organizmy żyjące wśród rozkładającej się materii organicznej (polisaprobionty, mezosaprobionty, oligosaprobion-ty)
Nekrofagi - trupojady, padlinożercy, zwierzęta żywiące się martwymi ciałami innych zwierząt.
Sanitariusze przyrody - wszystkie organizmy odżywiające się martwymi roślinami i zwierzętami, od bakterii po ssaki.
Procesy dekompozycji w wodach:
Tu rozpoczyna się dekompozycja martwej materii organicznej pochodzącej z obumarłych komórek glonów i odchodów planktonicznych konsumentów. Cecha glonów morskich jest to, że zawierają niewiele celulozy, lecz inne polisacharydy w wyniku rozkładu celulozy powstają rozpuszczalne kwasy humusowe i drobno dyspersyjna zawiesina - humus wodny. Materia ta nie ulega dalszej dekompozycji bakteryjnej, chociaż część detrytusu ulega mineralizacji chemicznej. Na dnie oceanów tworzy się sapropel, czyli luźna zawiesina szczątków organicznych i mineralnych w gęstym roztworze przydennym, stopniowo przechodząca w trwały osad. Powstaja kwasy sardelowe oraz huminowe i fluwinowe. Sapropel zawiera rozpuszczalne cukry i pochodne rozkładu lipidów - węglowodory. Białka szybko zostają rozłożone do aminokwasów.
Procesy dekompozycji na lądach:
Powstają kwasy humusowe (huminowe i fulwowe), frakcja nierozpuszczalna o niejednolitym składzie. Podczas rozkładu białek w glebach powstają aminokwasy i aminy.
Kwasy huminowe - są nierozpuszczalne w wodzie, ale tworzą rozpuszczalne sole z jednowartościowymi jonami, co pozwala je wyekstrahować z próchnicy.
Kwasy fulwowe - rozpuszczają się w wodzie i wielu rozpuszczalnikach organicznych, ich roztwory są wyraźnie kwaśne. Łatwo tworzą kompleksy z jonami żelaza i glinu.
Lignina - jest polimerem o rozgałęzionych łańcuchach z grupami aromatycznymi o trudnym do ustalenia składzie.