పర్యావరణ వ్యవస్థ యొక్క జీవ ఉత్పాదకత

ప్రతి సంవత్సరం ఒక మనిషి గ్రహం యొక్క వనరులను మరింత ఎక్కువ చేస్తుంది. ఇటీవలి సంవత్సరాల్లో, జీవరసాయన శక్తిని ఇచ్చే వనరులను అంచనా వేయడం చాలా ప్రాముఖ్యతనిస్తుంది. ఈనాడు, నిర్వహణ యొక్క పద్ధతిని ఎన్నుకున్నప్పుడు జీవావరణవ్యవస్థ యొక్క ఉత్పాదకత నిర్ణయాత్మక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంటుంది, ఎందుకంటే పని యొక్క ఆర్ధిక ప్రామాణికత నేరుగా పొందగలిగే ఉత్పత్తులపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఇక్కడ శాస్త్రవేత్తలు నేడు ఎదుర్కొంటున్న ప్రధాన అంశాలు:

• ఎంత సౌరశక్తి లభిస్తుందో మరియు ఎంత మొక్కల ద్వారా సమ్మిళితమవుతుంది, అది ఎలా కొలుస్తారు?
• ఏ రకమైన పర్యావరణవ్యవస్థలు అధిక ఉత్పాదకత కలిగివున్నాయి మరియు అత్యధిక ప్రాధమిక ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది?
• స్థానిక మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రాధమిక ఉత్పత్తుల సంఖ్యను ఏ కారణాలు పరిమితం చేస్తాయి ?
• ఏ శక్తితో మొక్క శక్తిని మార్చగలదు?
• సమ్మేళన సమర్థత, నికర ఉత్పత్తి మరియు పర్యావరణ పనితీరు మధ్య తేడాలు ఏమిటి?
• పర్యావరణ వ్యవస్థలు బయోమాస్ మొత్తంలో లేదా ఆటోట్రాఫిక్ జీవుల పరిమాణంలో ఎలా విభిన్నంగా ఉంటాయి ?
• ప్రజలకు ఎంత శక్తి లభిస్తుంది మరియు ఎంతవరకు మేము ఉపయోగిస్తాము?

ఈ వ్యాసం యొక్క ముసాయిదాలో కనీసం పాక్షికంగా సమాధానం చెప్పటానికి మేము ప్రయత్నిస్తాము. మొదట, మేము ప్రాథమిక భావనలతో వ్యవహరించనున్నాము. కాబట్టి, ఒక పర్యావరణ వ్యవస్థ యొక్క ఉత్పాదకత అనేది ఒక నిర్దిష్ట పరిమాణంలో సేంద్రీయ పదార్థం యొక్క వృద్ధి ప్రక్రియ. ఈ కృతికి ఏ జీవులు బాధ్యత వహిస్తాయి?

Autotrophs మరియు heterotrophs

అకర్బన పూర్వగామిల నుండి సేంద్రీయ అణువులను సంశ్లేషించగల సామర్థ్యం కొన్ని జీవులకు ఉందని మనకు తెలుసు. వీటిని ఆటోట్రాఫ్స్ అని పిలుస్తారు, అంటే "స్వీయ దాణా." వాస్తవానికి, పర్యావరణ వ్యవస్థల ఉత్పాదకత వారి కార్యకలాపాలను బట్టి ఉంటుంది. Autotrophs కూడా ప్రాధమిక నిర్మాతలు గా సూచిస్తారు. సాధారణ అకర్బన పదార్ధాలు (నీరు, CO2) నుండి సంక్లిష్టమైన సేంద్రీయ అణువులను ఉత్పత్తి చేయగలిగే జీవులు, తరచుగా మొక్కల వర్గానికి చెందుతాయి, కానీ కొన్ని బాక్టీరియా అదే సామర్ధ్యాలను కలిగి ఉంటుంది. సేంద్రీయ పదార్థాన్ని సంశ్లేషణ చేసే ప్రక్రియను ఫోటోచెకెమికల్ సంశ్లేషణ అని పిలుస్తారు. టైటిల్ నుండి అర్థం చేసుకోవడం కష్టం కాదు, కిరణజన్య సంయోగం సూర్యకాంతి ఉండాల్సిన అవసరం ఉంది.

మేము చెమోసైంటేసిస్ అని పిలువబడే మార్గం గురించి కూడా చెప్పాలి. కొన్ని autotrophs, ముఖ్యంగా ప్రత్యేక బ్యాక్టీరియా, సూర్యకాంతి యాక్సెస్ లేకుండా అకర్బన పోషకాలను సేంద్రియ సమ్మేళనాలలోకి మార్చగలదు. సముద్రంలో మరియు స్వచ్చమైన నీటిలో కీమోసియింథటిక్ బాక్టీరియా యొక్క అనేక గ్రూపులు ఉన్నాయి, మరియు అవి ముఖ్యంగా హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ లేదా సల్ఫర్ యొక్క అధిక కంటెంట్తో పర్యావరణాల్లో కనిపిస్తాయి. పత్రరసాయన సంశ్లేషణ సామర్థ్యం కలిగిన క్లోరోఫిల్-బేరింగ్ ప్లాంట్లు మరియు ఇతర జీవుల వలె, chemosynthetic జీవులు autotrophs ఉన్నాయి. ఏదేమైనా, పర్యావరణ వ్యవస్థ యొక్క ఉత్పాదకత వృక్షసంపద ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఇది 90% కంటే ఎక్కువ సేంద్రియ పదార్ధాల సంచయాలకు బాధ్యత వహిస్తుంది. Chemosynthesis ఈ ఒక incommensurably చిన్న పాత్ర పోషిస్తుంది.

ఇంతలో, అనేక జీవులు మాత్రమే ఇతర జీవుల తినడం ద్వారా, అవసరమైన శక్తి అందుకుంటారు. ఇవి హెటెరోట్రోఫ్స్ అని పిలువబడతాయి. సూత్రంలో, వారు ఒకే మొక్కల (వారు కూడా పూర్తి సేంద్రీయ పదార్థం "తినడం"), జంతువులు, సూక్ష్మజీవులు, శిలీంధ్రాలు మరియు సూక్ష్మజీవుల. హెటెరోట్రోఫ్లను కూడా "వినియోగదారులు" అని పిలుస్తారు.

మొక్కల పాత్ర

ఒక నియమం ప్రకారం, ఈ సందర్భంలో "ఉత్పాదకత" అనే పదానికి అర్ధం సేంద్రీయ పదార్థం యొక్క నిర్దిష్ట మొత్తంను నిల్వ చేయడానికి మొక్కల సామర్థ్యం. ఆశ్చర్యకరమైనది కాదు, ఎందుకంటే మొక్కల జీవులు మాత్రమే అకర్బన పదార్ధాలను సేంద్రియ పదార్ధాలుగా మార్చగలవు. అవి లేకుండా, మా గ్రహం మీద జీవితం అసాధ్యం, మరియు అందువలన పర్యావరణ వ్యవస్థ యొక్క ఉత్పాదకత ఈ స్థానం నుండి చూడబడుతుంది. సాధారణంగా, ఈ ప్రశ్న చాలా సరళంగా ఉంచుతుంది: మొక్కల నిల్వ ఎంత సేంద్రీయ పదార్ధం?

ఏ జీవాణువులు అత్యంత ఉత్పాదకరం?

అది వింతగా కనిపించే వింతగా, మనిషి-చేసిన జీవాణువులు చాలా ఉత్పాదకరంగా ఉండవు. ఈ విషయంలో అడవి, బోగస్, మరియు పెద్ద ఉష్ణమండల నదుల యొక్క సేల్వా చాలా ముందుగా ఉన్నాయి. అంతేకాకుండా, ఈ జీవభూమిలు భారీ మొత్తంలో విషపూరిత పదార్థాలను తటస్తం చేస్తాయి, ఇది మానవ చర్యల ఫలితంగా తిరిగి ప్రకృతిలోకి వస్తాయి మరియు మా గ్రహం యొక్క వాతావరణంలో ఉన్న ఆక్సిజన్లో 70% కంటే ఎక్కువ ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మార్గం ద్వారా, అనేక పాఠ్యపుస్తకాలు ఇప్పటికీ చాలా ఉత్పాదక "బ్రెడ్బాస్కేట్" భూమి యొక్క మహాసముద్రాలు అని తెలుపుతున్నాయి. వింతగా తగినంత, ఈ ప్రకటన నిజం నుండి చాలా దూరంలో ఉంది.

"ఓషనిక్ పారడాక్స్"

సముద్రాలు మరియు మహాసముద్రాల యొక్క జీవావరణవ్యవస్థల జీవసంబంధ ఉత్పాదకతను పోల్చడంతో మీకు తెలుసా? పాక్షిక ఎడారులతో! జీవ పదార్ధాల యొక్క ఉపరితలం ఆక్రమించుకొనే నీటి ఖాళీలు అనేవి బయోమాస్ యొక్క పెద్ద మొత్తంలో వివరించబడ్డాయి. అందువల్ల, రాబోయే సంవత్సరాల్లో మానవజాతి మొత్తానికి పోషకాల ప్రధాన వనరుగా సముద్రాలు పదేపదే అంచనా వేయడం చాలా అరుదుగా ఉంది, ఎందుకంటే దీని కోసం ఆర్థిక సమర్థన చాలా తక్కువగా ఉంది. ఏదేమైనప్పటికీ, ఈ రకమైన పర్యావరణ వ్యవస్థల యొక్క తక్కువ ఉత్పాదకత అన్ని జీవులకు ప్రాణాల కోసం మహాసముద్రాల ప్రాముఖ్యత నుండి తీరిపోతుంది, అందుచే వారు జాగ్రత్తగా సాధ్యమైనంత జాగ్రత్తగా కాపాడవలసి ఉంటుంది.

ఆధునిక భూగోళ శాస్త్రవేత్తలు వ్యవసాయ భూమి యొక్క అవకాశాలు చాలా అయిపోతున్నారని చెపుతారు, మరియు భవిష్యత్తులో మేము వారి నుండి మరింత విస్తృతమైన పంటలను పొందగలుగుతాము. ప్రత్యేకమైన ఆశలు బియ్యం క్షేత్రాలలో ఉంచబడతాయి , ఇవి వాటి ప్రత్యేక లక్షణాలు కారణంగా విలువైన సేంద్రీయ పదార్ధాలను అందిస్తాయి.

జీవ వ్యవస్థ యొక్క ఉత్పాదకత గురించి ప్రాథమిక సమాచారం

సాధారణంగా, ఎకోసిస్టమ్ యొక్క ఉత్పాదకత కిరణజన్య వేగం మరియు ఒక ప్రత్యేక జీవాండోసిస్లో సేంద్రియ పదార్ధాలను చేరడం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సేంద్రీయ పదార్థం యొక్క మాస్, యూనిట్కు సృష్టించబడిన, ప్రాధమిక ఉత్పత్తి అంటారు. ఇది రెండు విధాలుగా వ్యక్తీకరించవచ్చు: జౌల్స్లో లేదా మొక్కల పొడి ద్రవ్యరాశిలో. స్థూల అవుట్పుట్ అనేది దాని పరిమాణము, ఇది ఒక నిర్దిష్ట యూనిట్ కొరకు మొక్కల జీవులచే సృష్టించబడుతుంది, ఇది కిరణజన్య సంశ్లేషణ స్థిరంగా ఉంటుంది. ఇది ఈ పదార్ధంలోని భాగాలను మొక్కల యొక్క ముఖ్యమైన కార్యకలాపాలకు వెళ్తామని గుర్తుంచుకోవాలి. మిగిలిన సేంద్రీయ జీవావరణవ్యవస్థ యొక్క నికర ప్రాధమిక ఉత్పాదకత. ఆమె మాకు సహా heterotrophs ఫీడ్ ఎవరు ఉంది.

ప్రాధమిక ఉత్పత్తుల ఎగువ పరిమితి ఉందా?

క్లుప్తంగా, అవును. సూత్రప్రాయంగా, కిరణజన్య సంయోగ ప్రక్రియ ఎలా సమర్థవంతంగా ఉంటుందో మనకు క్లుప్తంగా పరిశీలిద్దాం . భూమి యొక్క ఉపరితలం చేరుకున్న సౌర వికిరణం యొక్క తీవ్రత నగరంలో ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుందని గుర్తుంచుకోండి: గరిష్ట శక్తి ఉత్పత్తిని భూమండల ప్రాంతాలకు ప్రత్యేకంగా చెప్పవచ్చు. మేము ధ్రువాలకి చేరుకున్నప్పుడు ఇది విశేషంగా తగ్గుతుంది. సుమారుగా సగం శక్తిలో మంచు, మంచు, సముద్రాలు లేదా ఎడారులు ప్రతిబింబిస్తాయి, వాతావరణంలో వాయువులు శోషించబడతాయి. ఉదాహరణకు, వాతావరణంలోని ఓజోన్ పొర దాదాపు అన్ని అతినీలలోహిత వికిరణాన్ని గ్రహిస్తుంది! మొక్కల ఆకులపై వచ్చే సగం కాంతి మాత్రమే కిరణజన్య ప్రతిచర్యలో ఉపయోగించబడుతుంది. కాబట్టి పర్యావరణ వ్యవస్థల యొక్క జీవ ఉత్పాదకత సూర్యుని యొక్క శక్తి యొక్క అతితక్కువ భాగాన్ని మార్చటమే!

సెకండరీ ఉత్పత్తి అంటే ఏమిటి?

దీని ప్రకారం, సెకండరీ ఉత్పత్తిని కొంత సమయం కోసం వినియోగదారుల పెరుగుదల (అనగా వినియోగదారులు) అని పిలుస్తారు. అయితే, జీవావరణవ్యవస్థ యొక్క ఉత్పాదకత వాటిని చాలా తక్కువ స్థాయిలోనే ఆధారపడి ఉంటుంది, అయితే ఈ జీవావరణం మానవ జీవితంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. ద్వితీయ సేంద్రీయ పదార్థం ప్రతి ట్రోఫిక్ స్థాయిలో వేరుగా లెక్కించబడుతుంది. ఆ విధంగా, పర్యావరణ వ్యవస్థ ఉత్పాదకత రకాలు రెండు రకాలుగా విభజించబడ్డాయి: ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ.

ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ ఉత్పత్తుల యొక్క నిష్పత్తి

మీరు ఊహిస్తున్నట్లుగా, బయోమాస్ మరియు మొత్తం మొక్కల మాస్ నిష్పత్తి చాలా చిన్నది. అడవి మరియు చిత్తడి ప్రాంతాలలో కూడా, ఈ సూచిక అరుదుగా 6.5% స్థాయిని మించిపోయింది. సమాజంలో మరింత గడ్డి మొక్కలు, అధిక సేంద్రీయ పదార్థం యొక్క వృద్ధి రేటు మరియు ఎక్కువ వ్యత్యాసాలు.

సేంద్రీయ పదార్ధాల ఏర్పాటు రేటు మరియు పరిమాణంలో

సాధారణంగా, ప్రాధమిక మూలం యొక్క సేంద్రీయ పదార్థం యొక్క పరిమితి రేటు పూర్తిగా మొక్కల కిరణజన్య ఉపకరణం (FAP) యొక్క స్థితిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రయోగశాలలో సాధించిన కిరణజన్య సమర్థత యొక్క గరిష్ట విలువ, ఫేజ్ విలువలో 12%. సహజమైన పరిస్థితులలో, 5% విలువ చాలా ఎక్కువగా పరిగణించబడుతుంది మరియు ఆచరణాత్మకంగా జరగదు. భూమి మీద సూర్యకాంతి యొక్క శోషణ 0.1% మించదని నమ్ముతారు.

ప్రాధమిక ఉత్పత్తుల పంపిణీ

ఇది సహజ పర్యావరణ వ్యవస్థ యొక్క ఉత్పాదకత గ్రహం అంతటా చాలా అసమానంగా ఉందని గమనించాలి. భూమి యొక్క ఉపరితలం మీద ఏటా ఏర్పడిన మొత్తం సేంద్రీయ పదార్థం మొత్తం 150-200 బిలియన్ టన్నులు. మనం పైన సముద్రాల ఉత్పాదకత గురించి మాట్లాడాం అని గుర్తుంచుకోండి. కాబట్టి, ఈ పదార్ధం యొక్క 2/3 భూమి మీద ఏర్పడుతుంది! జస్ట్ ఊహించు: భూమి యొక్క అత్యల్ప భాగం కంటే మూడు రెట్లు తక్కువ సేంద్రీయ జలశేషాల యొక్క దిగ్గజం, నమ్మశక్యం కాని వాల్యూమ్లు ఉన్నాయి, వాటిలో ఎడారి ఉంది!

ఒక రూపంలో లేదా మరొకటి సేకరించిన సేంద్రీయ పదార్ధం యొక్క 90% కంటే ఎక్కువ మంది హెటెరోట్రాఫిక్ జీవులకు ఆహారంగా వెళుతున్నారు. సౌరశక్తి యొక్క అతితక్కువ భాగం మాత్రమే నేల హ్యూమస్ (అలాగే చమురు మరియు బొగ్గు, ఈరోజు కూడా ఏర్పడటం) రూపంలో నిల్వ చేయబడుతుంది. మా దేశం యొక్క భూభాగంలో ప్రాధమిక జీవ ఉత్పత్తి పెరుగుదల 20 c / ha (ఆర్కిటిక్ మహాసముద్రం సమీపంలో) నుండి 200 కే. ఎడారి ప్రాంతాల్లో, ఈ విలువ 20 q / ha కి మించదు.

సూత్రం లో, మన ప్రపంచం యొక్క ఐదు వెచ్చని ఖండాలు న, ఉత్పత్తి యొక్క తీవ్రత ఆచరణాత్మకంగా భిన్నంగా లేదు: దక్షిణ అమెరికాలో, వృక్ష అద్భుతమైన వాతావరణ పరిస్థితుల కారణంగా పొడి పదార్థం కంటే సార్లు ఒకటిన్నర రెట్లు ఎక్కువ పేరుకుపోతుంది. అక్కడ సహజ మరియు కృత్రిమ పర్యావరణ వ్యవస్థల ఉత్పాదకత గరిష్టంగా ఉంటుంది.

ప్రజలకు ఆహారం ఏమిటి?

సుమారు 1.4 బిలియన్ హెక్టార్ల పంట ఉపరితలంపై సాగుచేసే మొక్కల మా గ్రుడ్ల పంటలకు ఆహారాన్ని అందిస్తాయి. ఇది గ్రహం యొక్క పర్యావరణ వ్యవస్థలలో దాదాపు 10%. వింత అనిపించవచ్చు గా, అవుట్పుట్ సగం మాత్రమే ప్రజల ఆహార నేరుగా వెళ్తాడు. మిగతా మిగిలిన పెట్ ఆహారంగా ఉపయోగిస్తారు మరియు పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి అవసరాలను (ఆహార ఉత్పత్తికి సంబంధించినది కాదు) అవసరమవుతుంది. శాస్త్రవేత్తలు దీర్ఘకాలంగా అప్రమత్తమయ్యారు: మా గ్రహం యొక్క పర్యావరణ వ్యవస్థల ఉత్పాదకత మరియు బయోమాస్ ప్రోటీన్లో మానవజాతి అవసరాలకు 50% కంటే ఎక్కువ ఇవ్వలేవు. సులభంగా ఉంచండి, ప్రపంచ జనాభాలో సగం దీర్ఘకాల ప్రోటీన్ ఆకలి పరిస్థితులలో నివసిస్తుంది.

బయోసనోసిస్-రికార్డ్ హోల్డర్స్

మేము ఇప్పటికే చెప్పినట్లుగా, భూమధ్యరేఖా అడవులు అత్యంత ఫలవంతమైనవి. జస్ట్ అనుకుంటున్నాను: ఒక అటువంటి ఒక biocenosis ఒకటి హెక్టార్ కంటే ఎక్కువ 500 టన్నుల పొడి పదార్థం పరిగణించవచ్చు! మరియు ఇది పరిమితి కాదు. బ్రెజిల్లో, ఉదాహరణకు, ఒక హెక్టార్ అడవి 1200 నుండి 1500 టన్నుల (!) సంవత్సరానికి సేంద్రీయ పదార్థం ఉత్పత్తి చేస్తుంది! దాని గురించి మాత్రమే ఆలోచించండి: స్క్వేర్ మీటర్కు సేంద్రీయ పదార్థం యొక్క రెండు సెంటర్స్ వరకు ఉన్నాయి! టండ్రాలో, అదే ప్రాంతంలో 12 టన్నులు కంటే ఎక్కువ, 400 టన్నుల మధ్య మధ్యస్థ బెల్ట్ అడవులలో ఉన్నాయి.ఇది చురుకుగా వ్యవసాయ ప్రాంతాల్లో ఆ ప్రాంతాలలో వాడబడుతోంది: చెరకు క్షేత్రం యొక్క రూపంలో కృత్రిమ జీవావరణవ్యవస్థ యొక్క ఉత్పాదకత, దీని ప్రకారం 80 టన్నుల పొడి పదార్థం ఎక్కడైనా, అలాంటి పంటలను భౌతికంగా ఇవ్వలేము. అయితే, ఒరినోకో, మిస్సిస్సిప్పి మరియు చాడ్ యొక్క కొన్ని ప్రాంతాలు వాటి నుండి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఇక్కడ సంవత్సరానికి పర్యావరణ వ్యవస్థలు హెక్టారుకు 300 టన్నుల పదార్ధం వరకు "ఇవ్వండి"!

ఫలితాలు

అందువలన, ఉత్పాదకత యొక్క మూల్యాంకనం ప్రాధమిక పదార్ధం ఆధారంగా అమలు చేయాలి. వాస్తవానికి, ద్వితీయ ఉత్పత్తి ఈ విలువలో 10% కంటే ఎక్కువ ఉండదు, దాని విలువ బాగా మారుతుంది మరియు అందువల్ల ఈ సూచిక యొక్క వివరణాత్మక విశ్లేషణ చేయడానికి ఇది అసాధ్యం.