매년 사람은 점점 더 행성의 자원을 고갈시킵니다. 최근 몇 년 동안 하나 또는 다른 생물 학적 증이 얼마나 많은 자원을 줄 수 있는지 평가하는 것이 매우 중요하다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 오늘날 작업의 경제 가능성은 얻을 수있는 제품의 양에 직접적으로 의존하기 때문에 오늘날 생태계 생산성은 관리 방법을 선택할 때 매우 중요합니다.
과학자들이 오늘날 직면하고있는 주요 질문은 다음과 같습니다.
- 이용 가능한 태양 에너지의 양과 식물에 의해 흡수되는 양은 얼마나됩니까?
- 생산성이 가장 높은 생태계 유형과 가장 주요한 제품을 제공하는 생태계 유형은 무엇입니까?
- 1 차 생산량을 현지 및 전 세계적으로 제한하는 요인은 무엇입니까?
- 식물이 에너지를 변환하는 효율은 무엇입니까?
- 동화 효율, 청정 생산 및 환경 효율의 차이점은 무엇입니까?
- 생태계는 바이오 매스 또는 영양 영양 유기체에서 어떻게 다른가?
- 사람들은 얼마나 많은 에너지를 사용할 수 있으며 얼마나 많이 사용합니까?
이 기사의 틀 안에서 적어도 부분적으로 답변하려고 노력할 것입니다. 먼저 기본 개념을 다루겠습니다. 따라서 생태계 생산성은 일정량의 유기물 축적 과정입니다. 이 작업에 어떤 유기체가 책임이 있습니까?
독립 영양과 종속 영양
우리는 일부 유기체가 무기 전구체로부터 유기 분자를 합성 할 수 있다는 것을 알고있다. 그것들은 "자가 영양"을 의미하는 autotrophs라고 불립니다. 실제로 생태계의 생산성은 활동에 달려 있습니다. 자동 영양은 일차 생산자라고도합니다. 단순한 무기 물질 (물, 이산화탄소)로부터 복잡한 유기 분자를 생산할 수있는 유기체는 대부분 식물의 종류에 속하지만 일부 박테리아는 같은 능력을 가지고 있습니다. 그들이 유기물을 합성하는 과정을 광화학 합성이라고합니다. 이름에서 알 수 있듯이 광합성은 햇빛이 필요합니다.
또한 화학 합성으로 알려진 경로를 언급해야합니다. 주로 특수 박테리아 인 일부 영양 영양소는 햇빛에 접근하지 않고도 무기 영양소를 유기 화합물로 전환 할 수 있습니다. 해수 및 담수에는 여러 종류의 화학 합성 박테리아가 있으며 특히 황화수소 또는 황이 많은 환경에서 일반적입니다. 엽록소 함유 식물 및 광화학 합성이 가능한 다른 유기체와 같이 화학 합성 유기체는 자기 영양이다. 그러나 생태계의 생산성은 유기물의 90 % 이상이 축적되기 때문에 식생의 활동이라고 할 가능성이 높습니다. 화학 합성은 이것에서 비교할 수 없을 정도로 작은 역할을합니다.
한편 많은 유기체는 다른 유기체를 먹음으로써 만 필요한 에너지를받을 수 있습니다. 그것들을 이영 양이라고합니다. 원칙적으로 그것들은 모든 동일한 식물 (또한 완성 된 유기물을“먹는”), 동물, 미생물, 곰팡이 및 미생물을 포함합니다. 이종 영양 체는 "소비자"라고도합니다.
식물의 역할
일반적으로이 경우 "생산성"이라는 단어는 식물이 일정량의 유기물을 저장하는 능력을 말합니다. 식물 생물 만이 무기 물질을 유기 물질로 전환 할 수 있기 때문에 이것은 놀라운 일이 아닙니다. 그들 없이는 지구상의 생명체가 불가능하므로 생태계의 생산성은 이러한 관점에서 볼 수 있습니다. 일반적으로 문제는 매우 간단하게 제기됩니다. 그렇다면 식물은 어떤 질량의 유기물을 저장할 수 있습니까?
어떤 생균제가 가장 생산적인가?
이상하게도, 인간이 만든 바이오 세 노즈는 가장 생산적이지 않습니다. 이와 관련하여 큰 열대 강의 정글, 늪, 셀 바가 훨씬 앞서 있습니다. 또한, 이 생물 센서는 다량의 독성 물질을 중화시켜 다시 인간 활동의 결과 자연에 빠지고 지구 대기에 함유 된 산소의 70 % 이상을 생성합니다. 그건 그렇고, 많은 교과서는 여전히 지구의 바다가 가장 생산적인 "곡물"이라고 주장합니다. 이상하게도이 진술은 진실과는 거리가 멀다.
해양 역설
바다와 해양 생태계의 생물학적 생산성이 비교되는 것을 알고 있습니까? 세미 디저트와 함께! 많은 양의 바이오 매스는 지구 표면의 대부분을 차지하는 물이 팽창한다는 사실로 설명됩니다. 따라서 앞으로 몇 년 동안 인류의 주요 영양원으로 바다를 반복적으로 예측하는 것은 거의 불가능합니다. 왜냐하면 이것의 경제적 타당성이 매우 낮기 때문입니다. 그러나, 이러한 유형의 생태계의 낮은 생산성은 어떤 식 으로든 모든 생물의 생명에있어 해양의 중요성을 떨어 뜨리지 않으므로 가능한 한 조심스럽게 보호해야합니다.
현대 생태 학자들은 농지의 가능성은 완전히 소진되지 않았으며 앞으로는 더 많은 농작물을 얻을 수있을 것이라고 말했습니다. 논에 대한 특별한 희망은 독특한 특성으로 인해 귀중한 유기물을 대량으로 줄 수 있습니다.
생물학적 생산성 필수품
일반적으로 생태계 생산성은 광 생성율과 특정 생물 농축에서 유기 물질의 축적에 의해 결정됩니다. 단위 시간당 생성되는 유기물의 질량을 1 차 생산이라고합니다. 그것은 줄 (Joules) 또는 건조한 식물 덩어리로 두 가지 방식으로 표현 될 수 있습니다. 총 생산량은 일정한 광합성의 비율로 특정 시간 단위 동안 식물 유기체에 의해 생성되는 양이라고합니다. 이 물질의 일부는 식물 자체의 중요한 활동으로 이동한다는 것을 기억해야합니다. 그 후 남은 유기물은 생태계의 순 일차 생산성입니다. 우리가 당신 사이에있는 이영 양을 먹이는 것은 그녀입니다.
1 차 생산에“상한”이 있습니까?
한마디로 그렇습니다. 광합성이 원리 적으로 어떻게 효과적인지 간단히 살펴 보겠습니다. 지구 표면에 도달하는 태양 복사의 강도는 위치에 따라 크게 달라집니다. 최대 에너지 회수는 적도 지역의 특성입니다. 극에 접근함에 따라 기하 급수적으로 감소합니다. 태양 에너지의 약 절반은 얼음, 눈, 바다 또는 사막에 반사되어 대기 중 가스에 흡수됩니다. 예를 들어, 대기 오존층은 거의 모든 자외선을 흡수합니다! 식물의 잎에 들어오는 빛의 절반 만이 광합성 반응에 사용됩니다. 생태계의 생물학적 생산성은 태양 에너지의 중요하지 않은 부분을 변환 한 결과입니다!
보조 제품이란 무엇입니까?
따라서, 이차 제품은 일정 기간 동안 소비자 (즉, 소비자)의 성장이라고 불린다. 물론 생태계 생산성은 훨씬 덜 의존적이지만 인간의 삶에서 결정적인 역할을하는 것은이 바이오 매스입니다. 이차 유기물은 각 영양 수준에서 별도로 계산됩니다. 따라서 생태계 생산성 유형은 기본 및 보조의 두 가지 유형으로 나뉩니다.
1 차 및 2 차 제품의 비율
짐작할 수 있듯이, 전체 식물 질량에 대한 바이오 매스의 비율은 상대적으로 작습니다. 정글과 늪에서도이 지표는 6.5 %를 넘지 않습니다. 지역 사회에서 초본 식물이 많을수록 유기 물질 축적 속도가 높고 불일치가 커집니다.
유기 물질의 형성 속도 및 부피
일반적으로, 1 차 기원의 유기물의 형성 제한 속도는 전적으로 식물의 광합성 장치 (PAR)의 상태에 의존한다. 실험실 조건에서 달성 된 광합성 효율의 최대 값은 PAR 값의 12 %입니다. 자연 조건에서 5 %의 값은 매우 높으며 실제로 발생하지 않습니다. 지구상에서 햇빛의 동화는 0.1 %를 초과하지 않는 것으로 여겨진다.
주요 제품의 유통
자연 생태계의 생산성은 전 세계적으로 매우 고르지 않다는 점에 유의해야합니다. 매년 지구 표면에 형성되는 모든 유기 물질의 총 질량은 약 1, 500 ~ 2 천만 톤입니다. 위의 해양 생산성에 대해 말한 것을 기억하십니까? 따라서이 물질의 2/3가 육지에 형성됩니다! 상상해보십시오. 거대하고 믿을 수 없을 정도로 많은 수권이 땅의 빈약 한 부분보다 3 배 적은 유기물을 형성하는데, 그 중 상당 부분은 사막입니다!
어떤 형태로든 축적 된 유기 물질의 90 % 이상이 이영 양 유기체에 의해 섭취됩니다. 태양 에너지의 중요하지 않은 부분 만이 토양 부식의 형태로 저장됩니다 (오늘과 석유의 형성뿐만 아니라 오늘날에도 형성되고 있음). 우리나라의 1 차 생물학적 생산량 증가는 코카서스의 20c / ha (북극해 근처)에서 200c / ha 이상으로 다양합니다. 사막 지역 에서이 값은 20kg / ha를 초과하지 않습니다.
원칙적으로 우리 세계의 따뜻한 5 대륙에서 생산의 강도는 거의 동일합니다. 남미의 경우 기후 조건이 우수하여 식생이 1.5 배 더 많은 건조 물질을 축적합니다. 자연 및 인공 생태계의 생산성은 최대입니다.
사람들에게 영양을 제공하는 것은 무엇입니까?
약 14 억 헥타르가 지구 표면에 식량을 공급하는 인간 재배 식물의 재배지에 의해 점유됩니다. 이것은 지구상의 모든 생태계의 약 10 %입니다. 이상하게도 출력의 절반 만이 사람들에게 직접 전달됩니다. 다른 모든 것은 애완 동물 사료로 사용되며 산업 생산의 요구에 달려 있습니다 (식품 생산과 관련이 없음). 과학자들은 오랫동안 경보를 울려왔다. 지구 생태계의 생산성과 바이오 매스는 단백질에 대한 인간의 필요량의 50 % 이상을 제공 할 수 없다. 간단히 말해, 세계 인구의 절반이 만성 단백질 기아 상태에 살고 있습니다.
생균 수 기록
이미 언급했듯이 적도 숲은 최고의 생산성을 특징으로합니다. 생각해보십시오: 그러한 균주 1 헥타르는 500 톤 이상의 건조 물질을 설명 할 수 있습니다! 그리고 이것은 한계와는 거리가 멀다. 예를 들어 브라질에서는 1 헥타르의 산림이 연간 1200 ~ 1500 톤 (!)의 유기물을 생산합니다! 생각하십시오: 평방 미터당 최대 2 센트의 유기물! 같은 지역의 툰드라에서는 12 톤 이하, 중간 구역의 숲-400 톤 이내에서 그 지역의 농업 기업은 이것을 적극적으로 사용하고 있습니다: 사탕 수수 분야의 인공 생태계 생산성은 최대 80 톤의 건조 물질을 축적 할 수 있습니다 헥타르, 다른 곳에서는 그러한 작물이 물리적으로 생산할 수 없습니다. 그러나 오리 노코 만, 미시시피 만 및 차드의 일부 지역은 약간 다릅니다. 여기에서 1 년에 걸쳐 생태계는 1 헥타르의 땅당 최대 300 톤의 물질을 "주었습니다"!
