Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

27.3: Первичная продукция
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Primary Production
 
ТРАНСКРИПТ

27.3: Первичная продукция

Общее количество энергии, приобретаемой первичными производителями в экосистеме, называется валовое первичное производство (ВПП). Однако часть этой энергии производители используют для метаболических процессов, а часть теряется в виде тепла, уменьшая количество доступной энергии до следующего трофического уровня. Оставшееся полезное количество энергии называется чистой первичной производительностью (ЧПП). В наземных экосистемах ЧПП определяется климатом, в то время как проникновение света и доступность питательных веществ определяют ЧПП в водных экосистемах.

Валовое первичное производство

Организмы могут получать энергию тремя способами: фотосинтезом, хемосинтезом и потреблением других организмов. Автотрофы, или производители, синтезируют свою пищу. Хемоавтотрофы встречаются в экосистемах, где солнечный свет недоступен, и используют химические вещества в качестве источника энергии, такие как сероводород, H 2 S, из глубоководных гидротермальных источников & mdash; в то время как фотоавтотрофы преобразуют энергию солнечного света в полезную энергию для остальных организмов в экосистеме. Скорость, с которой эти производители получают и преобразовывают эту энергию, известна как валовое первичное производство (ВПП) экосистемы, которое также является мерой общего количества энергии, накопленной первичными производителями в экосистеме.

Чистое первичное производство

Однако не вся энергия, полученная производителями, доступна для использования другими организмами в экосистеме. Во время как хемосинтеза, так и фотосинтеза энергия используется первичными продуцентами для подпитки их клеточного дыхания, а некоторая часть теряется в виде тепла в качестве побочного продукта метаболических процессов. Энергия, остающаяся после дыхания и метаболизма первичными продуцентами, известна как чистая первичная продукция (ЧПП), которая затем доступна первичным потребителям на следующем трофическом уровне.

ЧПП экосистем

Экосистемы с самой высокой ЧПП - это влажные тропические леса и лиманы, на которые влияют высокие температуры, высокая влажность и приток питательных веществ. К экосистемам с низкой продуктивностью относятся пустыни и Арктика, которые являются засушливыми и либо слишком жаркими, либо слишком холодными для высоких темпов роста растений.

В водных экосистемах количество света и питательных веществ контролирует первичную продукцию. Глубина проникновения света способствует высокой первичной продуктивности как на мелководных прибрежных водах, так и на поверхности глубоководных океанов и озер. Фитопланктон, производящий почти 40% кислорода Земли, процветает на поверхности глубоких морских и пресных вод, а на мелководье процветают самые разнообразные коралловые рифы и водные растения.

Зоны притока питательных веществ имеют исключительно высокий уровень первичной продукции. Примерами являются эстуарии, где богатая азотом пресная вода смешивается с соленой водой, или океанические апвеллинги, где органическое вещество глубоководных океанов циркулирует к поверхности. Приток макроэлементов, таких как фосфор и азот, увеличивает первичную продукцию, поскольку в противном случае они являются ограничивающими факторами роста фотосинтезирующих организмов. Чрезмерный приток этих питательных веществ из сельскохозяйственных стоков может вызвать экспоненциальный рост популяций водорослей и фитопланктона, истощая воду кислородом и отрицательно влияя на водную флору и фауну - процесс, известный как эвтрофикация.


Литература для дополнительного чтения

Tags

Primary Productivity Autotrophs Carbon Dioxide Organic Material Photosynthesis Gross Primary Production (GPP) Cellular Respiration Heterotrophs Net Primary Productivity (NPP) Marine Ecosystems Algae Sunlight Nutrients Terrestrial Ecosystems Vascular Plants Temperature Moisture Tropical Rainforests Desert Ecosystems Energy Acquisition Trophic Level

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter