Co to jest produktywność ekosystemu?
Napisane i zweryfikowane przez biologa Miguel Mata Gallego
Produktywność ekosystemu jest centralną koncepcją ekologiczną używaną do zrozumienia różnorodności środowisk Ziemi. Ten parametr stanowi fundamentalną podstawę funkcjonowania sieci ekologicznych.
Jakie są więc podstawy produktywności ekosystemu? Jakie są jej typy? W poniższym artykule odpowiemy na pytania dotyczące funkcjonowania i podstaw tej koncepcji, dzięki czemu bez problemu odpowiesz na pytanie, co to jest produktywność ekosystemu.
Produktywność ekosystemu
Zwierzęta i rośliny wykorzystują energię, którą uzyskują z pożywienia, do wykonywania swoich funkcji życiowych. Energia ta będzie również wykorzystywana do wzrostu żywej istoty. Wzrost, z funkcjonalnego punktu widzenia, to nic innego jak przyrost biomasy – energii zmagazynowanej w postaci materii w organizmach żywych.
Ten przyrost biomasy jest skutecznym sposobem określania dynamiki ekosystemów i może być mierzony na różne sposoby.
W ekologii produktywność to wzrost biomasy na jednostkę powierzchni i na jednostkę czasu. Jednak poza tą prostą definicją, kryje się mierzalny parametr, który wpływa na ogromną złożoność systemów ekologicznych obecnych na Ziemi.
Wydajność zatem mierzy zmianę w ilości żywych istot w danym czasie i miejscu. Istnieją różne rodzaje produktywności, które omówimy w następnych sekcjach tego artykułu.
Produktywność pierwotna: energetyczna brama
Czasami my, ludzie, zapominamy o znaczeniu roślin dla życia. Ze względu na sposób odżywiania – organizmy roślinne są uważane za bramę energii do ekosystemów, czyli głównych producentów energii.
Rośliny wytwarzają własne pożywienie w oparciu o fotosyntezę. Poprzez szereg złożonych reakcji biochemicznych, rośliny syntetyzują cukry z materii organicznej i nieorganicznej, które wspomagają wzrost ich biomasy.
W roślinach wzrost biomasy na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni jest znany jako produktywność pierwotna. Ta pierwotna produktywność ma kluczowe znaczenie dla dynamiki ekosystemów, ponieważ rośliny są „bramą” energii słonecznej do sieci pokarmowej.
W ten sposób możemy odróżnić produkcję pierwotną brutto — prosty wzrost biomasy — i produkcję pierwotną netto — wzrost biomasy przez odjęcie energii zużytej na oddychanie. Generalnie najbardziej użyteczna jest wartość netto.
Centralne znaczenie produktywności pierwotnej
Produktywność pierwotna jest czynnikiem, który determinuje strukturę łańcuchów pokarmowych, czyli relacje pokarmowe i etologiczne między żywymi istotami w ekosystemach.
Dzieje się tak dlatego, że rośliny są podstawą pożywienia dla roślinożerców, roślinożercy dla mięsożerców i tak dalej, aż do superdrapieżników. Dlatego produkcja biomasy w roślinach ostatecznie wpłynie na wszystkie elementy sieci pokarmowej.
Jako przykład możemy podać ekosystem pastwisk. Jeśli w danym roku na pastwiskach zmieni się produktywność — na przykład z powodu braku deszczu — zające (roślinożerne) będą miały mniej pożywienia, a ich populacja zmniejszy się. To z kolei wpłynie na wilki (drapieżniki), ponieważ będzie mniej roślinożerców dostępnych do polowania.
Ekosystemy o bardzo wysokiej produktywności
Wśród różnorodnych ekosystemów na naszej planecie produktywność jest bardzo zróżnicowana. Istnieją bardzo produktywne środowiska, w których biomasa zwierząt rośnie ogromnie z roku na rok. Wśród ekosystemów o najwyższej produktywności możemy wyróżnić następujące:
- mokradła,
- rafy koralowe,
- ujścia rzek,
- obszary przybrzeżne,
- lasy równikowe.
Wszystkie te obszary łączy bardzo wysoka produktywność pierwotna, co z kolei wiąże ogromną społeczność konsumentów — roślinożerców i mięsożerców. Oczywiście tego typu ekosystemy, oprócz tego, że są bardzo produktywne, wspierają ogromną różnorodność biologiczną.
Ekosystemy o niskiej produktywności
Natomiast w innych ekosystemach producenci pierwotni (doświadczający fotosyntezy) są niezwykle rzadcy, co znacznie ogranicza produktywność ekosystemu. Tak jest w przypadku pustyń, obszarów polarnych i centralnych obszarów oceanów. Oczywiście brak producentów surowców całkowicie ogranicza obecność konsumentów.
Wydajność wtórna
Wtórna produktywność odnosi się do wzrostu biomasy konsumpcyjnej na powierzchnię i rok. Jak już wspomnieliśmy, jest on ograniczony przez głównych producentów.
W takich systemach zachodzi również ogromne ograniczenie dla producentów wtórnych ze względu na niską wydajność przetwarzania. Zwierzęta są w stanie przetworzyć tylko około 10% energii zawartej w roślinach. W przypadku drapieżników tylko 1% kończy się przekształceniem w czystą biomasę.
Im więcej energii zwierzę zużywa w swoich procesach metabolicznych, tym mniej wytwarza biomasy.
Podsumowując: co to jest produktywność ekosystemu? To parametr, który dostarcza nam ważnych informacji o dynamice ekosystemu i który ma duży wpływ na sieć pokarmową zwierząt i roślin.
Produktywność ekosystemu jest centralną koncepcją ekologiczną używaną do zrozumienia różnorodności środowisk Ziemi. Ten parametr stanowi fundamentalną podstawę funkcjonowania sieci ekologicznych.
Jakie są więc podstawy produktywności ekosystemu? Jakie są jej typy? W poniższym artykule odpowiemy na pytania dotyczące funkcjonowania i podstaw tej koncepcji, dzięki czemu bez problemu odpowiesz na pytanie, co to jest produktywność ekosystemu.
Produktywność ekosystemu
Zwierzęta i rośliny wykorzystują energię, którą uzyskują z pożywienia, do wykonywania swoich funkcji życiowych. Energia ta będzie również wykorzystywana do wzrostu żywej istoty. Wzrost, z funkcjonalnego punktu widzenia, to nic innego jak przyrost biomasy – energii zmagazynowanej w postaci materii w organizmach żywych.
Ten przyrost biomasy jest skutecznym sposobem określania dynamiki ekosystemów i może być mierzony na różne sposoby.
W ekologii produktywność to wzrost biomasy na jednostkę powierzchni i na jednostkę czasu. Jednak poza tą prostą definicją, kryje się mierzalny parametr, który wpływa na ogromną złożoność systemów ekologicznych obecnych na Ziemi.
Wydajność zatem mierzy zmianę w ilości żywych istot w danym czasie i miejscu. Istnieją różne rodzaje produktywności, które omówimy w następnych sekcjach tego artykułu.
Produktywność pierwotna: energetyczna brama
Czasami my, ludzie, zapominamy o znaczeniu roślin dla życia. Ze względu na sposób odżywiania – organizmy roślinne są uważane za bramę energii do ekosystemów, czyli głównych producentów energii.
Rośliny wytwarzają własne pożywienie w oparciu o fotosyntezę. Poprzez szereg złożonych reakcji biochemicznych, rośliny syntetyzują cukry z materii organicznej i nieorganicznej, które wspomagają wzrost ich biomasy.
W roślinach wzrost biomasy na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni jest znany jako produktywność pierwotna. Ta pierwotna produktywność ma kluczowe znaczenie dla dynamiki ekosystemów, ponieważ rośliny są „bramą” energii słonecznej do sieci pokarmowej.
W ten sposób możemy odróżnić produkcję pierwotną brutto — prosty wzrost biomasy — i produkcję pierwotną netto — wzrost biomasy przez odjęcie energii zużytej na oddychanie. Generalnie najbardziej użyteczna jest wartość netto.
Centralne znaczenie produktywności pierwotnej
Produktywność pierwotna jest czynnikiem, który determinuje strukturę łańcuchów pokarmowych, czyli relacje pokarmowe i etologiczne między żywymi istotami w ekosystemach.
Dzieje się tak dlatego, że rośliny są podstawą pożywienia dla roślinożerców, roślinożercy dla mięsożerców i tak dalej, aż do superdrapieżników. Dlatego produkcja biomasy w roślinach ostatecznie wpłynie na wszystkie elementy sieci pokarmowej.
Jako przykład możemy podać ekosystem pastwisk. Jeśli w danym roku na pastwiskach zmieni się produktywność — na przykład z powodu braku deszczu — zające (roślinożerne) będą miały mniej pożywienia, a ich populacja zmniejszy się. To z kolei wpłynie na wilki (drapieżniki), ponieważ będzie mniej roślinożerców dostępnych do polowania.
Ekosystemy o bardzo wysokiej produktywności
Wśród różnorodnych ekosystemów na naszej planecie produktywność jest bardzo zróżnicowana. Istnieją bardzo produktywne środowiska, w których biomasa zwierząt rośnie ogromnie z roku na rok. Wśród ekosystemów o najwyższej produktywności możemy wyróżnić następujące:
- mokradła,
- rafy koralowe,
- ujścia rzek,
- obszary przybrzeżne,
- lasy równikowe.
Wszystkie te obszary łączy bardzo wysoka produktywność pierwotna, co z kolei wiąże ogromną społeczność konsumentów — roślinożerców i mięsożerców. Oczywiście tego typu ekosystemy, oprócz tego, że są bardzo produktywne, wspierają ogromną różnorodność biologiczną.
Ekosystemy o niskiej produktywności
Natomiast w innych ekosystemach producenci pierwotni (doświadczający fotosyntezy) są niezwykle rzadcy, co znacznie ogranicza produktywność ekosystemu. Tak jest w przypadku pustyń, obszarów polarnych i centralnych obszarów oceanów. Oczywiście brak producentów surowców całkowicie ogranicza obecność konsumentów.
Wydajność wtórna
Wtórna produktywność odnosi się do wzrostu biomasy konsumpcyjnej na powierzchnię i rok. Jak już wspomnieliśmy, jest on ograniczony przez głównych producentów.
W takich systemach zachodzi również ogromne ograniczenie dla producentów wtórnych ze względu na niską wydajność przetwarzania. Zwierzęta są w stanie przetworzyć tylko około 10% energii zawartej w roślinach. W przypadku drapieżników tylko 1% kończy się przekształceniem w czystą biomasę.
Im więcej energii zwierzę zużywa w swoich procesach metabolicznych, tym mniej wytwarza biomasy.
Podsumowując: co to jest produktywność ekosystemu? To parametr, który dostarcza nam ważnych informacji o dynamice ekosystemu i który ma duży wpływ na sieć pokarmową zwierząt i roślin.
Wszystkie cytowane źródła zostały gruntownie przeanalizowane przez nasz zespół w celu zapewnienia ich jakości, wiarygodności, aktualności i ważności. Bibliografia tego artykułu została uznana za wiarygodną i dokładną pod względem naukowym lub akademickim.
- Granados-Sánchez, D., Ruíz-Puga, P., & Barrera-Escorcia, H. (2008). Ecología de la herbivoría. Revista Chapingo. Serie ciencias forestales y del ambiente, 14(1), 51-63.
- Mitsch, W. J., & Reeder, B. C. (1991). Modelling nutrient retention of a freshwater coastal wetland: estimating the roles of primary productivity, sedimentation, resuspension and hydrology. Ecological Modelling, 54(3-4), 151-187.
- Encyclopedia Britannica (2020) Efficiency of solar energy utilization. Recuperado el 7 de mayo de 2022, disponible en: https://www.britannica.com/science/biosphere/Efficiency-of-solar-energy-utilization
Ten tekst jest oferowany wyłącznie w celach informacyjnych i nie zastępuje konsultacji z profesjonalistą. W przypadku wątpliwości skonsultuj się ze swoim specjalistą.
