Ekosistēmu produktivitāte ir centrālais ekoloģiskais jēdziens, ko izmanto, lai izprastu dažādību un atšķirības starp dažādām Zemes vidēm. Šis parametrs ir pamats, uz kura balstās ekoloģisko tīklu darbība.
Kādi ir ekosistēmu produktivitātes pamati? Kādi veidi pastāv? Turpmākajās rindās atbildēsim uz jautājumiem par tā darbību un pamatiem.
Produktivitāte ekosistēmā
Dzīvnieki un augi izmanto enerģiju, ko viņi saņem no pārtikas, lai pildītu savas dzīvībai svarīgās funkcijas. Tāpat šī enerģija tiks izmantota dzīvās būtnes izaugsmei.No funkcionālā viedokļa izaugsme nav nekas cits kā biomasas palielināšanās - enerģija, kas dzīvās būtnēs tiek uzkrāta matērijas veidā.
Šis biomasas pieaugums ir efektīvs veids, kā noteikt ekosistēmu dinamiku, un to var izmērīt dažādos veidos.
Ekoloģijā ekosistēmas produktivitāte jeb primārā ražošana ir biomasas pieaugums uz platības un laika vienību. Aiz šādas vienkāršas definīcijas slēpjas izmērāms parametrs, kas ietekmē uz Zemes esošo ekoloģisko sistēmu milzīgo sarežģītību.
Tādējādi produktivitāte mēra dzīvo būtņu skaita izmaiņas noteiktā laikā un vietā. Ir dažādi produktivitātes veidi, par kuriem mēs runāsim nākamajās sadaļās.
Primārā produktivitāte: enerģijas vārteja
Dažreiz cilvēki aizmirst augu nozīmi dzīvē. Barības veida dēļ augu organismi tiek uzskatīti par primārajiem ražotājiem: enerģijas vārtiem uz ekosistēmām.
Kā mēs zinām, augi paši ražo pārtiku, pamatojoties uz fotosintēzi. Veicot virkni sarežģītu bioķīmisku reakciju, augi sintezē cukurus no organiskām un neorganiskām vielām un gaismas. Pateicoties tam, viņi var audzēt savu biomasu, nepatērējot citus organismus.
Nu augos biomasas pieaugumu laika un platības vienībā sauc par primāro produktivitāti. Šī produktivitāte ir ļoti svarīga ekosistēmu dinamikai, jo augi ir Saules enerģijas "vārti" uz barības tīkliem.
Varam atšķirt bruto primāro produkciju - vienkāršu biomasas pieaugumu - vai neto - biomasas pieaugumu, atņemot elpošanai iztērēto enerģiju. Neto vērtība ir tā vērtība, kas norāda vislielāko lietderību kopumā.
Primārās ražošanas galvenā nozīme
Primārā produktivitāte ir faktors, kas nosaka trofisko ķēžu struktūru, tas ir, uztura un etoloģiskās attiecības starp dzīvām būtnēm ekosistēmās.
Tas ir tāpēc, ka augi ir zālēdāju barības pamatā, zālēdāji plēsējiem un tā tālāk, līdz pat vislielākajiem plēsējiem. Tāpēc biomasas ražošana augos galu galā ietekmēs visus trofiskā tīkla elementus.
Saskaņā ar portālu Encyclopedia Britannica, tikai 1 vai 2% no Saules enerģijas, kas sasniedz zemi, spēj pārveidoties organiskā vielā. Tomēr vienīgie organismi, kas spēj veikt šo pārveidi, ir fotosintētiski organismi. Tāpēc tie ir tik svarīgi pārtikas ķēdēm.
Lai to ilustrētu, mēs varam domāt par zālāju ekosistēmu. Ja konkrētā gadā zāles produktivitāte ir zema, piemēram, lietus trūkuma dēļ, trušiem (zālēdājiem) būs mazāk barības un to populācija samazināsies. Tas savukārt ietekmēs vilkus (plēsējus), jo medīt būs mazāk zālēdāju.
Ekosistēmas ar ļoti augstu produktivitāti
Starp dažādām mūsu planētas ekosistēmām produktivitāte ir ļoti atšķirīga. Ir ļoti produktīva vide, kurā dzīvnieku biomasa gadu no gada ārkārtīgi aug. Starp ekosistēmām ar lielāku produktivitāti mēs varam izcelt:
- Mitrāji.
- Koraļļu rifi.
- Estuāri.
- Piekrastes zonas.
- Ekvatoriālie meži.
Visām šīm jomām ir kopīga augsta primārā produktivitāte, kas savukārt ir pakļauta milzīgai patērētāju kopienai - zālēdājiem un plēsējiem. Šāda veida ekosistēmas ir ne tikai ļoti produktīvas, bet arī atbalsta milzīgu bioloģisko daudzveidību.
Ekosistēmas ar zemu produktivitāti
No otras puses, citās ekosistēmās primāro ražotāju (fotosintētisko) ir ārkārtīgi maz un tie ievērojami ierobežo vides produktivitāti.Tāds ir tuksnešu, polāro zonu un okeānu centrālo apgabalu gadījums. Kā jau loģiski, primāro ražotāju neesamība pilnībā ierobežo patērētāju klātbūtni.
Sekundārā produktivitāte
Sekundārā produktivitāte attiecas uz patērētāju biomasas pieaugumu platībā un gadā. Kā jau minējām, tos ierobežo primārie ražotāji.
Tāpat ir milzīgs otrreizējo ražotāju ierobežojums sliktas transformācijas efektivitātes dēļ. No primārajiem ražotājiem tikai no 40 līdz 50 % no viņu uzkrātās enerģijas var nodot citiem dzīvniekiem. Tomēr zālēdāji un plēsēji spēj asimilēt tikai no 5 līdz 25% no savas barības.
Tas nozīmē, ka, nonākot barības ķēdes augšgalā, enerģijas, ko saņemat no pārtikas, ir ļoti maz. Tāpēc ir jāpatērē milzīgi daudzumi, lai apmierinātu sugas enerģijas vajadzības.Atkarībā no ekosistēmas kvalitātes un sugām, kas to veido, enerģijas daudzums, kas pāriet no viena trofiskā līmeņa uz citu, ir atšķirīgs.
Jo vairāk enerģijas dzīvnieks patērē ar vielmaiņu, jo mazāk biomasas tas ģenerē.
Noslēgumā jāsaka, ka ekosistēmas produktivitāte ir parametrs, kas sniedz mums svarīgu informāciju par ekosistēmu dinamiku un lielā mērā ietekmē dzīvnieku un augu trofiskos tīklus.