Anyag és energia az ökoszitémában -produkcióbiológia

Átírás

1 Prudukcióbiológia Anyag és energia az ökoszitémában -produkcióbiológia Vadbiológia és ökológia #09 h Tárgya # A bioszférában lejátszódó biológia termelés folyamatai # Az élô szervezetek anyag- és energiaforgalma h Mérése # Az idôegység alatt létrehozott, illetve asszimilált energia mennyisége h Szakaszai # Primér produkció r Zöld növények s Napenergia + szervetlen anyagok = nagy energiájú szerves anyagok # Szekunder produkció r Állatok s A primér produkció anyagainak átalakítása, lebontása Anyag- és energia az ökoszisztémában h Biogeokémiai ciklusok # A kémiai elemek körpályája r Az elôlények és az élettelen környezet között s Ciklusban résztvevô anyagok s Ciklusból kilépô anyagok rezervoár # Alapok r Makronutriensek s C, H, O, N, K, Ca, Mg, S, P r Mikronutriensek s Fe, Mn, Cu, Zn, Na, Mo, B, Cl, V, Co, I r Légnemô és ülepedési (szedimentációs) ciklusok h Energiaáramlás # Nem körfolyamat, hanem egyirányú áramlás # Napenergia ökoszisztéma hô (kilép a rendszerbôl) h : g A táplálék anyagokat tartalmaz g A táplálék energiát tartalmaz # Növények: napenergia + elemek + víz # Állatok: növények és/vagy más állatok anyagai és energiatartalma

2 A termelési típusok h Környezetközpontú osztályozás # Az anyagbeépítés, az energiamegkötés és -leadás, az energiafelszabadítás arányai alapján r Autotrófok s Építôk (konstruálók) s Energia felhalmozók (akkumulálók) r Heterotrófok s Lebontók (destruálók) s Energia felszabadítók (dekomponálók) h Élôlényközpontú osztályozás r Termelôk (producensek) r Átalakítók (konverterek) s Fogyasztók (konzumensek) s Visszaforgatók (rekuperálók) h A táplálékláncon az anyag és az energia útja nem egyforma # Anyag: körforgalom # Energia: következô szintre kerül vagy kilép h A termelésben betöltött szerep szerint # Primér producensek autotróf szervezetek zöld növények # Konzumensek heterotróf szervezetek állatok r Elsôdleges r Másodlagos r Dög- és korhadékevôk A fogyasztók csoportosítása h Növények = producensek # Energia megkötése # Szervesanyagok elôállítása # Növényi szervesanyag = fitomassza h Állatok = konzumensek # A növényeket fogyasztják # Anyaghoz és energiához jutnak # A hatékonyság korlátoz h Növényevôk (herbivorák) g Primér konzumensek h Állatevôk g Ragadozó - carnivora g Parazita h Anyagvisszaforgatók g Trágya-, dög- és korhadékevôk (Szaprofág) g Visszamentô (rekuperáló) g Lebontó (reducens, dekomponáló)

3 Trofikus struktúrák és - hálózatok Táplálékhálózatok A láncok keresztezôdnek egymással h Trofikus szintek # hossza energia mennyisége és kezelésének hatékonysága # Felfelé haladva az energia, a biomassza és az egyszám csökken g Táplálékhálózatok # Kompartmentek egymással szorosabban kapcsolódó populációk # Jellemzés r Komplexitás lehetséges kapcsolatok száma # Guild (céh) r Ugyanazon forrsát hasznosító fajok r A guilden belül a versengés erô, közöttük gyenge r A guildek az életközösségek alapegységei, építôkövei A táplálékláncok típusai Táplálékhálózatok h Herbivora tápláléklánc h Parazita tápláléklánc h Detrikus v. szaprofita tápláléklánc h A fogyasztók # többféle táplálékot fogyasztanak # Több lánc tagjai # Az átkapcsolódások lehetôségét növelik a mindenevô (omnivora) szervezetek h A lánc/hálózat sok eleme növeli a stabilitást? # Sok elem sok váltási lehetôség nagyobb stabilitás r Trópusok sok váltási lehetôség, sok specializáció, szûk nichek r Tundra kevés váltási lehetôség, nincs specializációs lehetôség, széles nichek

4 Anyag- és energiaáramlás Az energia szerepe P Az energia meghatározza a folyamatokat < A növények az energia 1%-át hasznosítják < A konzumensek szintjein a hatékonság kb. 10% (5-20%) < A bejutó energia mennyisége korlátozza a szintek számát # Trópusok # Tundra < Vízellátás Az energia áramlása Szárazföldi ökoszisztéma Anyag- és energiaáramlás Anyag: körforgás energia: áramalás Az anyag és az energia mérése h Biomassza r Energiában: J/m 2 ranyagban: tonna/ha h Primér produkció r A zöld növények biomassza termelésének mértéke egységnyi területre vonatkoztatva, pl. tonna száraz anyag/ha/év, J/m 2 /év r Bruttó primér produkció (GPP) s A teljes a fotoszintézis révén megkötött energia mennyisége s Respirációs hôveszteség (R) r Nettó primér produkció (NPP) s NPP = GPP - R h Szekunder produkció r Az a produkció, amit a konzumensek a primér produkció felhasználásával hozna létre # Fogyasztási hatékonyság (CE) s CE = [ I n / P n-1 ] * 100 (%) w I n = az n szinten elfogyasztott energia mennyisége w I n / P n-1 = az n-1 szinten rendelkezésre álló, elfogyasztható energia mennyisége

5 Az energia útja Anyag- és energiapiramisok Az energia útja Anyag- és energiapiramisok P Az átalakítás (szintek közötti konverzió) hatékonysága meghatározza < A következô szintre jutó anyag és enrgia mennyiségét # Biomassza-piramis # Energia-piramis < A következô szinten található élôlények számát # Létszámpiramis P Ezért van több egér, mint róka