Az energia áramlása a közösségekben

Átírás

1 Az energia áramlása a közösségekben minden biológiai entitásnak szüksége van: anyagra energiára kísértés: ugyanúgy kezelni az anyag- és energia körforgást mint szervezetek esetében DE: elvetettük a Clements féle szuperorganizmus elvet közösség jelentése különböző nézőpont kérdése emiatt közösségnek nincs skálája, csak az amit mi erőltetünk rá...

2 közösségi folyamatok erősen kötődnek az abiotikus környezethez ökoszisztéma: - primér producerek - lebontók - detrivorok -nem-élő szerves anyag - herbivorok - húsevők - paraziták + fiziko-kémiai környezet

3 Humán jellegzetesség: források javarésze helyettesítheti egymást Pl. munka cserélhető ételre, egyik táplálék másikra, étel munkára, arany lakásra

4 közösségek és ökoszisztémák aktivitását legegyszerűbb leírni: per egységnyi terület nem a területnek van értéke, hanem a ráeső fénynek, víznek és tápanyagoknak Mit vizsgálunk? Hogyan fogadják be és dolgozzák fel a föld- és vízterületek a beeső sugárzást. Az energiának ez a forrása limitál minden biológiai tevékenységet bármilyen területen

5 Lindemann (1942): ökológiai energetika táplálékláncok és hálózatok meghatározása: trofikus szintek közötti transzfer hatékonysága sugárzás zöld növények (fotoszintézis) herbivorok húsevők lebontók Nemzetközi Biológiai Program (IBP): a produktivitás és emberi jólét biológiai alapjainak tanulmányozása kooperatív nemzetközi programok az ökológiai energetika vizsgálatára

6 Fogalmak biomassza: egy területre eső élő tömeg. Mértékegysége energiában J/m -2 vagy szárazanyagban tonna/ha. biomasszába beleértjük a teljes növényt (pl. fák ahol a vízszállító faedények nem élő szövetek) nekromassza: a biomassza nem élő része (további növekedésre nem képes, de része az élő anyagnak)

7 Bruttó primér produktivitás (BPP): összes fotoszintézis által rögzített energia ennek egy része elvész R: légzési hő Nettó primér produktivitás (NPP): BPP R ezt használhatják fel a heterotróf szervezetek (baktériumok, gombák, állatok) fogyasztásra szekundér produktivitás: biomassza heterotróf szervezetek általi termelési rátája

8 Primér produktivitás globális terresztis NPP = x 10 9 tonna szárazanyag/év vízben = x 10 9 víz nagy kiterjedés ellenére csak 1/3-ot ad hozzá a globálishoz

9 Globális szárazföldi NPP

10 Globális NPP az óceánokban

11 bár biológiai aktivitás végső soron a besugárzott energiától függ, nem csak ez határozza meg a primér produktivitást térképek közti eltérés forrása: besugárzott energia csak akkor fogható be eredményesen, ha elegendő víz és táplálék áll rendelkezésre és a hőmérséklet is megfelelő a növényi növekedésre szárazföldi biomassza becslések torzítottak: föld alatti láthatatlanságok...

12 a bolygó jórésze kevesebbet termel mint 400 g m -2 év -1 ezt a szárazföld 30%-a óceán 90%-a (tengeri sivatag...) legproduktívabbak: mocsarak, nedves rétek, folyótorkolatok, algamezők, korallok, megművelt földek erdő biomok: boreális mérsékelt trópusi

13 NPP változása földrajzi szélességgel: a. füves területek és tundra b. megművelt területek c. fitoplankton, tavakban

14 óceánok: nem egyértelmű (valószínű áramlatok hatása miatt is) Mit sugall ez a trend? besugárzás (forrás) és hőmérséklet (feltétel) limitálják általában a közösségek produktivitását más tényezők tovább szűkíthetik Pl.: - tengerben tápanyagok limitálnak inkább (áramlatok) - Ausztrália: vízhiány miatt a kontinens belsejében nem érvényesül a trend

15 kis topográfiai különbségek: nagy eltérések a produktivitásban Pl. tundra: ormos rész vs. vízkifolyás nélküli mocsár különbség: 10 g m -2 év -1 vs. 100 g m -2 év -1 Grönland és Antarktisz egyes részein akár 2000 g m -2 év -1, ami nagyobb mint sok mérsékeltövi közösségben mikroklíma szerepe

16 Vízi közösségek: autochton és allochton anyagok minden biotikus rendszernek szüksége van energiára terresztris rendszerek: in situ (fotoszintézis) autochton: a közösség által termelt szerves anyag vízben: sekély vizekben: növények és rögzült algák nyílt vizen: mikroszkopikus plankton allochton: kívülről származó nem-élő anyag (ami persze energiaforrás is egyben) szél sodorja, bemosódik

17 relatív jelentőség az allochton anyagoknak: - víztest nagysága - környező terresztris közösségek

18

19 - kis patak energia nagyrésze az avarból Fák árnyékolása akadályozza a fitoplankton és vízinövények megtelepedését

20 - szélesebb patak fák árnyékolása csökken és az autochon primér produktivitás nő

21 -folyó mélyebb és zavaros vizek, magasabbrendű növények hozzájárulása csökken, szerepet kap a mikroszkopikus fitoplankton

22 ha a folyóhoz széles ártér is társul...

23

24 - kis tó nagy kerület a területhez képest, több külső anyag. Általában sekélyebbek is, parti zónákban növények - nagy tó kis kerület területhez viszonyítva, mély, szerves anyag szinte csak a fitoplankton fotoszintéziséből. - óceán minden tavak legmélyebbike. Szárazföldről bemosódás elhanyagolható, mélyben nem megy a fotoszintézis, fitoplankton a legfontosabb primér producer

25 - folyótorkolatok gyakran nagy produktivitású helyek. Ahol nem annyira nyitott a tenger felé, fitoplankton dominál. Ahol nyitott, nagyobb szerepe van a tengeri algáknak - kontinentális selfek közösségei terresztris közösségekből származik sok energia. Sekélyek: tengeri algák és korallok nagy produktivitás