Энергетика и продуктивность биогеоценозов

Синтез первичного орг. В-ва.

Первичное орг. В-во обр-ся зелеными растениями под воздействием солнчной энергии в процессе фотосинтеза. Реакция фотосинтеза идет против термодинамического градиента и яв-ся эндоэргической, т.е. сопровождается накоплением энергии в орг. в-ве за счет преобразования энергетич. фотонов в энергию хим. связей. Растения непрерывно поглощают из воздуха громадное кол-во СО2 и выделяют О2. Именно растениям обязаны присутствием свободного О2 в атмосфере, стабильностью её газового состава, а также сохранением газового баланса. Фотосинтез- основной процесс образования орг. В-в на земле определяющий круговорот углерода, О2 и др. элементов, а также основной механизм трансформации солнечной энергии на земле. Процесс фотосинтеза сопровождается усвоением растениями суши и океана 4*10 тонн углерода в год, разложением 1*10 тонн воды и выделением такого же кол-ва О2. Энергия ежегодно запасаемая растениями в продуктах фотосинтеза оценивается величиной 2*10 кДж, что в 10 раз больше годового потребления энергии всем человечеством. В пищу и на корм животные, человечество расходует 2 млрд. тонн сухой массы растений, что составляет 1/50часть от всей продукции фотосинтеза. Фотосинтез- сложный о.-в. Процесс сочетающий фотохим. Р-ии с ферментативами.

Наряду с фотосинтезом растений известен фотосинтез бактерий. Считается, то он был первичным фотосинтезом на земле. Ф—з бактерий в отличие от растительного ф-за не сопровождается выделением молекулярного О2, что расценивается как следстие использования в качестве донора водорода не H2О, а сероводорода. Бактерии которые исп-ют для образования орг. В-ва процессы связанные с серным окислением наз-ся серобактериями, сероводород и др. соединения серы исп-ся как доноры водорода.

Бактерии яв-ся хемосинтетиками в отличие от растений- фотосинтетиков. Особую группу хемосинтетиков обр-ют нитрифицирующие бактерии. Они окисляют аммиак до NО2 и

Превращают нитриты в нитраты. Железобактерии окисляют соединения Fe2 и Fe3, используя выделяющую энергию на восстановление СО2. Первичное орг. В-во яв-ся продуктом фотосинтеза зеленых растений.

Трофическая цепь в биогеоценозе есть одновременно цепь энергетическая, т.е. последовательный упорядоченный поток передачи энергии солнца от продуцентов ко всем остальным звеньям. Любо кол-во орг. В-ва эквивалентна некоторому кол-ву энергии. Эту энергию можно извлечь разрушив хим. связи орг. В-в. 1 грамм сухого орг. В-ва восвобождает примерно 19 кДж. Организмы потребители- консументы, питаясь орг. В-вом продуцентов, получают от них энергию частично идущую на построение собственных орг. В-в и связывающуюся в молекулы орг. Хим. соединений и др. часть расходуется на дыхание, движение и т.д. Таким образом в эколог. системе имеет место непрерывный процесс передачи энергии от 1 пищевого уровня к др. В процессе жизнедеятельности сообщества создается и расходуется орг. В-во. Это значит, что каждая экосистема обладает определенной продуктивностью. Прод-ть оценивают соотнося биомассу в-ва с нек-ой единицей времени, т.е. рассматривая её как скорость образования в-ва. Основная или первичная продук-ть системы определяется как скорость с которой лучистая энергия солнца усваивается организмами продуцентами, в основном зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Например, за 1 год растения создают 5 тонн орг. В-ва на 1 га- первичную прод-ть. Однако в процессе жизнедеятельности часть созданного орг. В-ва расходуется на дыхание и в единицу времени на единицу площади накапливается меньше биомассы, чем было раньше создано. Консументы тоже создают орг. В-во за счет чистой первичной продук-ти. Прод-ть консументов наз-ся вторичной.

Та зона в пределах которой растения способны увеличивать биомассу носит название эвфтической. Экосистемы в которых отношение продуцируемой биомассой к расходам биомассы на дыхание больше 1 наз-ся системами сафтотрофной сукцессией. При соотношении тех же показателей меньше 1системы харак-ся гетеротрофной сукцессией. При соотношении равном 1 объем биомассы системы и общий уровень энергии в ней примерно постоянно- эти системы климаксные.

Дата добавления: 2014-01-04