تولید اولیه: مفهوم، ویژگی ها، تحقیق

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

تولید اولیه یک ارزش مشخص در اکولوژی است. روش اندازه گیری آن توسط هیدروبیولوژیست شوروی، گئورگی جورجیویچ وینبرگ در نیمه اول قرن بیستم ابداع شد. اجرای اولین آزمایش در نزدیکی مسکو انجام شد.

مفهوم

در مفهوم خود، A. N. Leontiev اصطلاح "تولید اولیه" را معرفی می کند. این نشان دهنده ارزش خاصی در اکولوژی است، که افزایش مقدار ماده آلی تشکیل شده در یک زمان معین توسط موجودات اتوتروف از اجزای غیر آلی ساده را تعیین می کند. محاسبه تولید اولیه در یک دوره زمانی مشخص انجام می شود که طول آن توسط زیست شناسان تعیین می شود.

جانداران اتوتروف

این موجوداتی هستند که قادرند از مواد معدنی برای تولید مواد آلی استفاده کنند. اتوتروف ها در اولین ردیف هرم غذایی قرار دارند، زیرا آنها تولیدکنندگان اولیه مواد آلی در بیوسفر هستند. به لطف این موجودات، هتروتروف ها (جاندارانی که نمی توانند عناصر آلی را از غیر آلی به کمکفتوسنتز یا کموسنتز) با غذا ارائه می شود.

جاندارانی وجود دارند که به طور همزمان به دو گونه تعلق دارند: جلبک سبز اوگلنا در شب متعلق به هتروتروف ها و در طول روز به اتوتروف ها است. چنین موجوداتی "میکسوتروف" نامیده می شوند.

این مقدار چگونه تخمین زده می شود؟

برای محاسبه این مقدار، لازم است مقدار کربنی که توسط گیاهان روییده روی زمین و فیتوپلانکتون‌های ساکن در اقیانوس در یک زمان معین محدود شده است اندازه‌گیری شود. همه اینها در واحد سطح محاسبه می شود.

گاهی اوقات، مانند فیتوپلانکتون، تولید اولیه در بازه های زمانی کوچک، اغلب در روز، تخمین زده می شود. این به این دلیل است که این ارگانیسم دارای نرخ بالایی از تشکیل مواد آلی است که به ازای واحد زیست توده (کل گیاهان و جانورانی که بخشی از بیوژنوسنوز با هر اندازه و سطحی هستند) محاسبه می‌شود.

اگر زمان اندازه گیری تولید اولیه گیاهان خشکی را در نظر بگیریم، آنگاه این یک سال یا فصل رشد خواهد بود (دوره ای از سال که در طی آن موجودات زنده گیاهی خاص مستعد رشد هستند). چنین مدت ارزیابی با این واقعیت توضیح داده می شود که سرعت تبدیل مواد معدنی به مواد آلی در این نوع موجودات بسیار کندتر از پلانکتون است.

مفهوم تولید اولیه برای چه کسانی کاربرد دارد؟

این مقدار برای ارگانیسم های فوتواتوتروف و کمواتوتروف محاسبه می شود. زیرا اولین منبع انرژی نور خورشید است ودومی ها با استفاده از واکنش های ردوکس با مواد ساده ای که خودشان ایجاد می کنند، مواد آلی را از مواد معدنی تولید می کنند. تعداد کمی از ارگانیسم ها قادر به دریافت انرژی از راه دوم هستند، از جمله باکتری ها، برخی از پروکاریوت ها (تک سلولی که دارای هسته و غشاء در سلول هستند).

در دنیای مدرن، نقش کمواتوتروف ها کم است. آنها در اکوسیستم های گرمابی (واحه های زندگی که در عمق قابل توجهی در اقیانوس قرار دارند، جایی که شکاف هایی در پوسته وجود دارد و آب های گرم از آنها خارج می شود، غنی از ترکیبات کاهش یافته) قرار دارند، بیشترین اهمیت را دارند. در مقادیر بسیار زیاد تخمین زده نمی شود، اما اهمیت آن بسیار زیاد است.

ارزش ناخالص

محققان تولید اولیه اکوسیستم ها را به ناخالص و خالص تقسیم می کنند.

اصطلاح اول به مقدار کل ماده آلی تولید شده توسط تولیدکننده اشاره دارد.

به ارزش خالص اولیه، مواد آلی دریافت می شود، با در نظر گرفتن کسر هزینه هایی که توسط ارگانیسم تولید کننده برای انجام فعالیت تنفس مورد نیاز است. این نوع کمیت است که ماده ای است که مصرف کنندگان می توانند برای نیازهای خود از آن استفاده کنند، به عبارت دیگر، تولید اولیه خالص پایه ای برای حمایت از زنجیره تغذیه ای (یک سری از روابط بین موجودات مختلف است که از طریق آن انواع انرژی و ماده وجود دارد. با خوردن برخی افراد منتقل می شوند.

تحقیق

در ابتدا، GG Vinberg حسابداری تولید اولیه در دریاچه را با استفاده از روش "فلاسک های تاریک و روشن" انجام داد. این شامل مقایسه مقدار مواد آلی به دست آمده و مقدار اکسیژن آزاد شده در طول فتوسنتز بود. بعدها، محققان دریافتند که این روش تخمین تولید اولیه غیرقابل اعتماد است، زیرا حساسیت آن کاهش یافته است. بنابراین، زیست شناس E. Steman-Nielsen یک "روش رادیوکربن" جایگزین را پیشنهاد کرد. با این روش، دی اکسید کربن و ایزوتوپ رادیواکتیو کربن به نمونه های آب حاوی پلانکتون اضافه شد. بعداً مقدار ماده آلی بر اساس کربن رادیواکتیو مرتبط با آن محاسبه شد.

تحقیقات در این زمینه از دهه ۶۰ قرن بیستم در سراسر جهان انجام شده است و تاکنون متوقف نشده و دانشمندان را با اکتشافات جدید خشنود کرده است.