Sản xuất chính: khái niệm, tính năng, nghiên cứu

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Sản xuất sơ cấp là một giá trị nhất định trong sinh thái. Phương pháp đo nó được phát minh bởi nhà thủy sinh học Liên Xô Georgy Georgievich Vinberg vào nửa đầu thế kỷ 20. Việc thực hiện thử nghiệm đầu tiên được thực hiện gần Moscow.

Khái niệm

Trong khái niệm của mình, A. N. Leontiev đưa ra thuật ngữ "sản xuất sơ cấp". Nó biểu thị một giá trị nhất định trong sinh thái, quyết định sự gia tăng lượng chất hữu cơ được tạo thành trong một thời gian nhất định bởi các sinh vật tự dưỡng từ các thành phần vô cơ đơn giản. Việc tính toán sản lượng sơ cấp diễn ra trong một khoảng thời gian nhất định, khoảng thời gian được xác định bởi các nhà sinh vật học.

Sinh vật tự dưỡng

Đây là những sinh vật có thể sử dụng các chất vô cơ để tạo ra các chất hữu cơ. Sinh vật tự dưỡng nằm ở tầng đầu tiên của kim tự tháp thực phẩm, vì chúng là những nhà sản xuất chính của chất hữu cơ trong sinh quyển. Nhờ những sinh vật này, sinh vật dị dưỡng (những sinh vật không thể lấy các nguyên tố hữu cơ từ vô cơ với sự trợ giúp củaquang hợp hay quang hợp) được cung cấp thức ăn.

Có những sinh vật đồng thời thuộc hai loài: tảo euglena xanh vào ban đêm thuộc sinh vật dị dưỡng và ban ngày thuộc sinh vật tự dưỡng. Những sinh vật như vậy được gọi là "sinh vật hỗn hợp".

Giá trị này được ước tính như thế nào?

Để tính toán giá trị này, cần phải đo lượng carbon được kết dính bởi thực vật phát triển trên trái đất và thực vật phù du sống trong đại dương trong một thời gian nhất định. Tất cả điều này được tính trên một đơn vị diện tích.

Đôi khi, như trong trường hợp thực vật phù du, sản lượng sơ cấp được ước tính trong khoảng thời gian nhỏ, thường xuyên nhất là một ngày. Điều này là do sinh vật này có tỷ lệ hình thành chất hữu cơ cao, được tính trên một đơn vị sinh khối (tổng số thực vật và động vật là một phần của hệ thống gen sinh học ở bất kỳ kích thước và cấp độ nào).

Nếu chúng ta xem xét thời gian mà sản lượng sơ cấp của thực vật trên cạn được đo lường, thì đây sẽ là một năm hoặc mùa sinh trưởng (khoảng thời gian trong năm mà một số sinh vật thực vật sống dễ phát triển). Thời gian đánh giá như vậy được giải thích là do tốc độ chuyển hóa các chất vô cơ thành chất hữu cơ ở loại sinh vật này chậm hơn nhiều so với sinh vật phù du.

Khái niệm sản xuất chính áp dụng cho ai?

Giá trị này được tính cho các sinh vật quang tự dưỡng và hóa dưỡng. Đối với nguồn năng lượng đầu tiên là ánh sáng mặt trời, vàloại sau tạo ra các chất hữu cơ từ các chất vô cơ bằng phản ứng oxi hóa khử với các chất đơn giản mà chúng tự tạo ra. Rất ít sinh vật có khả năng lấy năng lượng theo cách thứ hai, bao gồm vi khuẩn, một số sinh vật nhân sơ (đơn bào, có nhân và màng trong tế bào).

Trong thế giới hiện đại, vai trò của sinh vật tự dưỡng là rất nhỏ. Chúng có tầm quan trọng lớn nhất trong các hệ sinh thái thủy nhiệt (ốc đảo của sự sống, nằm ở độ sâu đáng kể trong đại dương, nơi có các vết nứt trên vỏ với nước nóng chảy ra từ chúng, giàu các hợp chất bị khử), mặc dù sản lượng sơ cấp Số lượng ước tính không lớn, nhưng tầm quan trọng của cô ấy rất lớn.

Tổng giá trị

Các nhà nghiên cứu chia sản lượng chính của hệ sinh thái thành tổng và ròng.

Thuật ngữ đầu tiên dùng để chỉ tổng lượng chất hữu cơ do nhà sản xuất tạo ra.

Đối với giá trị cơ bản thuần là các chất hữu cơ nhận được, có tính đến việc khấu trừ các chi phí mà sinh vật sản xuất cần để thực hiện hoạt động hô hấp. Chính loại đại lượng này là chất mà người tiêu dùng có thể sử dụng cho nhu cầu của mình, nói cách khác, sản xuất sơ cấp thuần túy là cơ sở để hỗ trợ chuỗi dinh dưỡng (một chuỗi các mối quan hệ giữa các sinh vật khác nhau, thông qua đó các dạng năng lượng và vật chất được chuyển bằng cách ăn một số cá nhân khác).

Nghiên cứu

Ban đầu, GG Vinberg thực hiện hạch toán sản lượng sơ cấp trên hồ bằng phương pháp "bình tối và bình sáng". Nó bao gồm việc so sánh lượng chất hữu cơ thu được và lượng oxy thải ra trong quá trình quang hợp. Sau đó, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng phương pháp ước tính sản lượng sơ cấp này không đáng tin cậy, vì nó làm giảm độ nhạy. Do đó, nhà sinh vật học E. Steman-Nielsen đã đề xuất một phương pháp thay thế "phương pháp cacbon phóng xạ". Với phương pháp này, carbon dioxide và một đồng vị phóng xạ của carbon đã được thêm vào các mẫu nước có chứa sinh vật phù du. Sau đó, lượng chất hữu cơ được tính toán dựa trên carbon phóng xạ liên kết với nó.

Nghiên cứu về lĩnh vực này, từ những năm 60 của thế kỷ XX, đã được thực hiện trên khắp thế giới, và chúng không dừng lại cho đến nay, làm hài lòng các nhà khoa học với những khám phá mới.