الإنتاج الأساسي: المفهوم ، السمات ، البحث

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

الإنتاج الأولي هو قيمة معينة في علم البيئة. طريقة قياسها اخترعها عالم المياه السوفيتي جورجي جورجيفيتش فينبرج في النصف الأول من القرن العشرين. تم تنفيذ أول تجربة بالقرب من موسكو.

مفهوم

في مفهومه ، يقدم A. N Leontiev مصطلح "الإنتاج الأولي". يشير إلى قيمة معينة في علم البيئة ، والتي تحدد الزيادة في كمية المادة العضوية التي تشكلت خلال فترة زمنية معينة بواسطة الكائنات ذاتية التغذية من مكونات غير عضوية بسيطة. يتم حساب الإنتاج الأولي خلال فترة زمنية محددة ، يتم تحديد طولها من قبل علماء الأحياء.

كائنات ذاتية التغذية

هذه كائنات حية قادرة على استخدام مواد غير عضوية لإنتاج مواد عضوية. توجد Autotrophs في الطبقة الأولى من الهرم الغذائي ، حيث إنها المنتجون الأساسيون للمواد العضوية في المحيط الحيوي. بفضل هذه الكائنات ، الكائنات غيرية التغذية (تلك الكائنات التي لا تستطيع الحصول على العناصر العضوية من العناصر غير العضوية بمساعدةالتمثيل الضوئي أو التركيب الكيميائي) مع الطعام.

هناك كائنات حية تنتمي في وقت واحد إلى نوعين: طحالب الأوجلينا الخضراء في الليل تنتمي إلى الكائنات غيرية التغذية ، وأثناء النهار - إلى ذاتية التغذية. تسمى هذه الكائنات ب "ميكسوتروف".

كيف يتم تقدير هذه القيمة؟

لحساب هذه القيمة ، من الضروري قياس كمية الكربون التي ارتبطت بالنباتات التي تنمو على الأرض والعوالق النباتية التي تعيش في المحيط خلال فترة زمنية معينة. كل هذا يحسب لكل وحدة مساحة.

في بعض الأحيان ، كما في حالة العوالق النباتية ، يتم تقدير الإنتاج الأولي خلال فترات زمنية صغيرة ، غالبًا في اليوم. هذا لأن هذا الكائن يحتوي على معدل عالٍ من تكوين المواد العضوية ، والذي يتم حسابه لكل وحدة من الكتلة الحيوية (مجموع النباتات والحيوانات التي تشكل جزءًا من التكاثر الحيوي بأي حجم ومستوى).

إذا أخذنا في الاعتبار الوقت الذي يتم فيه قياس الإنتاج الأولي للنباتات الأرضية ، فسيكون هذا عامًا واحدًا أو موسم النمو (فترة العام التي تكون خلالها بعض الكائنات الحية النباتية عرضة للتطور). يتم تفسير هذه المدة من التقييم من خلال حقيقة أن معدل تحول المواد غير العضوية إلى مواد عضوية في هذا النوع من الكائنات الحية يكون أبطأ بكثير مما هو عليه في العوالق.

على من ينطبق مفهوم الإنتاج الأولي؟

يتم احتساب هذه القيمة للكائنات ذات التغذية الضوئية والكيميائية ذاتية التغذية. المصدر الأول للطاقة هو ضوء الشمس ، وهذه الأخيرة تنتج مواد عضوية من مواد غير عضوية باستخدام تفاعلات الأكسدة والاختزال مع مواد بسيطة يصنعونها بأنفسهم. قليل من الكائنات الحية قادرة على الطريقة الثانية للحصول على الطاقة ، وتشمل هذه البكتيريا ، وبعض بدائيات النوى (أحادية الخلية ، والتي لها نواة وأغشية في الخلية).

في العالم الحديث ، دور المغذيات الكيميائية صغير. إنها ذات أهمية قصوى في النظم البيئية الحرارية المائية (واحات الحياة ، التي تقع على عمق كبير في المحيط ، حيث توجد شقوق في القشرة مع خروج مياه ساخنة منها ، غنية بالمركبات المختزلة) ، على الرغم من الإنتاج الأولي هناك لا تقدر بكميات كبيرة جدا ولكن لها اهمية كبيرة.

القيمة الإجمالية

يقسم الباحثون الإنتاج الأولي للنظم البيئية إلى إجمالي وصافي

يشير المصطلح الأول إلى كمية إجمالي المواد العضوية التي ينتجها المنتج.

يتم استلام المواد العضوية إلى صافي القيمة الأولية ، مع مراعاة خصم التكاليف التي يتطلبها الكائن المنتج لأداء نشاط التنفس. هذا النوع من الكمية هو المادة التي يمكن للمستهلكين استخدامها لتلبية احتياجاتهم ، بمعنى آخر ، الإنتاج الأولي النقي هو الأساس لدعم السلسلة الغذائية (سلسلة من العلاقات بين الكائنات الحية المختلفة ، والتي من خلالها أنواع مختلفة من الطاقة والمواد تنتقل عن طريق أكل بعض الأفراد والبعض الآخر).

بحث

في البداية ، قام GG Vinberg بحساب الإنتاج الأولي في البحيرة باستخدام طريقة "القوارير المظلمة والخفيفة". يتألف من مقارنة كمية المواد العضوية التي تم الحصول عليها وكمية الأكسجين المنبعثة أثناء عملية التمثيل الضوئي. في وقت لاحق ، وجد الباحثون أن طريقة تقدير الإنتاج الأولي هذه غير موثوقة ، لأنها منخفضة الحساسية. لذلك ، اقترح عالم الأحياء E. Steman-Nielsen "طريقة الكربون المشع" البديلة. بهذه الطريقة ، تمت إضافة ثاني أكسيد الكربون والنظير المشع للكربون إلى عينات المياه التي تحتوي على العوالق. لاحقًا ، تم حساب كمية المادة العضوية بناءً على الكربون المشع المرتبط بها.

البحث في هذا المجال ، منذ الستينيات من القرن العشرين ، يتم إجراؤه في جميع أنحاء العالم ، ولا يتوقفون حتى الآن ، مما يرضي العلماء باكتشافات جديدة.