Ekosysteemin tuottavuus on keskeinen ekologinen käsite, jota käytetään ymmärtämään maapallon eri ympäristöjen vaihtelua ja eroja. Tämä parametri on perusta, jolle ekologisten verkostojen toiminta perustuu.
Mihin ekosysteemien tuottavuus perustuu? Mitä tyyppejä on olemassa? Seuraavilla riveillä vastaamme sen toimintaa ja perusteita koskeviin kysymyksiin.
Tuottavuus ekosysteemissä
Eläimet ja kasvit käyttävät ravinnostaan saamansa energiaa elintärkeisiin toimintoihinsa. Samoin tuota energiaa käytetään elävän olennon kasvuun.Kasvu toiminnallisesta näkökulmasta ei ole muuta kuin biomassan lisääntymistä – energiaa, joka varastoituu aineen muodossa eläviin olentoihin.
Tämä biomassan kasvu on tehokas tapa määrittää ekosysteemien dynamiikkaa ja sitä voidaan mitata eri tavoin.
Ekologiassa ekosysteemin tuottavuus eli alkutuotanto on biomassan kasvua pinta-ala- ja aikayksikköä kohti. Tällaisen yksinkertaisen määritelmän taakse kätkeytyy mitattavissa oleva parametri, joka vaikuttaa maan päällä olevien ekologisten järjestelmien v altavaan monimutkaisuuteen.
Tuottavuus mittaa siis elävien olentojen lukumäärän muutosta tiettynä aikana ja tietyssä paikassa. Tuottavuustyyppejä on erilaisia, ja niitä käsitellään seuraavissa osioissa.
Ensisijainen tuottavuus: energiaportti
Joskus ihminen unohtaa kasvien merkityksen elämälle. Ravintotapansa vuoksi kasviorganismeja pidetään alkutuottajina: energiaporttina ekosysteemeihin.
Kuten tiedämme, kasvit tekevät itse ruokansa fotosynteesin perusteella. Monimutkaisten biokemiallisten reaktioiden avulla kasvit syntetisoivat sokereita orgaanisesta ja epäorgaanisesta aineesta ja valosta. Tämän ansiosta he pystyvät kasvattamaan biomassaansa ilman, että heidän tarvitsee kuluttaa muita organismeja.
No, kasveissa biomassan lisääntyminen aika- ja pinta-alayksikköä kohti tunnetaan primäärituottavuutena. Tämä tuottavuus on ratkaisevan tärkeää ekosysteemien dynamiikkaan, koska kasvit ovat Auringon energian "portti" ravintoverkkoihin.
Voimme erottaa bruttoalkutuotannon – pelkän biomassan lisäyksen – tai netto – biomassan kasvun, josta vähennetään hengitykseen kuluva energia –. Nettoarvo on se, joka raportoi eniten hyödyllisyyttä yleisesti.
Alkutuotannon keskeinen merkitys
Primäärituottavuus on tekijä, joka määrää troofisten ketjujen rakenteen eli ekosysteemien elävien olentojen ravitsemukselliset ja etologiset suhteet.
Tämä johtuu siitä, että kasvit ovat ravinnon perusta kasvinsyöjille, kasvinsyöjät lihansyöjille ja niin edelleen, huippupetoeläimiin asti. Siksi biomassan tuotanto kasveissa vaikuttaa lopulta kaikkiin troofisen verkon elementteihin.
Encyclopedia Britannica -portaalin mukaan vain 1 tai 2 % maan pinnalle saapuvasta aurinkoenergiasta pystyy muuttumaan orgaaniseksi aineeksi. Kuitenkin ainoat organismit, jotka pystyvät tekemään tämän muuntamisen, ovat fotosynteettiset organismit. Siksi ne ovat niin tärkeitä elintarvikeketjuille.
Esimerkkinä tästä voimme ajatella nurmiekosysteemiä. Jos tiettynä vuonna ruohon tuottavuus on alhainen – esimerkiksi sateen puutteen vuoksi –, kanit (kasvinsyöjät) saavat vähemmän ruokaa ja niiden kanta pienenee. Tämä puolestaan vaikuttaa susiin (petoeläimiin), koska metsästettäväksi jää vähemmän kasvinsyöjiä.
Ekosysteemit, joilla on erittäin korkea tuottavuus
Planeettamme eri ekosysteemeissä tuottavuus vaihtelee v altavasti. On erittäin tuottavia ympäristöjä, joissa eläinten biomassa kasvaa v altavasti vuosi toisensa jälkeen. Tuottavuuden omaavista ekosysteemeistä voidaan korostaa seuraavia:
- Kosteikot.
- Koralliriutat.
- Suistot.
- Rannikkoalueet.
- Päiväntasaajan metsät.
Kaikille näille alueille on yhteistä korkea primäärituottavuus, joka puolestaan on suuren kuluttajayhteisön - kasvinsyöjien ja lihansyöjien - alainen. Sen lisäksi, että tämäntyyppiset ekosysteemit ovat erittäin tuottavia, ne tukevat v altavaa biologista monimuotoisuutta.
Ekosysteemit, joilla on alhainen tuottavuus
Toisa alta muissa ekosysteemeissä alkutuottajia (fotosynteettisiä) on erittäin vähän ja ne rajoittavat suuresti ympäristön tuottavuutta.Tällaisia ovat aavikot, napa-alueet ja v altamerten keskialueet. Kuten on loogista, alkutuottajien puuttuminen rajoittaa täysin kuluttajien läsnäoloa.
Toissijainen tuottavuus
Toissijainen tuottavuus tarkoittaa kuluttajabiomassan kasvua aluetta ja vuotta kohti. Kuten olemme jo kommentoineet, alkutuottajat rajoittavat näitä.
Lisäksi toissijaisilla tuottajilla on v altava rajoitus huonon muunnostehokkuuden vuoksi. Alkutuottajista vain 40–50 % niiden varastoimasta energiasta on siirrettävissä muille eläimille. Kasvinsyöjät ja lihansyöjät pystyvät kuitenkin omaksumaan vain 5–25 % ravinnostaan.
Tämä tarkoittaa, että kun pääset ravintoketjun huipulle, ruoasta saatava energia on hyvin vähän. Siksi lajin energiantarpeen tyydyttämiseksi on kulutettava v altavia määriä.Riippuen ekosysteemin ja sen muodostavien lajien laadusta, trofiatasolta toiselle siirtyvän energian määrä vaihtelee.
Mitä enemmän eläin kuluttaa energiaa aineenvaihduntaan, sitä vähemmän biomassaa se tuottaa.
Ekosysteemin tuottavuus on parametri, joka antaa meille tärkeää tietoa ekosysteemien dynamiikasta ja vaikuttaa suuresti eläinten ja kasvien troofisiin verkkoihin.