Առաջնային արտադրություն. հայեցակարգ, առանձնահատկություններ, հետազոտություն

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Առաջնային արտադրությունը որոշակի արժեք է բնապահպանության մեջ. Դրա չափման մեթոդը հորինել է խորհրդային հիդրոկենսաբան Գեորգի Գեորգիևիչ Վինբերգը 20-րդ դարի առաջին կեսին։ Առաջին փորձի իրականացումն իրականացվել է Մոսկվայի մերձակայքում։

Հայեցակարգ

Իր հայեցակարգում Ա. Ն. Լեոնտևը ներկայացնում է «առաջնային արտադրություն» տերմինը։ Այն նշանակում է որոշակի արժեք էկոլոգիայում, որը որոշում է պարզ անօրգանական բաղադրիչներից ավտոտրոֆ օրգանիզմների կողմից որոշակի ժամանակում ձևավորված օրգանական նյութերի քանակի ավելացումը։ Առաջնային արտադրության հաշվարկը կատարվում է որոշակի ժամանակահատվածում, որի երկարությունը որոշվում է կենսաբանների կողմից։

Ավտոտրոֆ օրգանիզմներ

Սրանք օրգանիզմներ են, որոնք կարող են օգտագործել անօրգանական նյութեր՝ օրգանականներ արտադրելու համար։ Ավտոտրոֆները սննդի բուրգի առաջին մակարդակում են, քանի որ նրանք կենսոլորտում օրգանական նյութերի առաջնային արտադրողներն են: Այս օրգանիզմների շնորհիվ՝ հետերոտրոֆներ (այն օրգանիզմները, որոնք չեն կարող օրգանական տարրեր ստանալ անօրգանականներիցֆոտոսինթեզ կամ քիմոսինթեզ) ապահովվում են սննդով։

Կան օրգանիզմներ, որոնք միաժամանակ պատկանում են երկու տեսակի՝ կանաչ էուգլենա ջրիմուռները գիշերը պատկանում են հետերոտրոֆներին, իսկ ցերեկը՝ ավտոտրոֆներին։ Նման օրգանիզմները կոչվում են «միքսոտրոֆներ»:

Ինչպե՞ս է այս արժեքը գնահատվում:

Այս արժեքը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է չափել ածխածնի քանակությունը, որը որոշակի ժամանակահատվածում կապվել է երկրի վրա աճող բույսերի և օվկիանոսում ապրող ֆիտոպլանկտոնների կողմից: Այս ամենը հաշվարկվում է մեկ միավորի մակերեսով։

Երբեմն, ինչպես ֆիտոպլանկտոնի դեպքում, առաջնային արտադրությունը գնահատվում է փոքր ժամանակահատվածներում, առավել հաճախ՝ մեկ օրվա ընթացքում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ այս օրգանիզմն ունի օրգանական նյութերի ձևավորման բարձր արագություն, որը հաշվարկվում է կենսազանգվածի միավորի հաշվով (բույսերի և կենդանիների ամբողջությունը, որոնք ցանկացած չափի և մակարդակի բիոգեոցենոզի մաս են կազմում):

Եթե հաշվի առնենք այն ժամանակը, որի ընթացքում չափվում է ցամաքային բույսերի առաջնային արտադրությունը, ապա դա կլինի մեկ տարի կամ աճող սեզոն (տարվա այն ժամանակահատվածը, որի ընթացքում որոշ կենդանի բույսերի օրգանիզմներ ենթակա են զարգացման): Գնահատման նման տեւողությունը բացատրվում է նրանով, որ այս տեսակի օրգանիզմներում անօրգանական նյութերի օրգանական նյութերի վերածվելու արագությունը շատ ավելի դանդաղ է, քան պլանկտոնում։

Ո՞ւմ համար է կիրառվում առաջնային արտադրության հայեցակարգը:

Այս արժեքը հաշվարկվում է ֆոտոավտոտրոֆ և քիմիաավտոտրոֆ օրգանիզմների համար: Քանզի էներգիայի առաջին աղբյուրը արևի լույսն է, ևվերջիններս օրգանական նյութեր են արտադրում անօրգանական նյութերից՝ օգտագործելով ռեդոքս ռեակցիաները պարզ նյութերով, որոնք իրենք են ստեղծում։ Քիչ օրգանիզմներ կարող են էներգիա ստանալու երկրորդ եղանակով, դրանք ներառում են բակտերիաներ, որոշ պրոկարիոտներ (միաբջիջ, որոնք ունեն միջուկ և թաղանթներ բջջում):

Ժամանակակից աշխարհում քիմիաավտոտրոֆների դերը փոքր է։ Դրանք ամենամեծ նշանակությունն ունեն հիդրոթերմային էկոհամակարգերում (կյանքի օազիսներ, որոնք գտնվում են օվկիանոսում զգալի խորության վրա, որտեղ ընդերքում ճաքեր կան, որոնցից դուրս են գալիս տաք ջրեր, որոնք հարուստ են նվազեցված միացություններով), թեև առաջնային արտադրությունը. Չի գնահատվում շատ մեծ քանակությամբ, բայց նրա կարևորությունը մեծ է։

Համախառն արժեք

Հետազոտողները էկոհամակարգերի առաջնային արտադրությունը բաժանում են համախառն և զուտ:

Առաջին տերմինը վերաբերում է արտադրողի կողմից արտադրված ընդհանուր օրգանական նյութերի քանակին:

Զուտ առաջնային արժեքին ստացվում են օրգանական նյութեր՝ հաշվի առնելով այն ծախսերի նվազեցումը, որոնք պահանջվում են արտադրող օրգանիզմի կողմից շնչառական գործունեության իրականացման համար։ Հենց այս տեսակի քանակությունն այն նյութն է, որը սպառողները կարող են օգտագործել իրենց կարիքների համար, այլ կերպ ասած, մաքուր առաջնային արտադրությունը հիմք է հանդիսանում տրոֆիկ շղթայի (տարբեր օրգանիզմների միջև փոխհարաբերությունների մի շարք, որոնց միջոցով տարբեր տեսակի էներգիա և նյութ փոխանցվում են՝ ուտելով որոշ անհատներ, մյուսներին):

Հետազոտություն

Սկզբում GG Vinberg-ն իրականացրել է լճում առաջնային արտադրության հաշվառում՝ օգտագործելով «մութ և թեթև կոլբայի» մեթոդը։ Այն բաղկացած էր ստացված օրգանական նյութերի քանակի և ֆոտոսինթեզի ընթացքում արձակված թթվածնի քանակի համեմատությունից։ Հետագայում հետազոտողները պարզեցին, որ առաջնային արտադրության գնահատման այս մեթոդը հուսալի չէ, քանի որ այն ունի նվազեցված զգայունություն։ Ուստի կենսաբան Է. Ստեման-Նիլսենն առաջարկել է այլընտրանքային «ռադիոածխածնային մեթոդ»։ Այս մեթոդով ածխածնի երկօքսիդ և ածխածնի ռադիոակտիվ իզոտոպ ավելացվել են պլանկտոն պարունակող ջրի նմուշներին։ Հետագայում օրգանական նյութերի քանակը հաշվարկվել է դրա հետ կապված ռադիոակտիվ ածխածնի հիման վրա։

Հետազոտություններ այս ոլորտում XX դարի 60-ական թվականներից սկսած իրականացվում են ամբողջ աշխարհում, և դրանք մինչ օրս չեն դադարում՝ գոհացնելով գիտնականներին նոր բացահայտումներով։