PAR → ATP, NADPH ~34%-os hatékonyság a további lépések (CO2 redukció, szubsztrát regeneráció, transzport, új vegyületek szintézise, légzési folyamatok (iongrádiensek fenntartása, biomassza fenntartási légzése)) során az eredő hatékonyság jelentősen csökken. A vegetációs periódus hosszát is tekintetbe véve → az energiaátalakítás hatékonysága 3% alatti még a trópusi esőerdők esetében is. A növekedés „költsége”: 0.557gC/g száraztömeg→ a növekedési légzés A CO 2 -felvétel korlátai (PAR, CO 2 cc, víz,T) emelkedő légköri CO2-szint, vegetáció válaszai levél-élethossz ↔ fotoszintetikus aktivitás turnover, N-tartalom SLA (támasztószövetek) védekezés (lignin, Az állományok felső szintjei, → a felületi határréteg vastagsága miatt is (+PAR lim.) a legproduktívabbak. állomány vs levél Pn-
PAR → ATP, NADPH ~34%-os hatékonyság - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PAR → ATP, NADPH
~34%-os hatékonyság
a további lépések (CO2 redukció, szubsztrát regeneráció, transzport, új vegyületek szintézise, légzési folyamatok (iongrádiensek fenntartása, biomassza fenntartási légzése)) során az eredő hatékonyság jelentősen csökken. A vegetációs periódus hosszát is tekintetbe véve → az energiaátalakítás hatékonysága 3% alatti még a trópusi esőerdők esetében is.
A növekedés „költsége”: 0.557gC/g száraztömeg→ a növekedési légzés „költsége” 25%-os
mitokondriális légzés →oxidatív foszforiláció ~ a glükóz elégetése révén nyer ATP-t a fenntartási, a növekedési légzéshez, továbbá az ionfelvételhez (aktív) →floem transzport, tápanyagok aktív transzporttal való felvétele
fenntartási: - lipid- és fehérje-turnoverek (kicserélődés) energiaigénye
növekedési: - az egyes vegyületek előállításához szükséges energia
ionfelvétel: - grádienssel szemben működő ionpumpák energiaigénye
Egyedi szintű produkció
Produktivitás – a produkciós folyamat intenzitása produktum - „ eredménye
Allokáció: a növekedés megoszlása a növény részei (hajtás, gyökérzet, virágzat) közöttLiebig törvénye: - a növekedést az egyes elemek különböző mértékben határozzák meg- a leginkább korlátozó elem mennyisége határozza meg a maximális növekedési sebességet
Egyedi produkciós mutatók – a növény morfológiája, „levelessége” (allokáció)Nettó asszimilációs ráta (NAR) g.m-2nap-1 ----- „egységnyi teljesítmény”Levélfelület-arány (LAR) m2.g-1 „egységnyi munkaerő”Relatív növekedési ráta (RGR) nap-1
RGR= NAR * LAR
A szigmoid növekedési görbe a tömeg (hossz) időbeli alakulását adja meg, a növekedés aktuális sebessége ennek a görbének a (t időpontban vett) meredeksége → abszolút növekedési ráta/sebesség (g.nap-1)
Állományszintű produkciós folyamatok
a fény elnyelődése a lombsátorban, levélfelület-index (LAI, leaf area index, m2/m2)
I=Ioe-kL
I: beeső PAR. Io: a lombsátor alatt mért PAR, k: extinckiós együttható, L: LAI
Bruttó primer produkció (GPP, Gross Primary Prodcution)
Nettó primer produkció (NPP, Net Primary Production)
NPP, GPP, Ra, Rh biomassza, élő és holt fitomassza
NPP=GPP-Ra ,NEP=NPP-Rh
NBP=NEP-Fzavarás
GPP
Autotróf légzés
NPP
herbivorokszaprofiták légzése
karnivorok (ragadozók) légzése
100 J 1-10 J
NEP
NBP, nettó biom produkció
NEP, nettó ökoszisztéma produkció
Fzavarás →zavarásból eredő (C-)veszteségek
Biomassza piramisterresztris pelagikus
reprodukciós ciklushosszú rövid
Energia piramis
- Az emissziók hozzávetőlegesen 40%-át veszi fel a terresztris vegetáció- Az öreg erdők nagy jelenleg is mennyiségben veszik fel a szenet (vö, a klimax társulás produktivitása koncepció).- Megőrzésük ezért a klímavédelem szempontjából fontos feladat.-Az új telepítésű erdők: a telepítést követően legalább 10 év szükséges ahhoz hogy forrásból nyelővé váljanak.- A megkötött C 30%-a 30-100 éves kicserélődési idejű szénformákhoz kötve a talajban marad
Large sinks credits have been given to specific countries and will be traded.... Kyoto
C-mérleg
Amiért érdekes
Mit mérünk?• Levél szint
– µmolCO2.m-2(levél)s-1
• Állomány-szint– µmolCO2.m-2
(földfelszín)s-nap, év
• NPP=GPP-RA
• Növényi légzés és heterotróf légzés (RA,RH)• Nettó Primer Produkció ,NPP• Bruttó Primer Produkció GPP• Nettó Ökoszisztéma Gázcsere,→Net Ecosystem
Exchange (NEE, „nyelő” és „forrás”) • GPP=-NEE+Reco, Reco=RA+RH
• - NEE=NPP-RH
NDVI=(NIR-VIS)/(NIR+VIS)NDVI: normalised difference vegetation indexNIR: közeli infravörös energiája (a zöld levelek reflexiója itt nagy)VIS: látható fény energiája (ebben a tartományban →klorofill, a fény abszorpciója)
Minél nagyobb az NDVI értéke, annál nagyobb az adott terület produktivitása
Nettó primer produkció
(g/m2/év)
A vegetációs periódusra integrált NDVI..
-vegetációs periódus hossza
évi középhőmérséklet (hőösszeg), csapadékösszeg
Biom típus/NPP, biomassza
(Whittaker 1973)
Terület106km2
NPPgm-2év-1
Összes NPP1015 t.év-1
ÁtlagosBM.tömegkg.m-2
Trópusi esőerdő 17 2000 34 44
Trópusi lombhullató erdő 7.5 1500 11.3 36
Mérsékelt övi esőerdő 5 1300 6.4 36
Mérsékelt övi lombhullató erdő 7 (10.4) 1200 8.4 30
Boreális erdők 12 (13.4) 800 9.5 20
Szavannák 15 700 10.4 4
Mezőgazdasági területek 14 644 9.1 1.1
Cserjés területek (macchia) 8 600 4.9 6.8
Mérsékeltövi gyepek 9 500 4.4 1.6
Tundra 8 144 1.1 0.67
Száraz bozótosok 18 71 1.3 0.67
Szikla, jég és homok (sivatagok) 24 3.3 0.09 0.02
Láp és mocsár 2 2500 4.9 15
Tavak és folyók 2.5 500 1.3 0.02
Szárazföldi +Édesvízi 149 720 107.09 12.3
A trópusi esőerdők NPP-jéhez fogható a lápok, mocsarak, korallzátonyok és „alga-ágyak” (kontinentális selfek) NPP-je.
A trópusi esőerdők a Föld felszínének 4%-át foglalják el, biomasszájuk (és produktivitásuk) viszont ¼-e az összes biomasszának.
kicserélődési idők (avarbomlás) néhány (~10) hét (trópusi erdő) – néhány év (mérsékelt övi tűlevelű növényállományok)
A nyílt óceánok területi aránya (71%) az alacsony produktivitás ellenére az esőerdőkéhez hasonló összes NPP-t ad.
GPP
Reco
NEE
Dekompozíció, a szerves anyag lebomlása (lebontók -- a felvett energia (GPP) legnagyobb része áthalad)
NPP
Avarképződés és dB L Abomlás (exponenciális)At=A0e-kt
At,0: az avar tömege a t-ik és a 0-ik időpillanatbane: a természetes logaritmus alapszámak: a bomlási ráta (1/év)1/k: átlagos tartózkodási idők= éves avarmennyiség/a talajon lévő avarmennyiségk=0.1 → mérsékeltövi fenyvesek..... k=4→trópusi erdő)
kezdeti lignin:nitrogén (C:N) arány
bomlási ráta
(k)
„Priming” : a bomlás sebessége a rizoszférában gyorsabb, mint az egyéb talajrétegekbenoka: a lebontó mikroorganizmusok a gyökerektől „kapott” cukrot közvetlenül használják az egyéb (időseb) szervesanyagok bontásához.