Περιεχόμενο
- Ο κύκλος του άνθρακα
- Βασικοί παράγοντες και όροι
- Προσδιορισμός της ανταλλαγής καθαρών οικοσυστημάτων
- Ιδιότητες των οικοσυστημάτων
Ένα οικοσύστημα περιλαμβάνει τα ζώα, τα φυτά, τα μικρόβια και τα συστατικά μη βιώσιμων οικοτόπων γύρω τους, όπως το νερό, ο αέρας και το έδαφος. Κάθε ζωντανός οργανισμός απαιτεί μια συγκεκριμένη μορφή παραγωγής ενέργειας. Όλα τα ζώα απαιτούν αναπνοή, την ανταλλαγή οξυγόνου για το διοξείδιο του άνθρακα, για να παραμείνουν ζωντανοί. Τα φυτά απαιτούν επίσης αναπνοή και οξυγόνο, αλλά επίσης καθορίζουν ή αφαιρούν άνθρακα από το περιβάλλον και παράγουν ζωογόνο οξυγόνο που χρησιμοποιείται από ζώα, που τροφοδοτούνται από την ηλιακή ενέργεια που συλλέγουν χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα οργανίδια που ονομάζονται χλωροπλάστες. Η καθαρή ανταλλαγή οικοσυστήματος υπολογίζεται με έναν τύπο που δείχνει πόση ποσότητα άνθρακα τοποθετείται στο περιβάλλον σε σχέση με το πόσο απομακρύνεται. Η καθαρή ανταλλαγή οικοσυστημάτων ονομάζεται επίσης μερικές φορές "καθαρή παραγωγή οικοσυστήματος".
Ο κύκλος του άνθρακα
Για να διατηρηθεί η ζωή στη γη όπως είναι τώρα, ο άνθρακας στην ατμόσφαιρα και ο άνθρακας που είναι στερεωμένοι σε βιολογικούς οργανισμούς πρέπει να είναι ισορροπημένοι. Αν όχι, θα προκύψει αλλαγή του κλίματος. Τα ζώα και οι άνθρωποι προσθέτουν περισσότερο άνθρακα στο οικοσύστημα απλά αναπνέοντας. Ο ατμοσφαιρικός άνθρακας παράγεται επίσης από την αποσύνθεση, καθώς τα νεκρά ζώα και ο άνθρακας απελευθερώνουν φυτικές ουσίες που αποθηκεύονται στους ιστούς τους και από την καύση δέντρων, φυτών και ορυκτών καυσίμων, όπως το πετρέλαιο και ο άνθρακας. Για να αντισταθμιστούν αυτές οι επιπτώσεις, τα ζωντανά φυτά αναφέρονται ως "καταβόθρες άνθρακα" επειδή απομακρύνουν το διοξείδιο του άνθρακα από το περιβάλλον και το μετατρέπουν σε οξυγόνο και ενέργεια τροφίμων.
Βασικοί παράγοντες και όροι
Απαιτούνται πολλοί παράγοντες για τον προσδιορισμό της καθαρής ανταλλαγής οικοσυστημάτων. Η πρώτη είναι η καθαρή πρωτογενής παραγωγή, η οποία είναι η καθαρή ποσότητα οργανικού άνθρακα που απομακρύνεται από το οικοσύστημα από τα φυτά. Τα φυτά είναι autotrophs, πράγμα που σημαίνει ότι είναι σε θέση να σχηματίσουν θρεπτικά συστατικά και ενέργεια από ανόργανες ουσίες και ηλιακό φως κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας που ονομάζεται φωτοσύνθεση. Η συνολική ποσότητα άνθρακα που σταθεροποιείται - αφαιρείται από το οικοσύστημα - κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης ονομάζεται ακαθάριστη πρωτογενής παραγωγή. Ωστόσο, τα φυτά επίσης δίνουν άνθρακα κατά την αναπνοή. Ως εκ τούτου, η καθαρή πρωτογενής παραγωγή υπολογίζεται αφαιρώντας την ποσότητα άνθρακα που εκπέμπεται από τα φυτά κατά την αναπνοή από την ποσότητα άνθρακα που έχει καθοριστεί κατά τη διάρκεια της ακαθάριστης πρωτογενούς παραγωγής.
Προσδιορισμός της ανταλλαγής καθαρών οικοσυστημάτων
Ενώ τα φυτά είναι autotrophs, οι άνθρωποι και τα ζώα είναι ετερότροφα, που σημαίνει ότι απαιτούν οργανικά θρεπτικά συστατικά - τρόφιμα - από το περιβάλλον και πρέπει να χρησιμοποιούν οξυγόνο για να παράγουν ενέργεια από αφομοιώσιμα τρόφιμα. Η ετεροτροφική αναπνοή παράγει μεγάλες ποσότητες άνθρακα που εισέρχονται στο οικοσύστημα. Ως εκ τούτου, η καθαρή ανταλλαγή οικοσυστήματος προσδιορίζεται αφαιρώντας την ποσότητα άνθρακα που παράγεται από την ετεροτροφική αναπνοή από την καθαρή πρωτογενή παραγωγή.
Ιδιότητες των οικοσυστημάτων
Η ισορροπία του άνθρακα αποτελεί θεμελιώδη ιδιότητα που διασφαλίζει ότι τα οικοσυστήματα είναι βιώσιμα και υγιή. Η καθαρή ανταλλαγή οικοσυστημάτων συμβάλλει στη μέτρηση της ισορροπίας του κύκλου του άνθρακα. Δεδομένου ότι υπολογίζεται αφαιρώντας πόσα φυτά άνθρακα καθορίζουν ή αφαιρούν, από το πόσο άνθρακα τοποθετείται στο οικοσύστημα, το καλύτερο αποτέλεσμα θα ήταν μια αρνητική τιμή. Για παράδειγμα, τα στοιχεία από το 1992 έως το 2000 έδειξαν ότι τα δάση στις ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες είχαν καθαρές ανταλλαγές οικοσυστημάτων κυμαινόμενες από -84 έως -740. Αυτό δείχνει ότι αφαιρείται περισσότερος άνθρακας από ό, τι απελευθερώνεται. Εάν ο άνθρακας δεν απομακρυνθεί αποτελεσματικά, η ποιότητα του αέρα και της ζωής σε ένα οικοσύστημα θα υποφέρει. Άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη για την ισορροπία του άνθρακα σε ένα οικοσύστημα είναι η ρύπανση από εργοστάσια και οχήματα, ενώ οι ωκεανοί επίσης απομακρύνουν τον άνθρακα από την ατμόσφαιρα.