การผลิตหลัก: แนวคิด คุณลักษณะ การวิจัย

2026 ผู้เขียน: Howard Calhoun | calhoun@techconfronts.com. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-24 13:26:15

การผลิตขั้นต้นเป็นคุณค่าทางนิเวศวิทยาบางประการ วิธีการวัดถูกคิดค้นโดยนักอุทกชีววิทยาโซเวียต Georgy Georgievich Vinberg ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 การดำเนินการทดลองครั้งแรกได้ดำเนินการใกล้มอสโก

แนวคิด

ในแนวคิดของเขา A. N. Leontiev แนะนำคำว่า "primary production" มันแสดงถึงคุณค่าบางอย่างในระบบนิเวศ ซึ่งกำหนดการเพิ่มขึ้นของปริมาณของสารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งโดยสิ่งมีชีวิต autotrophic จากส่วนประกอบอนินทรีย์ธรรมดา การคำนวณการผลิตขั้นต้นเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่กำหนด ซึ่งระยะเวลาที่กำหนดโดยนักชีววิทยา

สิ่งมีชีวิต autotrophic

สิ่งเหล่านี้คือสิ่งมีชีวิตที่สามารถใช้สารอนินทรีย์ในการผลิตอินทรีย์ได้ ออโตโทรฟอยู่บนชั้นแรกของปิรามิดอาหาร เนื่องจากพวกมันเป็นผู้ผลิตอินทรียวัตถุหลักในชีวมณฑล ต้องขอบคุณสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ heterotrophs (สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นที่ไม่สามารถรับองค์ประกอบอินทรีย์จากสิ่งมีชีวิตอนินทรีย์ด้วยความช่วยเหลือของการสังเคราะห์ด้วยแสงหรือการสังเคราะห์ทางเคมี) มีให้ในอาหาร

มีสิ่งมีชีวิตที่เป็นของสองสายพันธุ์พร้อมกัน: สาหร่ายยูกลีนาสีเขียวในเวลากลางคืนเป็นของเฮเทอโรโทรฟ และในตอนกลางวัน - ออโตโทรฟ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่า "mixotrophs"

ค่านี้ประมาณเท่าไร

ในการคำนวณค่านี้ จำเป็นต้องวัดปริมาณคาร์บอนที่เกิดจากพืชที่เติบโตบนโลกและแพลงก์ตอนพืชที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรในช่วงเวลาหนึ่ง ทั้งหมดนี้คำนวณต่อหน่วยพื้นที่

บางครั้งในกรณีของแพลงก์ตอนพืช การผลิตขั้นต้นจะประมาณการภายในช่วงเวลาสั้นๆ ส่วนใหญ่มักจะเป็นวัน เนื่องจากสิ่งมีชีวิตนี้มีอัตราการก่อตัวของอินทรียวัตถุสูง ซึ่งคำนวณต่อหน่วยของสารชีวมวล (จำนวนรวมของพืชและสัตว์ที่เป็นส่วนหนึ่งของ biogeocenosis ทุกขนาดและทุกระดับ)

หากเราพิจารณาเวลาที่วัดการผลิตขั้นต้นของพืชบนบก จะเป็นเวลาหนึ่งปีหรือฤดูปลูก ระยะเวลาของการประเมินดังกล่าวอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงของสารอนินทรีย์เป็นสารอินทรีย์ในสิ่งมีชีวิตประเภทนี้ช้ากว่าแพลงตอนมาก

แนวคิดของการผลิตขั้นต้นใช้กับใคร

ค่านี้คำนวณสำหรับสิ่งมีชีวิต photoautotrophic และ chemoautotrophic สำหรับแหล่งพลังงานแรกคือแสงแดดและหลังผลิตสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์โดยใช้ปฏิกิริยารีดอกซ์กับสารง่าย ๆ ที่พวกเขาสร้างขึ้นเอง มีสิ่งมีชีวิตเพียงไม่กี่ชนิดที่สามารถได้รับพลังงานแบบที่สอง ซึ่งรวมถึงแบคทีเรีย โปรคาริโอตบางชนิด (เซลล์เดียวซึ่งมีนิวเคลียสและเยื่อหุ้มเซลล์)

ในโลกสมัยใหม่ บทบาทของคีโมออโตโทรฟมีน้อย มีความสำคัญมากที่สุดในระบบนิเวศไฮโดรเทอร์มอล (โอเอซิสแห่งชีวิตซึ่งตั้งอยู่ที่ระดับความลึกพอสมควรในมหาสมุทรซึ่งมีรอยแตกในเปลือกโลกที่มีน้ำร้อนออกมาจากพวกมันซึ่งอุดมไปด้วยสารประกอบที่ลดลง) แม้ว่าการผลิตขั้นต้น ไม่มีการประเมินในปริมาณมาก แต่ความสำคัญของเธอยิ่งใหญ่

มูลค่ารวม

นักวิจัยแบ่งการผลิตขั้นต้นของระบบนิเวศออกเป็นขั้นต้นและสุทธิ

ระยะแรกหมายถึงปริมาณอินทรียวัตถุทั้งหมดที่ผลิตโดยผู้ผลิต

สำหรับมูลค่าหลักสุทธิจะได้รับสารอินทรีย์โดยคำนึงถึงการหักค่าใช้จ่ายที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ผลิตเพื่อทำกิจกรรมการหายใจ ปริมาณประเภทนี้คือสารที่ผู้บริโภคสามารถใช้ได้ตามความต้องการ กล่าวคือ การผลิตขั้นต้นบริสุทธิ์เป็นพื้นฐานในการสนับสนุนห่วงโซ่อาหาร (ชุดของความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันซึ่งพลังงานและสสารประเภทต่างๆ ถูกโอนโดยการกินคนอื่น)

วิจัย

ในขั้นต้น GG Vinberg ดำเนินการบัญชีของการผลิตขั้นต้นในทะเลสาบโดยใช้วิธีการ "ขวดมืดและแสง" ประกอบด้วยการเปรียบเทียบปริมาณสารอินทรีย์ที่ได้รับและปริมาณออกซิเจนที่ปล่อยออกมาระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ต่อมา นักวิจัยพบว่าวิธีการประมาณการผลิตขั้นต้นนี้ไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากมีความไวลดลง ดังนั้นนักชีววิทยา E. Steman-Nielsen จึงเสนอ "วิธีการเรดิโอคาร์บอน" ทางเลือก ด้วยวิธีนี้ คาร์บอนไดออกไซด์และไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของคาร์บอนถูกเติมลงในตัวอย่างน้ำที่มีแพลงก์ตอน ต่อมา ปริมาณอินทรียวัตถุคำนวณจากคาร์บอนกัมมันตภาพรังสีที่เกี่ยวข้อง

การวิจัยในพื้นที่นี้ตั้งแต่ยุค 60 ของศตวรรษที่ XX ได้ดำเนินการไปทั่วโลก และยังไม่หยุดนิ่งจนถึงตอนนี้ ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์พอใจกับการค้นพบใหม่ๆ