1 / 56

Produkcióökológiai alapok

Produkcióökológiai alapok. Ökoszisztémák élőlények (biotikus) környezetük (abiotikus sugárzó energia, levegő, víz, talaj; biotikus-pl táplálékláncok) Ökoszisztémákban (bioszférában) állandó anyag- és energiaáramlás Anyag: körfolyamat Energia: egyirányú. GPP. NPP. 100 J. 1-10 J.

lankston-joey
Download Presentation

Produkcióökológiai alapok

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Produkcióökológiai alapok

  2. Ökoszisztémák élőlények (biotikus) környezetük (abiotikus sugárzó energia, levegő, víz, talaj; biotikus-pl táplálékláncok) Ökoszisztémákban (bioszférában) állandó anyag- és energiaáramlás Anyag: körfolyamat Energia: egyirányú GPP NPP 100 J 1-10 J

  3. Anyag- és energiaáramlás a növényi szervezetben

  4. A víz szállítása a növényben

  5. YP: nyomás-potenciál Yg: gravitációs potenciál + hidrosztatikai nyomás a rigid sejtfalon belül - hidrosztatikai nyomás (szívóerő) a sejtfalakban, xilémben Yp:ozmotikus potenciál Yg = rw g h • a víz koncentrációjának hatása Y-re • oldott anyagok jelenléte csökkenti a víz koncentrációját • általában az oldott anyag koncentrációját érdemes meghatározni, mert vízből sok van: Yt: mátrix-potenciál • a felületeken megkötődött víz is csökkenti a vízpotenciált (hidrátburok, talajrészecskék felszíne, sejtfal-kapillárisok belseje) m3.Pa*K*mol mol.K m3

  6. TRANSZSPIRÁCIÓS SZÍVÓERŐ A talajoldat vízpotenciáljához hasonlóan a levél vízpotenciálját is a hidrosztatikai komponens határozza meg: r: a meniszkusz sugara τ: a víz felületi feszültsége

  7. FOTOSZINTETIKUS PIGMENTEK • a tilakoid-membránok lipid-fázisának kb. felét pigmentek teszik ki • a többi galaktolipid és foszfolipid kettősréteg (erősen telítetlen zsírsav-oldalláncokkal) • a pigmentek nem-kovalens kötésekkel kapcsolódnak a membrán hidrofób részeihez

  8. KLOROFILLOK

  9. KAROTINOIDOK likopin ß-karotin • a karotinok csak C-t és H-t tartalmaznak

  10. FÉNY ÉS FÉNYABSZORPCIÓ

  11. AKCIÓSPEKTRUM: a különböző hullámhosszú fénysugárzások fotoszintézis-rátára való hatása (a chl-a abszorpciós spektrumával egyezik meg leginkább, az a fő fotosz. pigment) • A gerjesztési energia sorsa: • fotokémiai hasznosulás, • hőkibocsátás formájában elvész, • fénykibocsátás (fluoreszcencia) formájában elvész

  12. A FOTOSZINTETIZÁLÓ APPARÁTUS FELÉPÍTÉSE

  13. CALVIN-BENSON-CIKLUS (C3-as fotoszintézis út)

  14. Sok növényben nincs, vagy alig van fotorespiráció, mert speciális mechanizmusokkal a CO2-ot a RUBISCO-hoz tudják koncentrálni. Ilyen mechanizmusok: • CO2-pumpa működtetése vizinövényekben • C4-es fotoszintézis út, amelyben a CO2 fixációja térben elkülönül a Calvin-ciklustól • CAM fotoszintézis út, melynél a CO2-fixáció időben (és térben) különül el a Calvin-ciklustól C4 CAM Zea mays Portulacca oleracea Ananas comosus Amaranthus retroflexus Agave spp. Bothriochloa ischaemum

  15. A C4-es út alapsémája

  16. A CAM fotoszintézis típus

  17. A szacharóz és a citoszólban és a keményítő bioszintézise a kloroplasztiszban.

  18. Glükolízis

  19. 3. A terminális oxidáció

  20. Fotoszintézis függése a környezeti tényezőktől

  21. A fotoszintézis hőmérséklet-függése

  22. CO2 szint növekedési előrejelzés (IPCC 2007)

  23. CO2 fluxusok gyepfelszín felett Szurdokpüspöki Bugac

  24. Primer és szekunder produkció • Fényenergia kb. 34%-a alakul kémiai energiává Pn= Pb-R Pn – nettó fotoszintézis Pb – bruttó fotoszintézis R – légzés (mitokondriális és fény – akár 50%-a lehet a bruttó fotoszintézisnek) A növekedés költségei (légzési veszteség C-ben): Cukrok, poliszacharidok, nukleinsavak: 400-500 mg C Fehérjék: 650 mg C Lignin: 930 mg C Lipidek 1200 mg C (már megkötött C) kell 1 g létrehozásához Átlag: 557 mg C légzési veszteség mellett történik 1 g fitomassza produkciója.

  25. Produkciós hatékonyság • Primer produkció: fotoszintetikus produkció energiatartalma/ abszorbeált PAR mennyisége Trópusi esőerdők: 2% Mérsékelt öv: 1% alatt • Szekunder produkció: szekunder produkció energiatatartalma/ felvett táplálék energiatartalma • A fogyasztási hatékonyságot az asszimilációs hatékonysággal (a véráramba jutó és a felvett energia hányadosa), majd az eredményt a produkciós hatékonysággal (az asszimilált és a produkcióra fordított energia hányadosa) szorozva kapjuk meg az adott szint trofikus (táplálkozási) szint hatékonyságát. Etroph=Efogyasztási * Easszimilációs*Eprodukciós Biomassza piramis Szárazföldi tengeri Gerincteleneknél a kisebb respirációs veszteség miatt nagyobb a hatékonyság

  26. Levél szint µmolCO2.m-2(levél)s-1 • Állomány-szint µmolCO2.m-2(földfelszín)s-nap, év • NEE=NPP-RH • NPP=BPP-RA • Növényi légzés és heterotróf légzés (RA,RH) • Nettó Primer Produkció (NPP) • Bruttó Primer Produkció (BPP) • Net Ecosystem Exchange (NEE, „nyelő” és „forrás”)

  27. NÖP – nettó ökoszisztéma produkció NÖP=1/dt*(Bautotróf szervezetek+Bheterotróf szervezetek+Talaj szervesanyag+-laterális transzfer) B – biomassza gyarapodás, laterális transzfer (természetes, mesterséges)

  28. Légzés, respiráció • 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: - iongrádiensek, lipid- és fehérje-turnoverek (kicserélődés, a fenntartási komponens mintegy 85%-a) energiaigénye • növekedési: - az egyes vegyületek előállításához szükséges energia • ionfelvétel: - grádienssel szemben működő ionpumpák (aktív transzport) energiaigénye

  29. BPP – bruttó primer produkció (GPP) Meghatározó tényezők: • Vegetációtípus – levélfelület mennyisége alapvetően befolyásolja, LAI – leaf area index m2/m2 • Vegetációs periódus hossza: az 5 oC fölötti átlaghőmérsékletű napok. Mo-on 220-260 nap. A limitáló tényezők ebben az időszakban fejtik ki hatásukat. • A környezeti tényezők fotoszintézisre gyakorolt hatása Mo-on különösen fontos a csapadék mennyisége és eloszlása. Az extrém időjárási események is nagy hatást gyakorolnak az NPP-re.

  30. LAI • A lombozat fényáteresztő képessége alapján (Lambert-Beer törvény) • ln I/Io= -k LA • I – megvilágítás intenzitása a lombsátor alatt • Io – lombsátor felett • k – extinkciós koefficiens • Vegetációs indexek alapján (NDVI, IPVI, SAVI)

  31. NDVI=(NIR-VIS)/(NIR+VIS) NDVI: normalised difference vegetation index NIR: közeli infravörös energiája (a zöld levelek reflexiója itt nagy) VIS: látható fény energiája (ebben a tartományban →klorofill, a fény abszorpciója)

  32. BPP és NPP – bruttó és nettó primer produkció • BPP= NPP+Rautotróf • Értéke 0-3500 g/m2 (sivatagok-trópusi esőerdők) • NEE= NPP+Rautotróf+Rheterotróf, (gC m-2 év-1) (Reco=Rautotróf+Rheterotróf) NPP= B+L+A, (gCm-2év-1) L – állati fogyasztás A – avar B – fitomassza gyarapodás A szukcesszió előrehaladtával a produktivitás csökken (növekvő R érték, B tart a 0-hoz) Fitomassza: g m-2 Mérése: növényi részek begyűjtése, de: a produkció jelentős része a mikorrhizáknak és nitrogéngyűjtő baktériumoknak juthat (akár 40%) Produktivitás: g m-2 év-1

  33. A föld alatti, föld feletti biomassza és a talaj széntartalma

More Related