Содержание
Экосистема включает в себя животных, растения, микробы и неживые компоненты среды обитания вокруг них, такие как вода, воздух и почва. Каждый живой организм требует определенной формы производства энергии. Все животные нуждаются в дыхании, обмене кислорода на углекислый газ, чтобы остаться в живых. Растения также нуждаются в дыхании и кислороде, но они также фиксируют или удаляют углерод из окружающей среды и производят животворящий кислород, который используется животными, питаемыми солнечной энергией, которую они собирают с использованием специализированных органелл, называемых хлоропластами. Чистый обмен экосистемами рассчитывается по формуле, которая показывает, сколько углерода попадает в окружающую среду по сравнению с тем, сколько удаляется. Чистый обмен экосистемами также иногда называют «чистым производством экосистем».
Углеродный цикл
Чтобы поддерживать жизнь на Земле, как сейчас, углерод в атмосфере и углерод, содержащийся в биологических организмах, должны быть сбалансированы. Если нет, изменение климата приведет. Животные и люди добавляют больше углерода в экосистему, просто дыша. Атмосферный углерод также образуется в результате разложения, поскольку мертвые животные и растительные вещества высвобождают углерод, хранящийся в их тканях, а также в результате сжигания деревьев, растений и ископаемого топлива, такого как нефть и уголь. Чтобы противодействовать этим эффектам, живые растения называют «поглотителями углерода», потому что они удаляют углекислый газ из окружающей среды и превращают его в кислород и пищевую энергию.
Ключевые факторы и условия
Несколько факторов необходимы для определения чистого обмена экосистемы. Первое - это чистая первичная продукция, которая представляет собой чистое количество органического углерода, удаленного из экосистем растениями. Растения являются автотрофами, что означает, что они способны образовывать питательные вещества и энергию из неорганических веществ и солнечного света во время процесса, называемого фотосинтезом. Общее количество углерода, фиксированного - удаленного из экосистемы - во время фотосинтеза называется валовым первичным производством. Тем не менее, растения также выделяют углерод во время дыхания. Следовательно, чистая первичная продукция рассчитывается путем вычитания количества углерода, выделяемого растениями во время дыхания, из количества углерода, зафиксированного во время валовой первичной продукции.
Определение чистого обмена экосистем
В то время как растения являются автотрофами, люди и животные являются гетеротрофами, что означает, что они требуют органических питательных веществ - пищи - из окружающей среды и должны использовать кислород для производства энергии из переваренной пищи. Гетеротрофное дыхание производит большое количество углерода, который попадает в экосистему. Следовательно, чистый обмен экосистемами определяется путем вычитания количества углерода, произведенного гетеротрофным дыханием, из чистого первичного производства.
Свойства экосистем
Углеродный баланс является фундаментальным свойством, которое гарантирует, что экосистемы являются устойчивыми и здоровыми. Чистый обмен экосистемами помогает оценить баланс углеродного цикла. Поскольку он рассчитывается путем вычитания того, сколько углеродных растений фиксируют или удаляют из того, сколько углерода попадает в экосистему, наилучшим результатом будет отрицательное значение. Например, данные за 1992-2000 годы показали, что леса в восточной части Соединенных Штатов имели чистый обмен экосистемами в диапазоне от -84 до -740. Это указывает на то, что удаляется больше углерода, чем выделяется. Если углерод не будет эффективно удален, качество воздуха и жизни в экосистеме пострадает. Другими факторами, которые необходимо учитывать для баланса углерода в экосистеме, является загрязнение от заводов и транспортных средств, в то время как океаны также удаляют углерод из атмосферы.