Ökosüsteemi tootlikkus on keskne ökoloogiline mõiste, mida kasutatakse Maa erinevate keskkondade mitmekesisuse ja erinevuste mõistmiseks. See parameeter on ökoloogiliste võrgustike toimimise põhialus.
Millised on ökosüsteemi tootlikkuse alused? Mis tüübid on olemas? Järgmistes ridades vastame küsimustele selle toimimise ja põhitõdede kohta.
Tootlikkus ökosüsteemis
Loomad ja taimed kasutavad toidust saadavat energiat oma elutähtsate funktsioonide täitmiseks. Samamoodi kasutatakse seda energiat elusolendi kasvamiseks.Kasv ei ole funktsionaalsest vaatenurgast midagi muud kui biomassi – elusolendites mateeria kujul talletatud energia – suurenemine.
See biomassi suurenemine on tõhus viis ökosüsteemide dünaamika määramiseks ja seda saab mõõta erinevatel viisidel.
Ökoloogias on ökosüsteemi tootlikkus ehk esmane produktsioon biomassi suurenemine pinna- ja ajaühiku kohta. Sellise lihtsa määratluse taga on peidus mõõdetav parameeter, mis mõjutab Maal eksisteerivate ökoloogiliste süsteemide keerukust.
Tootlikkus mõõdab seega elusolendite arvu muutust antud ajal ja kohas. Tootlikkust on mitut tüüpi, mida käsitleme järgmistes osades.
Esmane tootlikkus: energiavärav
Mõnikord unustavad inimesed taimede tähtsuse eluks. Oma toitumisviisi tõttu peetakse taimeorganisme esmatootjateks: energiaväravaks ökosüsteemidesse.
Nagu me teame, teevad taimed ise fotosünteesi põhjal toitu. Mitmete keerukate biokeemiliste reaktsioonide kaudu sünteesivad taimed suhkruid orgaanilisest ja anorgaanilisest ainest ning valgusest. Tänu sellele saavad nad oma biomassi kasvatada, ilma et peaksid teisi organisme tarbima.
Noh, taimedes nimetatakse biomassi suurenemist aja- ja pindalaühiku kohta esmaseks tootlikkuseks. See tootlikkus on ökosüsteemide dünaamika jaoks ülioluline, kuna taimed on Päikese energia "värav" toiduvõrkudesse.
Võime eristada brutoesmatoodangut - lihts alt biomassi suurenemist - või neto - biomassi suurenemist, millest lahutatakse hingamisele kulutatud energia. Netoväärtus on see, mis annab üldiselt kõige kasulikuma.
Esmatootmise keskne tähtsus
Esmane tootlikkus on tegur, mis määrab troofiliste ahelate struktuuri, st ökosüsteemide elusolendite toitumis- ja etoloogilised seosed.
See on nii, sest taimed on taimtoiduliste, taimtoiduliste lihasööjate ja nii edasi, kuni tippkiskjateni, toidu aluseks. Seetõttu mõjutab biomassi tootmine taimedes lõpuks kõiki troofilise võrgu elemente.
Portaali Encyclopedia Britannica andmetel on vaid 1 või 2% maapinnale jõudvast päikeseenergiast võimelised muutuma orgaaniliseks aineks. Kuid ainsad organismid, mis on võimelised seda muundamist tegema, on fotosünteesivad organismid. Seetõttu on need toiduahelate jaoks nii olulised.
Selle näitena võime mõelda rohumaa ökosüsteemile. Kui konkreetsel aastal on rohu tootlikkus madal – näiteks vihma puudumise tõttu –, on küülikutel (rohutoidulistel) vähem toitu ja nende populatsioon väheneb. See omakorda mõjutab hunte (kiskjaid), kuna jahtimiseks on vähem taimtoidulisi.
Väga kõrge tootlikkusega ökosüsteemid
Meie planeedi erinevate ökosüsteemide vahel on tootlikkus tohutult erinev. Seal on väga produktiivsed keskkonnad, kus loomne biomass kasvab aasta-aast alt tohutult. Suurema tootlikkusega ökosüsteemide hulgast võime esile tõsta järgmist:
- Märgalad.
- Korallirifid.
- Suudmealad.
- Rannikualad.
- Ekvatoriaalmetsad.
Kõiki neid valdkondi ühendab kõrge esmane tootlikkus, mis omakorda allub suurele tarbijaskonnale - taimtoidulistele ja lihasööjatele. Seda tüüpi ökosüsteemid, peale selle, et nad on väga produktiivsed, toetavad tohutut bioloogilist mitmekesisust.
Madala tootlikkusega ökosüsteemid
Teisest küljest on teistes ökosüsteemides esmatootjaid (fotosünteetilisi) äärmiselt vähe ja need piiravad suuresti keskkonna tootlikkust.Sellised on kõrbed, polaarvööndid ja ookeanide keskosad. Nagu loogiline, piirab esmatootjate puudumine tarbijate olemasolu täielikult.
Teisene tootlikkus
Sekundaarne tootlikkus viitab tarbijate biomassi kasvule piirkonna ja aasta kohta. Nagu juba mainisime, piiravad need esmatootjad.
Samuti on sekundaarsete tootjate jaoks tohutud piirangud, mis on tingitud muundamise halvast efektiivsusest. Esmatootjatest on teistele loomadele ülekantav vaid 40–50% nende salvestatud energiast. Taimtoidulised ja lihasööjad on aga võimelised omastama vaid 5–25% oma toidust.
See tähendab, et toiduahela tippu jõudes on toidust saadavat energiat väga vähe. Seetõttu tuleb liigi energiavajaduse rahuldamiseks kulutada tohutult palju.Olenev alt ökosüsteemi kvaliteedist ja seda moodustavatest liikidest on ühelt troofiliselt tasemelt teisele üleminev energia hulk erinev.
Mida rohkem energiat loom oma ainevahetusega kulutab, seda vähem biomassi ta genereerib.
Kokkuvõtteks võib öelda, et ökosüsteemi tootlikkus on parameeter, mis annab meile olulist teavet ökosüsteemide dünaamika kohta ning mõjutab suuresti loomade ja taimede troofilisi võrgustikke.