Экосистемное дыхание - это сумма всего дыхания живых организмов в конкретной экосистеме . [1] Двумя основными процессами, которые способствуют дыханию экосистемы, являются фотосинтез и клеточное дыхание . Фотосинтез использует углекислый газ и воду в присутствии солнечного света для производства глюкозы и кислорода, тогда как клеточное дыхание использует глюкозу и кислород для производства углекислого газа, воды и энергии. Координация входов и выходов этих двух процессов создает полностью взаимосвязанную систему, составляющую основу функционирования общего дыхания экосистем.
Это операция, при которой организмы в определенной экосистеме используют процесс дыхания для преобразования органического углерода в двуокись углерода. Хотя количество дыхательных движений зависит от типа экосистемы и численности сообщества, этот механизм имеет место как в водной, так и в наземной среде.
Обзор
Клеточное дыхание - это общая взаимосвязь между автотрофами и гетеротрофами . Автотрофы - это организмы, которые производят свою собственную пищу в процессе фотосинтеза, тогда как гетеротрофы - это организмы, которые не могут приготовить себе пищу и зависят от автотрофов в питании. [2] Эти две категории живых существ работают в координации между фотосинтезом и дыханием, поскольку обе они производят продукты, которые использует другой процесс. Клеточное дыхание происходит, когда клетка берет глюкозу и кислород и использует их для производства углекислого газа, энергии и воды. Эта транзакция важна не только для пользы клеток, но и для выработки углекислого газа, который играет ключевую роль в процессе фотосинтеза . Без дыхания прекратились бы действия, необходимые для жизни, такие как метаболические процессы и фотосинтез. Экосистемное дыхание обычно измеряется в естественной среде, такой как лес или луга , а не в лаборатории. Экосистемное дыхание - это часть производства углекислого газа в потоке углерода экосистемы , в то время как фотосинтез обычно составляет большую часть потребления углерода экосистемой. [3] Углерод циркулирует по всей экосистеме, поскольку различные факторы продолжают поглощать или высвобождать углерод в различных обстоятельствах. Экосистемы поглощают углерод в результате фотосинтеза, разложения и поглощения океаном. [4] Экосистемы возвращают этот углерод через дыхание животных и растений. [4] Этот постоянный цикл углерода в системе - не единственный переносимый элемент. При дыхании животных и растений эти живые существа поглощают глюкозу и кислород, выделяя энергию, углекислый газ и воду в виде отходов. Эти постоянные циклы обеспечивают приток кислорода в систему и углерода из системы.
Важность
В естественных экосистемах наибольшее использование углерода происходит за счет поглощения углерода в процессе фотосинтеза, а второе по величине использование углерода - за счет выделения углерода в процессе клеточного дыхания. [5] минутные изменения этих двух потоков могут иметь большее влияние на углекислый газ в атмосфере. [6] Эти два процесса оказывают значительное влияние на концентрацию углекислого газа в атмосфере, делая их правильное функционирование важным для поддержания жизни. Без углекислого газа растения не смогли бы осуществлять фотосинтез, в свою очередь, не производя кислород, влияя на все формы жизни на Земле. Без присутствия дыхания экосистемы во всех системах Земли можно с уверенностью сказать, что основная идея «жизни» была бы утеряна. До этих процессов в первые годы формирования Земли воздух и океаны были бескислородными. [7] бескислородная среды является одним без присутствия кислорода, главно , состоящая из анаэробных микробов. Эволюция кислородного фотосинтеза в атмосфере увеличила продуктивность биосферы, увеличивая биоразнообразие. [7] С присутствием фотосинтеза, обеспечивающего кислород в атмосферу, дыхание вскоре эволюционировало, чтобы обеспечить необходимые компоненты фотосинтеза, необходимые для его функционирования. Эта совместная эволюция процессов фотосинтеза и дыхания привела нас к биоразнообразию и плодородным экосистемам, которые мы знаем сегодня.
Смотрите также
- Углекислый газ в атмосфере Земли
- Экология экосистемы
- Вихревой ковариационный поток (вихревая корреляция, вихревой поток)
- Поток
- Биогеохимия
Рекомендации
- https://web.archive.org/web/20100612133703/http://face.env.duke.edu/projpage.cfm?id=38
- http://eco.confex.com/eco/2008/techprogram/P10688.HTM
- Биогеохимия . Генрих Д. Холланд, Уильям Х. Шлезингер, Карл К. Турекян. 702 стр. Elsevier, 2005. ISBN 0-08-044642-6
- Ивон-Дюроше, Габриэль; Кэффри, Джейн М .; Ческатти, Алессандро; Доссена, Маттео; Джорджио, Поль дель; Gasol, Josep M .; Монтойя, Хосе М .; Пумпанен, Юкка; Штер, Питер А. (2012-06-20). «Согласование температурной зависимости дыхания по временным шкалам и типам экосистем». Природа . 487 (7408): 472–476. DOI : 10.1038 / nature11205. ISSN 0028-0836
- ^ Ивон-Дюроше, Габриэль; Кэффри, Джейн М .; Ческатти, Алессандро; Доссена, Маттео; Джорджио, Поль дель; Gasol, Josep M .; Монтойя, Хосе М .; Пумпанен, Юкка; Штер, Питер А. (2012-06-20). «Согласование температурной зависимости дыхания по временным шкалам и типам экосистем». Природа . 487 (7408): 472–476. Bibcode : 2012Natur.487..472Y . DOI : 10.1038 / nature11205 . ISSN 0028-0836 . PMID 22722862 . S2CID 4422427 .
- ^ «Изучите разницу между автотрофами и гетеротрофами» . БЮС . Проверено 7 декабря 2020 .
- ^ Ловетт, Гэри М .; Коул, Джонатан Дж .; Пейс, Майкл Л. (01.02.2006). «Равно ли чистое производство в экосистеме накоплению углерода в экосистеме?». Экосистемы . 9 (1): 152–155. DOI : 10.1007 / s10021-005-0036-3 . ISSN 1435-0629 . S2CID 5890190 .
- ^ а б «Углеродный цикл | Национальное управление океанических и атмосферных исследований» . www.noaa.gov . Проверено 23 ноября 2020 .
- ^ Гао, Сян; Мэй, Сюжун; Гу, Фэнсюэ; Хао, Вэйпин; Ли, Хаору; Гонг, Даочжи (14 декабря 2017 г.). «Дыхание экосистемы и его компоненты на богарных пахотных землях весенней кукурузы на Лессовом плато, Китай» . Научные отчеты . 7 (1): 17614. Bibcode : 2017NatSR ... 717614G . DOI : 10.1038 / s41598-017-17866-1 . ISSN 2045-2322 . PMC 5730584 . PMID 29242569 .
- ^ Суло, Мари; Муро, Кристина; Дюфранн, Дельфина; Буйсе, Полина; Бодсон, Бернард; Дестен, Жан-Пьер; Хайнеш, Бернард; Дебак, Ален; Обине, Марк (2011-05-15). «Дыхание трех бельгийских культур: разделение общего дыхания экосистемы на его гетеротрофные, наземные и подземные автотрофные компоненты» . Сельскохозяйственная и лесная метеорология . 151 (5): 633–643. DOI : 10.1016 / j.agrformet.2011.01.012 . ISSN 0168-1923 .
- ^ а б Бендалл, Дерек С; Хау, Кристофер Дж; Нисбет, Юан Джи; Нисбет Р. Эллен Р. (27 августа 2008 г.). «Введение. Фотосинтетическая и атмосферная эволюция» . Философские труды Королевского общества B: биологические науки . 363 (1504): 2625–2628. DOI : 10.1098 / rstb.2008.0058 . ISSN 0962-8436 . PMC 2459219 . PMID 18468981 .