Ekosistem işlev -karbondioksit ölçümleri

... konulu sunumlar: "Ekosistem işlev -karbondioksit ölçümleri"— Sunum transkripti:

1 Ekosistem işlev -karbondioksit ölçümleri

2 Ekolojik sistemlerde enerji ile ilgili Prensip ve Kavramlar
Ekosistemlerin sürekliliğini sağlayan en önemli konulardan birisi enerji akımı yada ekosistemler ile bölümleri arasında ortaya çıkan enerji transferleridir. Enerji: mekanik, kinetik ve potansiyel şekildedir

3 İş ve Enerji Enerji: “iş yapabilme yeteneği”dir.
canlı organizmalarda enerji şekilleri; mekanik, kimyasal, ışık ve ısı enerjileridir.

4 Potansiyel enerji: depo edilmiş enerjidir. Yalnız iş görmek için kullanılabileceği zamana kadar potansiyel olarak yararlıdır. Yani, kinetik yada serbest enerji şekline dönüşmeden önceki enerji durumunu ifade eder.

5 Tüm organizmalar çalışmak yada bir iş görmek zorundadır.
Bu çalışmadan dolayı kullanabilecekleri bir potansiyel enerji kaynağına gerek duyarlar. örneğin: tohumların embriyolarındaki depolanmış enerji, bitkilerin çimlenmesi ve yeşil yaprakların oluşmasına kadar harcanır. Bu devreden sonra, bitkilerin yaşamlarını devam ettirmesi için gerekli enerji kaynağı güneş enerjisidir

6 Örneğin bir ot-obur hayvan,
Canlılar büyüme ve üreme dahil tüm işlerinde: enerji kullanır ve ısı açığa çıkartırlar Örneğin bir ot-obur hayvan, solunum sırasında bitkisel kaynaklardan aldığı glikozun potansiyel enerjisini açığa çıkartır. Buradaki enerjinin, 2/3'ü mekanik enerjiye dönüşür fizyolojik faaliyetleri için kullanılır. 1/3'ü ise ısı olarak açığa çıkartılır.

7 Ekolojik Verimlilik ve Kavramları
bitkiler tarafından alınan güneş enerjisinin, yalnız çok küçük bir kısmı gıda enerjisine dönüşür. güneş enerjisinin büyük bir kısmı; bitki ve diğer organizmalara ulaşıncaya kadar ısıya dönüşerek atmosfere geri döner!!!!!!!!!!!.

8 Bir hayvan, besin maddelerinin potansiyel kimyasal enerjisini alır
Bu enerjinin büyük bir kısmını, ısı enerjisine dönüştürür. Geriye kalan küçük bir miktar enerjiyi de; büyüme, gelişme ve üreme gibi fizyolojik faaliyetlerinde harcar. Bu duruma göre ekolojik üretkenlik, BİRİNCİL VE İKİNCİL ÜRETİM düzeyleri olarak iki gruptur.

9 I) Birincil üretim: Üretici organizmaların güneş enerjisini, organik bileşikler şeklinde depolama oranına herhangi bir ekosistemin birincil üretimi denir.

10 II) İkincil üretim Tüketici organizmalar düzeyinde enerji depolama oranıdır. Tüketici organizmalar, belirli solunum kayıplarıyla yalnızca hazır gıda maddelerini kullanır ve bu maddeleri farklı dokulara dönüştürürler

11 1) Brüt Birincil Üretim (BBÜ):
Verimlilik saptandığı sırada, solunumla kullanılan organik maddeyi de kapsayan toplam fotosentez miktarıdır. "toplam fotosentez" yada "toplam asimilasyon" adı da verilir. Brüt birincil üretim = TOPLAM FOTOSENTEZ + SOLUNUM

12 2) Net Birincil Üretim (NBÜ):
Verimliliğin saptandığı sırada; solunumla kullanılanlardan arta kalan ve bitki dokularında depolanan organik madde oranıdır. "görünen fotosentez" ya da "net asimilasyon" adlı verilir. Net Birincil Üretim (NBÜ) = TOPLAM FOTOSENTEZ – SOLUNUM Dünyada toplam net primer üretim yıllık 164x109 ton bitkisel kuru madde miktarına eşittir. En düşük üretim değerlerine kurak ve ekstrem soğuk bölgelerde, en yüksek değerlere ise tropik bölgeler ve delta ekosistemlerinde erişilmektedir

13 3) Net Topluluk Üretimi (NTÜ):
Belli bir süre içerisinde (genellikle bir büyüme mevsimi boyunca), ot-oburlar tarafından kullanılmayarak arta kalan ve depo edilen organik madde oranıdır. Net Topluluk Üretimi = net birincil üretim – ot-obur tüketimi

14 Üretimde Ek enerjiler Ek enerjiler, tarımsal bir ürünün yetiştirilmesinde, ürünün kendi kapasitesinden ziyade, kullanılan insan, hayvan ya da petrol, elektrik enerjisi şeklinde olabilir. Hem doğal hem de kültür ekosistemlerinde, yüksek üretim oranları: sistemin dışında saklanan ek enerji girdileri olduğu zaman ortaya çıkar.

15 Bir ekosistemin üretimini değerlendirirken,
iklim, hasat, çevre kirliliği ve ekosistemden enerji alıp götüren diğer olumsuz faktörlerin ortaya çıkarttığı enerji kayıpları dikkate alınmalıdır. Ayrıca, biyolojik yapının devam ettirilmesi için solunumla ortaya çıkacak kayıpları azaltarak, üretimi arttırıcı ek enerji girdilerinin ihmal edilmemesi gerekir.

16 bir çayır vejetasyonunda, toprak üstü aksamda enerji üretimi:
Gübreleme, bakım vs. gibi faktörler tarımsal sistemlerde üretimi artırmada büyük önem taşırlar. bir çayır vejetasyonunda, toprak üstü aksamda enerji üretimi: gübresiz PK gübrelemesi NPK gübrelemesi kcal/ha kcal/ha kcal/ha Tarla ekosistemlerinde de gübreleme gibi girdilerle ile büyük üretim artışları sağlanır

17 Üretimde zaman faktörü
biyolojik toplulukların üretiminden söz ederken; bir zaman birimi belirtmek gerekir. Örneğin: günde yada yılda üretilen gıda maddesi miktarları gibi.

18 Değişik ekolojik yörelere göre üretim zamanları
Orta Anadolu'da buğday, bir büyüme mevsimi içerisinde üretilir. Bu da güzlükler için 7-8 aylık bir devreyi kapsar. Ancak, ertesi yıl toprakta nem koşulları yeterli olmadığı için tarlalar nadasa bırakılır. Bu şekilde gerçekte 7-8 ay gibi bir sürede yapılmış olan üretim, aslında iki yıl gibi daha uzun bir üretim zamanı içerisinde gerçekleştirilmiş olur. Dolayısı ile bu bölgede, ekolojik koşulların kısıtlayıcı etkisi gerçek üretkenliğin daha düşük düzeyde kalmasına yol açar.

19 Öte yandan Çukurova'da buğday-buğday ekim nöbeti sisteminde
Gerçek üretim zamanı yine 6-7 ay gibi bir süredir. Yılın geri kalan aylarında tarlalar boş kalır. Ama, Orta Anadolu'daki durumun aksine, Çukurova’daki ekolojik koşullar, özellikle sulama olanaklarının olduğu yerlerde, arada kalan süreleri üretimle değerlendirmeye uygundur.

20 Öyle ki pamuktan sonra;
kış devresinde fiğ + yulaf, hatta fiğ + iskenderiye Üçgülü + yulaf karışımları yaz devresinde buğdaydan sonra; sulanan tarlalarda soya, mısır, sorgum, yerfıstığı gibi bitkileri ekme olanağı vardır. Böylece yıl boyunca; tarımsal üretim yapılabilecek şekilde üretim zamanını uzatarak, ekolojik üretkenliği yüksek tutmak olanaklıdır

21 Üretimde ekolojik uyum
İsrail’de, günlük enerji girdisi ve brüt birincil üretim çok yüksek olmasına karşın, net birincil üretimin diğerlerinden çok fazla olmamasıdır KCAL/m2/GÜN Güneş enerjisi BBÜ NBÜ BBÜ/ Güneş Enerjisi (%) NBÜ/Güneş enerjisi (%) NBÜ/BBÜ (%) Şeker kamışı (Havai) 4000 306 190 7.6 4.8 62 Sulu mısır (İsrail) 6000 405 6.8 3.2 47 Şekerpancarı (ingiltere) 2650 202 144 7.7 5.4 72

22 Bunun nedeni, sıcak koşullarda solunum kayıplarının diğer yerlere oranla daha fazla olmasıdır.
Nitekim, NBÜ/BBÜ oranı ingiltere'de % 72 olduğu halde, bu oran israil'de % 47'dir. bu nedenle, herhangi bir yerde tarımsal üretimin daha etkili bir duruma getirilebilmesi için: Foto-sentetik etkinliği yüksek ürünlere yönelerek, ekolojik üretkenliğin artırılmasına çalışmalıdır.

23 En uygun koşullarda bile; yıl boyunca devamlı yüksek günlük güneş enerjisi transfer oranlarını korumak yada geniş tarım alanları üzerinde her yerde aynı yüksek verim değerlerini elde etmek olanaksızdır. bitki yetiştiriciliğinde, yüksek verimlilik yada yüksek NBÜ/BBÜ oranları; her türlü kültürel uygulamalarla, sulama, gübreleme, genetik seleksiyon, hastalık ve zararlı kontrolünde kullanılan biyolojik enerji girdileri ile sağlanmaktadır. ayrıca petrol, tarımda güneş enerjisi kadar önemli ek enerji girdisidir

24 “ek enerji girdisi” denir.
Ekosistemin kendi kendini devam ettirmesi için gerekli iç enerji harcamalarını azaltan ve daha fazla enerjiyi üretime dönüştüren herhangi bir enerji kaynağına “ek enerji girdisi” denir.

25 Teknolojisi ileri ülkelerde yapılmakta olan yüksek tarımsal üretim, bol miktarda ek enerji girdileriyle sağlanmaktadır. Bu ülkelerde geliştirilen yeni çeşitler bir anlamda bu yüksek oranlı ek enerji girdilerine uyum göstermişlerdir. Tohumluk Gübreleme İlaçlama Tarımsal mekanizasyon Sulama Tarımsal kredi

26 Üretimde Bitkisel özellikler
yaprak alanı indeksleri, canlı biyolojik yığının bir ölçüsü olarak düşünülebilir. yaprak alanı indeksi yaklaşık 4 cm2/cm2 olduğu zaman (yani, güneş ışınlarıyla karşı karşıya kalan yaprak yüzeyi toprak yüzeyinden 4 kez büyük olduğu zaman) maksimum net üretim elde edilmektedir. Buna karşılık, yaprak alanı indeksi orman gibi ekolojilerde 8-10 düzeyine ulaştığı zaman, maksimum brüt üretime erişilmektedir. yaprak alanı yüzeyi arttıkça net üretim azalmaktadır. Bunun nedeni, yaprak alanı ve destekleyici dokular genişledikçe solunum kayıplarının da buna paralel olarak artmasıdır.

27 Çeltik ve benzeri tarla bitkilerinde;
Çeltikte, kuru madde verimi ile bitki ömrü olumlu ilişkilidir. ancak maksimum tane verimine daha erkenci çeşitlerden alınmıştır. Yani, tane verimi yüksek çeşitler erme süresi en uzun olan çeşitler değildir. Çeltik ve benzeri tarla bitkilerinde; fotosentezin en randımanlı olduğu optimum yaprak alanı gelişimi ile tane oluşumunun aynı zamana denk gelmesi ekolojik verimlilik kavramını açıklamaktadır

28 gibi bitki gelişme devreleri
Ekonomik değeri olan ürünlerde, fotosentezle tutulan besin maddelerinin maksimuma ulaşması için; Çiçeklenme, Tane Doldurma, Yumru Büyümesi gibi bitki gelişme devreleri Yaprak Alanının Optimuma ulaştığı devreye denk gelmelidir.

29 "bitki mimarisi" çalışmalarında tahıllarda verim artışları için seleksiyon kriterleri;
tane/sap oranı yüksek çeşitlerin seleksiyonu, yaprak alanı, yaprakların şekil ve dizilişi, hızlı bir vegatatif gelişme, kısa zamanda optimum yaprak alanı indeksine ulaşma, Ve uzun süre bu düzeyde kalarak maksimum besin maddelerini biriktirme

30 yaprak alanı, yaprakların şekil ve dizilişi

31 Long green period kısa zamanda optimum yaprak alanı indeksine ulaşma,
Ve uzun süre bu düzeyde kalarak maksimum besin maddelerini biriktirme Long green period

32 “net üretimi en üst düzeye ulaştıran insanoğludur”
Bu karakterler yönünden yapılan seleksiyonlarla; tüm bitkilerin toplam kuru madde üretimi artmayabilir. Ancak, üretilen kuru maddenin bitki organları arasındaki dağılım oranları değişir. Öyle ki, üretilen kuru maddenin büyük bir kısmı taneye, daha az kısmı da yaprak, sap ve köklere gider. Kısaca; "brüt üretimi en üst düzeye çıkaran doğa,” buna karşılık “net üretimi en üst düzeye ulaştıran insanoğludur”