FOTOSINTEZA kapaciteta neto 2012. 1. 19.¢  FOTOSINTEZA ¢â‚¬â€œkapaciteta neto fotosinteze maksimalna fotosinteza

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of FOTOSINTEZA kapaciteta neto 2012. 1. 19.¢  FOTOSINTEZA...

  • FOTOSINTEZA – kapaciteta neto fotosinteze

     maksimalna fotosinteza v optimalnih naravnih razmerah je za različne skupine in vrste rastlin tipična in značilna, imenujemo jo fotosintetska kapaciteta, označujemo pa z Amax ali Phmax.

    C4 rastlineC3 rastline

    • tropske in subtropske trave

    • vrste z veliko RUBISCa in veliko gs

    • poljščine

    • pionirske lesne rastline

    • druge C4 vrste

    • lesne rastline

    • senčne rastline • sončne rastline

    Amax

  • Povprečna maksimalna fotosinteza (Amax, fotosintetska kapaciteta) različnih skupin rastlin. Fotosinteza je bila merjena pri okoljski koncentraciji CO2 pri saturacijski svetlobi, optimalni temperaturi in preskrbljenosti z vodo.

  • OGLJIKOVA BILANCA RASTLINE

     bilanca na nivoju izmenjave plinov:

    za pozitivno bilanco niso pomembne trenutni maksimumi ampak skupni dnevni ali letni neto sprejem ogljika

    ‒ od trajanja obdobij, ki so ugodna oz. neugodna za fotosintezo

    Bilanca je odvisna:

    ‒ od razmerja med fotosintetskimi tkivi in tkivi, ki dihajo ne pa tudi fotosintetizirajo

  • Vednozelene rastline toplih in vlažnih področij, ki vršijo celoletno fotosintezo (npr. lesnate rastline in enoletne zelnate rastline tropov)

    Vednozelene rastline, pri katerih je fotosinteza v delu leta zmanjšana zaradi: - hladnega obdobja (npr. iglavci zmernega pasu) - suhega obdobja (npr. sklerofilni grmi) - kratke fotoperiode v zimskem času ( iglavci S Pacifika)

    Sezonsko zelene rastline (listopadna drevesa, večina zeli): - ki polno izkoriščajo čas, v katerem so olistane - ki delno izkoriščajo čas, v katerem so olistane, zaradi nezadostne svetlobe (podrast) - ki delno izkoriščajo čas, v katerem so olistane, zaradi suše (stepe, savane)

    Rastline, ki fotosintetizirajo le v kratkih obdobjih med sicer dalj časa trajajočimi neugodnimi razmerami: - vaskularne rastline v puščavah z nerednimi padavinami (100-200 ugodnih dni) - vaskularne rastline arktičnih in gorskih predelov (60-90 ugodnih dni) - mahovi, lišaji, alge z občasno fotosintezo (kadar so v hidriranem stanju)

    Č as

    a kt

    iv n

    o st

    i C-BILANCA – trajanje obdobij ugodnih za fotosintezo

    C

  • OGLJIKOVA BILANCA RASTLINE

     bilanca na nivoju rastline:

    - letna bruto fotosinteza Abruto - suha masa listov, nadz.dela, korenin SMlisti , SMnadz.del , SMkorenine

    - število letnih svetlih ur d

    - letno dihanje listov Rlisti

    - letno dihanje ostalega nadzemnega dela Rnadz.del

    - letno dihanje korenin Rkorenine

        d

    koreninekoreninenadz.delnadz.dellistilistibrutolisti2 R SM - R SM - R SM - A SM bilanca CO

  • Fotosinteza

    CO2

    sladkorji

    RastC rezerva Presnova Izvoz

    Listi Steblo KorenineCvet / Plod Mikoriza Talni mikrobi

    Hlapne C snovi

    Heterotrofno dihanje

    Topni organski ogljik

    Avtotrofno dihanje

    CO2

    Opad

  • OGLJIKOVA BILANCA RASTLINE – PORABA ASIMILATOV

    VIR

    PONOR

  • PORABA ASIMILATOV pri različnih ŽIVLJENSKIH OBLIKAH

     ekspanzijski tip: produkcija asimilatov omogoča rast populacije

    primer: enocelični zeleni organizmi npr. Chlorella

     investitorji- hitro pridobivanje ogljika: velika fotosintetska kapaciteta, velik delež fotosintetskih tkiv na skupno maso (vsaj 50%); tvorba listov, kasneje tvorba reproduktivnih organov

    primer: enoletnice

  •  varčevanje za varnost: počasnejša rast, vendar sposobnost preživetja neugodnih razmer; prednost je tudi ta, da je reproduktivni razvoj večkrat mogoč tudi ob negotovi letni ogljikovi bilanci

    primer: dvoletnice, večletnice

  • Nižja nadmorska višina 600 m n.m.v

    Višja nadmorska višina 2600-3200 m n.m.v

  •  Povečevanje biomase in dolgoživost: sekundarna rast, olesenitev

    primer: drevesa

    Masa listov (% od skupne mase)

    mlado drevo do 50

    odraslo drevo 1-5

  • Sezonski vzorci razporejanja in depozicije škroba pri bukvi (črno = veliko, sivo = srednje veliko, pikčasto = malo)

  • PROIZVODNJA SUHE MASE

     relativna hitrost rasti (relative growth rate – RGR):

     11 dangg SM

    1

    t

    SM RGR 

    d

    d

    RGR [g g-1 dan-1]

    Fo to

    si n

    te za

    [µ m

    o l C

    O 2

    m -2

    s- 1 ]

  • dihanje rastlin

    dihanje živali

    dihanje tal

    fotosintezna vgradnja CO2

    vnos opada v tla

    dihanje ekosistema

    emisije

    emisije

    Δ = neto izmenjava C med ekosistemom in atmosfero

    organska snov

    C-BILANCA EKOSISTEMA

  •  bruto primarna proizvodnja (gross primary production = GPP)

    - ves ogljik, ki s fotosintezo vstopi v rastlinsko biomaso

    - dejavniki, ki določajo GPP: LAI, dolžina fotosintetske sezone, variacije v glavnih okoljskih parametrih, ki vplivajo na fotosintezo)

     neto primarna proizvodnja (net primary production = NPP)

    - neto količina ogljika, ki ga s fotosintezo pridobijo rastline

    kjer je Rrastline ... dihanje rastlin

    rastlineR - GPP NPP

  • Ba = nadzemna biomasa Bb = podzemna biomasa ΔB = prirast biomase PPn = neto primarna proizvodnja L = letne izgube biomase z opadom

    OGLJIK v TROPSKEM DEŽEVNEM GOZDU

    številke kg suhe snovi m-2 leto-1

  • Ba = nadzemna biomasa Bb = podzemna biomasa ΔB = prirast biomase PPn = neto primarna proizvodnja L = letne izgube biomase z opadom

    OGLJIK v SESTOJIH SKLEROFILNIH LESNATIH RASTLIN

  • Ba = nadzemna biomasa Bb = podzemna biomasa ΔB = prirast biomase PPn = neto primarna proizvodnja L = letne izgube biomase z opadom

    OGLJIK v MEŠANIH LISTOPADNIH GOZDOVIH

    številke kg suhe snovi m-2 leto-1

  • Ba = nadzemna biomasa Bb = podzemna biomasa PPn = neto primarna proizvodnja L = letne izgube biomase z opadom G = izgube zaradi paše/obžiranja

    OGLJIK v TRAVIŠČIH

    številke kg suhe snovi m-2 leto-1

  • Ba = nadzemna biomasa Bb = podzemna biomasa PPn = neto primarna proizvodnja L = letne izgube biomase z opadom

    OGLJIK v SUBALPSKEM GRMIČEVJU

    številke kg suhe snovi m-2 leto-1

  •  Neto proizvodnja ekosistema (net ecosystem production = NEP)

    - odraža neto kopičenje ogljika v ekosistemu in je razlika med vsem ogljikom, ki vstopa v ekosistem in ogljikom, ki ekosistem zapušča

    - večina C vstopa kot GPP

    - načini, s katerimi C zapušča ekosistem so:

    - dihanje rastlin Rrastline - dihanje heterotrofov Rheterotrofi - izpiranje Fizpiranje - sproščanje hlapnih C spojin iz rastlin F emisije hlapnih C - sproščanje metana FCH4

    - dodaten način, s katerimi C vstopa v/zapušča ekosistem je t.i lateralni prenos (erozija, depozicija, prenos z živalmi: Flateralni

      )F F F F (R - FRGPP NEP 4CH C hlapnih emisijeizpiranjemotnjeiheterotroflateralnirastline

    

  •  Neto ekosistemska izmenjava(net ecosystem exchange = NEE)

    - odraža količino ogljika, ki jo ekosistem izmenjuje z atmosfero

    - merljiv parameter

    ekosistemiheterotrofrastline R - GPP )R (R - GPP NEE 

    Ponoči je GPP = 0, zato je

    ekosistemponoči R - NEE 

    Na podlagi nočne Rekosistem in temperature lahko modeliramo Rekosistem tudi za dnevno obdobje in nadaljujemo

    ekosistempodneviekosistempodnevi RNEEGPPozR - GPP NEE  .

  • dihanje rastlin

    dihanje živali

    dihanje tal

    fotosintezna vgradnja CO2

    vnos opada v tla

    dihanje ekosistema

    emisije

    emisije

    Δ = neto izmenjava C med ekosistemom in atmosfero

    organska snov

  • Invaded site

    Pasture

  • grassland invaded site

    NEE