PAR → ATP, NADPH ~34%-os hatékonyság

1. PAR → ATP, NADPH ~34%-os hatékonyság a további lépések (CO2 redukció, szubsztrát regeneráció, transzport, új vegyületek szintézise, légzési folyamatok (iongrádiensek fenntartása, biomassza fenntartási légzése)) során az eredő hatékonyság jelentősen csökken. A vegetációs periódus hosszát is tekintetbe véve → az energiaátalakítás hatékonysága 3% alatti még a trópusi esőerdők esetében is. A növekedés „költsége”: 0.557gC/g száraztömeg→ a növekedési légzés „költsége” 25%-os A CO2-felvétel korlátai (PAR, CO2cc, víz,T) emelkedő légköri CO2-szint, vegetáció válaszai levél-élethossz ↔fotoszintetikus aktivitás turnover, N-tartalom SLA (támasztószövetek) védekezés (lignin, tannin) Az állományok felső szintjei, → a felületi határréteg vastagsága miatt is (+PAR lim.) a legproduktívabbak. állomány vs levél Pn-PAR telítődése

2. Produkció= termelés-fogyasztás~fotoszintézis-légzés Légzés, respiráció mitokondriális légzés →oxidatív foszforiláció ~ a glükóz elégetése révén nyer ATP-t a fenntartási, a növekedési légzéshez, továbbá az ionfelvételhez (aktív) →floem transzport, tápanyagok aktív transzporttal való felvétele fenntartási: - lipid- és fehérje-turnoverek (kicserélődés) energiaigénye növekedési: - az egyes vegyületek előállításához szükséges energia ionfelvétel: - grádienssel szemben működő ionpumpák energiaigénye

3. Egyedi szintű produkció • Produktivitás – a produkciós folyamat intenzitása • produktum - „ eredménye • Allokáció: a növekedés megoszlása a növény részei (hajtás, gyökérzet, virágzat) között • Liebig törvénye: • a növekedést az egyes elemek különböző mértékben határozzák meg • a leginkább korlátozó elem mennyisége határozza meg a maximális növekedési sebességet • Egyedi produkciós mutatók – a növény morfológiája, „levelessége” (allokáció) • Nettó asszimilációs ráta (NAR) g.m-2nap-1 ----- „egységnyi teljesítmény” • Levélfelület-arány (LAR) m2.g-1 „egységnyi munkaerő” • Relatív növekedési ráta (RGR) nap-1 • RGR= NAR * LAR

4. A szigmoid növekedési görbe a tömeg (hossz) időbeli alakulását adja meg, a növekedés aktuális sebessége ennek a görbének a (t időpontban vett) meredeksége → abszolút növekedési ráta/sebesség (g.nap-1)

5. Állományszintű produkciós folyamatok a fény elnyelődése a lombsátorban, levélfelület-index (LAI, leaf area index, m2/m2) I=Ioe-kL I: beeső PAR. Io: a lombsátor alatt mért PAR, k: extinckiós együttható, L: LAI Bruttó primer produkció (GPP, Gross Primary Prodcution) Nettó primer produkció (NPP, Net Primary Production) fitomassza, produkció (gm-2), produktivitás (gm-2év-1) NPP=GPP-Rautotróf, (~0.5*GPP) (degree days, T=summa(Tnapi közép-Tbase) és NPP=dB+L+A (dB: tömeggyarapodás, L: legelés, A: avar) (NEP: nettó ökoszisztéma produkció) NEP=NPP-Rheterotróf- egyéb C-veszteségek (kimosódás, metán emisszió, diszturbancia) (éves időskálák, vegetációs periódus hossza fontos)

6. A megkötött szervesanyag sorsa a C-tárolás (klímavédelem) szempontjából GPP vs légzési komponensek (tápláléklánc) és zavarás NEP: nettó ökoszisztéma produkció NBP: nettó biom produkció (regionális skála) tér és időskála (levél, növényi állomány, ökoszisztéma

7. Ökoszisztémák élőlények (biotikus) környezetük (abiotikus, levegő, víz, talaj, sugárzó energia) NPP, GPP, Ra, Rh biomassza, élő és holt fitomassza NPP=GPP-Ra ,NEP=NPP-Rh NBP=NEP-Fzavarás herbivorok szaprofiták légzése Autotróf légzés Fzavarás →zavarásból eredő (C-)veszteségek NEP NPP GPP NEP, nettó ökoszisztéma produkció NBP, nettó biom produkció 100 J 1-10 J

8. Biomassza piramis terresztris pelagikus reprodukciós ciklus hosszú rövid Energia piramis

9. C-mérleg Amiért érdekes • Az emissziók hozzávetőlegesen 40%-át veszi fel a terresztris vegetáció • - Az öreg erdők nagy jelenleg is mennyiségben veszik fel a szenet (vö, a klimax társulás produktivitása koncepció). • - Megőrzésük ezért a klímavédelem szempontjából fontos feladat. • Az új telepítésű erdők: a telepítést követően legalább 10 év szükséges ahhoz hogy forrásból nyelővé váljanak. • A megkötött C 30%-a 30-100 éves kicserélődési idejű szénformákhoz kötve a talajban marad • Large sinks credits have beengiven to specific countries andwill be traded.... Kyoto

10. Mit mérünk? • Levél szint • µmolCO2.m-2(levél)s-1 • Állomány-szint • µmolCO2.m-2(földfelszín)s-nap, év • - NEE=NPP-RH • - NPP=BPP-RA • Növényi légzés és heterotróf légzés (RA,RH) • Nettó Primer Produkció (NPP) • Bruttó Primer Produkció (BPP) • Nettó Ökoszisztéma Gázcsere,→Net Ecosystem Exchange (NEE, „nyelő” és „forrás”)

11. NDVI=(NIR-VIS)/(NIR+VIS) NDVI: normalised difference vegetation index NIR: közeli infravörös energiája (a zöld levelek reflexiója itt nagy) VIS: látható fény energiája (ebben a tartományban →klorofill, a fény abszorpciója)

12. Minél nagyobb az NDVI értéke, annál nagyobb az adott terület produktivitása

13. Nettó primer produkció (g/m2/év) • vegetációs periódus hossza • évi középhőmérséklet (hőösszeg), csapadékösszeg A vegetációs periódusra integrált NDVI..

15. A trópusi esőerdők NPP-jéhez fogható a lápok, mocsarak, korallzátonyok és „alga-ágyak” (kontinentális selfek) NPP-je. A trópusi esőerdők a Föld felszínének 4%-át foglalják el, biomasszájuk (és produktivitásuk) viszont ¼-e az összes biomasszának. kicserélődési idők (avarbomlás) néhány (~10) hét (trópusi erdő) – néhány év (mérsékelt övi tűlevelű növényállományok)

16. A nyílt óceánok területi aránya (71%) az alacsony produktivitás ellenére az esőerdőkéhez hasonló összes NPP-t ad.

17. GPP Reco NEE

18. Dekompozíció, a szerves anyag lebomlása (lebontók -- a felvett energia (GPP) legnagyobb része áthalad) NPP Avarképződés és dB L A bomlás (exponenciális) At=A0e-kt At,0: az avar tömege a t-ik és a 0-ik időpillanatban e: a természetes logaritmus alapszáma k: a bomlási ráta (1/év) 1/k: átlagos tartózkodási idő k= éves avarmennyiség/a talajon lévő avarmennyiség k=0.1 → mérsékeltövi fenyvesek..... k=4→trópusi erdő) „Priming” : a bomlás sebessége a rizoszférában gyorsabb, mint az egyéb talajrétegekben oka: a lebontó mikroorganizmusok a gyökerektől „kapott” cukrot közvetlenül használják az egyéb (időseb) szervesanyagok bontásához. bomlási ráta (k) kezdeti lignin:nitrogén (C:N) arány