Ecologia: Efficienza ecologica della fotosintesi

Differenza dovuta

1) Il calcolo considera energia introdotta (24 fot)

2) misure ecologiche includono tutta la luce utilizzabile e non utilizzabile

- fotoni dispersi

- fotoni con lunghezza d’onda diversi

3) Condizioni ambientali variabili (spettri di diversa intensità della luce, albe e

tramonti, risorse scarse, acqua, nutrienti, CO , ecc. )

2

Ipotesi risorse limitanti 390/400 parti per milione (ppm)

CO presente in atmosfera ha raggiunto

2

Ipotesi anidride carbonica

Fotosintesi C 4

Vantaggi ambienti caldi e secchi

periodi glaciali

in generale in riduzione di CO 2

Effetto della concentrazione di CO sulla fotosintesi

2

Aumentando la concentrazione di CO in laboratorio, aumenta il tasso a cui la fotosintesi entra

2

in saturazione luminosa. Ciò suggerisce che un limite alla reazione al buio può essere operato

regolando la concentrazione di CO Risultati simili sono stati ottenuti sul campo incrementando

2.

la concentrazione di CO sotto coperture di plastica

2

Tasso di efficienza fotosintetica espresso come funzione

dell’intensità di luce

Sole conversione

10 20 30 40

0 (%)

25

250

2

fotosintesi -ora) solare

200 20

2

CO/cm di Dell’energia

150 15

fotosintesi sistema saturato efficienza

di della luce

100 10

3

tasso (mm 50 5

efficienza

0 0

0 10 20 30 40x10 HO-450W

Intensità luce incidente (erg/sec/cm , 400-700 mm)

2

Punto di saturazione della luce ½ unità P

1 unità P ½ unità P

½ unità P

A B

(monostrato) (multistrato)

Il vantaggio di un sistema fogliare perforato

Faggio Frassino

Olmo

Sicomoro

Ciliegio Acero

Quercia Salice

I pannelli solari usati dagli alberi delle foreste temperate

Perdita di area fogliare al decrescere della disponibilità di acqua,

piante con fotosintesi CAM

Diversa disponibilità di acqua: allocazione del carbonio

STANDING CROP (raccolto):

Biomassa permanente(organismi viventi):

massa organica presente in un dato tempo e in una data area

NECROMASSA

Sostanza organica morta e non ancora decomposta

Organismi morti

 Parti morte dell’organismo (per es. foglie)

 Flusso di energia e struttura trofica

Le piante usano solo una frazione minima dell’energia luminosa

 disponibile.

La maggior parte dell’energia fissata con la fotosintesi e’ usata per la

 respirazione, non per la sintesi di nuovi tessuti.

Solo una frazione minima dell’energia fissata diventa disponibile per i

 consumatori.

La maggior parte della produzione primaria netta che viene

 consumata entra nella rete trofica dei decompositori.

energia fissata per fotosintesi e’ comunque sufficiente a formare

circa 170 miliardi di tonnellate di materia organica all’anno!!.

Definizione di alcune unità di misura

1 Joule = 1 N m = lavoro fatto o energia spesa da

una forza di un Newton per compiere un

spostamento di 1 metro nella direzione della forza

1 caloria = energia necessaria per portare 1 cm di

3

acqua dalla temperatura di 14,5 °C a 15,5 °C, alla

pressione di 1 atm

1 Watt = lavoro fatto nell'unità di tempo

1 Watt = 1 Joule s = 1 N m s

-1 -1

Definizione di alcune unità di misura

Flusso Radiante = la quantità di radiazione emessa

per unità di tempo (W)

Densità di Flusso Radiante = il flusso per unità

di area (Wm )

-2

Irradianza = la densità di flusso radiante

incidente su una superficie emessa

Emittanza = la densità di flusso radiante da

una superficie

BIOMASSA

quantita’ di materia organica vivente in un determinato sito

Per ottenere dati confrontabili, si

misura come

peso secco / unita’ di

superficie o volume

Es. grammi al metro quadro

g/m o come unita’ di energia

2

J/m 2

NB: L’acqua puo’ costituire anche il 90-95% di un organismo, per

es. in alghe, funghi, celenterati!

Esempi – Foreste mature

foresta boreale : 233 T/ha

 ForestaTropicale : 494 T/ha

 savana: 107 T/ha

 PRODUTTIVITA’

Tasso istantaneo di generazione di nuova biomassa

Unita’ di biomassa / unita’ di superficie / unita’ di

tempo o di energia o di volume

Es.

grammi al metro quadro all’anno g m a

-2 -1

calorie cal (Kcal) m a

-2 -1

Joule J m a

-2 -1

1g di massa secca di biomassa 4500 cal = 4,5 Kcal

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