13,124
עריכות
שינויים
קפיצה לניווט
קפיצה לחיפוש
משורה 9:
שורה 9: − + שורה 28:
שורה 28: − + שורה 69:
שורה 69: − +
החלפת טקסט – "ואו" ב־"ו/או"
ברמה הפיזיקלית, כמעט כל הייצור ראשוני הוא ההמרה של [[אנרגיה]] מהצורה של קרינה אלקטרומגנטית לצורה אגורה של אנרגיה כימית, שמתבצעת על ידי יצורים חיים. המקור העיקרי לאנרגיה זו היא [[אנרגיית שמש]]. חלק זעיר מהייצור הראשוני נובע מחיידקים שמנצלים אנרגיה כימית שאצורה במולקולות כימיות אנ-אורגניות.
ברמה הפיזיקלית, כמעט כל הייצור ראשוני הוא ההמרה של [[אנרגיה]] מהצורה של קרינה אלקטרומגנטית לצורה אגורה של אנרגיה כימית, שמתבצעת על ידי יצורים חיים. המקור העיקרי לאנרגיה זו היא [[אנרגיית שמש]]. חלק זעיר מהייצור הראשוני נובע מחיידקים שמנצלים אנרגיה כימית שאצורה במולקולות כימיות אנ-אורגניות.
ללא קשר למקור שלה, אנרגיה זו משמשת כדי לסנתז מולקולות אורגניות מורכבות, ממולקולות אן-אורגניות פשוטות יותר כמו [[פחמן דו חמצני]] (CO<sub>2</sub>) ומים (H<sub>2</sub>O). שתי המשוואות הבאות הם ייצוג מופשט של פוטוסינתזה (משוואה ראשונה) ושל כימוסינתזה (משוואה שניה):
ללא קשר למקור שלה, אנרגיה זו משמשת כדי לסנתז מולקולות אורגניות מורכבות, ממולקולות אן-אורגניות פשוטות יותר כמו [[פחמן דו חמצני]] (CO<sub>2</sub>) ומים (H<sub>2</sub>O). שתי המשוו/אות הבאות הם ייצוג מופשט של פוטוסינתזה (משוואה ראשונה) ושל כימוסינתזה (משוואה שניה):
::: CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O + ''light'' -> CH<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub> <br>
::: CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O + ''light'' -> CH<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub> <br>
::: CO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> + 4 H<sub>2</sub>S -> CH<sub>2</sub>O + 4 S + 3 H<sub>2</sub>O
::: CO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> + 4 H<sub>2</sub>S -> CH<sub>2</sub>O + 4 S + 3 H<sub>2</sub>O
'''הייצור הראשוני הגולמי''' העולמי הממוצע עומד על 5.83×10<sup>06</sup> קלוריות למטר רבוע בשנה שהן רק 0.06% מכמות האנרגיה שהתקבלה למטר רבוע. לאחר הורדת עלויות אנרגטיות של נשימה, '''הייצור הראשוני נטו''' הוא כ-4.95×10<sup>06</sup> קלוריות למטר רבוע בשנה או כ-0.05% מתוך זרם האנרגיה המגיע לכדור הארץ. זו [[יעילות תרמודינמית]] הממוצעת של הייצור הראשוני.<ref name="globalchange"/> בצמחי יבשה היעילות יכולה להגיע ליעילות גבוה יותר ולעמוד על כ- 2-3%, ובאצות ימיות היא יכולה להגיע עד ליעילות של כ-1%. <ref
'''הייצור הראשוני הגולמי''' העולמי הממוצע עומד על 5.83×10<sup>06</sup> קלוריות למטר רבוע בשנה שהן רק 0.06% מכמות האנרגיה שהתקבלה למטר רבוע. לאחר הורדת עלויות אנרגטיות של נשימה, '''הייצור הראשוני נטו''' הוא כ-4.95×10<sup>06</sup> קלוריות למטר רבוע בשנה או כ-0.05% מתוך זרם האנרגיה המגיע לכדור הארץ. זו [[יעילות תרמודינמית]] הממוצעת של הייצור הראשוני.<ref name="globalchange"/> בצמחי יבשה היעילות יכולה להגיע ליעילות גבוה יותר ולעמוד על כ- 2-3%, ובאצות ימיות היא יכולה להגיע עד ליעילות של כ-1%. <ref
צמחים אינם יכולים להשתמש בכל אנרגיית האור שזמינה להם. מתוך סך קרינת האור שמגיעה לפני השטח של כדור הארץ, כ-10% היא קרינה אולטרה סגולה, וכ-45% היא קרינת אור נראה ואור אינפרה-אדום. צמחים ואצות יכולים לנצל רק חלק מאורכי הגל והם מנצלים בעיקר אור-נראה בגוונים אדום וכחול (זו הסיבה שהם נראים לנו ירוקים - עקב החזרת אור בצבע ירוק), וכן ספקטרום מתחום האינפרה אדום הרחוק, והם מחזירים גם אור בתחום האינפרה אדום הקרוב. <ref name="globalchange"> [[http://www.globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/kling/energyflow/energyflow.html The Flow of Energy: Primary Production to Higher Trophic Levels]]</ref>
צמחים אינם יכולים להשתמש בכל אנרגיית האור שזמינה להם. מתוך סך קרינת האור שמגיעה לפני השטח של כדור הארץ, כ-10% היא קרינה אולטרה סגולה, וכ-45% היא קרינת אור נראה ו/אור אינפרה-אדום. צמחים ואצות יכולים לנצל רק חלק מאורכי הגל והם מנצלים בעיקר אור-נראה בגוונים אדום וכחול (זו הסיבה שהם נראים לנו ירוקים - עקב החזרת אור בצבע ירוק), וכן ספקטרום מתחום האינפרה אדום הרחוק, והם מחזירים גם אור בתחום האינפרה אדום הקרוב. <ref name="globalchange"> [[http://www.globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/kling/energyflow/energyflow.html The Flow of Energy: Primary Production to Higher Trophic Levels]]</ref>
יעילות זו, כפול שטח המחיה של אצות וצמחייה, יחד עם משך זמן הפעילות של פוטוסינתזה (כמה שעות אור יש), קובעות את כמות האנרגיה הכימית הזמינה תאורטית לכלל היצורים החיים, אך יש מגבלות נוספות המקטינות את צריכת האנרגיה, שכן צמחים דורשים תנאים נוספים כדי לגדול - לא רק אור שמש.
יעילות זו, כפול שטח המחיה של אצות וצמחייה, יחד עם משך זמן הפעילות של פוטוסינתזה (כמה שעות אור יש), קובעות את כמות האנרגיה הכימית הזמינה תאורטית לכלל היצורים החיים, אך יש מגבלות נוספות המקטינות את צריכת האנרגיה, שכן צמחים דורשים תנאים נוספים כדי לגדול - לא רק אור שמש.
הצריכה הסופית של בני האדם מתוך סך הייצור הראשוני נקראת '''[[ניכוס אנושי של ייצור ראשוני נטו|הלקיחה האנושית מהייצור הראשוני נטו]]''' (HANPP''' - Human Appropriation of Net Primary Productivity'''). ניתן לחלק צריכה זו לפי ענפים: צריכה של [[מוצרי עץ]] לדלק, בניין וריהוט; עץ וסיבים ל[[נייר]]; [[חקלאות]] לסיבים (להפקת בדים) וגידול צמחים וחיות למזון - [[צמחונות|תזונה צמחונית]], בשר, חלב, וביצים.
הצריכה הסופית של בני האדם מתוך סך הייצור הראשוני נקראת '''[[ניכוס אנושי של ייצור ראשוני נטו|הלקיחה האנושית מהייצור הראשוני נטו]]''' (HANPP''' - Human Appropriation of Net Primary Productivity'''). ניתן לחלק צריכה זו לפי ענפים: צריכה של [[מוצרי עץ]] לדלק, בניין וריהוט; עץ וסיבים ל[[נייר]]; [[חקלאות]] לסיבים (להפקת בדים) וגידול צמחים וחיות למזון - [[צמחונות|תזונה צמחונית]], בשר, חלב, וביצים.
ביוני 2004 פרסם מגזין נייצ'ר גליון מיוחד בנושא הייצור הראשוני שכלל הערכה של הייצור הראשוני והצריכה האנושית שלו. המחקר בוצע על ידי חוקרים מנאס"א, אוניברסיטת מרילנד, WWF, ואוניברסיטת סטנפורד. ממצאי הדו"ח מוצגים בצורת מפות ונגישים לציבור[http://sedac.ciesin.columbia.edu/es/hanpp.html]. על פי הדו"ח, צריכת האנושות כולה עמדה על 11.45 מיליארד טונות של פחמן בשנה. צריכה זו עומדת על כ-3.72 טונות לאדם ממוצע במדינות המפותחות, שסה"כ צורכות יחד 3.4 מילארד טונות פחמן, ו-1.27 טונות לאדם ממוצע במדינות העניות יותר, שצורכות יחד 8 מיליארד טונות פחמן. אילו כל בני האדם היו צורכים כמו האוכלוסיה המערבית, באוכלוסיה בגודל של 1995, סה"כ הצריכה היתה עומדת על 18 מיליארד טונות פחמן בשנה.
ביוני 2004 פרסם מגזין נייצ'ר גליון מיוחד בנושא הייצור הראשוני שכלל הערכה של הייצור הראשוני והצריכה האנושית שלו. המחקר בוצע על ידי חוקרים מנאס"א, אוניברסיטת מרילנד, WWF, ו/אוניברסיטת סטנפורד. ממצאי הדו"ח מוצגים בצורת מפות ונגישים לציבור[http://sedac.ciesin.columbia.edu/es/hanpp.html]. על פי הדו"ח, צריכת האנושות כולה עמדה על 11.45 מיליארד טונות של פחמן בשנה. צריכה זו עומדת על כ-3.72 טונות לאדם ממוצע במדינות המפותחות, שסה"כ צורכות יחד 3.4 מילארד טונות פחמן, ו-1.27 טונות לאדם ממוצע במדינות העניות יותר, שצורכות יחד 8 מיליארד טונות פחמן. אילו כל בני האדם היו צורכים כמו האוכלוסיה המערבית, באוכלוסיה בגודל של 1995, סה"כ הצריכה היתה עומדת על 18 מיליארד טונות פחמן בשנה.
סך הצריכה האנושית מתוך הייצור הראשוני, ה- HANPP עלתה ל-23.8% מתוך ה"פוטנציאל הצמחי" (NPP<sub>0</sub>).<ref>[http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/31/12942 Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth's terrestrial ecosystems], H. Haberl, et al. 2007</ref>על פי הערכה, נכון לשנת 2000, האדם ניצל 34% מהשטח היבשתי שאינו מכוסה בקרח תמידי לצרכי [[חקלאות]] (12% לגידולי חקלאות ו-22% למרעה).<ref>Ramankutty, N.; Evan, A.T., Monfreda, C. and Foley, J.A. (2008). "Farming the planet: 1. Geographic distribution of global agricultural lands in the year 2000". Global Biogeochemical Cycles 22: GB1003</ref> כמות זו נלקחת על חשבון [[אנרגיה]] שאינה זמינה יותר למינים אחרים, ויש לה השפעה ניכרות על [[מגוון המינים]]; על [[מחזור הפחמן|מחזורי פחמן]], [[מחזור המים|מים]] ו[[מחזור ביוגאוכימי|מחזורים אחרים]], על מאזן אנרגיה במערכת האקולוגית העולמית; ועל [[שירותי המערכת האקולוגית]].
סך הצריכה האנושית מתוך הייצור הראשוני, ה- HANPP עלתה ל-23.8% מתוך ה"פוטנציאל הצמחי" (NPP<sub>0</sub>).<ref>[http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/104/31/12942 Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth's terrestrial ecosystems], H. Haberl, et al. 2007</ref>על פי הערכה, נכון לשנת 2000, האדם ניצל 34% מהשטח היבשתי שאינו מכוסה בקרח תמידי לצרכי [[חקלאות]] (12% לגידולי חקלאות ו-22% למרעה).<ref>Ramankutty, N.; Evan, A.T., Monfreda, C. and Foley, J.A. (2008). "Farming the planet: 1. Geographic distribution of global agricultural lands in the year 2000". Global Biogeochemical Cycles 22: GB1003</ref> כמות זו נלקחת על חשבון [[אנרגיה]] שאינה זמינה יותר למינים אחרים, ויש לה השפעה ניכרות על [[מגוון המינים]]; על [[מחזור הפחמן|מחזורי פחמן]], [[מחזור המים|מים]] ו[[מחזור ביוגאוכימי|מחזורים אחרים]], על מאזן אנרגיה במערכת האקולוגית העולמית; ועל [[שירותי המערכת האקולוגית]].