EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ PRODUKCJA PIERWOTNA DEOKOMPOZYCJA BILANS WĘGLA

Podobne dokumenty
EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ PRODUKCJA PIERWOTNA DEKOMPOZYCJA BILANS WĘGLA

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ PRODUKCJA PIERWOTNA DEKOMPOZYCJA BILANS WĘGLA

ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 3 BIOSFERA: OBIEG WĘGLA

Ekologia 10/16/2018 NPP = GPP R. Produkcja ekosystemu. Produkcja pierwotna. Produkcja wtórna. Metody pomiaru produktywności. Ekosystemy produktywność

EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (na ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (na ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (t/ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

PROCESY BIOGEOCHEMICZNE NA LĄDACH

Ekologia. Biogeochemia: martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja

EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884

Ekologia. Biogeochemia: globalne obiegi pierwiastków. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

Ekologia. biogeochemia. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

Ekologia. biogeochemia. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

Las jako zjawisko geograficzne. (Biomy leśne)

Podstawy Geomatyki Wykład VI Teledetekcja 2. Remote sensing methods based on multispectral satellite images (passive methods)

ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 1.3. BIOSFERA: OBIEG WĘGLA

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ ZAJĘCIA TERENOWE PROJEKTY INDYWIDUALNE

Środowiska naturalne i organizmy na Ziemi. Dr Joanna Piątkowska-Małecka

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ ZAJĘCIA TERENOWE PROJEKTY INDYWIDUALNE

Zdjęcia satelitarne w badaniach środowiska przyrodniczego

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ ZAJĘCIA TERENOWE PROJEKTY INDYWIDUALNE

Potencjalne możliwości zastosowania nowych produktów GMES w Polsce

EKOLOGIA dla BIOTECHNOLOGII EKOSYSTEMY

Ekologia ogólna. wykład 11 Energia i materia w ekosystemie

Projekt Nr. Prace terenowe. Prace laboratoryjne Opracowanie wyników

PRZESTRZENNE BAZY DANYCH

Zagrożenie eutrofizacją i zakwaszeniem ekosystemów leśnych w wyniku koncentracji zanieczyszczeń gazowych oraz depozytu mokrego

EKOSYSTEM PUSZCZY. January Weiner Instytut Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego

Wkład nauki dla poprawy działań w rolnictwie

FunDivEurope: znaczenie różnorodności biologicznej dla funkcjonowania i produktywności ekosystemów leśnych Europy. Bogdan Jaroszewicz

EKOLOGIA dla BIOTECHNOLOGII. Wykład 2

We bring all EO Data to user. Copyright ESA Pierre Carril

GEOMATYKA program rozszerzony. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

Wykorzystanie wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych firmy Planet w rolnictwie precyzyjnym

Zasoby leśne Polski funkcje lasów / zadrzewień

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ ZAJĘCIA TERENOWE PROJEKTY INDYWIDUALNE

Kompleksowy monitoring dynamiki drzewostanów Puszczy Białowieskiej z wykorzystaniem danych teledetekcyjnych

Las jako zjawisko geograficzne

Wpływ intensywności użytkowania łąki na glebie torfowo-murszowej na wielkość strumieni CO 2 i jego bilans w warunkach doświadczenia lizymetrycznego

FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA

POLWET SYSTEM MONITOROWANIA OBSZARÓW MOKRADEŁ RAMSAR Z WYKORZYSTANIEM DANYCH SATELITARNYCH

2. Dane optyczne: LANDSAT, Sentinel- 2.

Menu. Badania temperatury i wilgotności atmosfery

Ekologia 2/24/2019. Organizacja kursu. Organizacja wykładów, 2018/2019 (12 x 95 min) 1. Organizacja i przedmiot kursu 2.

EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884

Geoinformacja - Interpretacja danych teledetekcyjnych. Ćwiczenie I

FIZYKA I CHEMIA GLEB. Literatura przedmiotu: Zawadzki S. red. Gleboznastwo, PWRiL 1999 Kowalik P. Ochrona środowiska glebowego, PWN, Warszawa 2001

Zobrazowania hiperspektralne do badań środowiska podstawowe zagadnienia teoretyczne

Lasy w Polsce. Agata Konefeld. Klasa 6a

Klimat. Gleba. Organizmy żywe. Budowa geologiczna

Test nr 4 Strefy klimatyczne, roślinność, gleby

Ekologia. Organizacja kursu. Studiowanie (na Uniwersytecie Jagiellońskim) 1. Organizacja i przedmiot kursu 2. Ekosystemy

Menu. Obserwacje optyczne wysokiej rozdzielczości

Teledetekcja w hydrologii i meteorologii

ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 4 BIOSFERA: OBIEG WĘGLA 2

Stanisław Białousz. Marek Mróz WYKORZYSTANIE ZDJĘĆ LOTNICZYCH I SATELITARNYCH W ROLNICTWIE

Ocieplenie gobalne. fakty, mity, interpretacje... Ocieplenie globalne. Czy współczesne ocieplenie globalne jest faktem? Mit Fakt

Ekologia 2/27/2017. Organizacja kursu. Harmonogram ćwiczeń. 1. Organizacja i przedmiot kursu 2. Ekosystemy

Spis treści. 2. Życie biosfery Biogeneza i historia biosfery Przedmowa Wstęp... 15

W pierwszej kolejności zajmiemy się tą strona cyklu, która polega na redukcji węgla, czyli produkcji biomasy, Proces ten nazywamy produkcją

Teledetekcja zdrowotności lasów za pomocą średniej podczerwieni. Natalia Zalewska

CENTRUM BADAŃ KOSMICZNYCH Polskiej Akademii Nauk Zespół Obserwacji Ziemi. TELEDETEKCJA SATELITARNA WPROWADZENIE Stanisław Lewiński Edyta Woźniak

Satelity najnowszych generacji w monitorowaniu środowiska w dolinach rzecznych na przykładzie Warty i Biebrzy - projekt o obszarach mokradeł - POLWET

Charakterystyka danych teledetekcyjnych jako źródeł danych przestrzennych. Sławomir Królewicz

GLOBALNE CYKLE BIOGEOCHEMICZNE obieg siarki

Sylwia A. Nasiłowska , Warszawa

Dane teledetekcyjne. Sławomir Królewicz

Strefa klimatyczna: równikowa

Leśnictwo. Lesistość według kontynentów Poziom rozszerzony

GEOMATYKA. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

Model fizykochemiczny i biologiczny

Kolokwium zaliczeniowe Informatyczne Podstawy Projektowania 1

Czy można budować dom nad klifem?

Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

GEOMATYKA program podstawowy. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

Ocieplenie gobalne. fakty, mity, interpretacje...

SEMINARIUM UPRAWY ENERGETYCZNE W CENTRALNEJ I WSCHODNIEJ EUROPIE. Tytuł referatu Bioenergia w Polsce. Uprawy energetyczne w Polsce stan obecny

FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA

Kompleksowy monitoring procesów hydrometeorologicznych

TELEDETEKCJA. Właściwości spektralne wody zastosowania w hydrologii i meteorologii. Jan Piekarczyk

GEOMATYKA. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

III POWIATOWY KONKURS EKOLOGICZNY Organizator: Starostwo Powiatowe w Wołominie ETAP POWIATOWY

DLACZEGO NIE POWINNO SIĘ SPRZEDAWAĆ I SPALAĆ SŁOMY. Zagospodarowanie resztek pożniwnych i poprawienie struktury gleby

Przedmiot: Biologia Realizowane treści podstawy programowej wymagania szczegółowe

Rozpuszczalne czarne granulki Właściwości fizyczne. Granulacja Ø 2-4 mm

Zanieczyszczenie atmosfery i terenu wpływa pośrednio na rozwój lasu. Naruszona bowiem zostaje równowaga chemiczna i zmieniony odczyn ph w środowisku

Strategie roślin można rozmaicie klasyfikować, tu jako kryterium służy sposób przetrwania niekorzystnego sezonu. Dlatego np. drzewa klasyfikowane są

Paweł Kapusta Barbara Godzik Grażyna Szarek-Łukaszewska Małgorzata Stanek. Instytut Botaniki im. W. Szafera Polska Akademia Nauk Kraków

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ Teoria niszy, teoria neutralna

Menu. Do badań zabarwienia oceanów,

KrąŜenie materii i przepływ energii w ekosystemie. Piotr Oszust

Przyrodnicze uwarunkowania gospodarki przestrzennej PUGP. Ćwiczenie 1 zagadnienia wprowadzające do informacji o środowisku przyrodniczym

Załącznik nr 2 do uchwały nr 95/17 Sejmiku Województwa Mazowieckiego z dnia 20 czerwca 2017 r.

Rozkład treści dla ucznia z niepełnosprawnością w stopniu lekkim - klasa 6

PRZYKŁADOWY ZESTAW ZADAŃ PRZYRODA

Rozwój teledetekcji satelitarnej:

Sentinel Playground. Aplikacja dostępna jest pod adresem internetowym: Ogólne informacje o aplikacji

EKOLOGIA dla BIOTECHNOLOGII BIOGEOCHEMIA

w ramach realizacji V etapu umowy nr 48/2009/F pt.

Transkrypt:

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ - 700 PRODUKCJA PIERWOTNA DEOKOMPOZYCJA BILANS WĘGLA

PRODUKCJA PIERWOTNA

śycie biosfery = cykl redoks węgla DEPOZYCJA (ocean, osady) energia CO 2 energia REDUKCJA tylko Ŝywe organizmy UTLENIANIE organizmy: szybko procesy abiotyczne: powoli (CH O) 2 n DEPOZYCJA (złoŝa paliw)

MIARY STANU I TEMPA PRODUKCJI BIOMASY 1. Stan: g (kg) biomasy / m 2 [ha, km 2 ] 2. Produkcja: g [kg] biomasy / (m 2 [ha km 2 ] rok [doba, godz] PRZELICZENIA JEDNOSTEK 1 g s.m. ~ 5 g biomasy = 4.1 kcal = 17.2 kj 1 g węgla = 2.4 g s.m. (bo: C 6 H 12 O 6...) 1 kcal = 4,183 kj 1 g C = ok.. 10 kcal = 41 kj 1 J/sec = 1W = 86.4 kj/dobę

Pomiar produkcji pierwotnej netto w lasach Produkcja nadziemna (ANPP) metody Ŝniwne metody dendrometryczne metody pośrednie Produkcja podziemna (BNPP) duŝy kłopot Aboveground Net Primary Production Belowground Net Primary Production

ZaleŜności morfometryczne drzew

ZALEśNOŚĆ PRODUKCJI NADZIEMNIEJ NETTO (ANPP) OD BIOMASY LIŚCI W LASACH PN AMERYKI

METODY POMIARU BNPP 1. Biomasa podziemna 2. Rdzenie wrostowe (ingrowth cores) 3. Izotopy C 4. Bilans węgla 5. Bilans azotu 6. Minirizotrony (minirhisotrons)

POŚREDNIE METODY POMIARU PRODUKCJI PIERWOTNEJ: ZALEśNOŚĆ IR/R REFL. OD LAI ZALEśNOŚĆ NPP OD LAI

Leaf Area Index = LAI

Widmo promieniowania słonecznego

ZASADA ZDALNEGO POMIARU NDVI NDVI = (IR-R)/IR+R)

Zasada pomiaru NDVI NDVI (IR-R)/(IR+R)

NDVI = (IR-R)/IR+R)

BADANIA SATELITARNE Landsat 7

Platforma LANDSAT (od 1972) Spektrometr MSS, Thematic Mapper (TM) Rozdzielczość czasowa: 16 dni Rozdzielczość spektralna: 7 kanałów µm Rozdzielczość przestrzenna 1 0.45-0.52 30 m niebieski 2 0.52-0.60 30 m zielony 3 0.63-0.69 30 m czerwony 4 0.76-0.90 30 m podczerwień 5 1.55-1.75 30 m podczerwień 6 10.4-12.5 120 m termiczne 7 2.08-2.35 30 m podczerwień Landsat 1, 1972 Scena 175 x 182 km Obecnie funkcjonują: Landsat 5 (1984) Landsat 7 (1999) Enhanced Thematic Mapper

NIEBIESKIE

ZIELONOśÓŁTE

CZERWONE

BLISKA PODCZERWIEŃ

PODCZERWIEŃ

PODCZERWIEŃ

PUSZCZA NIEPOŁOMICKA (Landsat, Aug.1992; bands 5+4+2)

PUSZCZA NIEPOLOMICKA LANDSAT IMAGE Aug. 1992 IDRISI composit 7+5+2

landsat 08.1992 kanaly 4+3 (NDVI) PUSZCZA NIEPOLOMICKA NDVI Landsat 08.1992 bands 4&3

Rozdzielczość poziomu sygnału 8 bit

Rozdzielczość poziomu sygnału 8 bit 255 0 2 8 = 256

Rozdzielczość poziomu sygnału 8 bit

Rozdzielczość przestrzenna: 30 m 30 m

EOS Earth Observing System

START RAKIETY Z SATELITĄ TERRA 18.12.1999

Terra orbita zbliŝona do kolistej, solarnie-synchroniczna, nachylenie 98.2 o przecina równik dwa razy przy kaŝdym okrąŝeniu o 10.30 (czasu lokalnego) N S, oraz o 22.30 S N

SATELITA TERRA aparatura pomiarowa: AQUA AURA ASTER CERES MISR MODIS MOPITT

TERRA Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) (Japoński) Obrazy wysokiej rozdzielczości: pow. lądu, wody, lodu i chmur; 3 niezaleŝne czujniki, razem 14 pasm spektralnych od widzialnego do dalekiej podczerwieni; rozdzielczość przestrzenna 15 m (widzialne), 30 m (bliska podczerwień), 90 m (daleka podczerwień); pracuje tylko w wybranych okresach; umoŝliwia np. pomiar zawartości SO 2 w wyziewach wulkanicznych (niewielkich rozmiarów)

Erupcja wulkanu Kilauea (Hawaje) 30.X.2001 Kombinacja obrazu wielospektralnego w zakresie widzialnym (sztuczne kolory) i w podczerwieni cieplnej); 42 x 44 km ujście gazów Pu'u O'o TERRA (Aster)

AURA OMI (Ozone Monitoring Instrument) Wybuch wulkanu Rabaul, 7. października 2006 Dwutlenek siarki w wyziewach wulkanicznych

ASTER, 29.04.2002 TERRA sztuczne kolory kombinacja czerwieni, bliskiej podczerwieni i zieleni

rozdz. 15m TERRA

ASTER Postępujące wylesianie Puszczy Amazońskiej stanie Mato Groso w Brazylii. Kolor czerwony oznacza pokrycie terenu roślinnością widać znaczne obszary po wylesienniu zupełnie nagie

Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) TERRA 9 kamer pod róŝnymi kątami, 4 pasma spektralne; pomiar reflektancji nadirowej i czarnego nieba (wielokierunkowej) badania właściwości roślinności, rozproszenia światła na aerozolach itp..

Zmiany pokrycia roślinnością (Namibia/środkowa Angola) MISR (Terra); top of atmosphere (góra) directional hemispherical reflectance (dół)

Gęstość optyczna atmosferycznego aerozolu 2001/2002 (MISR)

TERRA Moderate Resolution Imaging Spectro- Radiometer (MODIS) wielospektralny radiometr skanujący (w poprzek trasy) z 36 pasmami (od widzialnych do podczerwieni cieplnej) rozdzielczość przestrzenna: 1km, 500m, 250m pomiary procesów biologicznych (NDVI, EVI) i fizycznych na lądzie i na pow. oceanu; w zasadzie ciągły pomiar Pp całej planety

Wylesienie puszczy amazońskiej w stanie Mato Grosso w Brazylii TERRA - MODIS 2006 2002 róŝnica (wylesienie)

MODIS, 24.III.2003 pixel=1 km pixel = 250 m

TERRA Measurements of Pollution in the Troposphere (MOPITT) pomiary tlenku węgla i metanu w troposferze metodą spektroskopii korelacyjnej

TERRA MOPITT Rozmiesczenie tlenku węgla CO pochodzącego ze spalania paliw, 2004

INNE PLATFORMY i SKANERY ENVISAT (Europejska Agencja Kosmiczna) LANDSAT (USA) Quick Bird (Digital Globe Corporation) NOA (USA) - AVHRR

WorldView-2 LAND INFO Worldwide Mapping, LLC Spatial Resolution Panchromatic.46 meter GSD at Nadir.52 meter GSD at 20 degrees off-nadir Multispectral 1.84 meters GSD at Nadir 2.08 meters GSD at 20 degrees off-nadir Dynamic Range 11-bits per pixel Mission Life 7.25 years Revisit Time 1.1 days at 1m GSD or less 3.7 days at 20 degrees off-nadir or less (0.52 meter GSD) Orbital Altitude 770 km Nodal Crossing 10:30 am

Spectral Range Panchromatic: 450-800 nm Multispectral: 400-450 nm (coastal) 450-510 nm (blue) 510-580 nm (green) 585-625 nm (yellow) 630-690 nm (red) 705 745 (red edge) 770 895 (near IR-1) 860-900 nm (near IR-2) Swath Width 16.4 km at nadir Off-Nadir Imaging Nominally +/- 45 degrees off-nadir = 1,355 swath width Higher angles selectively available

50cm and 2m Satellite Imagery - Pricing per square kilometer. 50cm Panchromatic, 2m Multispectral (4-Band) or 50cm 3-band PS (color) Image Library (Archive)...$14 Select Tasking (New)...$20 50cm 4-band Pan-Sharpened or Bundle (50cm Pan + 4-Band 2m MS) Image Library (Archive)...$17 Select Tasking (New)...$23 Minimum order area for archive imagery = 25 sq. km. Minimum order cost for new Select Tasking collection = $1,800 USD Cloud Cover specification for Select Tasking orders is 15% or less 20% educational discount for any non-commercial study or research

ENVISAT (Europejska Agencja Kosmiczna) Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography (SCIAMACHY): NO 2 w troposferze, średnia 2003

Kanał Panamski III. 2000 Landsat 7 NDVI

Wyspa Barro Colorado 29. III. 2002 satelita QuickBird (Digital Globe Corporation) rozdz. <1m

Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) Satelity: NOAA (9, 10, 12, 14); od 1978 r Szerokopasmowy; 4 (5) kanałów spektralnych: widzialne, bliska podczerwień, daleka podczerwień. Rozdz. spektralna 1.1 km lub 1.1 x 4 km

Sea-Viewing Wide Field-of-view Sensor SeaWiFS Satelita OrbView-2 (VIII. 1997) Rozdzielczość spektralna 1.1.km 8 pasm spektralnych (6 w zakresie widzialnym, 2 w bliskiej podczerwieni) produkty: np. chlorofil a

StęŜenie chlorofilu w oceanie k. Islandii (mg/m 2 ) SEAWIFS Obraz panchromatyczny Chlorofil (przetworzony z NDVI

SeaWIFS, 3.VII.2001

Google Earth.lnk http://earthobservatory.nasa.gov

Tabela wybranych wartości NPP (sucha masa) na lądach Lasy równikowe Lasy umiarkowane Tajga Sawanna, Stepy itp. Inne Razem lądy g /(m 2.rok) 1600-2200 600-2500 800 600-900 10-6000 10 9 t/rok 49.4 14.9 9.6 24.9 18.7 117.5

NPP Arktyki (Roy et al. 2001) NPP (g m -2 rok -1 ) Materia organ. (kg m -2 ) Świat Nadz. Podz. Razem Rośliny Gleba Razem 10 12 kg krzewy 400 600 1000 2.6 0.4 3.0 0.52 krzewinki 125 250 375 0.8 3.8 4.6 5.68 turzyce 125 100 225 3.3 29.0 32.33 29.81 wilg.. 70 150 220 0.9 38.8 39.7 34.94 półpust. 28 17 45 0.3 7.2 7.49 2.68 tundra 60 80 140 0.8 21.0 21.75 2.87 pólp. 25 10 35 0.3 1.0 1.28 1.28 pust. 0.7 0.3 1 0.002 0.02 0.03 0.02 Suma 77.98 [Sucha masa]

NPP lasów borealnych Typ lasu n ANPP BNPP NPP BNPP/ NPP drzewa podszyt g C m -2 rok -1 Picea sp. 10 139 ±28 96 ±23 108 ±12 342 0.39 Pinus sp. 5 142 ±16 10 ±5 95 ±8 243 0.40 Brzoza, olcha, topola, modrzew 7 364 ±56 43 ±16 105 ±27 478 ±84 0.21 g SM = 2.4 g C

NPP lasów borealnych Typ lasu n ANPP BNPP NPP BNPP/ NPP drzewa podszyt g SM m -2 rok -1 Picea sp. 10 337 ±67 230 ±55 259 ±29 821 0.39 Pinus sp. 5 341 ±38 24 ±12 228 ±19 583 0.40 Brzoza, olcha, topola, modrzew 7 874 ±134 103 ±38 252 ±65 1147 ±202 0.21

BNPP jako % NPP BNPP jako % ANPP 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 GATUNKI DRZEW

NPP W LASACH STREFY UMIARKOWANEJ 25 NPP Mg C ha -1 rok -1 20 15 10 5 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 gatunki drzew g SM = 2.4 g C

GLOBALNE UśYTKOWANIE ZIEMI Obszar zajęty przez Grunty orne w tym zmeliorowane Uprawy trwałe Pastwiska trwałe Lasy i zadrzewienia Inne (skały, pustynie, lodowce) Wody śródlądowe Cały obszar UŜytkowanie ( 10 12 m 2 ) 13,5 2,44 1,0 33,9 41,2 40,8 3,5 133,9

PpUprawa upraw (razem: (10 12 m 2 3.5 ) Pg(Tg C/rok C -1 ) = 7% całej Drobnoziarniste Gruboziarniste Produkcja pierwotna upraw Obszar 4.89 Pp lądów) 2.13 NPP suma 1437 g SM = 2.4 g C NPP/obszar (g C m -2 rok -1 ) 660 309 Oleiste + orzechy 1.00 327 329 Cukrowe 0.40 317 801 Strączkowe 1.27 229 181 Owoce 0.33 139 421 Bulwy i korzenie 0.48 134 283 Warzywa 0.34 74 218 Herbata, kawa, tytoń 0.19 44 238 Przyprawy 0.03 14 492 Inne 0.07 19 283 RAZEM 11.50 3505 344 294 Pszenica 2.23 605 271 RyŜ 1.47 553 376 Pozostałe 1.19 279 234

PRODUKCJA PIERWOTNA UPRAW: razem: 3.5 Pg C/rok = 7% całej Pp lądów g SM = 2.4 g C peta = 10 15

Tropikalne sawanny i murawy Typ roślinności Obszar (Mkm 2 ) Biomasa (Pg) Biomasa (kg m -2 ) NPP (Pg rok -1 ) NPP (g m -2 rok -1 ) Tropikalne suche lasy 4.7 64.7 13.7 6.0 1263 Tropikalne sawanny 6.7 31.8 4.7 9.6 1426 Sukulenty i cierniste zarośla 4.0 23.4 5.8 3.4 856 Zadrzewienia półpustynne 0.9 6.3 7.0 0.7 733 Gorące stepy i zadrzewienia 11.2 32.4 2.9 10.1 899 RAZEM tropikalne 27.6 158.5 5.75 29.7 1078 peta = 10 15 [sucha masa]

Lasy deszczowe Typ lasu Równikowy Równikowy Podrównikowy Sezonowy las deszczowy Las nizinny, Dipterocarpus Sezonowy las deszczowy Las wiecznie zielony Las deszczowy tropikalny Las deszczowy tropikalny Las deszczowy ŚREDNIA Najlepsza ocena (+ korzenie) Tajlandia j.w. Kade, Ghana San Carlos, Wenezuela modelowanie modelowanie PołoŜenie Yangambi, Zair WybrzeŜe Kości Słoniowej Pasoh, Malajzja Manaus, Brazylia (model) g SM = 2.4 g C NPP (g C m -2 rok -1 ) 1600 1550 750-850 650 1500 1250 600 1050 680 1560 x 100 = g/m 2.rok 1120 ± 4.2 1810

Lasy deszczowe Typ lasu Równikowy Równikowy Podrównikowy Sezonowy las deszczowy Las nizinny, Dipterocarpus Sezonowy las deszczowy Las wiecznie zielony Las deszczowy tropikalny Las deszczowy tropikalny Las deszczowy ŚREDNIA Najlepsza ocena (+ korzenie) PołoŜenie NPP (g sm m -2 rok -1 ) Yangambi, Zair 3840 Tajlandia 3720 WybrzeŜe Kości Słoniowej 1800-2040 j.w. 1560 Pasoh, Malajzja 3600 Kade, Ghana 3000 San Carlos, Wenezuela 1440 modelowanie 2520 modelowanie 1630 Manaus, Brazylia (model) 3744 x 100 = g/m 2.rok 2688 ± 10.1 4344

ZMIENNOŚĆ OSZACOWAŃ NPP

ZMIENNOŚĆ OSZACOWAŃ NPP (gcm -2 rok -1 ) Typ roślinności n Średnia SD Min. Max Tundra 42 99 87 1 427 Pustynia 32 216 277 9 902 Step/preria 101 353 387 3 1680 Las borealny (tajga) 297 449 225 18 1550 Las równikowy 48 765 490 116 2013 Las podzwrotnikowy 213 773 302 274 1756 Las strefy umiarkowanej 369 813 331 120 1755 Mokradła 76 886 754 130 3920 Sawanna 14 916 567 154 1700 Łącznie 1192 639 419 1 3920

Proporcje lądowej produkcji pierwotnej BNPP/NPP BIOM Nadziemne (g m -2 ) Podziemne (g m -2 ) Podz./suma (%) Razem (g m -2 ) Lasy równikowe 30400 8400 22 38800 Lasy strefy umiarkowanej 21000 5700 21 26700 Tajga 6100 2200 27 8300 Zarośla śródziemnomorskie 6000 6000 50 12000 Sawanny i stepy tropikalne 4000 1700 30 5700 Stepy strefy umiarkowanej 250 500 67 750 Pustynie 350 350 50 700 Tundra 250 400 62 650 Uprawy 530 80 13 610

Tajga GLOBALNE ROZMIESZCZENIE BIOMASY I NPP g SM = 2.4 g C Pustynie Tundra Uprawy Lodowce RAZEM Biom Lasy równikowe Lasy strefy umiarkowanej Zarośla śródziemnomorskie Sawanny i stepy tropikalne Stepy strefy umiarkowanej Obszar (10 6 km 2 ) 17.5 10.4 13.7 2.8 27.6 15.0 27.7 5.6 13.5 15.5 149.3 Pula C (Pg C) 340 139 57 17 79 6 10 2 4 652 Suma NPP (Pg C rok -1 ) 21.9 8.1 2.6 1.4 14.9 5.6 3.5 0.5 4.1 62.6

PRODUKTYWNOŚĆ DOBOWA Biom Czas trwania sezonu wegetacyjnego (dni) Dobowa NPP (g m -2 d -1 ) LAI NPP na jednostke pow. liści (g m -2 d -1 ) Lasy równikowe 365 6,8 6 1,14 Lasy strefy umiarkowanej 250 6,2 6 1,03 Lasy borealne 150 2,5 3,5 0,72 Zarośla śródziemnomorskie 200 5 2 2,5 Tropikalne sawanny i stepy 200 5,4 5 1,08 Stepy strefy umiarkowanej 150 5 3,5 1,43 Pustynie 100 2,5 1 2,5 Tundra 100 1,8 1 1,8 Uprawy 200 3,1 4 0,76

Mapa produktywności lądów

BILANS ENERGETYCZNY BIOSFERY CAŁKOWITA PRODUKCJA OCEANÓW: 20-23 10 9 ton C/ rok = 50-55 10 9 ton s.m. / rok = 1 10 21 J / rok = 32 10 6 MW CAŁKOWITA PRODUKCJA LĄDÓW: 100 10 9 ton s.m. / rok = 1.8 10 21 J / rok = 57 10 6 MW RAZEM BIOSFERA: 2.8 10 21 J / rok = 89 10 6 MW (inne źródła: 128 10 6 MW) ENERGIA ZE SŁOŃCA (PhAR): 80.0 10 9 MW Pp = 0.1... % PhAR

śycie biosfery = cykl redoks węgla DEPOZYCJA (ocean, osady) energia CO 2 energia REDUKCJA tylko Ŝywe organizmy UTLENIANIE organizmy: szybko procesy abiotyczne: powoli (CH O) 2 n DEPOZYCJA (złoŝa paliw)

Alokacja węgla w ekosystemie lądowym Dopływ C fotosynteza transport poziomy (wiatr, powodzie; ptaki morskie-kormorany; nawoŝenie obornikiem)

Alokacja węgla w ekosystemie respiracja fotosynteza 1 rok Tempo rotacji biomasy respiracja 100 lat SOC ryzosfera ściółka gleba 3-40 lat wody podziemne

śycie biosfery = cykl redoks węgla DEPOZYCJA (ocean, osady) energia CO 2 energia REDUKCJA tylko Ŝywe organizmy NPP UTLENIANIE organizmy: szybko procesy abiotyczne: powoli BIOMASA (CH O) 2 n DEPOZYCJA (złoŝa paliw) SOC

Soil Organic Carbon (SOC) Opad ściółki (listowie i in. cz. nadziemne) Obumieranie cz. podziemnych

MINIRHISOTRON

Etapy dekompozycji wymywanie fragmentacja przemiany chemiczne

TEMPO DEKOMPOZYCJI (MODEL WYKŁADNICZY)

Destruenci [poŝary] grzyby bakterie mikrofauna mezofauna makrofauna ( ecosystem engineers )

PoŜary jako waŝny czynnik w dekompozycji materii organicznej PoŜary lasów i torfowisk na Borneo w 1997 r: (8000 + 60000 km 2 ) uwolnione 2.6 mld t C (ok.. 40% rocznej emisji CO 2 z paliw kopalnych) PoŜary tajgi

PoŜary lasów w Chinach 15.X.2004 MODIS (Aqua)

PoŜary w Afryce, 2005 wypalanie terenów pod rolnictwo [MODIS (Aqua)]

Grzyby Ogromna róŝnorodność gatunkowa (np.. 300 gat. w ubogim lesie!) 80-90 biomasy destruentów (tyleŝ respiracji) w lesie; ok. 50% w murawach grzybnia: sieć transportowa inicjalna dekompozycja biomasy roślinnej (otwieranie komórek) rozkład ligniny

Bakterie Dominują w ryzosferze Dekompozycja DOC i resztek zwierzęcych biofilm polisacharydowy Szybko rosnące gram - Wolno rosnące Actinomycetes gram+ (lignina) konsorcja bakteryjne 50-80% bakterii w glebie: nieaktywne

Fauna glebowa mikrofauna <0.1 mm pierwotniaki, nicienie, wrotki, (Acari) mezofauna < 2 mm Acari, Collembola, Diplura, Enchytraeidae makrofauna chrząszcze, pajęczaki, mięczaki, wije, skorupiaki ecosystem engineers dŝdŝownice, termity

APARAT TULLGRENA

MOKRE LEJKI DO WYPŁASZANIA FAUNY GLEBOWEJ

WAZONKOWCE (ENCHYTRAEIDAE)

Morulina sp. (Collembola) Onychiurus sp. (Collembola) Campodea sp. (Diplura) P o r c e l i Porcellio o sp. (Isopoda)

Dendrobaena sp.

Lumbricus terrestris

SIEĆ TROFICZNA EKOSYSTEMU GLEBOWEGO korzenie nicienie fitofagiczne grzyby saprofityczne skoczogonki roztocze Cryptostigmata roztocze inne nicienie grzyboŝerne skoczogonki drapieŝne roztocze nicienioŝerne roztocze drapieŝne detrytus dŝdŝownice wazonkowce nicienie drapieŝne bakterioŝerne nicienie bakterie wiciowce roztocze bakterioŝerne ameby

SIEĆ TROFICZNA EKOSYSTEMU GLEBOWEGO Nicienie drapieŝne DrapieŜne mikrostawonogi Meso- i makro- Stawonogi saprofagiczne Pierwotniaki Nicienie zjadające bakterie Nicienie zjadające grzyby stawonogi zjadające grzyby mikrostawonogi saprofagiczne PRZERABIACZE ŚCIÓŁKI Bakterie Grzyby Baza pokarmowa DrapieŜne mesoi makrostawonogi mrówki SIEĆ POKARMOWA MIKROORGANIZMÓW termity dŝdŝownice INśYNIEROWIE EKOSYSTEMOWI

Pomiary tempa dekompozycji in situ

Pomiar tempa dekompozycji materii organicznej in vitro Nie ma odpowiednika dla zdalnych, wielkoskalowych pomiarów produkcji

POBIERANIE PRÓBY GLEBOWEJ DO ANALIZ

Produkty dekompozycji Kwasy humusowe (lasy), nierozpuszczalne Kwasy huminowe Kwasy fulwowe (rozpuszczalne)

Kwasy humusowe na powierzchni leśnej kałuŝy

TEMPO DEKOMPOZYCJI (MODEL WYKŁADNICZY)

TEMPO DEKOMPOZYCJI ŚCIÓŁKI LEŚNEJ x t =x 0 e -kt x t /x 0 = e -kt t 95 =? x t /x 0 = 0.05 t 95 = ln(0.05)/-k = -2.996.../-k = ok. 3/k Typ lasu grab lipa dąb dodgewood klon czerwony chestnut oak świerk sosna buk Tempo dekompozycji k 1.06 0.91 0.63 t 95 2.83 3.30 4.86 0.56 5.35 0.39 7.68 0.33 9.08 0.30 10.0 0.21 14.29 0.08 37.45

ZaleŜność tempa dekompozycji (% ubytku s.m. w pierwszym roku) od rzeczywistej ewapotranspiracji (mm)

Wzorzec przestrzenny tempa dekompozycji ściółki (% ubytku s.m.w pierwszym roku) na terytorium U.S.A.

Średni czas zatrzymania materii organicznej i pierwiastków odŝywczych w ściółce ekosystemów leśnych Typ lasu Czas zatrzymania (lata) Mat. org. N P K Ca Mg Tajga 353 230 324 94 149 455 Las iglasty 17 17.9 15.3 2.2 5.9 12.9 Las liściasty 4 5.5 5.8 1.3 3.0 3.4 Macchia 3.8 4.2 3.6 1.4 5.0 2.8 Las deszczowy 0.4 2.0 1.6 0.7 1.5 1.1 CZAS ZATRZYMANIA = MASA W ŚCIÓŁCE. MASA W ROCZNYM OPADZIE

Akumulacja materii organicznej w róŝnych ekosystemach Typ ekosystemu Tundra Tajga Las iglasty Las liściasty Las deszczowy Tempo akumulacji [g C m -2 rok] 0.2 11.7-15.3 6.8-10.0 0.7-5.1 2.3-2.5

kg C/m 2 gleby do głęb. 1 m

kg C/m 2 gleby do głęb. 1 m