10.4. Energia din ecosistem. Alimentele Alimentare
Baza "muncii" ecosistemului sunt două procese conexe: ciclul de substanțe, care se desfășoară prin activitățile producătorilor, consumatorilor și descompunătorilor și fluxul de energie prin acesta, provenind din exterior. Energia este folosită o singură dată și este cheltuită pentru a "desface" ciclurile de substanțe. Ciclurile de substanțe dintr-un anumit ecosistem și biosferă sunt de natură similară și, prin urmare, le vom examina în capitolul 13. În această secțiune vom cunoaște modelele de flux energetic prin ecosistem.
Fizicienii definesc energia ca abilitatea de a produce schimburi de căldură sau de căldură între două obiecte cu temperaturi diferite. Energia este baza "lucrării" oricărui ecosistem în care se manifestă sinteza și transformările multiple ale substanțelor.
Principala sursă de energie este Soarele. Chiar și ecosistemele heterotrofice folosesc energia solară, deși printr-un intermediar, al cărui rol este ecosistemul autotrofic care furnizează substanțe organice. Odum (1986) a definit chiar ecologia drept o știință care "studiază legătura dintre lumină și sistemele ecologice și căile de transformare a energiei în ecosistem" (p. 106).
Fluxul de energie solară curge în mod constant prin organisme fotoautotrofice, iar în transferul de energie dintr-un organism în altul în lanțurile alimentare, se disipează sub formă de căldură. Din energia soarelui care ajunge pe Pământ, ecosistemul nu asimilează mai mult de 2% (în culturi experimentale de alge marine plankton a fost posibil să se atingă un nivel de fixare a energiei solare de 3,5%). Cea mai mare parte a energiei este folosită pentru transpirație, reflectată de frunze, continuă să încălzească atmosfera, apa și solul (vezi 2.2.2).
Secvența de organisme în care fiecare organism anterior servește ca alimente este numită lanțul alimentar. Fiecare legătură a unui astfel de lanț reprezintă un nivel trofic (plante, fitofage, prădători de ordinul întâi, prădători de ordinul doi etc.).
Există două tipuri de lanțuri alimentare: pășuni (autotrofe), în care, ca primele plante element de act (. Iarbă - vaca - persoana; iarbă - iepuri de câmp - vulpe; fitoplanctonului - zooplancton - biban - tiuci și alții) și detritică (heterotrophic) în care prima unitate reprezentată materia organică moartă, care este detritus fed (frunză căzută - râmă - grauri - falcon).
Numărul de legături din lanțurile alimentare poate fi de la unul la doi la cinci sau șase. Lanțurile alimentare în ecosistemele acvatice sunt în general mai lungi decât cele terestre.
Deoarece majoritatea organismelor au o dietă largă (adică pot folosi organisme de diferite specii pentru alimente), în ecosisteme reale, nu în lanțuri alimentare, ci în rețelele alimentare. Din acest motiv, lanțul alimentar este o expresie simplificată a relațiilor trofice în ecosistem.
Eficiența transferului de energie prin intermediul lanțului alimentar depinde de doi factori:
1. cu privire la caracterul complet al alimentației (procentul de organisme din nivelul trofic anterior care a fost mâncat viu);
2. Cu privire la eficacitatea asimilării energiei (fracțiunea specifică de energie care a trecut la nivelul troficului următor în ceea ce privește fiecare unitate de biomasă mâncată).
Plenitudinea consumului și eficiența absorbției de energie cresc odată cu creșterea nivelului trofic și variază în funcție de tipul de ecosistem.
Odată cu creșterea nivelului trofice a integralității de ruinare crește și mai mult, prădători de ordin superior mânca departe de până la 90% din victimele sale, și pentru că proporția de animale care reușesc să trăiască până la moarte naturală, este foarte mic. În ecosistemele acvatice, de exemplu, în detritus devine 100% din biomasa de pește de pradă (nu au nici unul, iar densitatea populației numai paraziților de control), dar numai 1/4 din biomasa de pește mâncător planctonul care au murit „din cauze naturale“. Acest detritus se scufundă în fund. Numai o parte din ea este consumată de detritofagele benthosului, iar restul cade în sedimentele de jos. Procentul de precipitații care intră în precipitații este cu atât mai mare este productivitatea ecosistemului acvatic.
Atunci când se evaluează factorul de asimilare a energiei în lanțurile alimentare, este adesea folosit "numărul Lindemann": de la un nivel trofic la altul, în medie 10% din energie este transferată și 90% este împrăștiată. Cu toate acestea, acest "număr" simplifică și chiar denaturează imaginea reală. "Legea 10%" este eficientă numai atunci când energia este transferată de la primul nivel trofic la cel de-al doilea, și apoi nu în toate cazurile. Eficiența asimilării energetice în următoarele legături ale lanțului alimentar - de la fitofage spre zoofage sau la prădători de ordine superioară - poate ajunge la 60%.
Eficiență ridicată asimilare energetică în legătura „carne-eating“ în lanțul alimentar se datorează cantității relativ mic de pradatori excrementele și compoziția saprotroph limitată (decomposers, coprophagia), hrana pe ele. Principala faună a coprofagei este legată de excrementele animalelor erbivore. Apropo, că, atunci când ruinare eficiența energetică a stăpâni mai mare decât în phytophagy, toată lumea știe din experiența personală: un prânz vegetarian de legume și cartofi este mare în volum, dar malokalorien, și o friptură de greutate relativ mică pentru a satisface foamea pentru o lungă perioadă de timp va oferi un sentiment de sațietate.
Astfel, în lanțul alimentar la fiecare nivel trofic următor, cantitatea relativă de energie transferată crește, deoarece atât consumul de biomasă vie cât și asimilarea sa cresc simultan (ponderea biomasei care revine în ecosistem cu excrementele scade).
Comportamentul energiei este supus acțiunii primei și celei de-a doua legi a termodinamicii.
Prima lege (conservarea energiei) - asupra conservării cantității sale în tranziția de la o formă la alta. Energia nu poate apărea în ecosistemul propriu-zis, intră din exterior prin lumina soarelui sau datorită reacțiilor chimice și este asimilată de producători. Ulterior, acesta va fi parțial utilizat de consumatori și de simbiotrofe, de "întreținere" a plantelor, în parte prin descompunere, care descompune părțile moarte ale plantelor și parțial consumate pentru respirație. Dacă rezumăm toate aceste fracțiuni ale cheltuielilor de energie asimilate de plante în ecosistemul fotoautotrofic, suma va fi egală cu energia potențială acumulată în timpul fotosintezei.
A doua lege se referă la inevitabilitatea disipării energiei (adică, reducerea "calității" acesteia) în trecerea de la o formă la alta. În conformitate cu această lege, energia se pierde atunci când este transmisă prin intermediul lanțurilor alimentare. În forma cea mai generală, aceste pierderi reflectă "numărul Lindemann".
1. Ce este energia?
2. Cât de multă energie solară poate absorbi ecosistemul?
3. Care este lanțul alimentar?
4. Ce este un nivel trofic?
5. Oferiți exemple de lanțuri de pășuni și de alimente detritale.
6. Câte legături sunt lanțurile alimentare în ecosistemele terestre și acvatice?
7. Care este diferența dintre noțiunile de "lanț alimentar" și "rețea alimentară"?
8. În ce măsură se schimbă plenitudinea consumului de organisme la niveluri trofice diferite și în diferite ecosisteme?
9. Cum se schimbă eficiența asimilării energetice de către organisme cu o creștere a nivelului lor trofic?
10. Ilustră efectul legilor termodinamicii în "munca" ecosistemului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: