Conceptul de ecosisteme energetice. Lanțurile și rețelele trofice prezintă modelul de mișcare a materiei organice în ecosistem. Dar, împreună cu substanța de-a lungul circuitelor de alimentare, există un flux direct de energie. Sursa energiei inițiale este Soarele, a cărui energie este necesară pentru ca organismele să furnizeze o activitate vitală. Orice cantitate de materie organică conține o cantitate de energie biochimică care este extrasă prin distrugerea legăturilor chimice din substanță atunci când este utilizată ca aliment, ceea ce necesită și o anumită cantitate de energie. Examinarea proceselor din ecosisteme în aspectul energetic permite o mai bună studiere a funcționării ecosistemelor naturale și socio-naturale. În acest sens, o direcție științifică cuprinzătoare în mediul înconjurător, care ia în considerare procesele energetice din ecosisteme, se numește energia ecosistemelor.
Se știe că 1 gram de materie vegetală uscată conține (condiționat) 18,7 kJ de energie biochimică. Consumatorii, care primesc energie de la producători sub formă de substanțe organice alimentare, o folosesc pentru:
- construind materie organică proprie (proteine, grăsimi, carbohidrați);
- scindarea substanței organice a alimentelor;
- respirație, transfer de căldură, mișcare pentru a găsi mâncare și salvare de la inamici etc.
Eficiența ecosistemului. Fluxul de energie este legat direct de fluxul materiei organice - de la crearea sa până la transformare în descompunere. Eficacitatea ecosistemului este estimată de valoarea productivității. Productivitatea ecosistemului - rata de acumulare a energiei în ecosistem ca format prin materia organică, care se estimează cantitatea de biomasă uscată (. T, kg) sau energie (kJ kcal) produsă per unitate de timp (de obicei un an) și pe unitatea de suprafață (pentru sol și sol biocenoze) sau volumul (pentru biocenoze acvatice și de sol).
Producerea unui ecosistem este cantitatea de materie organică formată (biomasă) în ea. Distingeți producția de bază sau primară, produsă de producători și produse secundare care produc bunuri de consum. măsurători specifice indică faptul că pentru a produce 1 kg de carne de vită (producție secundară) trebuie să cheltuiască aproximativ 80-90 kg de iarbă proaspătă, biomasa frunziș pădure de stejar (produs primar) este de aproximativ 4,6 tone pe hectar de teren forestier, lemn de stejar - 300 -500 tone pe hectar. Evaluarea de mediu arată că produsele din biosfera Pământului este de 83 miliarde. tone de biomasă uscată, din care, la cota de teren și oceanele reprezintă, respectiv, 53 și 30 de miliarde. cont Pădurile pentru aproximativ jumătate din producția pe un teren cu suprafața totală să nu depășească 10% din suprafața de teren. Interesant, terenurile cultivate agricol (agro-ecosistem), zona din care doar 1% din suprafața de teren, da 5% din producția anuală totală a biosferei.
Principiul Lindemann. In 1942, ecologistul american Lindeman formulat principiul conversiei energiei biochimice în ecosisteme, a primit în literatura ecologică numele legii 10% .Printsip Lindemann (sau legea 10%) pe baza generalizării materialului empiric extensive: tranziția de la piramidă trofică nivel trofică pentru fiecare nivel următor În lanțul alimentar, o medie de aproximativ 10% din energie este transmisă fără consecințe negative asupra ecosistemului. Aceasta se referă la partea din energia furnizată cu alimente, care este folosit de organism pentru a construi materiei organice din propriul său corp.
Piramide ecologice. Pentru a ilustra valoarea coeficientului de transfer de energie de la nivel la nivel în lanțurile de alimentare ecosistemice, se utilizează piramide ecologice de mai multe tipuri. O piramidă ecologică reprezintă o reprezentare grafică (sau diagramă) a relației dintre volumele de materie organică sau energie la nivelurile vecine din lanțul alimentar. Următoarele tipuri de piramide ecologice au fost foarte răspândite:
- piramidele numerelor Elton;
Piramidele numerelor Elton sunt reprezentate ca numărul mediu de indivizi necesari pentru a hrăni organismele la niveluri trofice ulterioare. De exemplu, pentru a reprezenta un lanț trofic:
Foi de stejar - Cucumber - SINITA
piramida numerelor pentru un tit (al treilea nivel) reprezintă numărul de omizi (al doilea nivel) pe care îl mănâncă pentru o anumită perioadă de timp, de exemplu, pentru o zi ușoară. La primul nivel al piramidei, sunt la fel de multe frunze de stejar necesare pentru alimentarea numărului de omizi care sunt arătate pe al doilea nivel al piramidei.
Piramidele din biomasă și energie exprimă raportul cantității de biomasă sau energie la fiecare nivel trofic. biomase Pyramid, pe baza rezultatelor de cartare cântăririi masa uscată a materiei organice la fiecare nivel, iar piramida energetică - calculele privind energia biochimică transmise de la stratul superior la suport. Aceste niveluri pe biomasa grafic piramida (sau energie) este reprezentat ca dreptunghiuri de înălțime egală, lățimea care este proporțională cu biomasa transmisă pentru fiecare ulterioară (suprapusă) nivelul lanțului alimentar investigat. Oricine poate încerca să se construiască o piramidă de biomase conform împrumutat din cunoscuta carte de F. Ramada „Ecologie Aplicată“ și se referă la un lanț trofic 4 niveluri:
TRAVA (809) - TRAVATĂ (37) - GENTLEMEN-1 (11) - GENTLE-2 (1.5),
unde valorile biomasei uscate (g / m2) sunt indicate în paranteze.
Rețineți că piramidele de mediu sunt procese energetice ilustrare caracteristică esențială clare în ecosisteme, și anume principiul Lindemann și cu ajutorul lor recunoscut: din cauza proporției relativ mici de energie (medie, aproximativ o zecime din) transmise la nivelurile ulterioare, foarte puțină energie rămâne în ecosistem, iar restul se întoarce în geosferă. Astfel, cu un lanț trofic cu 4 nivele, doar zece mii de energie biochimică rămâne în ecosistem. O cantitate neglijabilă de energie rămasă în ecosistem, explică de ce lanțul de reale trofice ecosistemului natural, au nu mai mult de 5-6 niveluri.
Trimiteți-le prietenilor: