Tartalom
- Az energiaáram meghatározása és trópusi szintek
- Az energiaáramlás ismerete az ökoszisztémákban
- Energiaáramlási folyamat
- Az energiaáram nem 100% -ban hatékony
- Hogyan befolyásolja az energiaáram az élelmiszer- és az energiapiramisokat?
- Hogyan áramlik az energia egy ökoszisztémában?
- Példa ökoszisztéma: mérsékelt erdő
- Példa ökoszisztéma: Korallzátony
egy ökoszisztéma "különféle szervezetek közössége", amely kölcsönhatásba lép egymással és a környezettel egy adott területen. Ez elszámolja mind a kettő közötti interakciókat és kapcsolatokat biotikus (élő) és abiotikus (nem életbeli) tényezők.
Az energia az, ami az ökoszisztéma virágzását eredményezi. És bár minden az anyag konzerválva van egy ökoszisztémában, energia folyik egy ökoszisztémán keresztül, azaz nem konzerválódott. Az energia minden ökoszisztémába napfényként jut be, és fokozatosan elveszik, amikor a hő visszakerül a környezetbe.
Mielőtt azonban az energia hőként áramlik ki az ökoszisztémaből, az organizmusok között áramlik az úgynevezett folyamatban energia-áramlás. Ez az energiaáram, amely a Napból származik, majd az organizmusról a szervezetre megy keresztül, amely az ökoszisztémán belüli kölcsönhatások és kapcsolatok alapja.
Az energiaáram meghatározása és trópusi szintek
Az energiaáramlás meghatározása az energia átadása a napról és az élelmiszerlánc minden egyes következő szintjére egy környezetben.
Az ökoszisztéma táplálékláncának minden energiaáramlását egy trópusi szint jelöli, amely arra a helyzetre utal, amelyet egy adott szervezet vagy organizmuscsoport elfog az élelmiszerláncon. A lánc kezdete, amely az energiapiramis alján lenne, a első trópusi szint. Az első trópusi szint olyan termelőket és autotrofákat foglal magában, amelyek fotoszintézis útján a napenergia felhasználható kémiai energiává alakulnak.
Az élelmiszerlánc / energiapiramis következő szintjét az alábbiaknak tekintjük: második trópuszint, amelyet általában egy olyan elsődleges fogyasztó vesz igénybe, mint egy növényevőt vagy algát fogyasztó növényevő. Az élelmiszerlánc minden további lépése megegyezik egy új trópuszinttel.
Az energiaáramlás ismerete az ökoszisztémákban
A trópuszinten kívül van még néhány kifejezés, amelyet tudnod kell az energiaáramlás megértéséhez.
biomassza: A biomassza szerves vagy szerves anyag. A biomassza az a fizikai szerves anyag, amelyben az energia tárolódik, mint például a növények és állatok alkotó tömeg.
Termelékenység: A termelékenység az az arány, amellyel az energia beépül a biomasszába az organizmusok testébe. Meghatározhatja a termelékenységet bármilyen és minden trópusi szintre. Például, elsődleges a termelékenység az elsődleges termelők termelékenysége az ökoszisztémában.
Bruttó elsődleges termelékenység (GPP): A GPP az a sebesség, amellyel a napból származó energia megragad a glükózmolekulákban. Alapvetően azt méri, hogy az ökoszisztémában az elsődleges termelők mennyi teljes kémiai energiát termelnek.
Nettó elsődleges termelékenység (NPP): Az atomerőmű azt is méri, hogy mennyi kémiai energiát generálnak az elsődleges termelők, de figyelembe veszi azt az energiát is, amelyet maguk a termelők veszítenek anyagcserére. Az atomerőmű tehát az a sebesség, amellyel a napból származó energiát biomassza-anyagként elfogják és tárolják, és ez megegyezik az ökoszisztéma többi szervezetének rendelkezésre álló energiával. Az atomerőmű az mindig alacsonyabb összeget, mint a GPP-t.
Az atomerőmű az ökoszisztémától függően változik. Az olyan változóktól függ, mint például:
Energiaáramlási folyamat
Az energia napfényként jut az ökoszisztémákba, és a termelők, például szárazföldi növények, algák és fotoszintézisű baktériumok felhasználható kémiai energiává alakulnak. Amint ez az energia fotoszintézis útján jut az ökoszisztémába, és ezek a termelők biomasszá alakulnak, az energia áramlik az élelmiszerláncon, amikor az organizmusok más szervezeteket esznek.
A fű a fotoszintézist használja, a bogár megeszi a füvet, a madár megeszi a bogarat és így tovább.
Az energiaáram nem 100% -ban hatékony
Ahogyan felfelé halad a trópusi szinttel, és tovább halad az élelmiszerlánc mentén, az energiaáramlás nem 100 százalékos hatékonyságú. A rendelkezésre álló energia mindössze 10% -a teszi az egyik trópusi szintről a következő trópusi szintre, vagy pedig egy organizmusról a másikra. A rendelkezésre álló energia fennmaradó része (az energia kb. 90% -a) hőveszteségként veszik el.
Az egyes szintek nettó termelékenysége tízszeresére csökken, amikor az egyes trópuszintekre felmegyünk.
Miért nem működik ez az átadás 100 százalékos hatékonysággal? Három fő oka van:
1. Az egyes trófeák szintjén nem minden szervezet fogyasztódik fel: Gondolj bele erre: a nettó elsődleges termelékenység az ökoszisztémában élő szervezetek számára rendelkezésre álló összes energiát jelenti, amit a termelők nyújtanak a magasabb trópuszintű szervezetek számára. Annak érdekében, hogy az összes energia áramoljon ettől a szinttől a másikig, ez azt jelenti, hogy az összes ilyen termelőt el kell fogyasztani. Minden fűszál, minden mikroszkopikus algadarab, minden levél, minden virág és így tovább. Nem történik meg, ami azt jelenti, hogy az energia egy része nem folyik ettől a szinttől a magasabb trópusi szintekig.
2. Nem minden energiát lehet átvinni egyik szintről a másikra: Az energiaáramlás második oka az az, hogy egy bizonyos energia képtelen átadni, és így elveszik. Például az emberek nem emészthetik a cellulózt. Annak ellenére, hogy a cellulóz energiát tartalmaz, az emberek nem tudják emésztni, és abból energiát szerezni, és hulladékként elveszítik (a.k.a., széklet).
Ez minden organizmusra igaz: vannak bizonyos sejtek és anyagdarabok, amelyeket nem tudnak emésztni, és hulladékként ürülnek / hőként vesznek el. Tehát akkor is, ha egy darab étel rendelkezésre álló energiája egy mennyiség, akkor az azt fogyasztó organizmus számára nem lehetséges, hogy az elérhető élelmiszer minden egységét megkapja. Ennek az energianak egy része mindig el fog veszni.
3. A metabolizmus energiát igényel: Végül, az organizmusok energiát fogyasztanak anyagcseréhez, például a sejtek légzéséhez. Ez az energia kimerül, és nem továbbadható a következő trópusi szintre.
Hogyan befolyásolja az energiaáram az élelmiszer- és az energiapiramisokat?
Az energiaáramlást az élelmiszerláncokon keresztül lehet leírni, mint az energia átadását az egyik organizmusról a másikra, kezdve a termelőktől és a láncon felfelé haladva, amikor az organizmusokat egymás fogyasztja. Az ilyen típusú láncok megjelenítésének, vagy egyszerűen a trópuszint megjelenítésének másik módja az élelmiszer / energia piramisok.
Mivel az energiaáramlás nem hatékony, az élelmiszerlánc legalacsonyabb szintje szinte mindig a legnagyobb mind az energia, mind a biomassza szempontjából. Ezért jelenik meg a piramis alján; ez a szint, ami a legnagyobb. Ahogy felmegy az élelmiszer-piramis minden egyes trópusi szintjén vagy minden szintjén, az energia és a biomassza is csökken, ezért a szintek száma szűk és vizuálisan szűk, amikor a piramis felfelé halad.
Gondolj bele erre: Minden szinttel felfelé haladva elveszíti a rendelkezésre álló energiamennyiség 90% -át. Az energia mindössze 10% -a áramlik végig, ami nem képes olyan sok organizmusra támaszkodni, mint az előző szint. Ez mindkét szinten kevesebb energiát és kevesebb biomasszát eredményez.
Ez magyarázza, hogy miért általában nagyobb számú organizmus alacsonyabb az élelmiszerláncon (például fű, rovarok és kis halak), és sokkal kevesebb szervezet az élelmiszerlánc tetején (mint pl. Medvék, bálnák és oroszlánok) példa).
Hogyan áramlik az energia egy ökoszisztémában?
Itt egy általános lánc az energia áramlásáról az ökoszisztémában:
A termelők nélkül semmilyen energia nem juthat az ökoszisztémaba felhasználható formában. Az energiának folyamatosan napfény útján kell belépnie az ökoszisztémabe, és ezeknek az elsődleges termelőknek az ellenkezőjében az ellenkezőjében az ökoszisztéma teljes élelmiszerhálója / lánca összeomlik és megszűnik.
Példa ökoszisztéma: mérsékelt erdő
A mérsékelt erdei ökoszisztémák nagyszerű példát mutatnak az energiaáramlás működésének bemutatására.
Az egész az ökoszisztémába belépő napenergiával kezdődik. Ezt a napfényt és a szén-dioxidot számos elsődleges termelő használja erdei környezetben, beleértve:
Ezután jönnek az elsődleges fogyasztók. A mérsékelt erdőben ide tartoznak a növényevők, például szarvasok, különféle növényevő rovarok, mókusok, észak-amerikai mókusok, nyulak és így tovább. Ezek az organizmusok az elsődleges termelőket fogyasztják, és energiájukat beépítik a saját testükbe. Néhány energia hő- és hulladékként veszik el.
A másodlagos és harmadlagos fogyasztók ekkor eszik meg ezeket a többi szervezetet. Egy mérsékelt erdőben ide tartoznak az állatok, például mosómedve, ragadozó rovar, róka, prérifarkas, farkas, medve és ragadozó madár.
Amikor ezeknek a szervezeteknek a halála megtörténik, a bomlók elbontják az elpusztult szervezetek testét, és az energia áramlik a bomlókba. Mérsékelt erdőkben ide tartoznak férgek, gombák és különféle baktériumok.
A piramis "energiaáramlás" koncepció ezzel a példával is demonstrálható. A leginkább elérhető energia és biomassza az élelmiszer / energia piramis legalacsonyabb szintjén van: a termelők virágos növények, fű, bokrok és egyéb formájában. A legkevesebb energiával / biomasszával rendelkező szint a piramis / élelmiszerlánc csúcsán helyezkedik el, magas szintű fogyasztók, például medvék és farkasok formájában.
Példa ökoszisztéma: Korallzátony
Míg a tengeri ökoszisztémák, mint például a korallzátonyok, nagyon különböznek a szárazföldi ökoszisztémáktól, mint például a mérsékelt erdők, láthatja, hogy az energiaáramlás fogalma ugyanúgy működik.
Az elsődleges termelők a korallzátonyok környezetében többnyire mikroszkopikus planktonok, mikroszkopikus növényszerű organizmusok, amelyek megtalálhatók a korallban és szabadon lebegnek a vízben a korallzátony körül. Innentől kezdve különféle halak, puhatestűek és más növényevő lények, például a zátonyon élő tengeri sün, például energiát fogyasztanak ezeknek a termelőknek (többnyire algák ebben az ökoszisztémában).
Az energia azután a következő trópusi szintre áramlik, amely ebben az ökoszisztémában nagyobb ragadozó halak lenne, mint például cápák és barakuda, valamint a moray angolna, sügérhal, csíkos sugarak, tintahal és így tovább.
A bomlók a korallzátonyokon is léteznek. Néhány példa a következő:
Láthatja a piramis fogalmát is ezzel az ökoszisztémával. A legtöbb energia és biomassza az élelmiszer-piramis első trópusi és legalacsonyabb szintjén létezik: algák és korall organizmusok formájában termelők. A legkevesebb energiát és felhalmozódott biomasszát elérő szint a legmagasabb szintű fogyasztók formájában jelenik meg, mint például a cápák.