10.4. Енергията в екосистемата. хранителни вериги
В основата на "работа" екосистемата се състои от две свързани процеси: материал цикъл, който се осъществява чрез дейността на производители, потребители и разлагащи, и чрез тях на потока на енергия поток навлиза отвън. Енергията, консумирана се използва само веднъж и върху "разгъване" цикли вещества. Движение на вещества в специфичните екосистеми и биосферата са сходни по характер, и по тази причина ние ги разглеждаме в глава 13. В този раздел ще разгледаме моделите на енергийния поток през екосистемата.
Физиците определят енергия като възможността за производство на работа или пренос на топлина между два обекта, които имат различни температури. Енергетиката е на базата на "работата" на всяка екосистема, в които има голям брой на трансформация и синтез вещества.
Основният източник на енергия е слънцето. Дори хетеротрофична използване на екосистемите слънчева енергия, макар и чрез посредник, роля, която стои аВтотрофична екосистема, която доставя за органичните си вещества. Yu Odum (1986) дори дефинирани екология като науката, че "... изследва връзката между светлина и екологични системи и методи за преобразуване на енергията в екосистемата" (стр. 106).
Поток слънчева енергия непрекъснато преминава през photoautotrophic организми, където предаването на енергия от едно тяло на друго в хранителната верига има своя разсейване под формата на топлина. От енергията достига слънчевата екосистемата на Земята поглъща не повече от 2% (за експериментални култури морски водорасли планктонното постигнато ниво на слънчева енергия определяне 3,5%). Повечето от енергията се използва за транспирацията отразява листа отива нагряване на въздуха, водата и почвата (вж. 2.2.2).
Последователност организми, в които всяка предходна последващо организъм е храната, храната се нарича верига. Всяка връзка на такава верига е трофично ниво (растения, растителноядни хищници за I, II хищници ред, и т.н.).
Има два вида хранителни вериги: пасища (автотрофни), в които като първи елемент акт растения (. Трева - кравата - лицето; трева - заек - лисица; фитопланктона - зоопланктон - костур - щука и др) и detrital (хетеротрофни) където първото звено, представено мъртва органична материя, която се подава детрит (паднал лист - червей - скорец - Falcon).
Количеството на единици в хранителната верига може да бъде от един или 04:58 или шест. Хранителната верига в водните екосистеми обикновено е по-дълъг от земята.
Тъй като по-голямата част от организми има широк диета (т.е. може да се използва в хранителни организми от различни видове), то не е на хранителната верига работят в реални екосистеми и хранителни мрежи. Поради тази причина, на хранителната верига - опростен израз на трофични взаимоотношения в една екосистема.
Ефективността на предаване на енергия чрез хранителната верига зависи от два параметъра:
1. пълнотата на хищници (частта от предходните организми трофично ниво, които са яли жив);
2. Енергийната ефективност на храносмилането (фракция на плътността на енергията, която се е преместил към следващата хранителното ниво въз основа на всяко парче ял биомаса).
Тегло паша асимилация и енергийна ефективност се увеличава с увеличаване на ниво в хранителната верига и варират в зависимост от вида на екосистема.
С увеличаване на хранителното ниво на завършеност на хищничество се увеличава още повече, по-висок ред хищници разяжда до 90% от своите жертви, а защото на дела на животните, които успяват да живеят до естествена смърт, е много малък. В водните екосистеми, например, в отломки, става 100% от биомасата на хищни риби (те имат такива, и гъстота на населението на само контролните паразити), но само 1/4 от биомасата на планктон риби, хранещи се, че са умрели "от естествена смърт". Това детрит потъва. Само част от него се яде benotosa детрит, а останалата част - попада в дънните седименти. Делът на детрит влезе в проекта, толкова по-, толкова по-висока производителност на водната екосистема.
При оценката фактор енергия асимилация в хранителните вериги често използвате "Броят на Lindemann": с едно ниво в хранителната верига към друга средното предава енергия на 10%, а 90% - разсейва. Въпреки това, този "номер" опростява и дори изкривява реалната картина. "Акт 10%" е валидна само при прехода от първо ниво на енергия на втората трофиката, както и че не във всички случаи. Енергийната ефективност на асимилация в следната хранителна верига - от растителноядни zoophages за хищниците или по-висока цел - да достигне 60%.
Висока ефективност енергия асимилация в "месоядството" звено в хранителната верига се дължи на относително малко количество екскременти хищници и ограничен състав saprotroph (разлагащи, Копрофагия), храната върху тях. Основната фауна Копрофагия, свързан с изпражнения на тревопасни животни. Между другото, че когато хищничеството на енергийната ефективност на усвояване на по-висока, отколкото в phytophagy, всеки знае от личен опит: вегетарианска обяд от зеленчуци и картофи е голяма по обем, но malokalorien и сравнително малка тежест пържола да задоволи глада си за дълго време ще осигури усещане за ситост.
По този начин, в хранителната верига за всяка следваща ниво в хранителната верига на относителния размер на прехвърля енергия се увеличава, тъй като в същото време се увеличава и живеят потреблението на биомаса и неговото усвояване (намалено пропорционално на биомаса се връща на екосистемата с изпражнения).
Поведение на енергия е предмет на първия и втория законите на термодинамиката.
Първият закон (икономия на енергия) - за поддържане на количеството му в прехода от една форма в друга. Енергийна не може да се появи в себе си екосистема, тя се влива в него отвън със слънчева светлина или в резултат на химични реакции и усвоява производители. Освен това, той ще бъде частично от потребители и simbiotrofami "обслужващи" растение част - разлагащи, които се разлагат мъртвите части на растенията, както и частично - изразходвани за дишане. Ако добавите всички фракции на потреблението на енергия, асимилация от растения в photoautotrophic екосистема, сумата ще бъде равна на тази на потенциалната енергия, която се натрупва в фотосинтеза.
Вторият закон - неизбежността на разсейване на енергия (т.е. намаляване на неговото "качество") по време на прехода от една форма в друга. В съответствие с този закон, енергията се губи по време на предаването му чрез хранителната верига. В най-общи линии, тези загуби отразяват "броят на Lindemann е."
1. Какво е енергия?
2. Каква е сумата на слънчевата енергия екосистема може да поеме?
3. Каква е хранителната верига?
4. Какво е хранителното ниво?
5. Дайте примери пасища и detrital хранителни вериги.
6. Поради броя на връзките в хранителната верига се състои от сухоземните и водните екосистеми?
7. Това, което отличава понятието "хранителна верига" и "Food Network"?
8. До каква степен се променя пълнота на паша организми на различни трофични нива и в различни екосистеми?
9. Как ефективността на поглъщане на енергия от организма, за да се увеличи тяхната ниво в хранителната верига?
10. демонстриране на ефектите от законите на термодинамиката с "работата" на екосистемата.
Свързани статии