Kas yra ekologinės dešimties ar 10% įstatymas?

The ekologinės dešimties teisės, ekologinė teisė o 10% jis kelia būdą, kuriuo energija keliauja išvestyje per skirtingus trofinius lygius. Taip pat dažnai teigiama, kad šis įstatymas yra tiesiog tiesioginė termodinamikos įstatymo pasekmė.

Ekologinė energija yra ekologijos dalis, susijusi su pirmiau aprašytų santykių kiekybiniu įvertinimu. Manoma, kad Raymondas Lindemannas (būtent jo 1942 m. Kūryboje) buvo tas, kuris nustatė šios studijų srities pagrindus..

Jo darbas sutelktas į grandinės ir trofinių tinklų koncepcijas ir į energijos perdavimo tarp skirtingų trofinių lygių efektyvumo kiekybinį nustatymą.

Lindemannas prasideda nuo saulės spinduliuotės ar energijos, kurią bendruomenė gauna per fotosintezę, kurią atlieka augalai, ir toliau stebi, kaip žolėnai (pirminiai vartotojai), o vėliau mėsėdžių (antriniai vartotojai) naudojasi jais. ) ir pagaliau skaidikliai.

Indeksas

• 1 Kokia yra ekologinės dešimties teisė??
• 2 Organizacijos lygiai
• 3 Trofiniai lygiai
• 4 Pagrindinės sąvokos
  • 4.1 Grubus ir grynasis pirminis našumas
  • 4.2 Antrinis našumas
• 5 Perkėlimo efektyvumas ir energijos maršrutai
  • 5.1 Energijos perdavimo efektyvumo kategorijos
• 6 Visuotinis perdavimo efektyvumas
• 7 Kur eina prarasta energija??
• 8 Nuorodos

Kokia yra ekologinės dešimties teisė??

Po Lindemanno novatoriško darbo buvo manoma, kad trofinių perkėlimų efektyvumas buvo apie 10%; iš tikrųjų kai kurie ekologai nurodė 10% įstatymą. Tačiau nuo to laiko kilo daug painiavos dėl šio klausimo.

Žinoma, nėra jokio gamtos įstatymo, kuris tiksliai lemtų tai, kad dešimtoji energijos, kuri patenka į trofinį lygį, yra perkelta į kitą.

Pavyzdžiui, trofinių tyrimų (jūrų ir gėlo vandens aplinkose) rinkinys atskleidė, kad trofiniu lygiu perkėlimo efektyvumas svyravo nuo 2 iki 24%, nors vidurkis buvo 10,13%..

Paprastai, taikytina ir vandens, ir sausumos sistemoms, galima teigti, kad žolėdžių antrinis produktyvumas paprastai būna apytikriai mažesnis už pirminį našumą, kuriame jis yra..

Tai dažnai yra nuoseklus ryšys, kuris palaikomas visose pašarų sistemose ir paprastai būna piramidės tipo konstrukcijose, kuriose bazę padaro augalai ir šiuo pagrindu yra mažesnis, pirminių vartotojų, antrajame lygyje (dar mažesnis) antrinių vartotojų.

Organizacijos lygiai

Visoms gyvoms būtybėms reikalinga medžiaga ir energija; statyti savo kūnus ir energiją, kad galėtų atlikti savo gyvybines funkcijas. Šis reikalavimas neapsiriboja individualiu organizmu, bet yra išplėstas aukštesniems biologinio organizavimo lygiams, kuriuos šie asmenys gali atitikti.

Šie organizacijos lygiai yra:

• Vienas biologinės populiacijos: tos pačios rūšies organizmai, gyvenantys toje pačioje konkrečioje vietovėje.
• Vienas biologinė bendruomenė: įvairių rūšių ar populiacijų organizmų, gyvenančių konkrečioje vietovėje ir sąveikaujančių per maistą ar trofinius santykius, rinkinys.
• A ekosistemą- sudėtingiausias biologinio organizavimo lygis, kurį sudaro bendruomenė, susijusi su jos abiotine aplinka - vandeniu, saulės šviesa, klimatu ir kitais veiksniais, su kuriais ji sąveikauja.

Trofiniai lygiai

Ekosistemoje bendruomenė ir aplinka sukuria energijos ir medžiagų srautus.

Ekosistemos organizmai sugrupuoti pagal „vaidmenį“ arba „funkciją“, kurią jie vykdo per maistinę ar trofinę grandinę; taip kalbame apie trofinius gamintojų, vartotojų ir skaidančiųjų lygius.

Savo ruožtu kiekvienas iš šių trofinių lygių sąveikauja su fizine-chemine aplinka, kuri sudaro sąlygas gyvybei ir tuo pačiu metu veikia kaip energijos ir materijos šaltinis ir kriauklė..

Pagrindinės sąvokos

Grynasis ir grynasis pirminis našumas

Pirmiausia turime apibrėžti pirminį produktyvumą, kuris yra biomasės gamybos vieneto plotas.

Paprastai jis išreiškiamas energijos vienetais (džauliais kvadratiniam metrui per dieną) arba sausų organinių medžiagų vienetais (kilogramais hektarui ir per metus) arba anglies kiekiu (anglies masė kilogramais kvadratiniam metrui per metus)..

Apskritai, kai kalbame apie visą fotosintezės metu nustatytą energiją, paprastai tai vadiname šiurkščiuoju pirminiu našumu (PPG).

Iš to dalis dalis yra išleidžiama pačių autotrofų (RA) kvėpavimui ir prarandama šilumos pavidalu. Grynoji pirminė gamyba (PPN) gaunama atimant šią sumą iš PPG (PPN = PPG-RA)..

Ši grynoji pirminė produkcija (PPN) yra galutinis vartojimas heterotrofams (tai yra bakterijos, grybai ir kiti gyvūnai, kuriuos žinome).

Antrinis našumas

Antrinis produktyvumas (PS) apibrėžiamas kaip naujos biomasės gamybos heterotrofiniais organizmais greitis. Skirtingai nuo augalų, heterotrofinių bakterijų, grybų ir gyvūnų, jie negali sukurti sudėtingų, daug energijos turinčių junginių, kurių jiems reikia iš paprastų molekulių..

Jie visuomet gauna savo medžiagą ir energiją iš augalų, kuriuos jie gali tiesiogiai vartoti augalinę medžiagą arba netiesiogiai maitindami kitus heterotrofus.

Tokiu būdu fotosintezės augalai ar organizmai apskritai (vadinami gamintojais) sudaro pirmąjį trofinį lygį bendruomenėje; pagrindiniai vartotojai (tie, kurie maitina gamintojus) sudaro antrąjį trofinį lygį, o antriniai vartotojai (taip pat vadinami mėsėdžiais) sudaro trečiąjį lygį.

Perkėlimo efektyvumas ir energijos maršrutai

Grynosios pirminės produkcijos, kuri teka išilgai kiekvieno potencialaus energijos kelio, proporcijos galiausiai priklauso nuo perdavimo efektyvumo, t. Y. Nuo to, kaip naudojama energija ir juda iš vieno lygio į kitą. kita.

Energijos perdavimo efektyvumo kategorijos

Yra trys energijos perdavimo efektyvumo kategorijos, o su šiais gerai apibrėžtais būdais galime prognozuoti energijos srauto modelį trofiniuose lygiuose. Šios kategorijos yra: vartojimo (EB) efektyvumas, asimiliacijos efektyvumas ir gamybos efektyvumas (EP)..

Apibūdinkime šias tris minėtas kategorijas.

Matematiškai galime apibrėžti vartojimo efektyvumą (EB) taip:

EC =I_n/P_n-1 × 100

Kur matome, kad CE yra visos turimos našumo procentas (P_n-1), kuris yra veiksmingai įleidžiamas viršutinėje gretimoje trofinėje dalyje (\ tI_n).

Pavyzdžiui, ganyklų sistemos pirminių vartotojų atveju EB yra procentinė dalis (išreikšta energijos vienetais ir laiko vienetais), kurią vartoja žolėnai..

Jei kalbėtume apie antrinius vartotojus, tai būtų lygiavertė mėsėdžių, vartojamų mėsėdžių, produktyvumo procentinei daliai. Likusios miršta be valgymo ir patenka į skilimo grandinę.

Kita vertus, asimiliacijos efektyvumas išreiškiamas taip:

EA =A_n/I_n × 100

Vėlgi mes kalbame apie procentą, tačiau šį kartą į maistą gaunama energija, kurią vartotojas suvartoja trofiniame skyriuje.I_n) ir kuri yra prilyginama jos virškinimo sistemai (A_n).

Minėta energija bus prieinama augimui ir darbų vykdymui. Likučiai (nepaskirstyta dalis) prarandami išmatose, o tada patenka į trofikų lygį..

Galiausiai gamybos efektyvumas (PE) išreiškiamas taip:

EP = P_n/ A_n × 100

kuris taip pat yra procentinė dalis, tačiau šiuo atveju mes nurodome panašią energiją (A_n), į kurią įeina nauja biomasė (P_n). Kvėpavimo metu prarandamos visos nesubalansuotos energetinės liekanos.

Produktai, tokie kaip išskyros ir (arba) išskyros (daug energijos), dalyvavę medžiagų apykaitos procesuose, gali būti laikomi produkcija., P_n, ir jie, kaip lavonai, yra prieinami dekompozitoriams.

Visuotinis perdavimo efektyvumas

Nustačius šias tris svarbias kategorijas, dabar galime paklausti apie „pasaulinį perkėlimo efektyvumą“ iš vieno trofinio lygio į kitą, kurį paprasčiausiai suteikia minėtų efektyvumo efektų produktas (EB x EA x EP).

Kalbant atvirai, galime pasakyti, kad lygio efektyvumą lemia tai, kas gali būti veiksmingai suvartojama, o tai tuomet prilyginama ir įtraukiama į naują biomasę.

Kur praranda prarastą energiją??

Žolėdžių našumas visada yra mažesnis nei augalų, iš kurių jie maitinami, produktyvumas. Tada galėtume paklausti: Kur praranda prarastą energiją??

Norėdami atsakyti į šį klausimą, turime atkreipti dėmesį į šiuos faktus:

1. Ne visos augalų biomasės suvartoja žolėnai, nes daugelis jų miršta ir patenka į trofinį skaidymo lygį (bakterijos, grybai ir kiti detrityvai)..
2. Ne visos biomasės, vartojamos žolėdžių augalams, ir žolynų, kurie savo ruožtu suvartoja mėsėdžių, biomasė yra prilyginama ir prieinama prie vartotojo biomasės; dalis prarandama su išmatomis ir tokiu būdu ji perduodama skaidantiems.
3. Ne visa energija, kuri ateina į asimiliavimą, iš tikrųjų tampa biomasė, nes dalis kvėpavimo metu prarandama šilumos pavidalu..

Taip atsitinka dėl dviejų pagrindinių priežasčių: pirma, dėl to, kad nėra energijos konversijos proceso, kuris būtų 100% efektyvus. Tai reiškia, kad konversijoje visada yra nuostolių šilumos pavidalu, kuris puikiai atitinka antrąjį termodinamikos įstatymą.

Antra, kadangi gyvūnams reikia atlikti darbą, kuriam reikalingos energijos sąnaudos, o tai reiškia, kad atsiranda naujų šilumos nuostolių.

Šie modeliai atsiranda visuose trofiniuose lygiuose, ir, kaip prognozuojama antrame termodinamikos įstatyme, dalis energijos, kuri bandoma perkelti iš vieno lygio į kitą, visada išsklaido netinkamą šilumą..

Nuorodos

1. Caswell, H. (2005). Maisto tinklai: nuo ryšio prie energetikos. (H. Caswell, red.). Ekologinių tyrimų pažanga (36 tomas). Elsevier Ltd. pp. 209.
2. Curtis, H. et al. (2008). Biologija 7-asis leidimas. Buenos Airės-Argentina: Redakcijos medika Panamericana. pp. 1160.
3. Kitching, R. L. (2000). Maisto tinklai ir konteinerių buveinės: Phytotelmata gamtos istorija ir ekologija. Cambridge University Press. pp. 447.
4. Lindemann, R.L. (1942). Trofinis-dinamiškas ekologijos aspektas. Ekologija, 23, 399-418.
5. Pascual, M. ir Dunne, J. A. (2006). Ekologiniai tinklai: struktūros susiejimas su dinamika maisto tinkluose. (M. Pascual & J. A. Dunne, red.) Santa Fė instituto studijų kompleksas. „Oxford University Press“. pp. 405.