Aký je zákon ekologického desiatka alebo 10%?



zákon o ekologickom desiatku, ekologického práva alebo 10% Zvyšuje spôsob, akým energia putuje v jej derivácii prostredníctvom rôznych trofických úrovní. Často sa tiež uvádza, že tento zákon je jednoducho priamym dôsledkom druhého termodynamického zákona.

Ekologická energia je súčasťou ekológie, ktorá sa zaoberá kvantifikáciou vzťahov, ktoré sme načrtli vyššie. Predpokladá sa, že Raymond Lindemann (konkrétne v jeho kľúčovom diele z roku 1942) bol tým, kto založil základy tejto oblasti štúdia..

Jeho práca bola zameraná na koncepty reťazovej a trofickej siete a na kvantifikáciu účinnosti prenosu energie medzi rôznymi trofickými úrovňami..

Lindemann začína z dopadajúceho slnečného žiarenia alebo energie, ktorú komunita prijíma, prostredníctvom zachytávania rastlín prostredníctvom fotosyntézy a pokračuje v monitorovaní odchytu a jeho následného použitia bylinožravcami (primárnymi spotrebiteľmi), potom šelmami (sekundárnymi spotrebiteľmi). ) a nakoniec rozkladače.

index

  • 1 Aký je zákon o ekologickom desiatku??
  • 2 Úrovne organizácie
  • 3 Trofické úrovne
  • 4 Základné pojmy
    • 4.1 Hrubá a čistá primárna produktivita
    • 4.2 Sekundárna produktivita
  • 5 Účinnosť prenosu a energetické trasy
    • 5.1 Kategórie účinnosti prenosu energie
  • 6 Globálna efektivita prenosu
  • 7 Kam ide stratená energia??
  • 8 Referencie

Aký je zákon ekologického desiatku??

Následne po Lindemannovej priekopníckej práci sa predpokladalo, že účinnosť trofického prenosu bola okolo 10%; V skutočnosti niektorí ekológovia poukázali na 10% zákon. Odvtedy sa však v súvislosti s touto otázkou vytvorili viaceré zmätky.

Samozrejme, neexistuje žiaden prírodný zákon, ktorý by vyústil práve do toho, že desatina energie, ktorá vstupuje do trofickej úrovne, je tá, ktorá je prenesená na ďalšiu..

Napríklad kompilácia trofických štúdií (v morskom a sladkovodnom prostredí) ukázala, že účinnosť prenosu trofickou úrovňou sa pohybovala medzi približne 2 a 24%, hoci priemer bol 10,13%..

Ako všeobecné pravidlo, ktoré sa vzťahuje na vodné aj suchozemské systémy, možno povedať, že sekundárna produktivita bylinožravcov sa zvyčajne nachádza približne o rádovo pod úrovňou primárnej produktivity, na ktorej sa nachádza..

To je často dôsledný vzťah, ktorý sa zachováva vo všetkých systémoch pálenia a ktorý sa zvyčajne deje v štruktúrach pyramídového typu, v ktorých základňa prispieva rastlinami a na tomto základe je založený menší základ, od primárnych spotrebiteľov, na ktorom sa nachádza ďalší obrat (menší) sekundárnych spotrebiteľov.

Úrovne organizácie

Všetky živé bytosti vyžadujú hmotu a energiu; záleží na výstavbe ich tiel a energie na vykonávanie ich životne dôležitých funkcií. Táto požiadavka nie je obmedzená na individuálny organizmus, ale je rozšírená na vyššie úrovne biologickej organizácie, ktoré sa tieto osoby môžu prispôsobiť.

Tieto úrovne organizácie sú:

  • biologickej populácie: organizmy rovnakého druhu, ktoré žijú v tej istej špecifickej oblasti.
  • biologického spoločenstva: súbor organizmov rôznych druhov alebo populácií, žijúcich v špecifickej oblasti a vzájomne pôsobiacich prostredníctvom potravinových alebo trofických vzťahov) \ t.
  • ekosystém: najkomplexnejšia úroveň biologickej organizácie, ktorú tvorí komunita súvisiaca s jej abiotickým prostredím - vodou, slnečným svetlom, klímou a inými faktormi - s ktorými interaguje.

Trofické úrovne

V ekosystéme spoločenstvo a životné prostredie vytvárajú tok energie a hmoty.

Organizmy ekosystému sú zoskupené podľa „úlohy“ alebo „funkcie“, ktorú plnia v rámci alimentárnych alebo trofických reťazcov; takto hovoríme o trofických úrovniach výrobcov, spotrebiteľov a rozkladačov.

Každá z týchto trofických úrovní zasa interaguje s fyzikálno-chemickým prostredím, ktoré poskytuje podmienky pre život a zároveň pôsobí ako zdroj energie a hmoty..

Základné pojmy

Hrubá a čistá primárna produktivita

Najprv musíme definovať primárnu produktivitu, čo je miera, ktorou sa biomasa vyrába na jednotku plochy.

Zvyčajne sa vyjadruje v jednotkách energie (Joules na meter štvorcový na deň) alebo v jednotkách suchej organickej hmoty (kilogramy na hektár a rok) alebo ako uhlík (hmotnosť uhlíka v kg na meter štvorcový za rok).

Všeobecne platí, že keď sa odvolávame na všetku energiu stanovenú fotosyntézou, zvyčajne ju nazývame hrubou primárnou produktivitou (PPG)..

Z toho sa časť vynakladá na dýchanie samotných autotrofov (RA) a stráca sa vo forme tepla. Čistá primárna produkcia (PPN) sa získa odpočítaním tejto sumy od PPG (PPN = PPG-RA)..

Táto čistá primárna produkcia (PPN) je to, čo je v konečnom dôsledku k dispozícii na konzumáciu heterotrofami (ide o baktérie, huby a iné zvieratá, ktoré poznáme).

Sekundárna produktivita

Sekundárna produktivita (PS) je definovaná ako miera produkcie novej biomasy heterotrofnými organizmami. Na rozdiel od rastlín, heterotrofných baktérií, húb a zvierat, nedokážu z jednoduchých molekúl vytvoriť komplexné, energeticky bohaté zlúčeniny, ktoré potrebujú..

Svoju hmotu a energiu získavajú vždy z rastlín, ktoré môžu robiť priamo konzumáciou rastlinného materiálu alebo nepriamo kŕmením inými heterotrofami..

Je to tak, že fotosyntetické rastliny alebo organizmy všeobecne (tiež nazývané výrobcovia) zahŕňajú prvú trofickú úroveň v komunite; prvovýrobcovia (tí, ktorí sa živia výrobcami) tvoria druhú trofickú úroveň a druhí spotrebitelia (nazývaní aj mäsožravci) tvoria tretiu úroveň..

Účinnosť prenosu a energetické trasy

Pomery čistej primárnej produkcie, ktorá prúdi pozdĺž každej z potenciálnych energetických ciest, závisia v konečnom dôsledku od účinnosti prenosu, tj od spôsobu, akým sa energia používa, a prechádza z jednej úrovne do druhej. ostatné.

Kategórie účinnosti prenosu energie

Existujú tri kategórie účinnosti prenosu energie a, s týmito dobre definovanými, môžeme predpovedať model toku energie na trofických úrovniach. Tieto kategórie sú: efektívnosť spotreby (ES), účinnosť asimilácie (EA) a efektívnosť výroby (EP)..

Definujme teraz tieto tri uvedené kategórie.

Matematicky môžeme definovať efektívnosť spotreby (EK) nasledujúcim spôsobom:

EC =jan/Pn-1 × 100

Kde môžeme vidieť, že CE je percentom z celkovej dostupnej produktivity (Pn-1), ktorý je účinne požitý v hornom susednom trofickom oddelení (\ tjan).

Napríklad pre primárnych spotrebiteľov v systéme pasenia je ES percentom (vyjadrené v jednotkách energie a za jednotku času) PPN, ktoré spotrebujú bylinožravce..

Ak by sme sa odvolávali na druhých spotrebiteľov, bolo by to ekvivalentné percentuálnemu podielu produktivity bylinožravcov, ktoré konzumujú mäsožravce. Zvyšok zomrie bez toho, aby bol jedený, a vstúpi do reťazca rozkladu.

Na druhej strane je účinnosť asimilácie vyjadrená takto:

EA =n/jan × 100

Opäť sa odvolávame na percentuálny podiel, ale tentoraz na časť energie prichádzajúcej z potraviny a spotrebovanú spotrebiteľom v trofickom oddelení (jan) a ktorý je asimilovaný svojím tráviacim systémom (\ tn).

Uvedená energia bude k dispozícii na rast a na vykonávanie práce. Zvyšky (neoddelená časť) sa stratia vo výkaloch a potom vstúpia do trofickej úrovne rozkladačov..

Nakoniec, efektivita výroby (PE) je vyjadrená ako: \ t

EP = Pn/ An × 100

je to aj percento, ale v tomto prípade sa odvolávame na asimilovanú energiu (n), ktoré sa začleňujú do novej biomasy (\ tPn). Všetky nenasýtené energetické zvyšky sa stratia vo forme tepla počas dýchania.

Produkty, ako sú sekréty a / alebo vylučovanie (bohaté na energiu), ktoré sa podieľali na metabolických procesoch, možno považovať za produkciu., Pn, a sú k dispozícii, ako mŕtvoly, pre rozkladače.

Globálna efektivita prenosu

Po definovaní týchto troch dôležitých kategórií sa teraz môžeme pýtať na "globálnu efektivitu prenosu" z jednej trofickej úrovne na druhú, ktorá je jednoducho daná súčinom vyššie uvedených efektívnych efektov (EC x EA x EP).

Vyjadrené hovorovo, môžeme povedať, že efektívnosť úrovne je daná tým, čo je možné účinne požívať, čo sa potom asimiluje a končí začlenením do novej biomasy..

Kam ide stratená energia??

Produktivita bylinožravcov je vždy nižšia ako produktivita rastlín, z ktorých sa živia. Mohli by sme sa opýtať: Kam ide stratená energia??

Na odpoveď na túto otázku musíme upozorniť na nasledujúce skutočnosti:

  1. Nie všetky biomasy rastlín spotrebujú bylinožravce, pretože väčšina z nich zomiera a vstupuje do trofickej úrovne rozkladačov (baktérie, huby a zvyšky detritov)..
  2. Nie všetka biomasa spotrebovaná bylinožravcami, ani bylinožravce konzumované následne mäsožravcami sa asimilujú a sú k dispozícii na začlenenie do biomasy spotrebiteľa; časť sa stráca s výkalmi a týmto spôsobom prechádza na rozkladače.
  3. Nie všetka energia, ktorá sa má asimilovať, sa skutočne stáva biomasou, pretože časť sa stráca vo forme tepla počas dýchania.

To sa deje z dvoch základných dôvodov: Po prvé, vzhľadom na skutočnosť, že neexistuje proces premeny energie, ktorý je 100% účinný. To znamená, že vždy existuje strata vo forme tepla v konverzii, ktorá je v dokonalom súlade s druhým zákonom termodynamiky.

Po druhé, keďže zvieratá musia robiť prácu, čo si vyžaduje výdavky na energiu a následne znamená nové straty vo forme tepla.

Tieto vzory sa vyskytujú na všetkých trofických úrovniach, a ako sa predpokladá v druhom termodynamickom zákone, časť energie, ktorá sa snaží preniesť z jednej úrovne do druhej, sa vždy rozptýli vo forme nepoužiteľného tepla..

referencie

  1. Caswell, H. (2005). Potraviny Webs: Od pripojenia k energetike. (H. Caswell, vyd.). Pokroky v ekologickom výskume (Vol. 36). Elsevier Ltd. s. 209.
  2. Curtis, H. a kol. (2008). Biology. 7. vydanie. Buenos Aires-Argentina: Editorial Medica Panamericana. pp. 1160.
  3. Kitching, R. L. (2000). Food Webs a Container Habitats: Prírodné dejiny a ekológia fytotelmata. Cambridge University Press. pp. 447.
  4. Lindemann, R.L. (1942). Troficko-dynamický aspekt ekológie. ekológia, 23, 399-418.
  5. Pascual, M., a Dunne, J.A. (2006). Ekologické siete: Prepojenie štruktúry s dynamikou v potravinárskych sieťach. (M. Pascual a J. A. Dunne, Eds.) Santa Fe inštitút študuje vo vede zložitosti. Oxford University Press. pp. 405.