Какъв е законът за екологичния десятък или 10%?

на закон за екологичния десятък, екологичен закон или от 10% тя повдига начина, по който енергията се движи в своето извличане през различните трофични нива. Също така често се казва, че този закон е просто пряка последица от Втория закон за термодинамиката.

Екологичната енергия е част от екологията, която се занимава с количествено определяне на отношенията, които сме описали по-горе. Счита се, че Реймънд Линдеман (по-конкретно в неговия основен труд от 1942 г.) е този, който създава основите на тази област на изследване..

Работата му се фокусира върху понятията верига и трофична мрежа, както и върху количествената оценка на ефективността при преноса на енергия между различните трофични нива..

Линдеман започва от инцидентната слънчева радиация или енергия, която общността получава, чрез улавянето, направено от растенията чрез фотосинтеза, и продължава да наблюдава улавянето и последващото му използване от тревопасните животни (първични потребители), след това от месоядните (вторични потребители). ) и накрая от декомпозитори.

индекс

• 1 Какъв е законът за екологичния десятък??
• 2 Нива на организация
• 3 Трофични нива
• 4 Основни понятия
  • 4.1 Груба и нетна първична продуктивност
  • 4.2 Вторична производителност
• 5 Трансферна ефективност и енергийни маршрути
  • 5.1 Категории на ефективност на преноса на енергия
• 6 Глобална ефективност на трансфера
• 7 Къде отиде загубената енергия??
• 8 Препратки

Какъв е законът за екологичния десятък??

След пионерската работа на Линдеман се предполагаше, че ефикасността на трофичния трансфер е около 10%; всъщност някои еколози споменават 10% закон. Оттогава обаче са възникнали множество обърквания по този въпрос.

Разбира се, няма природен закон, който да произтича именно от това, че една десета от енергията, която влиза в трофично ниво, е тази, която се прехвърля към следващата.

Например, компилация от трофични изследвания (в морска и сладководна среда) разкрива, че ефективността на трансфера чрез трофично ниво варира между приблизително 2 и 24%, въпреки че средната стойност е 10,13%.

Като общо правило, приложимо както за водни, така и за наземни системи, може да се каже, че вторичната продуктивност от тревопасните животни обикновено се намира приблизително на порядъка под основната продуктивност, на която се намира..

Това често е последователна връзка, която се поддържа във всички системи за хранене и която обикновено се случва в структурите на пирамидалния тип, в които основата се допринася от растенията и на тази основа се базира по-малък основен потребител, върху която се намира друг обрат (все още по-малък) на вторичните потребители.

Нива на организация

Всички живи същества изискват материя и енергия; въпрос за изграждането на техните тела и енергия за изпълнение на техните жизнени функции. Това изискване не се ограничава до отделния организъм, а се разширява до по-високи нива на биологична организация, които тези индивиди могат да приспособят.

Тези нива на организация са:

• а биологична популация: организми от същите видове, които живеят в една и съща специфична област.
• а биологична общност: набор от организми от различни видове или популации, живеещи в определена област и взаимодействащи чрез хранителни или трофични връзки).
• а екосистема: най-сложното ниво на биологична организация, съставена от общност, свързана с нейната абиотична среда - вода, слънчева светлина, климат и други фактори, с които тя взаимодейства.

Трофични нива

В една екосистема общността и околната среда създават енергийни и материални потоци.

Организмите на една екосистема са групирани според "роля" или "функция", които те изпълняват в рамките на хранителните или трофичните вериги; така говорим за трофичните нива на производители, потребители и декомпозитори.

От своя страна всеки един от тези трофични нива взаимодейства с физико-химичната среда, която осигурява условия за живот и същевременно действа като източник и източник на енергия и материя..

Основни понятия

Груба и нетна първична продуктивност

Първо трябва да дефинираме първичната продуктивност, която е скоростта, с която се произвежда биомаса на единица площ.

Обикновено се изразява в енергийни единици (джаули на квадратен метър на ден), или в единици сухо вещество (килограми на хектар и годишно), или като въглерод (маса на въглерода в kg на квадратен метър на година)..

Като цяло, когато се отнасяме към цялата енергия, фиксирана чрез фотосинтеза, обикновено я наричаме груба първична продуктивност (PPG).

От това част се изразходва за дишането на самите автотрофи (РА) и се губи под формата на топлина. Нетната първична продукция (PPN) се получава чрез изваждане на тази сума от PPG (PPN = PPG-RA).

Това нетно първично производство (PPN) е това, което в крайна сметка е достъпно за консумация от хетеротрофи (това са бактерии, гъби и други животни, които познаваме).

Вторична производителност

Вторичната продуктивност (PS) се определя като скоростта на производство на нова биомаса от хетеротрофни организми. За разлика от растенията, хетеротрофните бактерии, гъбичките и животните, те не могат да правят сложните, енергийно богати съединения, от които се нуждаят от прости молекули..

Те получават своята материя и енергия винаги от растения, които могат да правят директно чрез консумация на растителен материал или индиректно чрез хранене с други хетеротрофи..

По този начин фотосинтетичните растения или организми като цяло (наричани още производители) включват първото трофично ниво в общността; първичните потребители (тези, които се хранят с производителите) съставляват второто трофично ниво и вторичните потребители (наричани още месоядни) съставляват третото ниво.

Ефективност на трансфера и енергийни маршрути

Пропорциите на нетната първична продукция, която тече по всеки от потенциалните енергийни пътища, в крайна сметка зависи от ефективността на трансфера, т.е. от начина, по който се използва енергията, и се движи от едно ниво на друго. друг.

Категории ефективност на преноса на енергия

Има три категории ефективност на енергийния трансфер, и с тези добре дефинирани, можем да предвидим модела на енергийния поток на трофичните нива. Тези категории са: ефективността на потреблението (ЕК), ефективността на усвояването (ЕА) и ефективността на производството (ЕП).

Да дефинираме сега тези три споменати категории.

Математически можем да определим ефективността на потреблението (ЕК) по следния начин:

ЕО =аз_п/P_N-1 × 100

Където можем да видим, че СЕ е процент от общата налична производителност (P_N-1), което е ефективно погълнато от горното съседно трофично отделение (аз_п).

Например, за първичните потребители в системата за паша, ЕО е процентът (изразен в единици енергия и за единица време) на PPN, който се консумира от тревопасните животни..

Ако имахме предвид вторичните потребители, това би било равносилно на процента продуктивност на тревопасните, консумиран от месоядните животни. Останалите умират, без да бъдат изядени и влизат в разлагащата верига.

От друга страна, ефективността на усвояването се изразява по следния начин:

EA =А_п/аз_п × 100

Отново се позоваваме на процент, но този път на част от енергията, идваща от храната и погълната в трофично отделение от потребител (аз_п) и това се усвоява от храносмилателната система (А_п).

Тази енергия ще бъде достъпна за растеж и за изпълнение на работата. Остатъкът (неусвоената част) се губи в изпражненията и след това навлиза в трофичното ниво на декомпозиторите.

И накрая, ефективността на производството (PE) се изразява като:

ЕР = Р_п/ A_п × 100

което също е процент, но в този случай се отнася до асимилираната енергия (А_п), която се включва в новата биомаса (P_п). Всички неусвоени енергийни остатъци се губят под формата на топлина по време на дишането.

Продукти като секрети и / или екскрети (богати на енергия), които са участвали в метаболитни процеси, могат да се считат за производство, P_п, и те са достъпни, като трупове, за декомпозиторите.

Глобална ефективност на трансфера

След като дефинираме тези три важни категории, сега можем да се запитаме за "глобалната ефективност на прехвърлянето" от едно трофично ниво на друго, което просто се дава от продукта на гореспоменатите ефективности (EC x EA x EP).

Изразено разговорно, можем да кажем, че ефективността на дадено ниво се дава от това, което може да бъде ефективно погълнато, което след това се асимилира и завършва с включване в новата биомаса..

Къде отиде загубената енергия??

Производителността на тревопасните животни винаги е по-ниска от тази на растенията, от които се хранят. Тогава можем да поискаме: Къде отиде загубената енергия??

За да отговорим на този въпрос, трябва да обърнем внимание на следните факти:

1. Не всички от биомасата на растенията се консумират от тревопасните животни, тъй като голяма част от тях умира и навлиза в трофичното ниво на декомпозиторите (бактерии, гъбички и останалите детритори)..
2. Не цялата биомаса, консумирана от тревопасните животни, нито тази на тревопасните, консумирани на свой ред от месоядните животни, е асимилирана и е достъпна за включване в биомасата на потребителя; част се губи с изпражненията и по този начин преминава към декомпозиторите.
3. Не цялата енергия, която идва да бъде усвоена, всъщност става биомаса, тъй като част се губи под формата на топлина по време на дишането.

Това се случва по две основни причини: Първо, поради факта, че няма процес на преобразуване на енергия, който е 100% ефективен. Това означава, че винаги има загуба във формата на топлина в преобразуването, която е в съвършена съгласуваност с Втория закон на термодинамиката.

Второ, тъй като животните трябва да работят, което изисква разход на енергия и от своя страна предполага нови загуби под формата на топлина.

Тези модели се срещат на всички трофични нива и, както се предвижда от Втория закон на термодинамиката, част от енергията, която се опитва да се прехвърли от едно ниво на друго, винаги се разсейва под формата на неизползваема топлина.

препратки

1. Caswell, H. (2005). Хранителни мрежи: от свързване към енергетика. (H. Caswell, Ed.). Напредък в екологичните изследвания (Том 36). Elsevier Ltd. 209.
2. Curtis, H. et al. (2008 г.). Биология. 7-о издание. Буенос Айрес-Аржентина: редакция Медика Панамерикана. стр. 1160.
3. Kitching, R. L. (2000). Хранителни мрежи и контейнерни местообитания: Естествената история и екология на фитотемата. Cambridge University Press. стр. 447.
4. Lindemann, R.L. (1942). Трофично-динамичният аспект на екологията. екология, 23, 399-418.
5. Pascual, M., и Dunne, J.A. (2006). Екологични мрежи: свързване на структурата с динамиката в хранителните мрежи. (M. Pascual & J. A. Dunne, Eds.) Институт за изследване на сложността в Санта Фе. Oxford University Press. стр. 405.