تدفق الطاقة من خلال النظام البيئي - أوضح!

قراءة هذه المادة لمعرفة المزيد عن تدفق الطاقة من خلال النظام البيئي!

يوضح الشكل الوارد أدناه 2.9 مع النباتات ، والحمار الوحشي ، والأسد ، وما إلى ذلك الأفكار الرئيسية حول كيفية عمل الأنظمة البيئية: تمتلك النظم البيئية تدفقات الطاقة ومواد دورة النظم الإيكولوجية. ترتبط هاتان العمليتان ، لكنهما ليسا متشابهين تمامًا.

تدخل الطاقة إلى النظام البيولوجي حيث يتم تحويل الطاقة الضوئية ، أو الفوتونات ، إلى طاقة كيميائية في الجزيئات العضوية عن طريق العمليات الخلوية بما في ذلك التمثيل الضوئي والتنفس ، وفي النهاية يتم تحويلها إلى طاقة حرارية. تتبدد هذه الطاقة ، بمعنى أنها تضيع على النظام كحرارة. بمجرد فقدانه ، لا يمكن إعادة تدويره.

وبدون الإدخال المستمر للطاقة الشمسية ، فإن الأنظمة البيولوجية ستغلق بسرعة. هكذا الأرض هي نظام مفتوح فيما يتعلق بالطاقة. عناصر مثل الكربون أو النيتروجين أو الفوسفور تدخل الكائنات الحية في مجموعة متنوعة من الطرق.

تحصل النباتات على عناصر من الجو المحيط أو الماء أو التربة. وقد تحصل الحيوانات أيضًا على عناصر مباشرة من البيئة المادية ، ولكنها عادة ما تحصل على هذه العناصر كنتيجة لاستهلاك الكائنات الحية الأخرى. يتم تحويل هذه المواد كيميائيا حيويا داخل أجسام الكائنات الحية ، ولكن عاجلا أو آجلا ، بسبب الإفراز أو التحلل ، يتم إعادتها إلى دولة غير عضوية.

في كثير من الأحيان تكمل البكتيريا هذه العملية ، من خلال عملية تسمى التحلل أو التمعدن. أثناء التحلل ، لا يتم تدمير هذه المواد أو فقدها ، لذا فإن الأرض عبارة عن نظام مغلق بالنسبة للعناصر (باستثناء نيزك يدخل النظام الآن ومن ثم). يتم تدوير العناصر إلى ما لا نهاية بين حالتهم الحيوية واللاحيوية داخل النظم البيئية.

وتسمى تلك العناصر التي يميل العرض إلى الحد من النشاط البيولوجي بالمغذيات. تبدأ تحولات الطاقة في نظام إيكولوجي أولاً بإدخال الطاقة من الشمس. يتم التقاط الطاقة من الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي. يتم دمج ثاني أكسيد الكربون مع الهيدروجين (المشتق من تقسيم جزيئات الماء) لإنتاج الكربوهيدرات (CHO). يتم تخزين الطاقة في الروابط عالية الطاقة من ثلاثي الفوسفات الأدينوزين ، أو اعبي التنس المحترفين.

الخطوة الأولى في إنتاج الطاقة للأشياء الحية ، يطلق عليها الإنتاج الأولي. الأعشاب الحصول على طاقتهم من خلال استهلاك النباتات أو المنتجات النباتية ، والآكلات آكلة اللحوم آكلات الأعشاب ، والموتورات تستهلك فضلات وجثث منا جميعا.

في سلسلة غذائية بسيطة ، تتدفق فيها الطاقة من الشمس ، التي تم التقاطها بواسطة عملية التمثيل الضوئي للنبات ، من المستوى الغذائي إلى المستوى الغذائي عبر السلسلة الغذائية. يتكون المستوى الغذائي من الكائنات الحية التي تكسب قوتها بنفس الطريقة التي تكون بها جميع المنتجين الأساسيين (النباتات) ، والمستهلكين الرئيسيين (العواشب) أو المستهلكين الثانويين (الحيوانات آكلة اللحوم).

يتم إنتاج الأنسجة الميتة ومنتجات النفايات على جميع المستويات. فالزوازين والمدمجات والمحللات مسؤولة بشكل جماعي عن استخدام كل هذه "النفايات" - فالمستهلكون من الجثث والأوراق الساقطة قد يكونون حيوانات أخرى ، مثل الغربان والخنافس ، ولكن في النهاية الميكروبات التي تنهي مهمة التحلل. كمية الإنتاج الأولي تختلف كثيرا من مكان لآخر ، بسبب الاختلافات في كمية الإشعاع الشمسي وتوافر المغذيات والماء.

مثال:

تتدفق الطاقة من خلال نظام بيئي في اتجاه واحد. المنتجون يحتويون على معظم الطاقة ، والمنتجون هم autotrophs وتصنيع طعامهم. يحصل المستهلكون على الطاقة من خلال تناول المنتجين ، فهم غير متغايرين. وأخيراً ، يحصل المُحلّلون على الطاقة من النفايات والكائنات الحية الميتة ، مثل البكتيريا والفطريات. كلما تقدمت في كل مستوى ، تنخفض الطاقة.

kcal = الكيلو كالوري (الطاقة)

العشب (المنتج 1000 كيلو سعر حراري)

يتم أكل العشب من قبل الفئران أو الفئران (المستهلك 1 لديه 100 سعرة حرارية)

تؤكل الجرذان أو الفئران من قبل القوارض (المستهلك 2 لديه 10 سعرة حرارية)

ثم تؤكل القوارض بواسطة البوم (المستهلك 3 لديه 1 سعر حراري) وهلم جرا.