Jaký je zákon ekologického desátku nebo 10%?



zákon o ekologickém desátku, ekologické právo o 10% zvyšuje způsob, jakým energie putuje v jejím odvození prostřednictvím různých trofických úrovní. Často se také uvádí, že tento zákon je pouze přímým důsledkem druhého zákona termodynamiky.

Ekologická energie je součástí ekologie, která se zabývá kvantifikací vztahů, které jsme načrtli výše. Předpokládá se, že Raymond Lindemann (konkrétně v jeho klíčovém díle z roku 1942) byl ten, kdo založil základy této oblasti studia..

Jeho práce se zaměřila na koncepty řetězové a trofické sítě a na kvantifikaci účinnosti přenosu energie mezi různými trofickými úrovněmi..

Lindemann vychází z dopadajícího slunečního záření nebo energie, kterou komunita přijímá, a to prostřednictvím zachycování rostlin prostřednictvím fotosyntézy a pokračuje v monitorování odchytu a jeho následného použití bylinožravci (primárními spotřebiteli), poté masožravci (sekundárními spotřebiteli). ) a nakonec rozkladače.

Index

  • 1 Jaký je zákon ekologického desátku??
  • 2 Úrovně organizace
  • 3 Trofické úrovně
  • 4 Základní pojmy
    • 4.1 Hrubá a čistá primární produktivita
    • 4.2 Sekundární produktivita
  • 5 Přenos účinnosti a energetické cesty
    • 5.1 Kategorie účinnosti přenosu energie
  • 6 Globální efektivita přenosu
  • 7 Kam jde ztracená energie??
  • 8 Odkazy

Jaký je zákon ekologického desátku??

Následně po Lindemannově průkopnické práci se předpokládalo, že účinnost trofického přenosu byla kolem 10%; ve skutečnosti, někteří ekologové odkazovali se na 10% zákon. Od té doby však bylo v souvislosti s tímto problémem vytvořeno několik zmatků.

Samozřejmě neexistuje žádný zákon přírody, který by vyústil právě v to, že desetina energie, která vstupuje do trofické úrovně, je ta, která je převedena na další.

Například kompilace trofických studií (v mořském a sladkovodním prostředí) ukázala, že efektivita přenosu trofickou úrovní se pohybovala mezi přibližně 2 a 24%, i když průměr byl 10,13%..

Obecně lze říci, že sekundární produktivita bylinožravců se obvykle nachází přibližně v řádu řádů pod primární produktivitou, na které se nachází..

To je často důsledný vztah, který je udržován ve všech systémech pícnin, a který se obvykle děje ve strukturách pyramidálního typu, do nichž základna přispívá rostlinami, a na tomto základě je založen menší, primární spotřebitelé, na které se nachází další kolo (menší) sekundárních spotřebitelů.

Úrovně organizace

Všechny živé bytosti vyžadují hmotu a energii; záleží na konstrukci jejich těl a energie k plnění jejich životně důležitých funkcí. Tento požadavek není omezen na individuální organismus, ale je rozšířen na vyšší úrovně biologické organizace, které tito jedinci mohou přizpůsobit.

Tyto úrovně organizace jsou:

  • Jeden biologické populace: organismy stejného druhu, které žijí ve stejné specifické oblasti.
  • Jeden biologické komunity: soubor organismů různých druhů nebo populací, žijících ve specifické oblasti a ovlivňujících potravinové nebo trofické vztahy).
  • A ekosystému: nejsložitější úroveň biologické organizace, tvořená komunitou související s jejím abiotickým prostředím - vodou, slunečním světlem, klimatem a dalšími faktory - s nimiž interaguje.

Trofické úrovně

V ekosystému vytváří komunita a životní prostředí toky energie a hmoty.

Organismy ekosystému jsou seskupeny podle „role“ nebo „funkce“, kterou plní v potravinách nebo trofických řetězcích; takto hovoříme o trofických úrovních výrobců, spotřebitelů a rozkladatelů.

Každá z těchto trofických úrovní zase interaguje s fyzikálně-chemickým prostředím, které poskytuje podmínky pro život a zároveň působí jako zdroj energie a hmoty..

Základní pojmy

Hrubá a čistá primární produktivita

Nejprve musíme definovat primární produktivitu, což je míra, při které se biomasa vyrábí na jednotku plochy.

Obvykle se vyjadřuje v jednotkách energie (Joules na metr čtvereční na den) nebo v jednotkách suché organické hmoty (kilogramy na hektar a rok) nebo jako uhlík (hmotnost uhlíku v kg na metr čtvereční za rok).

Obecně platí, že když označujeme veškerou energii stanovenou fotosyntézou, obvykle ji nazýváme hrubou primární produktivitou (PPG)..

Z toho se podíl na dýchání autotrofů sám (RA) a je ztracen ve formě tepla. Čistá primární produkce (PPN) se získá odečtením této částky od PPG (PPN = PPG-RA)..

Tato čistá primární produkce (PPN) je konečně dostupná pro spotřebu heterotrofy (jedná se o bakterie, houby a jiná zvířata, o kterých víme)..

Sekundární produktivita

Sekundární produktivita (PS) je definována jako míra produkce nové biomasy heterotrofními organismy. Na rozdíl od rostlin, heterotrofních bakterií, hub a živočichů nemohou z jednoduchých molekul vytvořit komplexní, energeticky bohaté sloučeniny, které potřebují..

Jejich hmotu a energii získávají vždy z rostlin, které mohou dělat přímo konzumací rostlinného materiálu nebo nepřímo krmením jinými heterotrofy..

Je to tak, že fotosyntetické rostliny nebo organismy obecně (také nazývané výrobci) zahrnují první trofickou úroveň v komunitě; primární spotřebitelé (ti, kteří krmí producenty) tvoří druhou trofickou úroveň a sekundární spotřebitelé (nazývaní také šelmy) tvoří třetí úroveň..

Přenosové účinnosti a energetických tras

Podíl čisté primární produkce, která proudí podél každé z potenciálních drah energie, závisí v konečném důsledku na efektivitě přenosu, tj. Na způsobu, jakým se energie používá, a pohybuje se z jedné úrovně do druhé. jiné.

Kategorie účinnosti přenosu energie

Existují tři kategorie účinnosti přenosu energie a s těmito dobře definovanými definicemi můžeme předpovědět průběh toku energie na trofických úrovních. Tyto kategorie jsou: účinnost spotřeby (EC), účinnost asimilace (EA) a efektivita výroby (EP)..

Pojďme nyní definovat tyto tři zmíněné kategorie.

Matematicky můžeme definovat efektivitu spotřeby (EC) následujícím způsobem:

EC =Ján/Pn-1 × 100

Kde vidíme, že CE je procento z celkové dostupné produktivity (Pn-1), který je účinně přijímán horním sousedním trofickým oddělením (Ján).

Například pro primární spotřebitele v systému pastvy je ES procentuálním podílem (vyjádřeným v jednotkách energie a za jednotku času) PPN, které spotřebují býložravci..

Pokud bychom odkazovali na sekundární spotřebitele, bylo by to ekvivalentní procento produktivity bylinožravců, které konzumují šelmy. Ostatní zemřou, aniž by byli jedeni, a vstoupí do řetězce rozkladu.

Na druhé straně je účinnost asimilace vyjádřena následovně:

EA =An/Ján × 100

Opět odkazujeme na určité procento, ale tentokrát na část energie přicházející z potraviny a spotřebovanou v trofickém oddělení spotřebitelem (Ján) a který je asimilován svým zažívacím systémem (An).

Uvedená energie bude k dispozici pro růst a provádění prací. Zbytky (nerozebíratelná část) se ztrácejí ve výkalech a pak vstupují do trofické úrovně rozkladných látek..

A konečně, efektivita výroby (PE) je vyjádřena jako:

EP = Pn/ An × 100

což je také procento, ale v tomto případě odkazujeme na asimilovanou energii (An), která končí začleněním do nové biomasy (Pn). Veškeré nenasycené energetické zbytky se ztrácejí ve formě tepla během dýchání.

Produkty, jako jsou sekrece a / nebo exkrece (bohaté na energii), které se podílely na metabolických procesech, lze považovat za produkci., Pn, a jsou k dispozici, jako mrtvoly, pro rozkladače.

Globální efektivita přenosu

Poté, co jsme definovali tyto tři důležité kategorie, se nyní můžeme ptát na "globální efektivitu přenosu" z jedné trofické úrovně na druhou, což je jednoduše dáno součinem výše zmíněných efektivností (EC x EA x EP).

Vyjádřeno hovorově, můžeme říci, že efektivnost úrovně je dána tím, co může být účinně požito, které je pak asimilováno a končí začleněním do nové biomasy..

Kam jde ztracená energie??

Produktivita býložravců je vždy nižší než u rostlin, ze kterých se živí. Můžeme se zeptat: Kam jde ztracená energie??

K zodpovězení této otázky musíme upozornit na následující skutečnosti:

  1. Ne všechny biomasy rostlin jsou konzumovány bylinožravci, protože mnoho z nich umírá a vstupuje do trofické úrovně rozkladných látek (bakterie, houby a zbytek detritivorů)..
  2. Ne všechny biomasy spotřebované býložravci ani biomasa konzumovaná na oplátku masožravci se asimilují a jsou k dispozici pro začlenění do biomasy spotřebitele; část je ztracena s výkaly a tímto způsobem přechází na rozkladače.
  3. Ne veškerá energie, která má být asimilována, se ve skutečnosti stává biomasou, protože část se ztrácí ve formě tepla během dýchání.

To se děje ze dvou základních důvodů: Za prvé, vzhledem k tomu, že neexistuje žádný proces přeměny energie, který je 100% účinný. To znamená, že vždy dochází ke ztrátě ve formě tepla v obrácení, což je v dokonalém souladu s druhým zákonem termodynamiky.

Zadruhé, protože zvířata potřebují pracovat, což vyžaduje výdaje na energii, a na druhou stranu implikuje nové ztráty ve formě tepla.

Tyto vzory se vyskytují na všech trofických úrovních, a jak předpovídá druhý zákon termodynamiky, část energie, která se snaží přenést z jedné úrovně do druhé, vždy se rozptýlí ve formě nepoužitelného tepla.

Odkazy

  1. Caswell, H. (2005). Potraviny Webs: Od připojení k energetice. (H. Caswell, Ed.). Pokroky v ekologickém výzkumu (Vol. 36). Elsevier Ltd. 209.
  2. Curtis, H. a kol. (2008). Biologie 7. vydání. Buenos Aires-Argentina: Editorial Medica Panamericana. pp. 1160.
  3. Kitching, R. L. (2000). Potravinové weby a stanoviště kontejnerů: Přirozená historie a ekologie fytootelmata. Cambridge University Press. pp. 447.
  4. Lindemann, R.L. (1942). Troficko-dynamický aspekt ekologie. Ekologie, 23, 399-418.
  5. Pascual, M., a Dunne, J.A. (2006). Ekologické sítě: Spojení struktury s dynamikou v potravinách. (M. Pascual & J. A. Dunne, Eds.) Santa Fe institut studuje ve vědách komplexnosti. Oxford University Press. pp. 405.