Innhold
- Definisjon av energiflow og trofiske nivåer
- Vilkår å vite for energiflyt i økosystemer
- Energiflytprosess
- Energiflyten er ikke 100 prosent effektiv
- Hvordan energiflyt påvirker mat- og energipyramidene
- Hvordan energi flyter i et økosystem
- Eksempel Økosystem: Temperert skog
- Eksempel Økosystem: Coral Reef
en økosystem er definert som et fellesskap av forskjellige organismer som interagerer med hverandre og deres miljø i et bestemt område. Den står for alle interaksjoner og forhold mellom begge biotiske (levende) og abiotiske (ikke-levende) faktorer.
Energi er det som driver økosystemet til å trives. Og mens alt saken er bevart i et økosystem, energi flyter gjennom et økosystem, noe som betyr at det ikke er bevart. Energi kommer inn i alle økosystemer som sollys og går gradvis tapt som varme tilbake i miljøet.
Før energi strømmer ut av økosystemet som varme, strømmer det imidlertid mellom organismer i en prosess som heter energiflyt. Det er denne energiflyten som kommer fra solen og deretter går fra organisme til organisme som er grunnlaget for alle interaksjoner og relasjoner i et økosystem.
Definisjon av energiflow og trofiske nivåer
Definisjonen av energiflyt er overføring av energi fra solen og oppover hvert påfølgende nivå i næringskjeden i et miljø.
Hvert nivå av energiflyt på næringskjeden i et økosystem utpekes av et trofisk nivå, som refererer til den posisjonen en viss organisme eller gruppe av organismer inntar i næringskjeden. Starten på kjeden, som vil være i bunnen av energipyramiden, er første trofiske nivå. Det første trofiske nivået inkluderer produsenter og autotrofer som konverterer solenergi til brukbar kjemisk energi via fotosyntesen.
Neste nivå opp i næringskjeden / energipyramiden vil bli betraktet som andre trofiske nivå, som vanligvis er okkupert av en type primærforbruker som en planteetere som spiser planter eller alger. Hvert påfølgende trinn i næringskjeden tilsvarer et nytt trofisk nivå.
Vilkår å vite for energiflyt i økosystemer
Foruten trofiske nivåer, er det noen flere termer du trenger å vite for å forstå energiflyten.
biomasse: Biomasse er organisk materiale eller organisk materiale. Biomasse er det fysiske organiske materialet som energi lagres i, som massen som utgjør planter og dyr.
Produktivitet: Produktivitet er den hastigheten som energi blir innlemmet i organismene som biomasse. Du kan definere produktivitet for alle trofiske nivåer. For eksempel, hoved~~POS=TRUNC produktivitet er produktiviteten til primærprodusenter i et økosystem.
Brutto primær produktivitet (GPP): GPP er hastigheten som energien fra solen fanges opp i glukosemolekyler. Den måler i hovedsak hvor mye total kjemisk energi som genereres av primærprodusenter i et økosystem.
Netto primær produktivitet (NPP): NPP måler også hvor mye kjemisk energi som genereres av primærprodusenter, men den tar også hensyn til energien som går tapt på grunn av metabolsk behov fra produsentene selv. Så er NPP hastigheten som energien fra solen fanges opp og lagres som biomasse, og den er lik mengden tilgjengelig energi til de andre organismer i økosystemet. NPP er bestandig et lavere beløp enn GPP.
NPP varierer avhengig av økosystemet. Det avhenger av variabler som:
Energiflytprosess
Energi kommer inn i økosystemer som sollys og transformeres til brukbar kjemisk energi av produsenter som landplanter, alger og fotosyntetiske bakterier. Når denne energien kommer inn i økosystemet via fotosyntesen og blir konvertert til biomasse av disse produsentene, strømmer energi gjennom næringskjeden når organismer spiser andre organismer.
Gress bruker fotosyntese, biller spiser gress, fugl spiser bille og så videre.
Energiflyten er ikke 100 prosent effektiv
Når du beveger deg opp trofiske nivåer og fortsetter langs næringskjeden, er energiflyten ikke 100 prosent effektiv. Bare rundt 10 prosent av den tilgjengelige energien gjør det fra et trofisk nivå til det neste trofiske nivået, eller fra en organisme til den neste. Resten av den tilgjengelige energien (omtrent 90 prosent av den energien) går tapt som varme.
Nettoproduktiviteten til hvert nivå synker med en faktor 10 når du går opp hvert trofiske nivå.
Hvorfor er ikke denne overføringen 100 prosent effektiv? Det er tre hovedårsaker:
1. Ikke alle organismer fra hvert trofisk nivå konsumeres: Tenk på det på denne måten: den primære netto produktiviteten utgjør all den tilgjengelige energien for organismer i et økosystem som produsenter gir for disse organismer i høyere trofiske nivåer. For å få all den energien til å flyte fra det nivået til det neste, betyr det at alle disse produsentene må forbrukes. Hvert gressblad, hvert mikroskopisk stykke alger, hvert blad, hver blomst og så videre. Det skjer ikke, noe som betyr at noe av den energien ikke flyter fra det nivået opp til de høyere trofiske nivåene.
2. Ikke all energi kan overføres fra et nivå til det neste: Den andre grunnen til at strømmen av energi er ineffektiv er fordi noe energi ikke er i stand til å overføres og dermed går tapt. For eksempel kan ikke mennesker fordøye cellulose. Selv om den cellulosen inneholder energi, kan ikke folk fordøye den og få energi fra den, og den er tapt som "avfall" (a. Feces).
Dette gjelder for alle organismer: det er visse celler og deler av stoff som de ikke kan fordøye som vil skilles ut som avfall / tapt som varme. Så selv om den tilgjengelige energien som et stykke mat har er en mengde, er det umulig for en organisme som spiser den å skaffe hver enhet tilgjengelig energi i den maten. Noe av den energien vil alltid gå tapt.
3. Metabolisme bruker energi: Til slutt bruker organismer energi til metabolske prosesser som cellulær respirasjon. Denne energien blir brukt opp og kan ikke overføres til neste trofiske nivå.
Hvordan energiflyt påvirker mat- og energipyramidene
Energiflyt kan beskrives gjennom næringskjeder som overføring av energi fra en organisme til den neste, begynner med produsentene og beveger seg oppover i kjeden etter hvert som organismer forbrukes av hverandre. En annen måte å vise denne typen kjeder eller ganske enkelt å vise de trofiske nivåene er gjennom mat / energipyramider.
Fordi energiflyten er ineffektiv, er det laveste nivået i næringskjeden nesten alltid det største når det gjelder både energi og biomasse. Det er grunnen til at den vises ved foten av pyramiden; det er nivået som er størst. Når du beveger deg opp hvert trofiske nivå eller hvert nivå av matpyramiden, reduseres både energi og biomasse, og det er grunnen til at nivåene smalere i antall og smalere visuelt når du beveger deg oppover i pyramiden.
Tenk på det på denne måten: Du mister 90 prosent av den tilgjengelige mengden energi når du går opp hvert nivå. Bare 10 prosent av energien flyter langs, noe som ikke kan støtte så mange organismer som det forrige nivået. Dette resulterer i både mindre energi og mindre biomasse på hvert nivå.
Det forklarer hvorfor det vanligvis er et større antall organismer lavere i næringskjeden (som for eksempel gress, insekter og små fisk) og et mye mindre antall organismer øverst i næringskjeden (som bjørner, hvaler og løver, for eksempel).
Hvordan energi flyter i et økosystem
Her er en generell kjede om hvordan energi flyter i et økosystem:
Uten produsenter ville det ikke være mulig for noen mengde energi å komme inn i økosystemet i en brukbar form. Energi må kontinuerlig komme inn i økosystemet via sollys og de primære produsentene, ellers ville hele matvarekjeden / kjeden i økosystemet kollapse og slutte å eksistere.
Eksempel Økosystem: Temperert skog
Tempererte skogøkosystemer er et flott eksempel for å vise hvordan energiflyten fungerer.
Det hele starter med solenergien som kommer inn i økosystemet. Dette sollyset pluss karbondioksid vil bli brukt av en rekke primærprodusenter i et skogsmiljø, inkludert:
Neste kommer de primære forbrukerne. I den tempererte skogen vil dette omfatte planteetere som hjort, forskjellige planteetende insekter, ekorn, chipmunks, kaniner og mer. Disse organismene spiser primærprodusentene og integrerer energien deres i sine egne kropper. Noe energi går tapt som varme og avfall.
Sekundær- og tertiærforbrukere spiser deretter de andre organismer. I en temperert skog inkluderer dette dyr som vaskebjørn, rovdyrinsekter, rever, coyoter, ulver, bjørner og rovfugler.
Når noen av disse organismer dør, brytes nedbrytere de døde organismekroppene, og energien strømmer til spaltningene. I en temperert skog vil dette omfatte ormer, sopp og forskjellige typer bakterier.
Det pyramidale konseptet "flyt av energi" kan også demonstreres med dette eksemplet. Den mest tilgjengelige energien og biomassen er på det laveste nivået av mat / energipyramiden: produsentene i form av blomstrende planter, gress, busker og mer. Nivået med minst energi / biomasse er på toppen av pyramiden / næringskjeden i form av forbrukere på høyt nivå som bjørn og ulv.
Eksempel Økosystem: Coral Reef
Mens marine økosystemer som et korallrev er veldig forskjellig fra jordiske økosystemer som tempererte skoger, kan du se hvordan begrepet energiflyt fungerer på nøyaktig samme måte.
Primære produsenter i et korallrevmiljø er stort sett mikroskopisk plankton, mikroskopiske plantelignende organismer som finnes i koraller og frittflytende i vannet rundt korallreven. Derfra bruker forskjellige fisker, bløtdyr og andre planteetende vesener, som kråkeboller som lever i skjæret, produsentene (mest alger i dette økosystemet) for energi.
Energi strømmer deretter til neste trofiske nivå, som i dette økosystemet vil være større rovfisk som haier og barracuda sammen med moraylen, snapper fisk, brodderstråler, blekksprut og mer.
Nedbrytere finnes også i korallrev. Noen eksempler inkluderer:
Du kan også se konseptet med pyramiden med dette økosystemet. Den mest tilgjengelige energien og biomassen eksisterer på det første trofiske nivået og det laveste nivået av matpyramiden: produsentene i form av alger og korallorganismer. Nivået med minst mulig energi og akkumulert biomasse er på topp i form av høynivåforbrukere som haier.