Ποιος είναι ο νόμος της οικολογικής δεκαετίας ή το 10%;



Το δίκαιο οικολογικής δεκάτης, οικολογικού δικαίου o του 10% Αυξάνει τον τρόπο με τον οποίο η ενέργεια ταξιδεύει στην παραγωγή του μέσω των διαφορετικών τροφικών επιπέδων. Συχνά αναφέρεται επίσης ότι αυτός ο νόμος είναι απλώς άμεση συνέπεια του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής.

Η οικολογική ενέργεια αποτελεί μέρος της οικολογίας που ασχολείται με την ποσοτικοποίηση των σχέσεων που έχουμε περιγράψει παραπάνω. Θεωρείται ότι ο Raymond Lindemann (συγκεκριμένα στο αρχικό του έργο του 1942), ήταν αυτός που ίδρυσε τις βάσεις αυτού του τομέα σπουδών.

Το έργο του επικεντρώθηκε στις έννοιες του αλυσιδωτού και τροφικού δικτύου και στην ποσοτικοποίηση της αποτελεσματικότητας στη μεταφορά ενέργειας μεταξύ των διαφόρων τροφικών επιπέδων.

Lindemann μέρος της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας ή η ενέργεια που λαμβάνει μια κοινότητα, από τη σύλληψη από τα φυτά μέσω της φωτοσύνθεσης και συνεχίζει να παρακολουθεί το εν λόγω δέσμευση και τη μετέπειτα χρήση από φυτοφάγα ζώα (πρωτογενείς καταναλωτές), στη συνέχεια με σαρκοφάγα (δευτεροβάθμια καταναλωτές ) και τέλος με αποσυνθέτες.

Ευρετήριο

  • 1 Ποιος είναι ο νόμος της οικολογικής δεκάτης;?
  • 2 Επίπεδα οργάνωσης
  • 3 Τρόφιμα επίπεδα
  • 4 Θεμελιώδεις έννοιες
    • 4.1 Ακαθάριστη και καθαρή πρωτογενής παραγωγικότητα
    • 4.2 Δευτερεύουσα παραγωγικότητα
  • 5 Αποτελεσματικότητα μεταφοράς και ενεργειακές διαδρομές
    • 5.1 Κατηγορίες ενεργειακής μεταφοράς
  • 6 Συνολική απόδοση μεταφοράς
  • 7 Πού πηγαίνει η χαμένη ενέργεια;?
  • 8 Αναφορές

Ποιος είναι ο νόμος της οικολογικής δεκαετίας;?

Μετά την πρωτοποριακή εργασία του Lindemann, υποτίθεται ότι η απόδοση της τροφικής μεταφοράς ήταν περίπου 10%. Στην πραγματικότητα, ορισμένοι οικολόγοι αναφέρθηκαν σε ένα νόμο 10%. Ωστόσο, από τότε, δημιουργήθηκαν πολλαπλές σύγχυση σχετικά με αυτό το ζήτημα.

Σίγουρα δεν υπάρχει κανένας νόμος της φύσης που να οδηγεί ακριβώς στο ότι ένα δέκατο της ενέργειας που εισέρχεται σε ένα τροφικό επίπεδο είναι αυτό που μεταφέρεται στην επόμενη.

Για παράδειγμα, μια συλλογή τροφικών μελετών (σε θαλάσσια και γλυκά ύδατα) έδειξε ότι η απόδοση της μεταφοράς σε τροφικό επίπεδο κυμαινόταν μεταξύ περίπου 2 και 24%, αν και ο μέσος όρος ήταν 10,13%.

Κατά γενικό κανόνα, που ισχύει τόσο για τα υδάτινα όσο και για τα χερσαία συστήματα, μπορεί να λεχθεί ότι η δευτερογενής παραγωγικότητα των φυτοφάγων είναι συνήθως περίπου κατά σειρά τάξης μεγέθους κάτω από την πρωτογενή παραγωγικότητα στην οποία βρίσκεται..

Αυτό συχνά είναι μια συνεπής σχέση διατηρείται σε όλες αναζήτηση τροφής και συχνά γίνονται δομές τύπου πυραμιδικών, στην οποία η βάση παρέχεται από τα φυτά και στη βάση αυτή η άλλη κάθεται μικρότερα, πρωτογενείς καταναλωτές, στην οποία βρίσκεται μια άλλη στροφή (μικρότερη) των δευτερογενών καταναλωτών.

Επίπεδα οργάνωσης

Όλα τα ζωντανά όντα απαιτούν ύλη και ενέργεια. την ύλη για την κατασκευή του σώματός τους και την ενέργεια για την εκτέλεση των ζωτικών λειτουργιών τους. Η απαίτηση αυτή δεν περιορίζεται σε έναν μεμονωμένο οργανισμό, αλλά επεκτείνεται σε υψηλότερα επίπεδα βιολογικής οργάνωσης που μπορούν να συμμορφωθούν με αυτά τα άτομα.

Αυτά τα επίπεδα οργάνωσης είναι:

  • Ένα βιολογικού πληθυσμού: οργανισμοί του ίδιου είδους που ζουν στην ίδια συγκεκριμένη περιοχή.
  • Ένα βιολογική κοινότητα: σύνολο οργανισμών διαφορετικών ειδών ή πληθυσμών, που ζουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή και αλληλεπιδρούν μέσω τροφίμων ή τροφικών σχέσεων).
  • Α οικοσυστήματος: το πιο πολύπλοκο επίπεδο βιολογικής οργάνωσης, που αποτελείται από μια κοινότητα που σχετίζεται με το αβιοτικό της περιβάλλον - το νερό, το ηλιακό φως, το κλίμα και άλλους παράγοντες - με τους οποίους αλληλεπιδρά.

Τρόφιμα επίπεδα

Σε ένα οικοσύστημα η κοινότητα και το περιβάλλον δημιουργούν ροές ενέργειας και ύλης.

Οι οργανισμοί ενός οικοσυστήματος ομαδοποιούνται σύμφωνα με έναν "ρόλο" ή "λειτουργία" που εκπληρώνουν μέσα στις τροφικές αλυσίδες. έτσι μιλάμε για τα τροφικά επίπεδα των παραγωγών, των καταναλωτών και των αποσυνθέτων.

Με τη σειρά τους, κάθε ένα από αυτά τα τροφικά επίπεδα αλληλεπιδρά με το φυσικο-χημικό περιβάλλον που παρέχει τις συνθήκες για τη ζωή και ταυτόχρονα ενεργεί ως πηγή και βύθιση της ενέργειας και της ύλης.

Θεμελιώδεις έννοιες

Ακαθάριστη και καθαρή πρωτογενής παραγωγικότητα

Πρώτα πρέπει να ορίσουμε την πρωτογενή παραγωγικότητα, που είναι ο ρυθμός παραγωγής βιομάζας ανά μονάδα επιφάνειας.

Συνήθως εκφράζεται σε μονάδες ενέργειας (Joules ανά τετραγωνικό μέτρο ανά ημέρα), ή σε μονάδες της οργανικής ξηράς ουσίας (kg ανά εκτάριο ετησίως), ή άνθρακα (της μάζας του άνθρακα σε kg ανά τετραγωνικό μέτρο ανά έτος).

Γενικά, όταν αναφερόμαστε σε όλη την ενέργεια που καθορίζεται από τη φωτοσύνθεση, συνήθως αποκαλούμε χοντρή πρωτογενή παραγωγικότητα (PPG).

Από αυτό, ένα ποσοστό δαπανάται για την αναπνοή των ίδιων των αυτοτροφικών (RA) και χάνεται με τη μορφή θερμότητας. Η καθαρή πρωτογενής παραγωγή (PPN) λαμβάνεται αφαιρώντας αυτή την ποσότητα από το PPG (PPN = PPG-RA).

Αυτή η καθαρή πρωτογενής παραγωγή (PPN) είναι αυτή που είναι τελικά διαθέσιμη για κατανάλωση από ετερότροφα (πρόκειται για βακτηρίδια, μύκητες και άλλα ζώα που γνωρίζουμε).

Δευτερεύουσα παραγωγικότητα

Η δευτερογενής παραγωγικότητα (PS) ορίζεται ως ο ρυθμός παραγωγής νέας βιομάζας από ετερότροπους οργανισμούς. Σε αντίθεση με τα φυτά, τα ετερότροφα βακτήρια, τους μύκητες και τα ζώα, δεν μπορούν να κάνουν τις σύνθετες, πλούσιες σε ενέργεια ενώσεις που χρειάζονται από απλά μόρια..

Λαμβάνουν την ύλη και την ενέργεια τους πάντα από τα φυτά, τα οποία μπορούν να κάνουν άμεσα καταναλώνοντας φυτικό υλικό ή έμμεσα τροφοδοτώντας με άλλα ετερότροφα.

Με αυτό τον τρόπο τα φωτοσυνθετικά φυτά ή οι οργανισμοί γενικά (που ονομάζονται επίσης παραγωγοί) αποτελούν το πρώτο τροφικό επίπεδο σε μια κοινότητα. οι πρώτοι καταναλωτές (εκείνοι που τρέφονται με τους παραγωγούς) αποτελούν το δεύτερο τροφικό επίπεδο και οι δευτερογενείς καταναλωτές (που ονομάζονται και σαρκοφάγα) αποτελούν το τρίτο επίπεδο.

Αποτελεσματικότητα μεταφοράς και ενεργειακές διαδρομές

Οι αναλογίες της καθαρής πρωτογενούς παραγωγής που ρέουν κατά μήκος καθενός από τα δυνητικά ενεργειακά μονοπάτια τελικά εξαρτώνται από την αποτελεσματικότητα της μεταφοράς, δηλαδή από τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιείται η ενέργεια και μετακινείται από το ένα επίπεδο στο άλλο. άλλα.

Κατηγορίες ενεργειακής απόδοσης

Υπάρχουν τρεις κατηγορίες ενεργειακής απόδοσης και, με αυτά τα καλά καθορισμένα, μπορούμε να προβλέψουμε το πρότυπο της ροής ενέργειας στα τροφικά επίπεδα. Αυτές οι κατηγορίες είναι: η αποδοτικότητα της κατανάλωσης (ΕΚ), η αποδοτικότητα της αφομοίωσης (ΕΑ) και η αποδοτικότητα της παραγωγής (ΕΚ).

Ας ορίσουμε τώρα αυτές τις τρεις κατηγορίες.

Μαθηματικά μπορούμε να ορίσουμε την αποτελεσματικότητα της κατανάλωσης (ΕΚ) με τον ακόλουθο τρόπο:

ΕΚ =Εγώn/ /Pn-1 × 100

Όπου μπορούμε να δούμε ότι το CE είναι ένα ποσοστό της συνολικής διαθέσιμης παραγωγικότητας (Pn-1) που απορροφάται αποτελεσματικά από το ανώτερο συνεχόμενο τροφικό διαμέρισμα (Εγώn).

Για παράδειγμα, για τους πρωτογενείς καταναλωτές στο σύστημα βοσκής, η ΕΚ είναι το ποσοστό (εκφραζόμενο σε μονάδες ενέργειας και ανά μονάδα χρόνου) του PPN που καταναλώνεται από τα φυτοφάγα ζώα.

Αν αναφερόμαστε στους δευτερογενείς καταναλωτές, θα ήταν ισοδύναμο με το ποσοστό της παραγωγικότητας των φυτοφάγων που καταναλώνονται από τα σαρκοφάγα. Τα υπόλοιπα πεθαίνουν χωρίς να καταναλωθούν και μπαίνουν στην αλυσίδα αποσύνθεσης.

Από την άλλη πλευρά, η αποδοτικότητα της αφομοίωσης εκφράζεται ως εξής:

EA =Αn/ /Εγώn × 100

Και πάλι αναφερόμαστε σε ένα ποσοστό, αλλά αυτή τη φορά στο μέρος της ενέργειας που προέρχεται από το φαγητό, και καταλήγουμε σε ένα τροφικό διαμέρισμα από έναν καταναλωτή (Εγώn) και εξομοιώνεται με το πεπτικό σύστημα (Αn).

Η εν λόγω ενέργεια θα είναι διαθέσιμη για την ανάπτυξη και την εκτέλεση της εργασίας. Το υπόλοιπο (το ασυμπτωματικό μέρος) χάνεται στα κόπρανα και στη συνέχεια εισέρχεται στο τροφικό επίπεδο των αποσυνθετών.

Τέλος, η αποδοτικότητα παραγωγής (PE) εκφράζεται ως:

ΕΡ = Ρn/ An × 100

που είναι επίσης ένα ποσοστό, αλλά στην περίπτωση αυτή αναφερόμαστε στην εξομοιωμένη ενέργεια (Αn) που καταλήγουν να ενσωματώνονται στη νέα βιομάζα (Pn). Όλα τα unassimiled ενεργειακά υπολείμματα χάνονται με τη μορφή της θερμότητας κατά τη διάρκεια της αναπνοής.

Προϊόντα όπως εκκρίσεις και / ή εκκρίσεις (πλούσια σε ενέργεια), που έχουν συμμετάσχει σε μεταβολικές διεργασίες, μπορούν να θεωρηθούν ως παραγωγή, Pn, και είναι διαθέσιμα, όπως τα πτώματα, για αποσυνθέτες.

Συνολική αποδοτικότητα μεταφοράς

Αφού ορίσαμε αυτές τις τρεις σημαντικές κατηγορίες, μπορούμε τώρα να ρωτήσουμε για την "αποτελεσματικότητα της συνολικής μεταφοράς" από το ένα τροφικό επίπεδο στο επόμενο, το οποίο απλά δίνεται από το προϊόν των προαναφερθέντων αποτελεσμάτων (ΕΚ x EA x EP).

Εκφρασμένο συνολικά, μπορούμε να πούμε ότι η αποτελεσματικότητα ενός επιπέδου δίνεται από αυτό που μπορεί να απορροφηθεί αποτελεσματικά, το οποίο στη συνέχεια εξομοιώνεται και τελικά ενσωματώνεται στη νέα βιομάζα.

Πού πηγαίνει η χαμένη ενέργεια;?

Η παραγωγικότητα των φυτοφάγων είναι πάντα χαμηλότερη από την παραγωγικότητα των φυτών από τα οποία τρέφονται. Θα μπορούσαμε τότε να ρωτήσουμε: Πού πηγαίνει η χαμένη ενέργεια;?

Για να απαντήσουμε σε αυτή την ερώτηση, πρέπει να επιστήσουμε την προσοχή στα ακόλουθα γεγονότα:

  1. Όχι ολόκληρη η βιομάζα των φυτών καταναλώνεται από τα φυτοφάγα ζώα, καθώς μάλιστα πεθαίνει και εισέρχεται στο τροφικό επίπεδο των αποσυνθετών (βακτηρίδια, μύκητες και υπόλοιπα απωθητικά).
  2. Οχι ολόκληρη η βιομάζα που καταναλώνεται από τα φυτοφάγα ζώα, ούτε αυτή των φυτοφάγων που καταναλώνονται με τη σειρά τους από τα σαρκοφάγα, εξομοιώνεται και είναι διαθέσιμη για να ενσωματωθεί στη βιομάζα του καταναλωτή. ένα μέρος χάνεται με τα κόπρανα και με αυτόν τον τρόπο περνά στους αποσυνθέτες.
  3. Όχι όλη η ενέργεια που πρόκειται να αφομοιωθεί στην πραγματικότητα γίνεται βιομάζα, καθώς ένα μέρος χάνεται με τη μορφή θερμότητας κατά την αναπνοή.

Αυτό συμβαίνει για δύο βασικούς λόγους: Πρώτον, λόγω του γεγονότος ότι δεν υπάρχει καμία διαδικασία μετατροπής ενέργειας που είναι 100% αποτελεσματική. Δηλαδή, υπάρχει πάντα μια απώλεια με τη μορφή θερμότητας στη μετατροπή, η οποία είναι σε απόλυτη συμφωνία με τον Δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής.

Δεύτερον, δεδομένου ότι τα ζώα πρέπει να κάνουν εργασία, η οποία απαιτεί ενεργειακή δαπάνη και, με τη σειρά της, συνεπάγεται νέες απώλειες με τη μορφή θερμότητας.

Αυτά τα μοτίβα εμφανίζονται σε όλα τα τροφικά επίπεδα, και όπως αναμενόταν το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, μέρος της ενέργειας που προσπαθεί να μεταφέρει από το ένα επίπεδο στο άλλο, πάντα διαχέεται ως θερμότητα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

Αναφορές

  1. Caswell, Η. (2005). Web Τροφίμων: Από τη Συνδεσιμότητα στην Ενεργειακή. (Η. Caswell, Ed.). Προβλέψεις στην Οικολογική Έρευνα (Τόμος 36). Elsevier Ltd. pp. 209.
  2. Curtis, Η. Et αϊ. (2008). Βιολογία 7η έκδοση. Μπουένος Άιρες-Αργεντινή: Εκδοτική Medica Panamericana. σ. 1160.
  3. Kitching, R. L. (2000). Web sites για τρόφιμα και οικοτόποι κοντέινερ: Η φυσική ιστορία και η οικολογία των φυτοτελικών. Cambridge University Press. σ. 447.
  4. Lindemann, R.L. (1942). Η τροφική-δυναμική πτυχή της οικολογίας. Οικολογία, 23, 399-418.
  5. Pascual, Μ., Και Dunne, J. Α. (2006). Οικολογικά δίκτυα: Σύνδεση της δομής με τη δυναμική στους ιστοτόπους τροφίμων. (Μ. Pascual & J. Α. Dunne, Eds.) Santa Fe Ινστιτούτο Σπουδών στις επιστήμες της πολυπλοκότητας. Oxford University Press. σ. 405.