İçerik
- Enerji Akış Tanımı ve Trofik Düzeyleri
- Ekosistemlerde Enerji Akışı İçin Bilinmesi Gerekenler
- Enerji Akışı Süreci
- Enerji Akışı Yüzde 100 Verimli Değil
- Enerji Akışı Besin ve Enerji Piramitlerini Nasıl Etkiler?
- Ekosistemde Enerji Nasıl Akar?
- Örnek Ekosistem: Ilıman Orman
- Örnek Ekosistem: Mercan Resifi
bir ekosistem belirli bir alanda birbirleriyle ve çevreleriyle etkileşime giren çeşitli organizmaların topluluğu olarak tanımlanır. Her iki etkileşimi ve ikisi arasındaki ilişkileri hesaba katar. biyotik (yaşayan) ve abiyotik (canlı olmayan) faktörler.
Enerji, ekosistemi gelişmeye iten şeydir. Ve hepsi madde korunur bir ekosistemde enerji akar bir ekosistem aracılığıyla, korunmadığı anlamına gelir. Enerji tüm ekosistemlere güneş ışığı olarak girer ve yavaş yavaş çevreye geri ısı olarak girer.
Bununla birlikte, enerji ekosistemden ısı olarak akmadan önce, organizmalar arasında organizmalar arasında akar. enerji akışı. Güneşten gelen ve sonra organizmadan, ekosistemdeki tüm etkileşimlerin ve ilişkilerin temeli olan organizmaya giden bu enerji akışı.
Enerji Akış Tanımı ve Trofik Düzeyleri
Enerji akışının tanımı, enerjinin güneşten ve bir ortamda besin zincirinin sonraki her bir seviyesine kadar transferidir.
Bir ekosistemdeki besin zincirindeki enerji akışının her seviyesi, belli bir organizmanın veya bir grup organizmanın besin zincirinin üzerinde bulunduğu pozisyona işaret eden bir trofik seviye ile belirlenir. Enerji piramidinin dibinde olacak olan zincirin başlangıcı, ilk trofik seviye. İlk trofik seviye, güneş enerjisini fotosentez yoluyla kullanılabilir kimyasal enerjiye dönüştüren üreticileri ve ototrofilleri içerir.
Besin zincirinde bir sonraki seviye / enerji piramidi dikkate alınacaktı ikinci trofik seviyegenellikle bitkileri veya algleri yiyen bir otçur gibi bir tür birincil tüketici tarafından işgal edilir. Besin zincirinde takip eden her adım, yeni bir trofik seviyeye eşittir.
Ekosistemlerde Enerji Akışı İçin Bilinmesi Gerekenler
Trofik seviyelerin yanı sıra, enerji akışını anlamak için bilmeniz gereken birkaç terim daha var.
biyokütle: Biyokütle organik madde veya organik maddedir. Biyokütle, bitkileri ve hayvanları oluşturan kütle gibi enerjinin depolandığı fiziksel organik maddedir.
Verimlilik: Verimlilik, enerjinin organizmaların vücutlarına biyokütle olarak dahil etme oranıdır. Tüm trofik seviyeler için üretkenlik tanımlayabilirsiniz. Örneğin, birincil verimlilik, ekosistemdeki birincil üreticilerin üretkenliğidir.
Brüt birincil verimlilik (GPP): JES, güneşten gelen enerjinin glukoz moleküllerinde yakalanma hızıdır. Temel olarak, bir ekosistemdeki birincil üreticiler tarafından toplam kimyasal enerjinin ne kadar üretildiğini ölçer.
Net birincil verimlilik (NPP): NPP ayrıca birincil üreticiler tarafından ne kadar kimyasal enerji üretildiğini de ölçmektedir, ancak aynı zamanda üreticilerin kendilerinin metabolik ihtiyaçları nedeniyle kaybedilen enerjiyi de dikkate almaktadır. Böylece NPP, güneşten gelen enerjinin biyokütle maddesi olarak yakalanıp depolandığı ve ekosistemdeki diğer organizmalar için mevcut olan enerji miktarına eşit olduğu orandır. NPP her zaman GPP’den daha düşük bir tutar
NPP ekosisteme bağlı olarak değişir. Bu gibi değişkenlere bağlıdır:
Enerji Akışı Süreci
Enerji ekosistemlere güneş ışığı olarak girer ve kara bitkileri, algler ve fotosentetik bakteri gibi üreticiler tarafından kullanılabilir kimyasal enerjiye dönüştürülür. Bu enerji ekosisteme fotosentez yoluyla girdiğinde ve bu üreticiler tarafından biyokütleye dönüştürüldüğünde, enerji organizmalar başka organizmalar yediğinde besin zincirinden akar.
Çim fotosentez kullanır, böcek ot yer, kuş böcek yer vb.
Enerji Akışı Yüzde 100 Verimli Değil
Trofik seviyeleri yükseldikçe ve besin zinciri boyunca devam ettikçe, enerji akışı yüzde 100 verimli değildir. Mevcut enerjinin sadece yüzde 10'u bir trofik seviyeden bir sonraki trofik seviyeye veya bir organizmadan diğerine geçer. Mevcut enerjinin geri kalanı (bu enerjinin yaklaşık yüzde 90'ı) ısı olarak kaybolur.
Her seviyenin net üretkenliği, her trofik seviyeye çıktıkça 10 kat azalır.
Bu transfer neden yüzde 100 verimli değil? Üç ana sebep var:
1. Her trofik seviyedeki tüm organizmalar tüketilmez: Bunu şu şekilde düşünün: net birincil verimlilik, üreticilerin daha yüksek trofik seviyelerinde bulunan bu organizmalar için sağladıkları bir ekosistemdeki organizmalar için mevcut tüm enerjiyi tutar. Tüm bu enerjinin bu seviyeden diğerine akması için, tüm üreticilerin tüketilmesi gerektiği anlamına gelir. Her çim bıçağı, her mikroskobik alg parçası, her yaprak, her çiçek vb. Bu olmaz, bu enerjinin bir kısmının o seviyeden daha yüksek trofik seviyelerine kadar akmadığı anlamına gelir.
2. Her enerji bir seviyeden diğerine transfer edilemez: Enerji akışının verimsiz olmasının ikinci nedeni, bazı enerjilerin transfer edilememesi ve dolayısıyla kaybedilmesidir. Örneğin, insanlar selülozu sindiremez. Selülozun enerji içermesine rağmen, insanlar onu sindiremez ve ondan enerji alamazlar ve “atık” (a.k.a., dışkı) olarak kaybolurlar.
Bu, tüm organizmalar için geçerlidir: ısı olarak kaybolacak / atılacak, sindiremeyecekleri belirli hücreler ve madde parçaları vardır. Bu nedenle, bir yiyecek parçasının elindeki enerji bir miktar olsa bile, onu yiyen bir organizmanın o yiyecek içindeki mevcut enerjinin her bir birimini elde etmesini imkansız kılar. Bu enerjinin bir kısmı daima kaybolacak.
3. Metabolizma enerji kullanır: Son olarak, organizmalar hücresel solunum gibi metabolik işlemler için enerji kullanır. Bu enerji tükenir ve bir sonraki trofik seviyeye aktarılamaz.
Enerji Akışı Besin ve Enerji Piramitlerini Nasıl Etkiler?
Enerji akışı, enerjiden bir organizmadan diğerine enerji aktarımı olarak, gıda zincirleriyle tanımlanabilir, üreticilerden başlayarak ve organizmalar birbirleri tarafından tüketilirken zinciri yukarı çekebilir. Bu tür bir zinciri göstermenin veya basitçe trofik seviyelerini göstermenin bir başka yolu da besin / enerji piramitleridir.
Enerji akışı verimsiz olduğu için, besin zincirinin en düşük seviyesi, hem enerji hem de biyokütle bakımından neredeyse her zaman en büyüktür. Piramidin dibinde görünmesinin nedeni budur; Bu en büyük olan seviyedir. Her bir trofik seviye veya besin piramidinin her bir seviyesini yükseltirken, hem enerji hem de biyokütle azalır; bu nedenle, piramit yukarı doğru hareket ettikçe seviyeler sayı olarak daralır ve görsel olarak daralır.
Bunu şu şekilde düşünün: Her seviye yükseldikçe mevcut enerji miktarının yüzde 90'ını kaybedersiniz. Enerjinin yalnızca yüzde 10'u, önceki seviye kadar çok organizmayı destekleyemeyen boyunca akıyor. Bu, her seviyede hem daha az enerji hem de daha az biyokütle ile sonuçlanır.
Bu, neden genellikle gıda zincirinde daha az sayıda organizmanın (örneğin çimen, böcekler ve küçük balıklar gibi) ve gıda zincirinin tepesinde (ayılar, balinalar ve aslanlar gibi) çok daha az sayıda organizma olduğunu açıklar. örnek).
Ekosistemde Enerji Nasıl Akar?
Bir ekosistemde enerjinin nasıl aktığını gösteren genel bir zincir:
Üreticiler olmadan, ekosisteme kullanılabilir bir şekilde herhangi bir miktarda enerjinin girmesi mümkün olmazdı. Enerji sürekli olarak ekosisteme güneş ışığı ve bu birincil üreticiler yoluyla girmelidir, aksi takdirde ekosistemdeki tüm besin ağı / zincir çökecek ve var olacaktır.
Örnek Ekosistem: Ilıman Orman
Ilıman orman ekosistemleri, enerji akışının nasıl çalıştığını göstermek için mükemmel bir örnektir.
Her şey ekosisteme giren güneş enerjisi ile başlar. Bu güneş ışığı artı karbondioksit, aşağıdakiler de dahil olmak üzere, bir orman ortamındaki bazı birincil üreticiler tarafından kullanılacaktır:
Daha sonra birincil tüketiciler gelir. Ilıman bir ormanda bu, geyikler, çeşitli otçul böcekler, sincaplar, sincaplar, tavşanlar ve daha pek çok otu içerir. Bu organizmalar birincil üreticileri yerler ve enerjilerini kendi bedenlerine dahil ederler. Bazı enerji ısı ve atık olarak kaybolur.
İkincil ve üçüncül tüketiciler daha sonra diğer organizmaları da yerler. Ilıman bir ormanda, bu rakunlar, yırtıcı böcekler, tilkiler, çakallar, kurtlar, ayılar ve yırtıcı kuşlar gibi hayvanları içerir.
Bu organizmaların herhangi biri öldüğü zaman, ayrıştırıcılar ölü organizmaların vücutlarını parçalar ve enerji ayrıştırıcılara akar. Ilıman bir ormanda, bu solucanlar, mantarlar ve çeşitli bakteri türlerini içerir.
Piramidal "enerji akışı" kavramı da bu örnekle gösterilebilir. En uygun enerji ve biyokütle, besin / enerji piramidinin en düşük seviyesindedir: çiçekli bitkiler, otlar, çalılar ve daha fazlası şeklinde üreticiler. En az enerji / biyokütle olan seviye, ayılar ve kurtlar gibi üst düzey tüketiciler şeklinde piramit / besin zincirinin en üstündedir.
Örnek Ekosistem: Mercan Resifi
Mercan kayalığı gibi deniz ekosistemleri ılıman ormanlar gibi karasal ekosistemlerden çok farklı olsa da, enerji akışı kavramının aynı şekilde çalıştığını görebilirsiniz.
Mercan resif ortamındaki birincil üreticiler çoğunlukla mercan resif çevresinde bulunan ve mercan resif çevresindeki suda serbest yüzen mikroskobik plankton, mikroskobik bitki benzeri organizmalardır. Oradan çeşitli balıklar, yumuşakçalar ve resiflerde yaşayan deniz kestaneleri gibi diğer otçul canlılar enerji için bu üreticileri (bu ekosistemdeki yosunlar) tüketir.
Enerji daha sonra bir sonraki trofik seviyeye akar, bu ekosistemde köpek balıkları ve barracuda gibi daha büyük yırtıcı balıklar, moray yılan balığı, snapper balıklar, ısınma ışınları, kalamar ve daha fazlası olur.
Ayrıştırıcılar mercan resiflerinde de bulunur. Bazı örnekler:
Bu ekosistem ile piramit kavramını da görebilirsiniz. En uygun enerji ve biyokütle, ilk trofik seviyede ve besin piramidinin en düşük seviyesinde bulunur: alg ve mercan organizmaları formundaki üreticiler. En az enerji tüketen ve biriken biyokütle seviyesi, köpekbalıkları gibi üst düzey tüketiciler şeklinde en üsttedir.