Što je zakon ekološke desetine ili 10%?



zakon ekološke desetine, ekološko pravo ili od 10% ona podiže način na koji energija putuje u svojoj izvedbi kroz različite trofičke razine. Također se često navodi da je ovaj Zakon jednostavno izravna posljedica Drugog zakona termodinamike.

Ekološka energija dio je ekologije koja se bavi kvantificiranjem odnosa koje smo naveli. Smatra se da je Raymond Lindemann (posebno u njegovom temeljnom djelu iz 1942.) osnovao temelje ovog područja studija..

Njegov rad se fokusirao na koncepte lanca i trofičke mreže, te na kvantifikaciju učinkovitosti u prijenosu energije između različitih trofičkih razina..

Lindemann polazi od upadnog sunčevog zračenja ili energije koju zajednica prima, kroz hvatanje koje su napravile biljke kroz fotosintezu i nastavlja pratiti hvatanje i njegovu naknadnu uporabu od biljojeda (primarnih potrošača), zatim od mesojeda (sekundarni potrošači). ) i na kraju od razgradnje.

indeks

  • 1 Koji je zakon ekološke desetine??
  • 2 Razine organizacije
  • 3 Trofičke razine
  • 4 Temeljni pojmovi
    • 4.1 Gruba i neto primarna produktivnost
    • 4.2 Sekundarna produktivnost
  • 5 Prijenosne učinkovitosti i energetske rute
    • 5.1 Kategorije učinkovitosti prijenosa energije
  • 6 Globalna učinkovitost prijenosa
  • 7 Kamo ide izgubljena energija??
  • 8 Reference

Koji je zakon ekološke desetine??

Nakon Lindemann-ovog pionirskog rada, pretpostavljalo se da je učinkovitost trofičkog prijenosa bila oko 10%; zapravo, neki ekolozi spominju zakon od 10%. Međutim, od tada je došlo do više zabuna u vezi s tim pitanjem.

Zasigurno ne postoji zakon prirode koji proizlazi upravo iz toga da je desetina energije koja ulazi u trofičku razinu, ona koja se prenosi na sljedeću.

Na primjer, kompilacija trofičkih studija (u morskom i slatkovodnom okruženju) otkrila je da je učinkovitost prijenosa trofičnom razinom varirala između približno 2 i 24%, iako je prosjek bio 10,13%.

Kao opće pravilo, primjenjivo na vodene i kopnene sustave, može se reći da je sekundarna produktivnost biljojeda obično smještena otprilike, red veličine ispod primarne produktivnosti na kojoj se nalazi..

To je često konzistentan odnos koji se održava u svim sustavima za hranjenje i koji se obično događa u strukturama piramidalnih tipova, u kojima bazu pridonose biljke i na toj osnovi se nalazi manji od primarnih potrošača, na kojem se nalazi još jedan obrt (manji) sekundarnih potrošača.

Razine organizacije

Sva živa bića zahtijevaju materiju i energiju; materija za izgradnju njihovih tijela i energije za obavljanje njihovih vitalnih funkcija. Ovaj zahtjev nije ograničen na pojedinačni organizam, već se proširuje na više razine biološke organizacije koju ti pojedinci mogu prilagoditi.

Ove razine organizacije su:

  • biološka populacija: organizmi iste vrste koji žive na istom određenom području.
  • biološke zajednice: skup organizama različitih vrsta ili populacija, koji žive u određenom području i komuniciraju kroz prehrambene ili trofičke veze).
  • ekosustav: najsloženija razina biološke organizacije, koju čini zajednica povezana s njegovom abiotskom okolinom - voda, sunčeva svjetlost, klima i drugi čimbenici - s kojima djeluje.

Trofičke razine

U ekosustavu zajednica i okolina uspostavljaju energetske i materijalne tokove.

Organizmi ekosustava su grupirani prema "ulozi" ili "funkciji" koju ispunjavaju u alimentarnim ili trofičkim lancima; ovako govorimo o trofičkim razinama proizvođača, potrošača i razlagača.

Zauzvrat, svaka od tih trofičkih razina stupa u interakciju s fizičko-kemijskim okruženjem koje osigurava uvjete za život i istovremeno djeluje kao izvor i ponor energije i materije.

Temeljni pojmovi

Gruba i neto primarna produktivnost

Prvo moramo definirati primarnu produktivnost, odnosno brzinu proizvodnje biomase po jedinici površine.

Obično se izražava u jedinicama energije (džula po kvadratnom metru dnevno), ili u jedinicama suhe organske tvari (kilograma po hektaru i godišnje), ili kao ugljik (masa ugljika u kg po kvadratnom metru godišnje).

Općenito, kada se odnosi na svu energiju fiksiranu fotosintezom, obično je nazivamo gruba primarna produktivnost (PPG).

Od toga se dio troši na disanje samih autotrofa (RA) i gubi se u obliku topline. Neto primarna proizvodnja (PPN) dobiva se oduzimanjem tog iznosa od PPG (PPN = PPG-RA).

Ova neto primarna proizvodnja (PPN) je ono što je u konačnici dostupno za potrošnju od strane heterotrofi (to su bakterije, gljivice i druge životinje koje znamo).

Sekundarna produktivnost

Sekundarna produktivnost (PS) definira se kao brzina proizvodnje nove biomase od strane heterotrofnih organizama. Za razliku od biljaka, heterotrofnih bakterija, gljivica i životinja, one ne mogu napraviti složene, energetski bogate spojeve koji su im potrebni od jednostavnih molekula..

Oni svoju materiju i energiju dobivaju uvijek od biljaka, što mogu učiniti izravno konzumiranjem biljnog materijala ili neizravno hranjenjem drugim heterotrofima.

Na taj način fotosintetske biljke ili organizmi općenito (nazivaju se i proizvođači) obuhvaćaju prvu trofičku razinu u zajednici; primarni potrošači (oni koji se hrane prehrambenim proizvođačima) čine drugu trofičku razinu, a sekundarni potrošači (koji se nazivaju i mesojedi) čine treću razinu.

Učinkovitost prijenosa i energetske rute

Omjeri neto primarne proizvodnje koja teče duž svakog od potencijalnih energetskih puteva u konačnici ovise o učinkovitosti prijenosa, tj. O načinu na koji se energija koristi i kreće s jedne razine na drugu. drugo.

Kategorije učinkovitosti prijenosa energije

Postoje tri kategorije učinkovitosti prijenosa energije i, s tim dobro definiranim, možemo predvidjeti uzorak protoka energije na trofičkim razinama. Te kategorije su: učinkovitost potrošnje (EC), učinkovitost asimilacije (EA) i učinkovitost proizvodnje (EP).

Odredimo sada ove tri navedene kategorije.

Matematički možemo definirati učinkovitost potrošnje (EC) na sljedeći način:

EC =jan/Pn-1 × 100

Gdje možemo vidjeti da je CE postotak ukupne raspoložive produktivnosti (Pn-1) koji se učinkovito proguta gornjim graničnim trofičkim odjeljkom (jan).

Na primjer, za primarne potrošače u sustavu ispaše, EC je postotak (izražen u jedinicama energije i po jedinici vremena) PPN-a koji se konzumira od biljojeda.

Kada bismo govorili o sekundarnim potrošačima, to bi bilo ekvivalentno postotku produktivnosti biljojeda koje konzumiraju mesožderi. Ostatak umire bez da se pojede i ulazi u lanac razgradnje.

S druge strane, učinkovitost asimilacije izražava se kako slijedi:

EA =n/jan × 100

Opet se odnosi na postotak, ali ovaj put na dio energije koji dolazi iz hrane, a potrošač se proguta u trofičkom odjeljku (jan) i koje je asimilirano njegovim probavnim sustavom (n).

Navedena energija bit će dostupna za rast i za izvođenje radova. Ostatak (neasimilirani dio) se gubi u izmetu, a zatim ulazi u trofičku razinu razlagača.

Konačno, učinkovitost proizvodnje (PE) izražava se kao:

EP = Pn/ An × 100

što je ujedno i postotak, ali se u ovom slučaju odnosi na asimiliranu energiju (n) koji završava u novoj biomasi (Pn). Svi unakaženi energetski ostaci gube se u obliku topline tijekom disanja.

Proizvodi kao što su izlučevine i / ili izlučevine (bogati energijom), koji su sudjelovali u metaboličkim procesima, mogu se smatrati proizvodnjom, Pn, i dostupni su, poput leševa, za razlagače.

Globalna učinkovitost prijenosa

Nakon što smo definirali ove tri važne kategorije, sada možemo pitati o "globalnoj učinkovitosti prijenosa" s jedne trofičke razine na drugu, što je jednostavno dano proizvodom gore spomenutih učinkovitosti (EC x EA x EP).

Izraženo kolokvijalno, možemo reći da je učinkovitost razine određena onim što se može učinkovito konzumirati, što se zatim asimilira i završava uključivanjem u novu biomasu.

Kamo ide izgubljena energija??

Produktivnost biljojeda je uvijek niža nego u biljaka iz kojih se hrane. Tada bismo mogli pitati: Kamo ide izgubljena energija??

Da bismo odgovorili na ovo pitanje moramo skrenuti pozornost na sljedeće činjenice:

  1. Ne bilja biljaka konzumira sve biomase biljaka, jer većina umire i ulazi u trofičnu razinu razlagača (bakterije, gljivice i ostala detritivori)..
  2. Nije sva biomasa koju konzumiraju biljožderi, niti biljojedi, konzumirani naizmjence od mesojeda, asimilirana i dostupna za ugradnju u potrošačku biomasu; dio se gubi s izmetom i na taj način prelazi na razlagače.
  3. Ne sva energija koja se asimilira zapravo postaje biomasa, jer se dio gubi u obliku topline tijekom disanja.

To se događa iz dva osnovna razloga: Prvo, zbog činjenice da ne postoji proces pretvorbe energije koji je 100% učinkovit. To jest, uvijek postoji gubitak u obliku topline u pretvorbi, koji je u savršenoj suglasnosti s Drugim zakonom termodinamike.

Drugo, budući da životinje trebaju raditi, što zahtijeva trošak energije i, zauzvrat, podrazumijeva nove gubitke u obliku topline.

Ti se obrasci pojavljuju na svim trofičkim razinama, a kao što je predviđeno Drugim zakonom termodinamike, dio energije koja se pokušava prenijeti s jedne razine na drugu, uvijek se raspršuje u obliku neupotrebljive topline..

reference

  1. Caswell, H. (2005). Mreže hrane: od povezanosti do energetike. (H. Caswell, ur.). Napredak u ekološkim istraživanjima (Vol. 36). Elsevier doo str. 209.
  2. Curtis, H. i sur. (2008). Biologija. 7. izdanje. Buenos Aires-Argentina: Uredništvo Medica Panamericana. str. 1160.
  3. Kitching, R. L. (2000). Mreže hrane i kontejnerska staništa: Prirodna povijest i ekologija fitotelmata. Cambridge University Press. str. 447.
  4. Lindemann, R.L. (1942). Trofičko-dinamički aspekt ekologije. ekologija, 23, 399-418.
  5. Pascual, M., i Dunne, J.A. (2006). Ekološke mreže: povezivanje strukture s dinamikom u mrežama hrane. (M. Pascual i J. A. Dunne, Eds.) Institut za studije u znanosti složenosti. Oxford University Press. str. 405.