Каков закон экологической десятины или 10%?



закон экологической десятины, экологическое право или 10% он поднимает путь, которым энергия движется в своем происхождении через различные трофические уровни. Также часто утверждается, что этот закон является просто прямым следствием второго закона термодинамики.

Экологическая энергия является частью экологии, которая связана с количественной оценкой отношений, которые мы изложили выше. Считается, что Раймон Линдеманн (особенно в его основополагающей работе 1942 года) был тем, кто установил основы этой области исследования..

Его работа была сосредоточена на концепциях цепочки и трофической сети, а также на количественной оценке эффективности в передаче энергии между различными трофическими уровнями.

Линдеманн начинает с падающей солнечной радиации или энергии, которую получает сообщество, путем улавливания, сделанного растениями в результате фотосинтеза, и продолжает следить за уловом и его последующим использованием травоядными (первичными потребителями), а затем хищными (вторичными потребителями). ) и, наконец, разложителями.

индекс

  • 1 Каков закон экологической десятины??
  • 2 уровня организации
  • 3 трофических уровня
  • 4 Основные понятия
    • 4.1 Грубая и чистая первичная производительность
    • 4.2 Вторичная производительность
  • 5 Эффективность передачи и энергетические маршруты
    • 5.1 Категории эффективности передачи энергии
  • 6 Глобальная эффективность передачи
  • 7 Куда уходит потерянная энергия??
  • 8 ссылок

Каков закон экологической десятины??

Вслед за новаторской работой Линдемана предполагалось, что эффективность трофического переноса составляет около 10%; на самом деле, некоторые экологи ссылались на 10% закон. Однако с тех пор возникло множество путаницы в отношении этой проблемы..

Конечно, нет закона природы, который приводит именно к тому, что десятая часть энергии, которая входит в трофический уровень, является той, которая передается следующему.

Например, подборка трофических исследований (в морских и пресноводных средах) показала, что эффективность переноса по трофическому уровню варьировала примерно от 2 до 24%, хотя в среднем 10,13%.

Как общее правило, применимое как к водным, так и к наземным системам, можно сказать, что вторичная продуктивность у травоядных животных обычно находится приблизительно на порядок ниже первичной продуктивности, на которой она расположена..

Это часто является последовательной взаимосвязью, которая поддерживается во всех системах кормодобывания и которая обычно происходит в структурах пирамидального типа, в которых основа создается растениями, и на этой основе основывается меньшая из первичных потребителей, на котором сидит еще один поворот (еще меньше) вторичных потребителей.

Уровни организации

Все живые существа требуют материи и энергии; материя для построения своих тел и энергии для выполнения их жизненно важных функций. Это требование не ограничивается отдельным организмом, но распространяется на более высокие уровни биологической организации, которым эти люди могут соответствовать.

Эти уровни организации:

  • биологическая популяция: организмы одного и того же вида, которые живут в той же конкретной области.
  • биологическое сообществонабор организмов разных видов или популяций, живущих в определенной области и взаимодействующих через пищевые или трофические отношения).
  • экосистема: самый сложный уровень биологической организации, состоящий из сообщества, связанного с его абиотической средой - водой, солнечным светом, климатом и другими факторами, - с которыми он взаимодействует.

Трофические уровни

В экосистеме сообщество и окружающая среда создают потоки энергии и вещества.

Организмы экосистемы сгруппированы в соответствии с «ролью» или «функцией», которые они выполняют в пределах пищевых или трофических цепей; это то, как мы говорим о трофических уровнях производителей, потребителей и разложителей.

В свою очередь, каждый из этих трофических уровней взаимодействует с физико-химической средой, которая обеспечивает условия для жизни и в то же время выступает в качестве источника и поглотителя энергии и вещества..

Основные понятия

Грубая и чистая первичная производительность

Сначала мы должны определить первичную продуктивность, которая является скоростью, с которой биомасса производится на единицу площади..

Обычно выражается в единицах энергии (Джоули на квадратный метр в день) или в единицах сухого органического вещества (килограммы на гектар и в год) или в виде углерода (масса углерода в кг на квадратный метр в год).

Обычно, когда мы ссылаемся на всю энергию, фиксированную фотосинтезом, мы обычно называем это грубая первичная продуктивность (PPG).

Из этого пропорция тратится на дыхание самих автотрофов (РА) и теряется в виде тепла. Чистая первичная продукция (PPN) получается путем вычитания этой суммы из PPG (PPN = PPG-RA)..

Эта чистая первичная продукция (PPN) - это то, что в конечном итоге доступно для потребления гетеротрофами (это бактерии, грибы и другие животные, которых мы знаем).

Вторичная производительность

Вторичная продуктивность (PS) определяется как скорость производства новой биомассы гетеротрофными организмами. В отличие от растений, гетеротрофных бактерий, грибов и животных, они не могут производить сложные, богатые энергией соединения, которые им нужны, из простых молекул..

Они всегда получают свое вещество и энергию от растений, что они могут делать напрямую, потребляя растительный материал или опосредованно, питаясь другими гетеротрофами..

Таким образом, фотосинтезирующие растения или организмы в целом (также называемые продуцентами) составляют первый трофический уровень в сообществе; первичные потребители (те, кто питаются производителями) составляют второй трофический уровень, а вторичные потребители (также называемые плотоядными животными) составляют третий уровень.

Эффективность трансфера и энергетические маршруты

Пропорции чистого первичного производства, которые протекают по каждому из путей потенциальной энергии, в конечном итоге зависят от эффективности переноса, то есть от того, как энергия используется и перемещается с одного уровня на другой. другой.

Категории эффективности передачи энергии

Существуют три категории эффективности передачи энергии, и, с их хорошо определенными, мы можем предсказать характер потока энергии на трофических уровнях. Эти категории: эффективность потребления (EC), эффективность ассимиляции (EA) и эффективность производства (EP).

Давайте определим теперь эти три упомянутые категории.

Математически мы можем определить эффективность потребления (ЕС) следующим образом:

ЕС =ЯN/Pн-1 × 100

Где мы можем видеть, что CE представляет собой процент от общей доступной производительности (Pн-1) который эффективно проглатывается верхним смежным трофическим отделением (ЯN).

Например, для основных потребителей в системе выпаса ЕС представляет собой процент (выраженный в единицах энергии и за единицу времени) PPN, который потребляется травоядными животными.

Если бы мы имели в виду вторичных потребителей, это было бы эквивалентно проценту продуктивности травоядных животных, потребляемых хищниками. Остальное умирает без еды и попадает в цепочку разложения..

С другой стороны, эффективность ассимиляции выражается следующим образом:

EA =N/ЯN × 100

Опять же, мы ссылаемся на процент, но на этот раз часть энергии, поступающей из пищи и потребляемой потребителем в трофическом отсеке (ЯN) и это усваивается его пищеварительной системой (N).

Указанная энергия будет доступна для роста и выполнения работ. Остаток (неусвоенная часть) теряется в кале и затем попадает на трофический уровень разлагающихся.

Наконец, эффективность производства (PE) выражается как:

EP = PN/ AN × 100

что также является процентом, но в этом случае мы ссылаемся на ассимилированную энергию (N) который в конечном итоге включается в новую биомассу (PN). Все неусвоенные энергетические остатки теряются в виде тепла при дыхании.

Такие продукты, как выделения и / или выделения (богатые энергией), которые участвуют в метаболических процессах, могут рассматриваться как производственные., PN, и они доступны, как трупы, для разложителей.

Глобальная эффективность передачи

Определив эти три важные категории, мы можем теперь спросить о «глобальной эффективности передачи» с одного трофического уровня на другой, который просто дается продуктом вышеупомянутых показателей эффективности (EC x EA x EP).

В разговорной речи мы можем сказать, что эффективность уровня определяется тем, что может быть эффективно поглощено, которое затем усваивается и в конечном итоге включается в новую биомассу..

Куда уходит потерянная энергия??

Продуктивность травоядных всегда ниже, чем у растений, от которых они питаются. Мы могли бы спросить тогда: Куда уходит потерянная энергия??

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо обратить внимание на следующие факты:

  1. Не вся биомасса растений потребляется травоядными, так как большая часть ее умирает и попадает на трофический уровень разлагающихся (бактерии, грибы и остальные детриторивы).
  2. Не вся биомасса, потребляемая травоядными, и травоядные, потребляемые плотоядными, в свою очередь, ассимилируются и доступны для включения в биомассу потребителя; часть теряется с фекалиями и, таким образом, переходит к разложителям.
  3. Не вся энергия, которая ассимилируется, фактически становится биомассой, так как часть теряется в виде тепла во время дыхания.

Это происходит по двум основным причинам: во-первых, из-за отсутствия процесса преобразования энергии, который был бы эффективен на 100%. То есть при преобразовании всегда происходит потеря в форме тепла, что полностью соответствует Второму закону термодинамики..

Во-вторых, поскольку животные должны выполнять работу, которая требует затрат энергии и, в свою очередь, подразумевает новые потери в виде тепла.

Эти паттерны встречаются на всех трофических уровнях, и, как предсказывает Второй закон термодинамики, часть энергии, которую пытаются передать с одного уровня на другой, всегда рассеивается в виде неиспользуемого тепла..

ссылки

  1. Caswell, H. (2005). Пищевые сети: от подключения к энергетике. (H. Caswell, Ed.). Достижения в области экологических исследований (Том 36). Elsevier Ltd. pp. 209.
  2. Кертис, Х. и соавт. (2008). Биология. 7-е издание. Буэнос-Айрес-Аргентина: Редакция Medica Panamericana. стр. 1160.
  3. Китчинг, Р. Л. (2000). Пищевые сети и контейнерные среды обитания: естественная история и экология фитотельматов. Издательство Кембриджского университета. стр. 447.
  4. Линдеманн, Р.Л. (1942). Трофо-динамический аспект экологии. экология, 23, 399-418.
  5. Паскуаль М. и Данн Дж. А. (2006). Экологические сети: связь структуры с динамикой в ​​пищевых сетях. (М. Паскуаль и Дж. А. Данн, ред.) Институт Санта-Фе Исследования в науках о сложности. Издательство Оксфордского университета. стр. 405.