De ekologisk tiondelag, ekologisk lag eller 10% höjer det sätt på vilket energi färdas i dess härledning genom de olika trofiska nivåerna. Det hävdas ofta att denna lag helt enkelt är en direkt följd av den andra lagen om termodynamik.
Ekologisk energi är en del av ekologin som handlar om att kvantifiera de förhållanden som vi har skisserat ovan. Det anses att Raymond Lindemann (specifikt i hans banbrytande arbete 1942), var den som grundade grunden för detta studieområde.
Hans arbete fokuserade på begreppen livsmedelskedja och nät och på kvantifiering av effektiviteten i överföringen av energi mellan de olika trofiska nivåerna..
Lindemann utgår från den infallande solstrålningen eller energin som ett samhälle får, genom fångsten utförd av växter genom fotosyntes och fortsätter att övervaka denna fångst och dess efterföljande användning av växtätare (primära konsumenter), sedan av köttätare (sekundära konsumenter) och slutligen av nedbrytare.
Artikelindex
Efter Lindemanns banbrytande arbete antogs effektiviteten i trofisk överföring vara cirka 10%; faktiskt hänvisade vissa ekologer till 10% lag. Sedan dess har emellertid flera förvirringar genererats angående denna fråga..
Det finns verkligen ingen naturlag som resulterar i att exakt en tiondel av energin som kommer in i en trofisk nivå överförs till nästa..
En sammanställning av trofiska studier (i marina och sötvattensmiljöer) avslöjade till exempel att överföringseffektivitet efter trofisk nivå låg mellan cirka 2 och 24%, även om medelvärdet var 10,13%..
Som en allmän regel, som är tillämplig på både vatten- och marksystem, kan man säga att den sekundära produktiviteten för växtätare vanligtvis ligger ungefär, i en storleksordning under den primära produktivitet som den bygger på..
Detta är ofta ett konsekvent förhållande som upprätthålls i alla födosökningssystem och som tenderar att bli strukturer av pyramidform, där basen tillhandahålls av växterna och på denna bas en mindre baseras, av de primära konsumenterna, på vilka en annan (ännu mindre) sekundära konsumenter sitter.
Alla levande saker kräver materia och energi; materia för konstruktionen av deras kroppar och energi för att utföra sina vitala funktioner. Detta krav är inte begränsat till en enskild organism, men det utvidgas till högre nivåer av biologisk organisation som dessa individer kan uppfylla..
Dessa organisationsnivåer är:
I ett ekosystem skapar samhället och miljön flöden av energi och materia.
Organismerna i ett ekosystem är grupperade efter en "roll" eller "funktion" som de uppfyller inom livsmedels- eller trofiska kedjor; det är så vi pratar om trofiska nivåer hos producenter, konsumenter och sönderdelare.
I sin tur interagerar var och en av dessa trofiska nivåer med den fysikalisk-kemiska miljön som ger förutsättningar för liv och samtidigt fungerar som en källa och sjunker av energi och materia..
Först måste vi definiera primärproduktivitet, vilket är den takt med vilken biomassa produceras per ytenhet..
Det uttrycks vanligtvis i energienheter (Joule per kvadratmeter per dag) eller i enheter av torrt organiskt material (kilogram per hektar och per år) eller som kol (kolmassa i kg per kvadratmeter per år).
I allmänhet, när vi hänvisar till all energi som fixeras genom fotosyntes, kallar vi det vanligtvis bruttoprimärproduktivitet (PPG).
Av detta spenderas en andel i andningen av samma autotrofer (RA) och går förlorad i form av värme. Primärproduktionen (PPN) netto erhålls genom att subtrahera denna mängd från PPG (PPN = PPG-RA).
Denna primära nettoproduktion (PPN) är vad som i slutändan är tillgängligt för konsumtion av heterotrofer (dessa är bakterier, svampar och resten av djuren som vi känner till).
Sekundär produktivitet (PS) definieras som hastigheten för ny biomassaproduktion av heterotrofa organismer. Till skillnad från växter, heterotrofa bakterier, svampar och djur, kan de inte göra de komplexa och energirika föreningarna de behöver från enkla molekyler..
De får alltid sin materia och energi från växter, vilket de kan göra direkt genom att konsumera växtmaterial eller indirekt genom att mata på andra heterotrofer..
Det är på detta sätt som växter eller fotosyntetiska organismer i allmänhet (även kallade producenter) utgör den första trofiska nivån i ett samhälle; primära konsumenter (de som matar på producenter) utgör den andra trofiska nivån och sekundära konsumenter (även kallad köttätare) utgör den tredje nivån.
Andelen primär nettoproduktion som flyter längs var och en av de möjliga energibanorna beror i slutändan på överföringseffektivitet, det vill säga på det sätt på vilket energi används och överförs från en nivå till en annan..
Det finns tre kategorier av energiöverföringseffektivitet, och med dessa väldefinierade kan vi förutsäga energiflödesmönstret på trofiska nivåer. Dessa kategorier är: konsumtionseffektivitet (EC), assimileringseffektivitet (EA) och produktionseffektivitet (EP).
Låt oss nu definiera dessa tre nämnda kategorier.
Matematiskt kan vi definiera förbrukningseffektiviteten (EC) enligt följande:
EC =Jagn/Pn-1 × 100
Där vi kan se att CE är en procentandel av den totala tillgängliga produktiviteten (Pn-1) som effektivt intas av det övre angränsande trofiska avdelningen (Jagn).
För primära konsumenter i betesystemet är till exempel EC den procentandel (uttryckt i energienheter och per tidsenhet) av PPN som konsumeras av växtätare.
Om vi hänvisade till sekundära konsumenter skulle det motsvara andelen produktivitet hos växtätare som konsumeras av rovdjur. Resten dör uneaten och går in i förfallskedjan.
Å andra sidan uttrycks assimileringseffektiviteten enligt följande:
EA =TILLn/Jagn × 100
Återigen hänvisar vi till en procentsats, men den här gången till den del av energin som kommer från maten och intas i ett trofiskt fack av en konsument (Jagn) och som assimileras av ditt matsmältningssystem (TILLn).
Denna energi kommer att vara den som finns tillgänglig för tillväxt och för utförande av arbete. Resten (den del som inte är assimilerad) går förlorad med avföringen och går sedan in i sönderdelarnas trofiska nivå.
Slutligen uttrycks produktionseffektiviteten (EP) som:
EP = Pn/TILLn × 100
vilket också är en procentsats, men i detta fall hänvisar vi till den assimilerade energin (TILLn) som slutligen införlivas i ny biomassa (Pn). All den oassimilerade energiresten går förlorad i form av värme under andningen.
Produkter som utsöndringar och / eller utsöndringar (rik på energi), som har deltagit i metaboliska processer, kan betraktas som produktion, Pn, och är tillgängliga, lik lik, för sönderdelare.
Efter att ha definierat dessa tre viktiga kategorier kan vi nu fråga oss om "global överföringseffektivitet" från en trofisk nivå till en annan, som helt enkelt ges av produkten av ovannämnda effektivitetsvinster (EC x EA x EP).
Uttryckt i allmänhet kan vi säga att effektiviteten hos en nivå ges av det som effektivt kan intas, vilket sedan assimileras och slutligen införlivas i ny biomassa.
Växtätarnas produktivitet är alltid lägre än för de växter de matar på. Vi skulle då kunna fråga oss: Var går den bortkastade energin?
För att svara på denna fråga måste vi uppmärksamma följande fakta:
Detta händer av två grundläggande skäl: För det första på grund av att det inte finns någon energiomvandlingsprocess som är 100% effektiv. Det vill säga, det finns alltid en förlust i form av värme i omvandlingen, vilket överensstämmer perfekt med termodynamikens andra lag..
För det andra, eftersom djur behöver arbeta, vilket kräver energiförbrukning, vilket i sin tur innebär nya förluster i form av värme..
Dessa mönster förekommer på alla trofiska nivåer, och som förutsagt av termodynamikens andra lag sprids alltid en del av energin som man försöker överföra från en nivå till en annan i form av oanvändbar värme..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.