Mikä on ekologisen kymmenennen laki tai 10%?

ekologisen kymmenennen laki, ekologinen laki tai 10% se nostaa tapaa, jolla energia kulkee johdannossaan eri troofisten tasojen kautta. Usein sanotaan myös, että tämä laki on yksinkertaisesti suora seuraus termodynamiikan toisesta laista.

Ekologinen energia on osa ekologiaa, joka koskee edellä kuvailtujen suhteiden kvantifiointia. Katsotaan, että Raymond Lindemann (erityisesti hänen 1942-luvulla tekemässään teoksessa) perusti tämän tutkimusalueen perustan.

Hänen työnsä keskittyi ketjun ja troofisen verkon käsitteisiin sekä energian siirron tehokkuuden määritykseen eri troofisten tasojen välillä.

Lindemann alkaa satunnaisesta aurinkosäteilystä tai energiasta, jonka yhteisö saa kasveja fotosynteesin avulla, ja jatkaa kasvien ja peräkkäisten kuluttajien (toissijaisten kuluttajien) talteenoton ja sen myöhemmän käytön seurantaa. ) ja lopulta hajottajat.

indeksi

• 1 Mikä on ekologisen kymmenennen laki??
• 2 Organisaation tasot
• 3 Trofiset tasot
• 4 Peruskäsitteet
  • 4.1 Karkea ja primaarinen tuottavuus
  • 4.2 Toissijainen tuottavuus
• 5 Siirtotehokkuus ja energiareitit
  • 5.1 Energiansiirtotehokkuusluokat
• 6 Yleinen siirtotehokkuus
• 7 Missä menetetty energia menee??
• 8 Viitteet

Mikä on ekologisen kymmenennen laki??

Lindemannin uraauurtavan työn jälkeen oletettiin, että troofisten siirtojen tehokkuus oli noin 10%; jotkut ekologit viittasivat 10 prosentin lakiin. Siitä lähtien tästä asiasta on kuitenkin syntynyt useita sekaannuksia.

Ei tietenkään ole sellaista luonnollista lakia, joka johtaisi juuri siihen, että kymmenesosa troofiseen tasoon menevästä energiasta on se, joka siirretään seuraavaan.

Esimerkiksi trooppisten tutkimusten (meri- ja makeanveden ympäristöissä) perusteella kävi ilmi, että siirtotehokkuus trofisella tasolla vaihteli välillä noin 2–24%, vaikka keskiarvo oli 10,13%.

Pääsääntönä, jota voidaan soveltaa sekä vesi- että maanjärjes- telmiin, voidaan sanoa, että kasviperäisten eläinten sekundaarinen tuottavuus on yleensä noin noin, suuruusluokkaa alle sen ensisijaisen tuottavuuden, jolla se istuu..

Tämä on usein johdonmukainen suhde, jota ylläpidetään kaikissa rehusysteemeissä, ja se tapahtuu yleensä pyramidityyppisissä rakenteissa, joissa kasvit tukevat pohjaa ja tältä pohjalta pienemmät, ensisijaiset kuluttajat, jossa on toissijainen kuluttaja.

Organisaation tasot

Kaikki elävät olennot vaativat ainetta ja energiaa; niiden elinten ja energian rakentamisen kannalta elintärkeitä tehtäviä varten. Tämä vaatimus ei rajoitu yksittäiseen organismiin, vaan se ulottuu korkeampiin biologisen organisaation tasoihin, joita nämä yksilöt voivat noudattaa.

Nämä organisaatiotasot ovat:

• biologinen väestö: saman lajin eliöt, jotka elävät samassa erityisalueella.
• biologinen yhteisö: joukko eri lajeja tai väestöryhmiä, jotka asuvat tietyllä alueella ja jotka ovat vuorovaikutuksessa elintarvikkeiden tai troofisten suhteiden kautta).
• ekosysteemi: monimutkaisin biologisen organisaation taso, jonka muodostavat yhteisö, joka liittyy sen abioottiseen ympäristöön - veteen, auringonvaloon, ilmastoon ja muihin tekijöihin -, joiden kanssa se vuorovaikutuksessa.

Trofiset tasot

Ekosysteemissä yhteisö ja ympäristö luovat energia- ja aineenvirtoja.

Ekosysteemin organismit on ryhmitelty "roolin" tai "funktion" mukaisesti, jotka ne täyttävät ruoan tai troofisen ketjun sisällä; näin puhumme tuottajien, kuluttajien ja hajottajien trofisista tasoista.

Kukin näistä troofisista tasoista vuorostaan ​​vuorovaikutuksessa fyysisen ja kemiallisen ympäristön kanssa, joka tarjoaa elinolosuhteet ja samalla toimii energian ja aineen lähteenä ja pesualtaana.

Peruskäsitteet

Karkea ja primaarinen tuottavuus

Ensin on määriteltävä ensisijainen tuottavuus, joka on nopeus, jolla biomassa tuotetaan pinta-alaa kohti.

Se ilmaistaan ​​yleensä energian yksikköinä (joulit neliömetriä kohden päivässä) tai kuiva-orgaanisen aineen yksiköinä (kilogrammaa hehtaaria ja vuodessa) tai hiiltä (hiilen massa kilogrammoina neliömetriä kohti vuodessa)..

Yleensä, kun viitataan kaikkiin fotosynteesillä kiinnitettyihin energioihin, kutsumme sitä yleensä karkeaksi primaariseksi tuottavuudeksi (PPG).

Tästä osa kuluu autotroofien itsensä (RA) hengitykseen ja häviää lämmön muodossa. Ensisijainen nettotuotanto (PPN) saadaan vähentämällä tämä summa PPG: stä (PPN = PPG-RA).

Tämä primäärituotanto (PPN) on lopulta heterotrofien kulutukseen käytettävissä (nämä ovat bakteereita, sieniä ja muita eläimiä, joita tiedämme).

Toissijainen tuottavuus

Toissijainen tuottavuus (PS) määritellään heterotrofisten organismien uuden biomassan tuotannon nopeudeksi. Toisin kuin kasvit, heterotrofiset bakteerit, sienet ja eläimet, ne eivät voi tehdä monimutkaisia, energiaa sisältäviä yhdisteitä, joita he tarvitsevat yksinkertaisista molekyyleistä..

He hankkivat aineksensa ja energiansa aina kasveista, joita he voivat tehdä suoraan kuluttamalla kasviaineistoa tai epäsuorasti ruokkimalla muita heterotrofeja.

Tällä tavalla fotosynteettiset kasvit tai organismit yleensä (joita kutsutaan myös tuottajiksi) muodostavat yhteisön ensimmäisen troofisen tason; tärkeimmät kuluttajat (ne, jotka ruokkivat tuottajia) muodostavat toisen troofisen tason ja toissijaiset kuluttajat (kutsutaan myös lihansyöjiksi) muodostavat kolmannen tason.

Siirtotehokkuus ja energiareitit

Jokaisen potentiaalisen energian reitin varrella virtaavan primaarisen nettotuotannon osuudet riippuvat viime kädessä siirtotehokkuudesta eli siitä, miten energiaa käytetään ja siirtyy tasosta toiseen. muut.

Energiansiirtotehokkuusluokat

Energiansiirtotehokkuudesta on kolme luokkaa, ja nämä hyvin määritellyt, voimme ennustaa energian virtauskuvion troofisella tasolla. Nämä luokat ovat: kulutuksen tehokkuus (EC), assimilaation tehokkuus (EA) ja tuotannon tehokkuus (EP).

Määritellään nyt nämä kolme mainittua luokkaa.

Matemaattisesti voimme määritellä kulutuksen tehokkuuden (EC) seuraavasti:

EC =minä_n/P_n-1 × 100

Missä voimme nähdä, että CE on prosenttiosuus käytettävissä olevasta tuottavuudesta (P_n-1), jonka ylempi vierekkäinen troofinen osasto nauttii tehokkaasti (minä_n).

Esimerkiksi laiduntamisjärjestelmän ensisijaisten kuluttajien osalta EY on PPN: n prosenttiosuus (ilmaistuna energian yksikköinä ja aikayksikkönä), joka on syötetty kasviperäisille eläimille..

Jos viittaamme toissijaisiin kuluttajiin, se vastaisi lihansyöjien tuottavuuden prosenttiosuutta, jota lihansyöjät kuluttavat. Loput kuolevat syömättä ja tulevat hajoamisketjuun.

Toisaalta assimilaation tehokkuus ilmaistaan ​​seuraavasti:

EA =_n/minä_n × 100

Me viittaamme jälleen prosenttiosuuteen, mutta tällä kertaa kuluttajan elintarvikkeesta tulevan energian osaan, jonka kuluttaja nauttii troofisessa osastossa.minä_n) ja joka rinnastetaan sen ruoansulatusjärjestelmään (_n).

Mainittu energia on käytettävissä kasvuun ja työn toteuttamiseen. Jäännös (erottamaton osa) häviää ulosteessa ja siirtyy sitten hajottimien troofiseen tasoon.

Lopuksi tuotannon tehokkuus (PE) ilmaistaan ​​seuraavasti:

EP = P_n/ A_n × 100

mikä on myös prosenttiosuus, mutta tässä tapauksessa viitataan rinnastettuun energiaan (_n), joka päätyy uuteen biomassaan (P_n). Kaikki ei-tasapainotetut energiset jäännökset häviävät lämmön muodossa hengityksen aikana.

Tuotteita, kuten eritteitä ja / tai eritteitä (runsaasti energiaa), jotka ovat osallistuneet aineenvaihduntaan, voidaan pitää tuotannossa, P_n, ja ne ovat saatavilla, kuten ruumiit, hajottajille.

Maailmanlaajuinen siirtotehokkuus

Kun olemme määrittäneet nämä kolme tärkeää luokkaa, voimme nyt kysyä "globaalista siirtotehokkuudesta" yhdestä troofisesta tasosta toiseen, jonka yksinkertaisesti antaa edellä mainittujen tehokkuusetujen tuote (EC x EA x EP).

Puhutun kielen ilmaisemalla voimme sanoa, että tason tehokkuuden antaa se, mikä voidaan ottaa tehokkaasti, joka sitten rinnastetaan uuteen biomassaan ja päätyy siihen..

Missä menetetty energia menee??

Kasvinviljelijöiden tuottavuus on aina alhaisempi kuin niiden kasvien tuottavuus, joista ne syövät. Voisimme kysyä: Missä menetetty energia menee??

Vastaamaan tähän kysymykseen meidän on kiinnitettävä huomiota seuraaviin seikkoihin:

1. Kasvinviljelijät eivät kuluta kasvien kaikkia biomassaa, sillä suurin osa siitä kuolee ja siirtyy hajoajien (bakteerit, sienet ja muut detritivorit) troofiseen tasoon.
2. Kaikki kasviperäisten, samoin kuin lihansyöjien vuorostaan ​​kuluttamien kasvilajien, biomassa, jota ei käytetä, rinnastetaan ja on sisällytettävissä kuluttajan biomassaan; osa häviää ulosteiden kanssa ja siten se kulkee hajoajille.
3. Kaikki energia, joka tulee rinnastettavaksi, ei todellisuudessa muuttuu biomassaksi, koska osa häviää lämmön muodossa hengityksen aikana..

Tämä tapahtuu kahdesta syystä: Ensinnäkin siksi, että energiaa ei muuteta, mikä on 100% tehokasta. Toisin sanoen muuntamisessa on aina menetys lämpöä, joka on täydellisesti yhteensopiva toisen termodynamiikan lain kanssa.

Toiseksi, koska eläinten on tehtävä työtä, joka vaatii energiankulutusta ja joka puolestaan ​​merkitsee uusia häviöitä lämmön muodossa.

Nämä kuviot esiintyvät kaikilla tasoilla, ja kuten termodynamiikan toisessa laissa ennustetaan, osa energiasta, jota yritetään siirtää yhdeltä tasolta toiselle, häviää aina käyttökelvottoman lämmön muodossa..

viittaukset

1. Caswell, H. (2005). Elintarvikeverkot: yhteydestä energiaan. (H. Caswell, toim.). Ekologisen tutkimuksen edistyminen (Vol. 36). Elsevier Ltd. 209.
2. Curtis, H. et ai. (2008). Biologiaa. 7. painos. Buenos Aires-Argentiina: Toimituksellinen Medica Panamericana. ss. 1160.
3. Kitching, R. L. (2000). Elintarvikkeiden verkot ja konttien elinympäristöt: Phytotelmata-alueen luonnollinen historia ja ekologia. Cambridge University Press. ss. 447.
4. Lindemann, R.L. (1942). Ekologian trofinen-dynaaminen näkökohta. ekologia, 23, 399-418.
5. Pascual, M. ja Dunne, J. A. (2006). Ekologiset verkostot: Rakenteen yhdistäminen dynamiikkaan elintarvikeverkoissa. (M. Pascual & J. A. Dunne, toim.) Santa Fe-instituutin opinnot monimutkaisuuden tieteissä. Oxford University Press. ss. 405.