2 Ekosistemdeki Enerji Akışı Modelleri (Diyagramlı) - Açıklamalı!

Enerji Akışı iki modelle açıklanabilir: tek kanallı enerji modeli ve Y şeklindeki enerji modeli.

1. Tek Kanallı Enerji Modelleri:

Besin zincirleri ilkesi ve iki termodinamik yasasının çalışması, Şekil 1 ve 3'te gösterilen enerji akış şemaları yoluyla daha iyi anlaşılabilir.

Şekil 1.3'te görüldüğü gibi, toplam gelen güneş radyasyonu (118.872 gcal / cm2 / yıl) dışında, 118.761 gcal / cm2 / yıl kullanılmamaktadır ve bu nedenle ototroflar ile brüt üretim (net üretim artı solunum) 111 gcal / cm2 / olmaktadır Yüzde 0.1 0 enerji yakalama verimliliği ile yıl. Ayrıca, bu enerjinin yüzde 21'inin veya 23 gcal / cm2 / yıl değerinin, ototrofların büyüme, gelişme, bakım ve üreme için metabolik reaksiyonlarında tüketildiği de belirtilebilir.

15 gcal / cm2 / yıl miktarının, Autotrophs üzerinde otlayan veya besleyen herbivorlar tarafından tüketildiği görülebilir - bu, net ototrof üretiminin yüzde 17'sine karşılık gelir.

Ayrıştırma (3 gcal / cm2 yıl), net üretimin yaklaşık yüzde 3.4'ünü oluşturur. Bitkisel materyalin geri kalan kısmı, 70 gcal / cm2 / yıl veya net üretimin% 79.5'i hiç kullanılmaz, ancak biriken tortuların bir parçası haline gelir. Açıktır ki, o zaman, otçul için tüketilenden çok daha fazla enerji olduğu açıktır.

Ayrıca, çeşitli kayıp yollarının, ototrofların yani brüt üretimin enerji yakalanması için bir hesaba eşdeğer olduğu da belirtilebilir. Ayrıca, topluca üç üst 'kader' (ayrışma, otobur ve kullanılmamış) herbivor seviyesinde birleştirilen toplam enerjinin net üretimine eşdeğerdir, yani 15 gcal.cm2 / yr, yüzde 30 veya 4.5 gcal / cm2 / yr metabolik reaksiyonlarda kullanılır. Bu nedenle, herbivores tarafından solunum yoluyla kaybedilen enerji (yüzde 30), ototrofillerden (yüzde 21) çok daha fazladır.

Yine, etoburlar için, tam olarak kullanılmayan 10.5 gcal / cm2 / yr veya% 70 gibi önemli miktarda enerji mevcuttur; aslında sadece 3.0 gcal / cm2 / yıl veya net üretimin yüzde 28.6'sı etçillere geçer. Bu, autotrophbore transfer düzeyinde kaynaklardan daha verimli kullanılmasıdır.

Etobur seviyesinde etoburların enerji alımının yaklaşık yüzde 60'ı metabolik aktivitede tüketilir ve kalan kısım kullanılmayan tortuların bir parçası olur; sadece önemsiz miktarda yıllık olarak ayrışmaya tabi tutulur. Bu yüksek solunum kaybı, bu ekosistemde yüzde 30, otoburlar ve yüzde 21 ototroflarla karşılaştırılır.

Şekil 1.3'te gösterilen enerji akış diyagramından iki şey netleşti. İlk olarak, enerjinin hareket ettiği tek yönlü bir sokak vardır (tek yönlü enerji akışı). Autotroph'lar tarafından yakalanan enerji güneş enerjisine geri dönmüyor; otoburlara geçenler, ototroflara geri dönmez. Çeşitli trofik seviyelerde kademeli olarak hareket ettikçe, bir önceki seviyeye artık ulaşılamaz. Böylece, tek yönlü enerji akışı nedeniyle, birincil kaynak olan güneş kesilirse sistem çökecektir.

İkincisi, her trofik seviyede enerji seviyesinde kademeli bir azalma meydana gelir. Bu, büyük ölçüde metabolik faaliyetlerde ısı olarak yayılan ve burada kullanılmayan enerjiyle birleştirilmiş solunum olarak ölçülen enerji ile hesaplanır. Yukarıdaki şekildeki “kutular” trofik seviyeleri temsil eder ve 'borular' her seviyenin içindeki ve dışındaki enerji akışını gösterir.

Enerji akışları, termodinamiğin birinci yasasının gerektirdiği şekilde çıkışları dengeler ve enerji aktarımına, enerjinin ikinci yasanın gerektirdiği gibi kullanılamayan ısıya (örn. Solunum) dağıtılması eşlik eder. Şekil 1. 4, üç tropik seviyeli çok basitleştirilmiş bir enerji akış modelini göstermektedir; bunun içinden, üreticiden herbivorlara ve daha sonra etçillerden ardışık her trofik seviyede enerji akışının büyük ölçüde azaldığı ortaya çıkmaktadır.

Böylece enerjinin bir seviyeden diğerine her transferinde, enerjinin büyük bir kısmı ısı veya diğer form olarak kaybolur. Enerji akışında, toplam akış (yani toplam enerji girişi ve toplam asimilasyon) veya ikincil üretim ve solunum bileşenleri anlamında dikkate almamız durumunda başarılı bir düşüş var. Böylece, yeşil bitkiler üzerine düşen 3, 000 Kcal toplam ışığın yaklaşık yüzde 50'si (1500Kcal) emilir, bunun sadece yüzde 1'i (15 Kcal) birinci trofik seviyede dönüştürülür.

Böylece net birincil üretim sadece 15 Kcal'dir. İkincil üretkenlik (diyagramdaki P2 ve P3) ardışık tüketici trofik seviyelerinde yaklaşık yüzde 10 olma eğilimindedir, yani otoburler ve etoburlar, verim bazen gösterildiği gibi etobur seviyesinde daha yüksek olabilirken (veya P3 = Diyagramda 0.3 Kcal).

Şekil 1.3 ve 1.4'te, ardışık trofik seviyelerinde enerji akışında art arda azalma olduğu ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle, gıda zinciri kısaldıkça, mevcut gıda enerjisi daha büyük olacaktır, çünkü gıda zincirinin uzunluğundaki bir artış ile karşılık gelen daha fazla enerji kaybı vardır.

2. Y şeklindeki Enerji Akışı Modelleri:

Y-şekilli model ayrıca, iki besin zincirinin, yani otlayan besin zincirinin ve detritus besin zincirinin, doğal koşullar altında, birbirlerinden tamamen izole edilmediğini gösterir. Yeşil bitki tabanı ile başlayan otlayan besin zinciri, otçullara ve ölü organik madde ile başlayan, detritus besin zinciri, mikropların etkisiyle, ardından detritivorlara ve tüketicilerine geçer.

Örneğin, bir zamanlar otlayan gıda zincirinin bir parçası olan küçük hayvanların ölü bedenleri, otlayan gıda hayvanlarının dışkıları gibi, detritus gıda zincirine dahil edilir. İşlevsel olarak, ikisi arasındaki fark, yaşayan bitkilerin doğrudan tüketimi ile ölü organik maddenin nihai kullanımı arasında geçen zamandır. İki besin zincirinin önemi farklı ekosistemlerde farklılık gösterebilir, bazı otlatmalarda daha önemli, diğerlerinde ise detritus ana yoldur.

Y-şekilli modeldeki önemli nokta, iki besin zincirinin birbirinden izole edilmemiş olmasıdır. Bu Y-şekilli model, tek kanallı modelden daha gerçekçi ve pratik bir çalışma modelidir, çünkü

(i) ekosistemlerin tabakalı yapısını doğrular,

(ii) hem zaman hem de mekanda otlatma ve hurma zincirlerini (sırasıyla yaşayan bitkilerin doğrudan tüketimi ve ölü organik maddelerin kullanımı) ayırır ve

(iii) mikro tüketicilerin (emici bakteriler, mantarlar) ve makro tüketicilerin (fgotrofik hayvanlar) büyüklük-metabolizma ilişkilerinde büyük farklılıklar gösterdiği. (EP> Odum, 1983).

Bununla birlikte, bu modellerin ekosistemdeki temel enerji akış modelini gösterdiği unutulmamalıdır. Uygulamada, doğal koşullar altında, organizmalar, birçok gıda zincirinin birbirine kilitlenerek sonuçlanacak şekilde karmaşık bir gıda ağına dönüşmesi şeklinde birbiriyle ilişkilidir. Biz zaten otlaktaki ve gölet ekosistemindeki yiyecek ağlarına değiniyoruz. Besin ağının karmaşıklığı, besin zincirlerinin uzunluğuna bağlıdır.

Bu nedenle, doğada çok kanallı enerji akışları vardır, ancak bu kanallar iki temel besin zincirinden birine aittir; yani, bir otlatma veya bir detritus besin zinciri olacaktır. Bir ekosistemin besin ağındaki bu gibi birkaç zincirin birbirine kenetlenen deseni çok kanallı bir enerji akışına yol açacaktır. Bu nedenle pratikte, tarla koşullarında, ekosistemin enerjisini ölçmede zorluklarla karşılaşabiliriz.