De lov om økologisk tiende, økologisk lov eller 10% hever måten energien beveger seg i avledningen gjennom de forskjellige trofiske nivåene. Det blir også hevdet at denne loven rett og slett er en direkte konsekvens av den andre loven om termodynamikk.
Økologisk energi er en del av økologien som er opptatt av å kvantifisere forholdene vi har skissert ovenfor. Det anses at Raymond Lindemann (spesielt i sitt banebrytende arbeid i 1942), var den som grunnla grunnlaget for dette studiet..
Hans arbeid fokuserte på begrepene næringskjede og nett, og på kvantifisering av effektiviteten i overføring av energi mellom de forskjellige trofiske nivåene..
Lindemann starter fra den innfallende solstrålingen eller energien som et samfunn mottar, gjennom fangst utført av planter gjennom fotosyntese og fortsetter å overvåke denne fangsten og dens påfølgende bruk av planteetere (primære forbrukere), deretter av rovdyr (sekundære forbrukere) og til slutt av nedbrytere.
Artikkelindeks
Etter Lindemanns banebrytende arbeid ble trofisk effektivitetsoverføring antatt å være rundt 10%; faktisk, noen økologer henviste til en 10% lov. Siden den gang har det imidlertid blitt generert flere forvirringer angående dette problemet..
Det er absolutt ingen naturlov som resulterer i at presis en tidel av energien som kommer inn i det trofiske nivået blir overført til det neste..
For eksempel avslørte en samling trofiske studier (i marine og ferskvannsmiljøer) at overføringseffektivitet etter trofisk nivå varierte mellom omtrent 2 og 24%, selv om gjennomsnittet var 10,13%..
Som en generell regel, som gjelder både vann- og terrestriske systemer, kan det sies at den sekundære produktiviteten til planteetere vanligvis ligger omtrent, i en størrelsesorden under den primære produktiviteten den er basert på..
Dette er ofte et konsistent forhold som opprettholdes i alle fôringssystemer, og som har en tendens til å bli strukturer av pyramidetypen, der basen leveres av plantene, og på denne basen er en mindre basert, av de primære forbrukerne, som en annen (enda mindre) sekundære forbrukere sitter.
Alle levende ting krever materie og energi; materie for kroppsbygging og energi til å utføre sine vitale funksjoner. Dette kravet er ikke begrenset til en individuell organisme, men det utvides til høyere nivåer av biologisk organisasjon som disse individene kan oppfylle..
Disse organisasjonsnivåene er:
I et økosystem etablerer samfunnet og miljøet strømmer av energi og materie.
Organismene i et økosystem er gruppert i henhold til en "rolle" eller "funksjon" som de oppfyller i matvarene eller trofiske kjeder; dette er hvordan vi snakker om trofiske nivåer av produsenter, forbrukere og dekomponenter.
I sin tur interagerer hvert eneste av disse trofiske nivåene med det fysisk-kjemiske miljøet som gir livsvilkårene og samtidig fungerer som en kilde og vask av energi og materie..
Først må vi definere primærproduktivitet, som er hastigheten biomasse produseres per arealeenhet..
Det uttrykkes vanligvis i enheter av energi (Joule per kvadratmeter per dag), eller i enheter av tørt organisk materiale (kilogram per hektar og per år), eller som karbon (masse karbon i kg per kvadratmeter per år).
Generelt, når vi refererer til all energien som er løst ved fotosyntese, kaller vi det vanligvis bruttoprimærproduktivitet (PPG).
Av dette blir en andel brukt i respirasjonen av de samme autotrofer (RA) og går tapt i form av varme. Netto primærproduksjon (PPN) oppnås ved å trekke denne mengden fra PPG (PPN = PPG-RA).
Denne nettoproduksjonen (PPN) er det som til slutt er tilgjengelig for forbruk av heterotrofer (dette er bakterier, sopp og resten av dyrene vi kjenner).
Sekundær produktivitet (PS) er definert som hastigheten på ny biomasseproduksjon av heterotrofiske organismer. I motsetning til planter, heterotrofe bakterier, sopp og dyr, kan de ikke lage de komplekse og energirike forbindelsene de trenger fra enkle molekyler..
De får alltid sin materie og energi fra planter, noe de kan gjøre direkte ved å konsumere plantemateriale eller indirekte ved å mate på andre heterotrofer..
Det er på denne måten planter eller fotosyntetiske organismer generelt (også kalt produsenter) utgjør det første trofiske nivået i et samfunn; primærforbrukere (de som spiser produsenter) utgjør det andre trofiske nivået og sekundære forbrukere (også kalt rovdyr) utgjør det tredje nivået.
Andelene av nettoprimærproduksjon som strømmer langs hver av de mulige energibanene, til slutt avhenger av overføringseffektivitet, det vil si på måten energien brukes på og overføres fra ett nivå til et annet..
Det er tre kategorier av energioverføringseffektivitet, og med disse veldefinerte kan vi forutsi mønsteret for energistrøm på trofiske nivåer. Disse kategoriene er: forbrukseffektivitet (EF), assimileringseffektivitet (EA) og produksjonseffektivitet (EP).
La oss nå definere disse tre nevnte kategoriene.
Matematisk kan vi definere forbrukseffektiviteten (EC) som følger:
EC =Jegn/Pn-1 × 100
Hvor vi kan se at CE er en prosentandel av total tilgjengelig produktivitet (Pn-1) som effektivt inntas av det øvre sammenhengende trofiske rommet (Jegn).
For eksempel, for primærforbrukere i beitesystemet, er EC prosentandelen (uttrykt i enheter av energi og per tidsenhet) av PPN som forbrukes av planteetere.
Hvis vi refererte til sekundære forbrukere, ville det tilsvare andelen produktivitet av planteetere, konsumert av rovdyr. Resten dør uspist og går inn i forfallskjeden.
På den annen side uttrykkes assimileringseffektiviteten slik:
EA =TILn/Jegn × 100
Igjen refererer vi til en prosentandel, men denne gangen til den delen av energien som kommer fra maten, og inntatt i et trofisk rom av en forbruker (Jegn) og som assimileres av fordøyelsessystemet ditt (TILn).
Denne energien vil være den som er tilgjengelig for vekst og for utførelse av arbeidet. Resten (delen som ikke er assimilert) går tapt med avføringen og går deretter inn i det trofiske nivået av nedbryterne.
Til slutt uttrykkes produksjonseffektiviteten (EP) som:
EP = Pn/TILn × 100
som også er en prosentandel, men i dette tilfellet refererer vi til assimilert energi (TILn) som ender med å bli innlemmet i ny biomasse (Pn). All den uassimilerte energiresten går tapt i form av varme under respirasjon.
Produkter som sekreter og / eller utskillelser (rik på energi), som har deltatt i metabolske prosesser, kan betraktes som produksjon, Pn, og er tilgjengelige, som lik, for nedbrytere.
Etter å ha definert disse tre viktige kategoriene, kan vi nå spørre oss selv om "global overføringseffektivitet" fra ett trofisk nivå til det neste, som ganske enkelt er gitt av produktet av de nevnte effektivitetene (EC x EA x EP).
Uttrykt i det vanlige kan vi si at effektiviteten til et nivå er gitt av det som kan inntas effektivt, som deretter blir assimilert og ender med å bli innlemmet i ny biomasse.
Produktiviteten til planteetere er alltid lavere enn plantene de lever av. Vi kunne da spørre oss selv: Hvor går den bortkastede energien?
For å svare på dette spørsmålet må vi rette oppmerksomheten mot følgende fakta:
Dette skjer av to grunnleggende årsaker: For det første på grunn av at det ikke er noen energiomdannelsesprosess som er 100% effektiv. Det vil si at det alltid er et tap i form av varme i konverteringen, som er i full overensstemmelse med den andre loven om termodynamikk..
For det andre, siden dyr trenger å jobbe, noe som krever energiforbruk, og dette igjen innebærer nye tap i form av varme..
Disse mønstrene forekommer på alle trofiske nivåer, og som forutsagt av den andre loven om termodynamikk, blir en del av energien som man prøver å overføre fra ett nivå til et annet, alltid spredt i form av ubrukelig varme..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.