NộI Dung
- Chuyển đổi năng lượng trong hệ sinh thái Bắt đầu bằng quang hợp
- Máy phân tích
- Dòng năng lượng trong các ví dụ về hệ sinh thái
- Nguyên tắc của dòng chảy năng lượng
Thực vật nhận năng lượng mặt trời và sử dụng nó để chuyển đổi các hợp chất vô cơ thành các hợp chất hữu cơ phong phú. Cụ thể, họ biến ánh sáng mặt trời và carbon dioxide thành glucose và oxy. Do đó, các hoạt động sinh học trong một hệ sinh thái đòi hỏi năng lượng từ mặt trời.
Năng lượng mặt trời nhận được trải qua quá trình biến đổi năng lượng trong hệ sinh thái thành năng lượng hóa học, được liên kết ở dạng glucose là năng lượng tiềm năng trong quá trình quang hợp. Năng lượng này sau đó chảy khắp hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn và một quá trình gọi là dòng năng lượng.
Chuyển đổi năng lượng trong hệ sinh thái Bắt đầu bằng quang hợp
Quang hợp đánh dấu sự khởi đầu của một chuỗi chuyển đổi năng lượng trong một hệ sinh thái, có thể thấy trong nhiều ví dụ về chuỗi thức ăn. Một số động vật ăn các sản phẩm quang hợp, chẳng hạn như khi dê ăn cây bụi, giun ăn cỏ và chuột ăn ngũ cốc. Khi động vật ăn các sản phẩm thực vật này, năng lượng thực phẩm và các hợp chất hữu cơ được chuyển từ thực vật sang động vật.
Hầu hết các ví dụ về chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái cũng sẽ cho thấy rằng những động vật ăn thịt người này lần lượt bị động vật khác ăn, tiếp tục truyền năng lượng và các hợp chất hữu cơ từ động vật này sang động vật khác. Một số ví dụ về hệ sinh thái này là khi con người ăn cừu, khi chim ăn giun và khi sư tử ăn ngựa vằn. Chuỗi chuyển đổi năng lượng này từ loài này sang loài khác có thể tiếp tục trong vài chu kỳ, nhưng cuối cùng nó kết thúc khi động vật chết phân hủy, trở thành dinh dưỡng cho nấm, vi khuẩn và các chất phân hủy khác.
Máy phân tích
Nấm và vi khuẩn là những ví dụ về chất phân hủy trong chuyển đổi năng lượng trong hệ sinh thái. Chúng chịu trách nhiệm phá vỡ các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất dinh dưỡng đơn giản. Chất phân hủy rất quan trọng trong hệ sinh thái vì chúng phá vỡ các vật liệu chết vẫn chứa nguồn năng lượng. Có nhiều loại sinh vật phân hủy khác nhau, chịu trách nhiệm trả lại các chất dinh dưỡng đơn giản hơn cho đất được thực vật sử dụng - và vì vậy chu trình chuyển đổi năng lượng vẫn tiếp tục.
Dòng năng lượng trong các ví dụ về hệ sinh thái
Năng lượng được tích lũy bởi các nhà sản xuất chính được chuyển qua chuỗi thức ăn thông qua các cấp độ khác nhau trong một hiện tượng gọi là dòng năng lượng. Con đường của dòng năng lượng chuyển từ người sản xuất chính sang người tiêu dùng chính sang người tiêu dùng thứ cấp và cuối cùng là người dịch ngược. Chỉ có khoảng 10 phần trăm năng lượng có sẵn chuyển từ cấp độ danh hiệu này sang cấp độ tiếp theo.
Các ví dụ về hệ sinh thái và ví dụ chuỗi thức ăn trong các hệ sinh thái cho thấy khái niệm này dễ dàng hơn một chút.
Ví dụ, trong một hệ sinh thái rừng, cây và cỏ biến năng lượng mặt trời thành năng lượng hóa học. Năng lượng đó chảy đến những người tiêu dùng chính của hệ sinh thái như côn trùng và động vật ăn cỏ như hươu. Người tiêu dùng thứ cấp như cáo, sói và chim ăn và lấy năng lượng từ những sinh vật đó. Khi bất kỳ sinh vật nào trong số đó chết, nấm, giun và các chất phân hủy khác sẽ phá vỡ chúng để nhận năng lượng và chất dinh dưỡng.
Nguyên tắc của dòng chảy năng lượng
Dòng năng lượng thông qua chuỗi thức ăn xảy ra là kết quả của hai định luật nhiệt động lực học, được áp dụng cho hệ sinh thái.
Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học nói rằng các quá trình liên quan đến chuyển đổi năng lượng sẽ không xảy ra một cách tự nhiên trừ khi có sự suy giảm năng lượng từ dạng không ngẫu nhiên sang dạng ngẫu nhiên. Luật này yêu cầu rằng trong một hệ sinh thái, mỗi lần truyền năng lượng phải đi kèm với sự phân tán năng lượng vào hô hấp hoặc nhiệt không có sẵn. Nói một cách đơn giản: truyền năng lượng giữa các cấp độ danh hiệu cũng dẫn đến mất năng lượng thông qua nhiệt.
Định luật thứ hai của nhiệt động lực học là định luật bảo toàn năng lượng, quy định rằng năng lượng có thể được chuyển đổi từ nguồn này sang nguồn khác nhưng không được tạo ra cũng không bị phá hủy. Nếu tăng hoặc giảm xảy ra trong năng lượng bên trong (E) của hệ sinh thái, công việc (W) được thực hiện và nhiệt (Q) thay đổi.