กฎหมายของระบบนิเวศน์สิบสิบหรือ 10% คืออะไร?

กฎแห่งสิบนิเวศวิทยา, กฎหมายนิเวศวิทยา หรือ ของ 10% มันยกระดับวิธีการเดินทางของพลังงานในการได้มาผ่านระดับที่แตกต่างกัน มันก็มักจะระบุว่ากฎหมายนี้เป็นเพียงผลโดยตรงจากกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์.

พลังงานเชิงนิเวศน์เป็นส่วนหนึ่งของนิเวศวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการหาปริมาณความสัมพันธ์ที่เราได้อธิบายไว้ข้างต้น มันถูกพิจารณาว่า Raymond Lindemann (โดยเฉพาะในงานน้ำเชื้อของเขาของ 1,942) เป็นคนที่สร้างฐานของพื้นที่ของการศึกษานี้.

งานของเขามุ่งเน้นไปที่แนวคิดของเครือข่ายและเครือข่ายโภชนาการและการหาปริมาณของประสิทธิภาพในการถ่ายโอนพลังงานระหว่างระดับสารอาหารที่แตกต่างกัน.

Lindemann เริ่มต้นจากการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ที่เกิดขึ้นหรือพลังงานที่ชุมชนได้รับผ่านการดักจับโดยพืชผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงและยังคงติดตามการจับและการใช้งานต่อไปของสัตว์กินพืช (ผู้บริโภคหลัก) จากนั้นสัตว์กินเนื้อ ) และสุดท้ายโดยตัวแยกส่วน.

ดัชนี

• 1 กฎของระบบนิเวศส่วนสิบคืออะไร??
• 2 ระดับองค์กร
• 3 ระดับ Trophic
• 4 แนวคิดพื้นฐาน
  • 4.1 ผลผลิตหลักหยาบและสุทธิ
  • 4.2 ผลิตผลรอง
• 5 ถ่ายโอนประสิทธิภาพและเส้นทางพลังงาน
  • 5.1 หมวดประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงาน
• 6 ประสิทธิภาพการโอนทั่วโลก
• 7 พลังงานที่สูญเสียไปอยู่ที่ไหน??
• 8 อ้างอิง

กฎหมายของส่วนสิบนิเวศวิทยาคืออะไร??

หลังจากงานสำรวจบุกเบิกของลินเดมันมันก็สันนิษฐานว่าประสิทธิภาพการถ่ายโอนข้อมูลทางโภชนาการอยู่ที่ประมาณ 10%; ในความเป็นจริงนักนิเวศวิทยาบางคนเรียกว่ากฎหมาย 10% อย่างไรก็ตามตั้งแต่นั้นมามีการสร้างความสับสนหลายครั้งเกี่ยวกับปัญหานี้.

แน่นอนว่าไม่มีกฎของธรรมชาติที่ให้ผลแม่นยำในการที่หนึ่งในสิบของพลังงานที่เข้าสู่ระดับโภชนาการเป็นสิ่งที่ถูกถ่ายโอนไปยังถัดไป.

ตัวอย่างเช่นการรวบรวมการศึกษาด้านโภชนาการ (ในสภาพแวดล้อมทางทะเลและน้ำจืด) เปิดเผยว่าประสิทธิภาพการถ่ายโอนโดยระดับชั้นอาหารมีความหลากหลายระหว่างประมาณ 2 และ 24% แม้ว่าค่าเฉลี่ยจะอยู่ที่ 10.13%.

ตามกฎทั่วไปที่ใช้บังคับกับทั้งระบบน้ำและบกอาจกล่าวได้ว่าผลผลิตส่วนที่สองของสัตว์กินพืชมักจะอยู่ที่ประมาณลำดับความสำคัญต่ำกว่าผลผลิตหลักที่อยู่.

นี่มักจะเป็นความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันซึ่งได้รับการบำรุงรักษาในระบบการหาอาหารทั้งหมดและมักจะเกิดขึ้นในโครงสร้างของประเภทเสี้ยมซึ่งฐานมีส่วนร่วมโดยพืชและบนพื้นฐานนี้มีขนาดเล็กลงเป็นพื้นฐานของผู้บริโภคหลัก (ซึ่งยังมีขนาดเล็กกว่า) ของผู้บริโภคสำรองอีกราย.

ระดับขององค์กร

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการสสารและพลังงาน เรื่องการสร้างร่างกายและพลังงานของพวกเขาเพื่อทำหน้าที่สำคัญของพวกเขา ข้อกำหนดนี้ไม่ได้ จำกัด อยู่ที่สิ่งมีชีวิตแต่ละบุคคล แต่ขยายไปสู่ระดับที่สูงขึ้นขององค์กรทางชีววิทยาที่บุคคลเหล่านี้สามารถปฏิบัติตามได้.

ระดับขององค์กรเหล่านี้คือ:

• ประชากรชีวภาพ: สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เฉพาะ.
• ชุมชนทางชีววิทยา: ชุดของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ หรือประชากรอาศัยอยู่ในพื้นที่เฉพาะและมีปฏิสัมพันธ์ผ่านอาหารหรือความสัมพันธ์ทางโภชนาการ).
• ระบบนิเวศ: ระดับที่ซับซ้อนที่สุดขององค์กรทางชีวภาพที่ประกอบไปด้วยชุมชนที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมของน้ำ - แสงแดดแสงแดดสภาพภูมิอากาศและปัจจัยอื่น ๆ - ซึ่งมันมีปฏิสัมพันธ์.

ระดับโภชนาการ

ในระบบนิเวศชุมชนและสิ่งแวดล้อมสร้างการไหลของพลังงานและสสาร.

สิ่งมีชีวิตของระบบนิเวศถูกจัดกลุ่มตาม "บทบาท" หรือ "ฟังก์ชั่น" ที่พวกมันเติมเต็มในห่วงโซ่อาหารหรือ trophic; นี่คือวิธีที่เราพูดถึงระดับโภชนาการของผู้ผลิตผู้บริโภคและผู้ย่อยสลาย.

ในทางกลับกันระดับของสารอาหารเหล่านี้จะมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมทางกายภาพและทางเคมีที่ให้เงื่อนไขสำหรับชีวิตและในเวลาเดียวกันก็ทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาและแหล่งพลังงานและสสาร.

แนวคิดพื้นฐาน

ผลผลิตหลักหยาบและสุทธิ

ก่อนอื่นเราต้องกำหนดผลิตผลหลักซึ่งเป็นอัตราที่ผลิตชีวมวลต่อพื้นที่หน่วย.

โดยปกติจะแสดงเป็นหน่วยของพลังงาน (จูลต่อตารางเมตรต่อวัน) หรือในหน่วยของสารอินทรีย์แห้ง (กิโลกรัมต่อเฮกตาร์และต่อปี) หรือเป็นคาร์บอน (มวลของคาร์บอนเป็นกิโลกรัมต่อตารางเมตรต่อปี).

โดยทั่วไปเมื่อเราอ้างถึงพลังงานทั้งหมดที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงเรามักจะเรียกมันว่าการผลิตขั้นต้นที่หยาบ (PPG).

จากนี้จะใช้สัดส่วนกับการหายใจของ autotrophs (RA) และหายไปในรูปของความร้อน การผลิตเบื้องต้นสุทธิ (PPN) ได้มาจากการลบจำนวนนี้ออกจาก PPG (PPN = PPG-RA).

การผลิตขั้นต้นสุทธินี้ (PPN) คือสิ่งที่สามารถบริโภคได้ในที่สุดโดย heterotrophs (ซึ่ง ได้แก่ แบคทีเรียราและสัตว์อื่น ๆ ที่เรารู้จัก).

ผลผลิตทุติยภูมิ

ผลผลิตทุติยภูมิ (PS) หมายถึงอัตราการผลิตของชีวมวลใหม่โดยสิ่งมีชีวิต heterotrophic ซึ่งแตกต่างจากพืชแบคทีเรีย heterotrophic เชื้อราและสัตว์พวกเขาไม่สามารถสร้างสารประกอบที่ซับซ้อนและอุดมด้วยพลังงานที่พวกเขาต้องการจากโมเลกุลที่เรียบง่าย.

พวกเขาได้รับสสารและพลังงานจากพืชเสมอซึ่งสามารถทำได้โดยตรงโดยการกินวัสดุจากพืชหรือโดยทางอ้อมโดยการกิน heterotrophs อื่น.

ด้วยวิธีนี้พืชหรือสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงโดยทั่วไป (เรียกอีกอย่างว่าผู้ผลิต) ประกอบด้วยระดับชั้นอาหารเป็นอันดับแรกในชุมชน ผู้บริโภคหลัก (ผู้ที่เลี้ยงผู้ผลิต) ทำขึ้นในระดับที่สองและผู้บริโภครอง (เรียกอีกอย่างว่าสัตว์กินเนื้อ) เป็นระดับที่สาม.

ถ่ายโอนประสิทธิภาพและเส้นทางพลังงาน

สัดส่วนของการผลิตขั้นต้นสุทธิที่ไหลไปตามเส้นทางของพลังงานที่มีศักยภาพในท้ายที่สุดขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการถ่ายโอนนั่นคือวิธีการที่ใช้พลังงานและย้ายจากระดับหนึ่งไปสู่อีกระดับหนึ่ง อื่น ๆ.

หมวดประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงาน

ประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงานมีสามประเภทและด้วยการกำหนดอย่างดีเราสามารถทำนายรูปแบบการไหลของพลังงานในระดับชั้นอาหาร หมวดหมู่เหล่านี้คือ: ประสิทธิภาพของการบริโภค (EC), ประสิทธิภาพของการดูดซับ (EA) และประสิทธิภาพของการผลิต (EP).

ตอนนี้เรามากำหนดหมวดหมู่ที่กล่าวถึงสามหมวดกัน.

ในทางคณิตศาสตร์เราสามารถกำหนดประสิทธิภาพการบริโภค (EC) ด้วยวิธีต่อไปนี้:

EC =ผม_n/P_n-1 × 100

เราจะเห็นได้ว่า CE เป็นเปอร์เซ็นต์ของผลผลิตที่มีอยู่ทั้งหมด (P_n-1) ที่ติดเครื่องได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยช่องโภชนาการที่ต่อเนื่องกันบน (ผม_n).

ตัวอย่างเช่นสำหรับผู้บริโภคหลักในระบบการเลี้ยงสัตว์นั้น EC คือเปอร์เซ็นต์ (แสดงในหน่วยของพลังงานและต่อหน่วยของเวลา) ของ PPN ที่บริโภคโดยสัตว์กินพืช.

ถ้าเราอ้างถึงผู้บริโภครองมันจะเท่ากับเปอร์เซ็นต์ของผลผลิตของสัตว์กินพืชที่สัตว์กินเนื้อกิน ส่วนที่เหลือตายโดยไม่ถูกกินและเข้าสู่ห่วงโซ่การสลายตัว.

ในทางตรงกันข้ามประสิทธิภาพของการดูดกลืนจะแสดงดังต่อไปนี้:

EA =_n/ผม_n × 100

อีกครั้งเราอ้างถึงเปอร์เซ็นต์ แต่คราวนี้เป็นส่วนหนึ่งของพลังงานที่มาจากอาหารและติดเครื่องในห้องอาหารโดยผู้บริโภค (ผม_n) และที่หลอมรวมโดยระบบย่อยอาหารของมัน (_n).

พลังงานดังกล่าวจะพร้อมใช้งานสำหรับการเจริญเติบโตและสำหรับการทำงาน ส่วนที่เหลือ (ส่วนที่ไม่ได้รับการดูดกลืน) จะหายไปในอุจจาระและจากนั้นจะเข้าสู่ระดับโภชนาการของเครื่องย่อยสลาย.

ในที่สุดประสิทธิภาพการผลิต (PE) จะแสดงเป็น:

EP = P_n/ A_n × 100

ซึ่งก็เป็นเปอร์เซ็นต์ แต่ในกรณีนี้เราอ้างถึงพลังงานที่หลอมรวม (_n) ที่ถูกรวมเข้ากับชีวมวลใหม่ (P_n) เศษพลังที่ไม่ได้ถูกดูดออกทั้งหมดจะหายไปในรูปของความร้อนในระหว่างการหายใจ.

ผลิตภัณฑ์เช่นสารคัดหลั่งและ / หรือสิ่งขับถ่าย (อุดมไปด้วยพลังงาน) ซึ่งมีส่วนร่วมในกระบวนการเผาผลาญอาหารถือได้ว่าเป็นการผลิต, P_n, และพวกมันก็พร้อมใช้งานเช่นเดียวกับศพสำหรับผู้แยกย่อย.

ประสิทธิภาพการโอนทั่วโลก

ด้วยการนิยามหมวดหมู่ที่สำคัญทั้งสามนี้เราสามารถถามเกี่ยวกับ "ประสิทธิภาพการถ่ายโอนทั่วโลก" จากระดับโภชนาการหนึ่งไปอีกระดับซึ่งได้รับจากผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพดังกล่าวข้างต้น (EC x EA x EP).

เราสามารถพูดได้ว่าประสิทธิภาพของระดับนั้นจะถูกกำหนดโดยสิ่งที่สามารถนำเข้าสู่ร่างกายได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจะถูกหลอมรวมและกลายเป็นสิ่งมีชีวิตใหม่.

พลังงานที่สูญเสียไปอยู่ที่ไหน?

ผลผลิตของสัตว์กินพืชจะต่ำกว่าพืชที่พวกมันกินอยู่เสมอ เราสามารถถามได้แล้ว: พลังงานที่สูญเสียไปอยู่ที่ไหน?

เพื่อตอบคำถามนี้เราต้องดึงความสนใจไปที่ข้อเท็จจริงต่อไปนี้:

1. ชีวมวลทั้งหมดของพืชไม่ได้ถูกบริโภคโดยสัตว์กินพืชเพราะส่วนใหญ่ของมันจะตายและเข้าสู่ระดับการย่อยสลายทางโภชนาการ (แบคทีเรียเชื้อราและส่วนที่เหลือของ detritivores).
2. ชีวมวลทั้งหมดที่ถูกกินโดยสัตว์กินพืชหรือของสัตว์กินพืชที่ถูกกินโดยสัตว์กินเนื้อจะถูกหลอมรวมและพร้อมที่จะรวมเข้ากับชีวมวลของผู้บริโภค ส่วนหนึ่งจะหายไปกับอุจจาระและด้วยวิธีนี้มันจะผ่านไปยังตัวย่อยสลาย.
3. ไม่ใช่พลังงานทั้งหมดที่ถูกหลอมรวมจะกลายเป็นพลังงานชีวมวลเนื่องจากส่วนหนึ่งสูญเสียไปในรูปของความร้อนในระหว่างการหายใจ.

สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากเหตุผลพื้นฐานสองประการ: ประการแรกเนื่องจากความจริงที่ว่าไม่มีกระบวนการแปลงพลังงานที่มีประสิทธิภาพ 100% กล่าวคือมีการสูญเสียในรูปแบบของความร้อนในการแปลงซึ่งอยู่ในความสอดคล้องที่สมบูรณ์แบบด้วยกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์.

ประการที่สองเนื่องจากสัตว์ต้องทำงานซึ่งต้องใช้พลังงานและในทางกลับกันหมายถึงการสูญเสียใหม่ในรูปแบบของความร้อน.

รูปแบบเหล่านี้เกิดขึ้นในทุกระดับชั้นอาหารและตามที่คาดการณ์ไว้โดยกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของพลังงานที่พยายามถ่ายโอนจากระดับหนึ่งไปอีกระดับหนึ่ง.

การอ้างอิง

1. Caswell, H. (2005). ใยอาหาร: จากการเชื่อมต่อไปยังพลัง. (H. Caswell, Ed.). ความก้าวหน้าในการวิจัยเชิงนิเวศวิทยา (บทที่ 36) Elsevier Ltd. pp. 209.
2. Curtis, H. และคณะ (2008) ชีววิทยา ฉบับที่ 7 บัวโนสไอเรส - อาร์เจนตินา: บทบรรณาธิการ Medica Panamericana PP 1160.
3. Kitching, R. L. (2000). ใยอาหารและแหล่งอาศัยของภาชนะบรรจุ: ประวัติศาสตร์ธรรมชาติและนิเวศวิทยาของไฟโตเทลมาทา. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ PP 447.
4. Lindemann, R.L. (1942) ด้านนิเวศวิทยาเชิงพลวัต. นิเวศวิทยา, 23, 399-418.
5. Pascual, M. และ Dunne, J. A. (2006) เครือข่ายนิเวศวิทยา: การเชื่อมโยงโครงสร้างกับพลศาสตร์ในใยอาหาร (M. Pascual และ J. A. Dunne, Eds.) สถาบันการศึกษาซานตาเฟในศาสตร์แห่งความซับซ้อน. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด PP 405.