دورة الطاقة في النظام البيئي

الكلمة النظام البيئي يشير إلى جميع الأنواع الحية وكذلك العناصر غير الحية في منطقة بيئية معينة. على سبيل المثال ، يمكن اعتبار كل من بحيرة أو مستنقع أو شعاب مرجانية أو غابة أو مرج نظامًا بيئيًا. يمكن أن تختلف النظم البيئية اختلافًا كبيرًا في الحجم والخصائص الفردية - على سبيل المثال ، يختلف النظام البيئي للبركة اختلافًا كبيرًا عن تلك الموجودة في رقعة من التندرا.

على الرغم من هذه التفاوتات ، تعمل جميع النظم البيئية بشكل مشابه في الطريقة التي تتدفق بها الطاقة إليها وعبرها وخروجها من خلال دورة الطاقة.

يتم نقل الطاقة داخل وخارج النظم البيئية عبر شبكة من التفاعلات المعقدة. تدخل الطاقة في نظام بيئي من مصادر خارجية وتتحرك عبر مكوناتها. على سبيل المثال ، تتدفق الطاقة من الشمس عبر النباتات والكائنات الحية الدقيقة والحيوانات. دورات الطاقة في النظام البيئي تنتهي بالتحلل ، ثم تبدأ العملية من جديد.

بشكل أساسي ، يمكن تفسير تدفق الطاقة عبر الأنظمة البيئية من خلال من يأكل ماذا. ضع في اعتبارك ، مع ذلك ، أن نقل الطاقة ليس فعالًا تمامًا ؛ يتبدد الكثير منه كحرارة في مراحل مختلفة من الدورة.

Autotrophs هي المنتجين في نظام بيئي. كلمة "autotroph" تعني المغذي الذاتي. تتكون Autotrophs بشكل أساسي من النباتات والطحالب وبعض البكتيريا. يحدث هذا في كثير من الأحيان من خلال عملية التمثيل الضوئي ، حيث يقوم المنتجون بتحويل الطاقة الضوئية من ضوء الشمس ، إلى جانب الماء وثاني أكسيد الكربون ، إلى كربوهيدرات. تتحد الكربوهيدرات مع الجزيئات الأخرى لتكوين المادة الهيكلية الأساسية للنبات.

ومع ذلك ، فإن عملية البناء الضوئي ليست هي الطريقة الوحيدة التي يحول بها ذاتية التغذية الطاقة ؛ تنتج بعض autotrophs الكربوهيدرات باستخدام الطاقة الكيميائية أو الحرارية بدلاً من الطاقة الشمسية.

يشير مصطلح "غيرية التغذية" إلى الأنواع المستهلكة في النظام البيئي. يمكن تصنيف الكائنات غيرية التغذية إلى أنواع مختلفة اعتمادًا على مصدر طاقتها - أي ما تأكله. قد يأكل المستهلكون نباتات أو حيوانات أو فطريات أو بكتيريا أو مجموعة متنوعة من الكائنات الحية.

تُعرف الحيوانات التي تحصل على طاقتها فقط من النباتات بالحيوانات العاشبة ، أو المستهلكين الأساسيين ، بينما تسمى الحيوانات التي تحصل على طاقتها بشكل أساسي عن طريق أكل حيوانات أخرى حيوانات آكلة اللحوم ، أو ثانوية / ثالثية المستهلكين. تسمى الحيوانات التي تحصل على طاقتها من المصادر النباتية والحيوانية على حد سواء الحيوانات آكلة اللحوم.

تتدفق الطاقة من خلال الكائنات غيرية التغذية بغض النظر عن نوعها ، لأنها تنتج النفايات وتموت في النهاية.

تنتهي دورة الطاقة في النظام البيئي وتبدأ من جديد بعملية التحلل. تعمل بعض البكتيريا والديدان والحشرات والفطريات وحتى العفن كمحللات. يقومون بتحويل المواد العضوية - بشكل أساسي نفايات أو بقايا الكائنات ذاتية التغذية وغيرية التغذية - إلى مادة غير عضوية ، والتي تستخدمها ذاتية التغذية في النهاية.

ومع ذلك ، فإن المادة تختلف عن الطاقة - أثناء القيام بعملهم ، تنتج المُحلِّلات طاقة حرارية. هذا هو السبب في أن أكوام السماد تكون دافئة. كل الطاقة التي يتم تدويرها عبر النظام البيئي تتركها بهذه الطريقة.

لنلقِ نظرة على مثال يوضح هذه الدورة من خلال النظر إلى ملف النظام البيئي للغابات.

يستخدم المنتجون الأساسيون (autotrophs) مثل الأشجار والأعشاب والنباتات الأخرى التمثيل الضوئي لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية ، وهي الجلوكوز.

ثم يتم نقل هذه الطاقة التي يولدونها عن طريق التمثيل الضوئي إلى المستهلكين الأساسيين (الكائنات غيرية التغذية) الذين يأكلون تلك النباتات. في الغابة ، يمكن أن يكون هذا الغزلان ، الفئران ، الحشرات ، السناجب ، السنجاب ، إلخ. من هناك ، سيأكل المستهلكون الثانويون والثالثيون هؤلاء المستهلكين الأساسيين ويدمجون طاقتهم في أنفسهم. في الغابة ، يمكن أن يشمل ذلك الثعالب والطيور الصغيرة والطيور الجارحة والذئاب والدببة ، إلخ.

عندما تموت أي من هذه الكائنات الحية ، فإن المُحلِّلات ستفككها وتستخدم هذه الطاقة لأنفسها. في الغابة ، يشمل ذلك الفطريات والبكتيريا وبعض الحشرات وما إلى ذلك.

في كل خطوة من هذه الدورة ، يتم فقدان بعض الطاقة من خلال الحرارة. تبدأ الدورة مرة أخرى بتحويل طاقة شمسية في الطاقة الكيميائية مع المنتجين.