วัฏจักรพลังงานในระบบนิเวศ

คำ ระบบนิเวศ หมายถึงสิ่งมีชีวิตทุกชนิดรวมถึงองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตในพื้นที่สิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ทะเลสาบ บึง แนวปะการัง ป่า หรือทุ่งหญ้า แต่ละแห่งถือเป็นระบบนิเวศ ระบบนิเวศสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากในด้านขนาดและลักษณะเฉพาะแต่ละอย่าง ตัวอย่างเช่น ระบบนิเวศของแอ่งน้ำมีความแตกต่างอย่างมากจากแนวเขตทุนดรา

แม้จะมีความเหลื่อมล้ำเหล่านี้ ระบบนิเวศทั้งหมดก็ทำงานในลักษณะเดียวกันในวิธีที่พลังงานไหลเข้า ผ่าน และออกจากพวกมันผ่านวัฏจักรพลังงาน

พลังงานถูกถ่ายโอน เข้าและออกจากระบบนิเวศผ่านเว็บที่มีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อน พลังงานเข้าสู่ระบบนิเวศจากแหล่งภายนอกและเคลื่อนผ่านส่วนประกอบต่างๆ ตัวอย่างเช่น พลังงานจากดวงอาทิตย์ไหลผ่านพืช จุลินทรีย์ และสัตว์ วัฏจักรพลังงานในระบบนิเวศสิ้นสุดลงด้วยการสลายตัว จากนั้นกระบวนการก็เริ่มต้นขึ้นใหม่

โดยพื้นฐานแล้วการไหลของพลังงานผ่านระบบนิเวศสามารถอธิบายได้ว่าใครกินอะไร อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่าการถ่ายเทพลังงานนั้นไม่ได้มีประสิทธิภาพอย่างสมบูรณ์ ส่วนมากจะกระจายเป็นความร้อนที่เฟสต่างๆ ของวัฏจักร

ออโตโทรฟคือ ผู้ผลิต ในระบบนิเวศ คำว่า "autotroph" หมายถึงการเลี้ยงตัวเอง ออโตโทรฟส่วนใหญ่ประกอบด้วยพืช สาหร่าย และแบคทีเรียบางชนิด บ่อยครั้งสิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งผู้ผลิตแปลงพลังงานแสงจากแสงแดดพร้อมกับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นคาร์โบไฮเดรต คาร์โบไฮเดรตรวมกับโมเลกุลอื่น ๆ เพื่อสร้างวัสดุโครงสร้างพื้นฐานของพืช

อย่างไรก็ตาม การสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ใช่วิธีเดียวที่ออโตโทรฟแปลงพลังงาน autotrophs บางตัวผลิตคาร์โบไฮเดรตโดยใช้สารเคมีหรือพลังงานความร้อนแทนพลังงานแสงอาทิตย์

คำว่า "heterotroph" หมายถึงสายพันธุ์ผู้บริโภคในระบบนิเวศ Heterotrophs สามารถจำแนกได้เป็นประเภทต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงานนั่นคือสิ่งที่พวกเขากิน ผู้บริโภคอาจกินเฉพาะพืช สัตว์ เชื้อรา แบคทีเรีย หรือสิ่งมีชีวิตหลายชนิด

สัตว์ที่ได้รับพลังงานจากพืชเพียงอย่างเดียวเรียกว่าสัตว์กินพืชหรือผู้บริโภคหลักในขณะที่ สัตว์ที่ได้รับพลังงานจากการกินสัตว์อื่นเป็นหลัก เรียกว่า สัตว์กินเนื้อ หรือสัตว์รอง/ตติยภูมิ ผู้บริโภค. สัตว์ที่ได้รับพลังงานจากทั้งพืชและสัตว์เรียกว่าสัตว์กินเนื้อ

พลังงานไหลผ่านเฮเทอโรโทรฟโดยไม่คำนึงถึงประเภทของพวกมัน เนื่องจากพวกมันทั้งหมดสร้างของเสียและตายในที่สุด

วัฏจักรพลังงานในระบบนิเวศสิ้นสุดลงและเริ่มต้นใหม่ด้วยกระบวนการย่อยสลาย แบคทีเรีย หนอน แมลง เชื้อรา และแม้แต่เชื้อราบางชนิดทำหน้าที่เป็นตัวย่อยสลาย พวกเขาแปลงอินทรียวัตถุ - ส่วนใหญ่เป็นของเสียหรือซากของ autotrophs และ heterotrophs - เป็นสารอนินทรีย์ซึ่ง autotrophs ใช้ในที่สุด

แม้ว่าสสารจะแตกต่างจากพลังงาน -- ในกระบวนการทำงาน ตัวย่อยสลายจะผลิตพลังงานความร้อน นี่คือเหตุผลที่กองปุ๋ยหมักมีความอบอุ่น พลังงานทั้งหมดที่หมุนเวียนผ่านระบบนิเวศจะปล่อยทิ้งไว้ในลักษณะนี้

มาดูตัวอย่างที่แสดงวงจรนี้โดยดูที่ a ระบบนิเวศของป่าไม้.

ผู้ผลิตขั้นต้น (autotrophs) เช่น ต้นไม้ หญ้า และพืชอื่นๆ ใช้การสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมี กล่าวคือ กลูโคส

พลังงานที่สร้างขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสงนี้จะถูกถ่ายโอนไปยังผู้บริโภคหลัก (heterotrophs) ที่กินพืชเหล่านั้น ในป่า อาจเป็นกวาง หนู แมลง กระรอก ชิปมังก์ ฯลฯ จากนั้นผู้บริโภคระดับทุติยภูมิและตติยภูมิจะกินผู้บริโภคหลักเหล่านั้นและรวมเอาพลังงานของตนเข้าไว้ด้วยกัน ในป่า อาจรวมถึงสุนัขจิ้งจอก นกตัวเล็ก นกล่าเหยื่อ หมาป่า หมี ฯลฯ

เมื่อสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ตาย ตัวย่อยสลายจะทำลายพวกมันและใช้พลังงานนั้นสำหรับตนเอง ในป่า ซึ่งรวมถึงเชื้อรา แบคทีเรีย แมลงบางชนิด เป็นต้น

ในแต่ละขั้นตอนของวัฏจักรนี้ พลังงานบางส่วนจะสูญเสียผ่านความร้อน วัฏจักรเริ่มต้นอีกครั้งด้วยการแปลงของ พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานเคมีกับผู้ผลิต