Fluxul de energie in ecosistem

Fluxul de energie in ecosistem

Substanta minerala, pentru a deveni componenta a materiei vii va fi supusa unui proces de ordonare care va implica si stocarea unei anumite cantitati de energie. Sursa de energie a plantelor o reprezinta energia radianta solara pe care acestea o stocheaza in combinatii organice sub forma de energie chimica.

Energia chimica trece de la un organism la altul o data cu hrana constituita din substante organice. Energia stocata in substanta organica nu mai poate fi reconvertita in energie radianta.

Rezulta ca aceeasi cuanta de lumina nu poate strabate de doua ori un organism; astfel, transferul energiei in biocenoza este diferit de transferul substantei, in sensul ca, la fiecare nivel trofic, are loc o pierdere de energie. Rezulta faptul ca energia are un traiect, insotit de pierderi entropice

Transferul de energie de-a lungul diferitelor lanturi trofice decurge astfel:

a) Producatorii primari capteaza energia de la radiatiile solare, energie pe care o absorb la nivelul clorofilei. O parte din productia bruta se pierde prin respiratie, la dispozitia celui de-al doilea nivel trofic ramanand productia neta;

b) O parte a productiei primare nete serveste ca aliment animalelor erbivore (consumatori primari) care, ingerand-o, absorb cantitatea de energie constitutiva a hranei. Energia inglobata corespunde la ceea ce este real utilizat din productia neta vegetala. Cealalta parte a productivitatii primare, care nu este utilizata, va reprezenta prada pentru bacterii. Fractiunea asimilata corespunde productiei secundare si ea reprezinta

fluxul de energie care traverseaza nivelul trofic al erbivorelor;

c) Pentru cel de-al treilea nivel - nivelul trofic al carnivorelor de ordinul I (consumatori secundari) - fluxul de energie este reprezentat de biomasa totala a productiei secundare a erbivorelor, din care se scade materia consumata prin respiratie.

Fluxul energiei prin ecosistem, respectiv prin categoriile trofice mentionate, se caracterizeaza prin urmatoarelor legitati:

Productia neta scade de la nivelul producatorilor la cel al consumatorilor, raportul dintre niveluri fiind de 1/10;

Cantitatea de energie eliminata prin respiratie raportata la productia bruta creste de la nivelul producatorilor primari spre cel al consumatorilor de rang mai inalt, dat fiind nivelul evolutiv al speciilor;

Eficienta utilizarii energiei (hranei) disponibile creste de la nivelul producatorilor primari spre cel al consumatorilor de ranguri mai inalte.

Cantitatea de energie care traverseaza ecosistemul poate fi apreciata si prin calcularea unor marimi cum sunt: emergia si exergia. Notiunea de emergie a fost introdusa de Odum (1983) si masoara, plecand de la energia continuta de un organism, populatie, nivel trofic, intreaga cantitate utilizata la realizarea acesteia, plecand de la energia solara. De exemplu, emergia reprezinta cantitatea de energie din biomasa consumatorilor secundari, la care se adauga cantitatea de energie din biomasa consumatorilor primari si apoi energia din plantele cu care s-au hranit fitofagele. Marimea ei exprima necesarul initial de energie solara pentru a obtine o anumita cantitate de biomasa, tinand cont de randamentul transferului de energie.

Exergia masoara cantitatea de energie sub forma de caldura, plecand de la valorile cunoscute ale biomasei. Jorgensen (1997) a introdus acest termen pentru a inlocui termenul de entropie, asupra caruia persista inca numeroase controverse.