Энергетика экосистемы

Экологическое дублирование

В случае исчезновения вида по каким-либо причинам его нишу занимает другой вид, способный выполнять те же обязанности, что и исчезнувший вид то есть происходит экологическое дублирование.

Энергия передается от организма к организму, создавая трофическую цепь, с одного трофического уровня на другой. Трофический уровень – это место в пищевой цепи.

1-й трофический уровень продуценты.

2-й трофический уровень растительноядные консументы.

3-й трофический уровень плодоядные консументы.

Существуют определенные закономерности, переходя с одного уровня на другой вместе с пищей. Основная часть энергии усваиваемая консументом с пищей, расходуя его на жизнедеятельность (часть энергии на дыхание), другая часть энергии переходит в тело (организм) потребителя и вместе с увеличением массы энергия прироста (ЭПР) некоторая часть пищи и связанная с ней энергия не усваивается организмом она вводится в окружающую среду вместе с вместе с проявлением жизнедеятельности 10% в последствии эта энергия усваивается другими организмами (Эд+Эпн(10%))+Эпв(90%)).Продукты выделения Эпв. Т.к большая чась энергии при переходе с одного трофического уровня на другой трофический уровень теряется на следующий переходит только 10% от предыдущего уровня из этого следует что цепь питания имеет ограниченное число уровней (4,5), пройдя через них энергия рассеивается. Закономерности потока и рассеивания энергии имеют в-е следствия. Образование этой продукции связанно с рассеиванием энергии и особенно велики потери при переходе с одного уровня на второй

Не продуктивно потребление пищи с большим трофическим уровнем. Образование этой продукции связанно с рассеиванием энергии и особенно велики потери при переходе с 1-го уровня на второй.

1-е начало термодинамики:

закон сохранения и превращения энергии энергия переходит из одного состояния в другое, она не возникает. Для 1-го начала термодинамики в живом организме в процессе фотосинтеза солнечная энергия преобразуется в энергию химических связей созданного автотрофно органического вещества и которая в последствии перехода от автотрофов к гетеротрофам, Э.н. не исчезает, а переходит в другие формы, в том числе в тепловую форму т.е. тер. Рассеивается. Мерой необратимого рассеивания является энтропия. Вещество и энергия в пищевой цепи постепенно рассеивается. Энтропия является мерой неупорядочности, мера хаоса, а живые организмы характеризуются высокой мерой упорядоченности, которая характеризуется мерой негэнтропией.

Согласно 2-у началу термодинамики, если температура какого-либо тела выше чем температура окружающей среды, то общая температура всей системы стремится к термодинамическому равновесию: тело будет отдавать энергию до тех пор, пока его температура не станет равной темперературе окружающей седы. Таким образом, энтропия отображает возможность превращения энергии и рассматривается как мера не упорядоченности системы и для того чтобы энтропия системы не возрастала система должна извлекать упорядоченные системы из окружающей среды т.е. должно извлекать негеиторпию. И животные организмы выполняют работу против уравновешивания с окружающей средой за счет образования сложно организованных упругих молекулярных связей и для производства этой работы система д-а получает собственную энергию. Она получает её от солнца, если система автотрофная или извлекая негетеротрофную и растет пинц и используя ее упорядоченность химических связей если система гетеротрофная возможен случай когда вся накопленная система полностью превращается в тепловую энергию и рассеивается (гибель организма). В такое состояние перейдет и живой организм если лишить его возможности извлекать его энергию из окружающей среды.

Жизнь, как термодинамический процесс.

При переходе по трофическим уровням происходит рассеивании энергии. Известно, что, если температура тела выше чем окружающая среда, то тело будет отдавать энергию до тех пор, пока температура окружающей среды сравняется с температурой тела, в конечном счете, энергия любого не живого тела, может быть рассеяна в тепловой форме, после чего наступает состояние термодиначеского равновесия, дальнейший энергетический процесс не возможен (работает 2-е начало термодинамики).

О такой системе говорят, что она максимальна энтропии.

Энтропия – отражает возможность превращения энергии, и рассматривается как мера хаоса неупорядоченной системы.

К вопросу об энергетических потоках: Эп = Эд + Эпр+Эпв; (Эд + Эпв)=90% Эпр=10%

Эп – энергия потребляемой пищи.

Эд – энергия дыхания или траты на дыхание, обеспечивает жизнедеятельность организма в целом.

Эпр – энергия прироста клеток организма, запас жиров клеток.

Эпв – энергия продуктов выделения.

Если поток солнечного излучения, поступающий к земле, только бы рассеивался, то жизнь была бы не возможной. Чтобы энтропия не возрастала, система должна извлекать упорядоченность организации из вне, т.е. работать против энтропии окружающей среды, т.е. орган должен извлекать из окружающей среды отрицательную энтропию (негэнтропию).

Живые организмы способны выполнять работу против уравновешивания с окружающей средой за счет образования сложных организованных упорядоченных структур. Для производства этой работы, экосистема должна получать соответствующую энергетическую дотацию. Живой организм извлекает негэнтропию из пищи использованных упорядоченных связей. Тогда вся накопленная энергия превратится в тепловую форму. Это произойдет при гибели организма, при этом поток энергии прекращается.

Согласно 2-му з-ну термодинамики система стремится к термодинамическому равновесию.

Дата добавления: 2014-01-07