betydningen af overførselseffektivitet ved bestemmelse af energiveje

sidst opdateret ons, 06 Jan 2021 |artsrigdom

proportionerne af nettoprimærproduktion, der strømmer langs hver af de mulige energiveje, afhænger af overførselseffektiviteter i den måde, energi bruges på og overføres fra et trin til det næste. En viden om værdierne afkun tre kategorier af overførselseffektivitet er alt, hvad der kræves for at forudsige mønsteret af energistrøm. Disse er forbrugseffektivitet (CE) assimileringseffektivitet (AE) og produktionseffektivitet (PE).

den relative betydning af energiveje afhænger af tre overførselseffektiviteter:…

bentiske mikroalger

figur 17.23 forholdet mellem procentdelen af primær nettoproduktion (NPP), der forbruges af planteædere og primær nettoproduktivitet. o, fytoplankton;•, bentiske mikroalger; karper, makroalgale senge; karper, ferskvandsmakrofytmarker; karper, havgræsenge; a, sump; a, græsarealer; o, mangrover;*, skove. (Data fra en række kilder, udarbejdet af Cebrian, 1999.)

… forbrug effektivitet,…

forbrugseffektivitet,

figur 17.23 forholdet mellem procentdelen af primær nettoproduktion (NPP), der forbruges af planteædere, og primær nettoproduktivitet. o, fytoplankton;•, bentiske mikroalger; karper, makroalgale senge; karper, ferskvandsmakrofytmarker; karper, havgræsenge; a, sump; a, græsarealer; o, mangrover;*, skove. (Data fra en række kilder, udarbejdet af Cebrian, 1999.)

gentaget med ord er CE den procentdel af den samlede produktivitet, der er tilgængelig på et trofisk niveau (Pn-1), der faktisk forbruges (‘indtaget’) af et trofisk rum ‘et niveau op’ (In). For primære forbrugere i græsningssystemet er CE den procentdel af joules, der produceres pr. I tilfælde af sekundære forbrugere er det procentdelen af planteæderproduktivitet spist af kødædende dyr. Resten dør uden at blive spist og kommer ind i nedbrydningskæden.

forskellige rapporterede værdier for herbivorernes forbrugseffektivitet er vist i figur 17.23. De fleste af estimaterne er bemærkelsesværdigt lave, hvilket normalt afspejler uattraktiviteten af meget plantemateriale på grund af dets høje andel af strukturelt støttevæv, men nogle gange også som en konsekvens af generelt lave planteetere tætheder (på grund af virkningen af deres naturlige fjender). Forbrugerne af mikroskopiske planter (mikroalger vokser på senge eller fritlevende fytoplankton) kan opnå større tætheder, har mindre strukturelt væv at håndtere og tegner sig for en større procentdel af primærproduktionen. Medianværdierne for forbrugseffektivitet er mindre end 5% i skove, omkring 25% i græsarealer og mere end 50% i fytoplanktondominerede samfund. Vi ved meget mindre om forbrugseffektiviteten hos kødædere, der fodrer med deres bytte, og eventuelle skøn er spekulative. Hvirveldyr rovdyr kan forbruge 50-100% af produktionen fra

hvirveldyr bytte, men måske kun 5% fra hvirvelløse bytte. Hvirvelløse rovdyr forbruger måske 25% af den tilgængelige produktion af hvirvelløse byttedyr.

… assimilation effektivitet…

assimilationseffektivitet,

Assimilationseffektivitet er procentdelen af madenergi, der tages ind i forbrugernes tarm i et trofisk rum (In), der assimileres over tarmvæggen (A”) og bliver tilgængelig til inkorporering i vækst eller til at udføre arbejde. Resten går tabt som afføring og kommer ind i bunden af nedbrydningssystemet. En ‘assimileringseffektivitet’ tilskrives meget mindre let mikroorganismer. Fødevarer går ikke ind i en invagination af omverdenen, der passerer gennem mikroorganismens krop (som tarmen fra en højere organisme), og afføring produceres ikke. I den forstand, at bakterier og svampe typisk assimilerer effektivt 100% af det døde organiske stof, de fordøjer eksternt og absorberer, siges de ofte at have en ‘assimileringseffektivitet’ på 100%.

Assimilationseffektiviteten er typisk lav for planteædere, detritivorer og mikrobivorer (20-50%) og høj for kødædende dyr (omkring 80%). Generelt er dyr dårligt rustet til at håndtere dødt organisk materiale (hovedsageligt plantemateriale) og levende vegetation, uden tvivl delvis på grund af den meget udbredte forekomst af fysiske og kemiske planteforsvar, men hovedsageligt som et resultat af den høje andel af komplekse strukturelle kemikalier såsom cellulose og lignin i deres sammensætning. Som Kapitel 11 beskriver, indeholder mange dyr imidlertid en symbiotisk tarmmikroflora, der producerer cellulase og hjælper med assimilering af organisk plantemateriale. På en måde har disse dyr udnyttet deres eget personlige nedbrydningssystem. Den måde, hvorpå planter tildeler produktion til rødder, træ, blade, frø og frugter, påvirker deres anvendelighed for planteædere. Frø og frugter kan assimileres med effektivitet så højt som 60-70% og blade med omkring 50% effektivitet, mens assimileringseffektiviteten for træ kan være så lav som 15%. Dyrefoder fra kødædende dyr (og detritivorer som gribbe, der spiser dyrekroppe) udgør mindre et problem for fordøjelse og assimilering.

… og produktionseffektivitet…

produktionseffektivitet, PE = Pn / a ” 100.

produktionseffektivitet er den procentdel af assimileret energi (An), der inkorporeres i ny biomasse (Pn). Resten er helt tabt for samfundet som åndedrætsvarme. (Energirige sekretoriske og udskillelsesprodukter, der har deltaget i metaboliske processer, kan betragtes som produktion, Pn og bliver tilgængelige, som døde Kroppe, for nedbryderne.)

produktionseffektiviteten varierer hovedsageligt afhængigt af de pågældende organismers taksonomiske klasse. Hvirvelløse dyr har generelt høje effektivitetsgevinster (30-40%), mister relativt lidt energi i åndedrætsvarme og omdanner mere assimilere til produktion.

akvatiske trofiske niveauerfigur 17.24 frekvensfordeling af trofiske overførselseffektiviteter i 48 trofiske undersøgelser af akvatiske samfund. Der er betydelig variation blandt undersøgelser og blandt trofiske niveauer. Gennemsnittet er 10,13% (SE = 0,49). (Efter Pauly & Christensen, 1995.)

blandt hvirveldyr har ektotermer (hvis kropstemperatur varierer alt efter miljøtemperatur) mellemværdier for PE (ca.10%), mens endotermer med deres høje energiforbrug forbundet med at opretholde en konstant temperatur kun omdanner 1-2% af assimileret energi til produktion. De små endotermer har de laveste effektivitetsgevinster, hvor de små insektdyr (f.eks. På den anden side har mikroorganismer, herunder protosoer, en tendens til at have meget høj produktionseffektivitet. De har korte liv, lille størrelse og hurtig befolkningsomsætning. Desværre er tilgængelige metoder ikke følsomme nok til at opdage befolkningsændringer på skalaer af tid og rum, der er relevante for mikroorganismer, især i jorden. Generelt øges produktionseffektiviteten med størrelsen i endotermer og falder meget markant i ektotermer.

trofisk niveau overførsel effektivitet,… som kombineres til

TLTE = Pn / Pn-1 gange 100. giv trofisk niveauoverførselseffektivitet

den samlede trofiske overførselseffektivitet fra et trofisk niveau til det næste er simpelthen CE. I perioden efter Lindemanns (1942) pionerarbejde blev det generelt antaget, at trofiske overførselseffektiviteter var omkring 10%; faktisk henviste nogle økologer til en 10% ‘lov’. Der er dog bestemt ingen naturlov, der resulterer i netop en tiendedel af den energi, der går ind i et trofisk niveau, der overføres til det næste. For eksempel viste en samling af trofiske undersøgelser fra en lang række ferskvands-og havmiljøer, at trofiske niveauoverførselseffektiviteter varierede mellem omkring 2 og 24%, Skønt gennemsnittet var 10,13% (figur 17,24).

(A) Skov

Respiration \

respiration

Respiration

Dekomponeringssystem

Dekomponeringssystem

(B) græsarealer

Respiration

Respiration

Respiration

Respiration

Respiration

Respiration

Respiration

Respiration

Respiration

Respiration

Respiration

Respiration

(c) plankton community

respiration

graveringssystem

decomposer system

respiration

decomposer system

respiration

respiration

(d) stream community

respiration

respiration

fra jordbaseret opland

figur 17.25 generelle mønstre for energistrøm for: (A) en skov, (b) en græsarealer, (c) en marine plankton samfund, og (d) fællesskabet af en strøm eller lille dam. De relative størrelser af kasser og pile er proportional med de relative størrelser af rum og strømme. DOM, dødt organisk stof; NPP, netto primærproduktion.

fortsæt med at læse her: energistrøm gennem kontrasterende samfund

var denne artikel nyttig?

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.