همه عناصر موجود در زمین بارها و بارها بازیافت می شوند. عناصر اصلی مانند اکسیژن ، کربن ، نیتروژن ، فسفر و گوگرد مواد اساسی تشکیل دهنده ارگانیسم ها هستند.
چرخه های بیوژئوشیمیایی به جریان این عناصر شیمیایی و ترکیبات موجود بین ارگانیسم ها و محیط فیزیکی اشاره دارد. مواد شیمیایی موجود توسط ارگانیسم ها از طریق زنجیره غذایی منتقل می شوند و از طریق مکانیسم هایی مانند تنفس ، دفع و تجزیه به خاک ، هوا و آب باز می گردند.
با حرکت یک عنصر از طریق این چرخه ، اغلب در نتیجه فرآیندهای متابولیک در بافتهای زنده و واکنشهای طبیعی موجود در جو ، هیدروسفر یا لیتوسفر ، ترکیباتی را با عناصر دیگر تشکیل می دهد.
چنین تبادل چرخه ای مواد بین موجودات زنده و محیط غیر زنده آنها ، چرخه بیوژئوشیمیایی نامیده می شود.
جریان انرژی در اکوسیستم ها: اجزای یک اکوسیستم زنده بیوتیک و غیر زنده ابیوتیک در ارتباط با یکدیگر و در حفظ تعادل در اکوسیستم خود اکوسیستم ها انرژی را که از طریق مواد مغذی حفظ می کنند.
بزرگترین منبع انرژی برای اکوسیستم خورشید است. انرژی و مواد مغذی از طریق زنجیره غذایی منتقل می شوند ، هنگامی که یک ارگانیسم ارگانیسم دیگری را می خورد. هرگونه انرژی باقیمانده در یک ارگانیسم مرده توسط تجزیه کننده ها مصرف می شود.
نمونه ای از جریان انرژی در اکوسیستم با استفاده از اتوتروف هایی که انرژی خورشید را می گیرند آغاز می شود. گیاهخواران سپس از اتوتروفها تغذیه می كنند و انرژی گیاه را به انرژی مورد استفاده خود تبدیل می كنند. گوشتخواران متعاقباً از گیاهخواران تغذیه می شوند و سرانجام دیگر گوشتخواران گوشتخواران را طعمه می کنند.
اولین سطح اکوسیستم
تولید کنندگان اولیه (گیاهان، جلبک ها و برخی از باکتری ها) هستند از انرژی خورشیدی برای تولید مواد آلی از طریق فتوسنتز استفاده میکنند
دومین سطح اکوسیستم
. گیاه خواران - حیوانات که تنها بر روی گیاهان تغذیه می کنند، سطح دوم چرخه انرژی را تشکیل می دهند.
سومین سطح اکوسیستم
شکارچیانی که گیاه خواران را می خورند، سطح سوم را به خود اختصاص می دهند؛
چهارمین سطح
جانورانی که از چندین سطح تغذیه می کنند (به عنوان مثال، خرس های گرازلی که از انواع توت ها و ماهی قزل آلاتغذیه می کنند ) در بالاترین سطوح خوراکی قرار می گیرند.
سطح تجزیه کنندگان
تجزیه کننده هایی شامل باکتری ها، قارچ ها، کرم ها و حشرات هستند، تجزیه زباله ها و ارگان های مرده و بازگرداندن مواد مغذی به خاک هستند
به طور متوسط حدود 10 درصد از تولید انرژی خالص در یک سطح مقدماتی به سطح بعدی منتقل می شود. پروسه هایی که باعث کاهش انرژی انتقال یافته بین سطوح مختلف می شوند عبارتند از تنفس، رشد و تکثیر، دفع و. . . . کیفیت مواد غذایی که مصرف می شود نیز بر میزان انتقال انرژی به طور موثر تاثیر می گذارد، زیرا مصرف کنندگان می توانند مواد غذایی با کیفیت بالا را به بافت های زنده جدید تبدیل کنند و از مواد غذایی با کیفیت پایین کمتری استفاده کنند.
انتقال کم انرژی بین سطوح تناوب باعث کاهش تولید کنندگان از لحاظ جریان انرژی می شود. تجزیه کننده ها مقدار زیادی از مواد آلی را پردازش می کنند و مواد مغذی را به شکل غیر معدنی به اکوسیستم می رسانند و سپس توسط تولید کنندگان اولیه بارگیری می شوند.
تولید ناخالص اولیه اکوسیسم :GPP
مقدار کل مواد آلی است که از طریق فتوسنتز تولید می شود
بهره وری اولیه :.NPP
مقدار انرژی موجود برای رشد گیاه را پس از کم کردن کسری که گیاهان برای تنفس استفاده می شود را توصیف می کند. بهره وری در اکوسیستم های زمین به طور کلی بهره وری اولیه در درجه حرارت تا حدود 30 درجه سانتی گراد افزایش می یابد ، پس از آن کاهش می یابد، و با رطوبت رابطه مثبت است. در نتیجه بهره وری اولیه زمین در مناطق گرم و مرطوب و در مناطق گرمسیری که بیوم های جنگلی گرمسیری بالاتر است. در مقابل، اکوسیستم های خالص صحرا کمترین بهره وری را دارند زیرا هوای آنها بسیار گرم و خشک است..
در اقیانوس ها، نور و مواد مغذی عوامل مهمی برای بهره وری هستند. در "اقیانوس ها" نور تنها به سطح بالای اقیانوس نفوذ می کند، بنابراین فتوسنتز در آب های سطحی و نزدیک سطح رخ می دهد. بهره وری اولیه دریایی در نزدیکی خط ساحلی و مناطق دیگر است که سبب رشد پلانكتون می شود.
سطح تغذیه ای در اکوسیستم دریایی و زمینی
اکثر اکوسیستم های زمینی دارای بیش از پنج سطح تغذیه ای می باشند و اکوسیستم های دریایی به طور کلی بیش از هفت سطح نیستند. این تفاوت بین اکوسیستم های زمینی و دریایی به علت تفاوت در ویژگی های اساسی موجودات زنده زمین و دریایی است. در اکوسیستم های دریایی، فیتوپلانکتون میکروسکوپی اغلب فتوسنتز را انجام می دهد، در حالیکه گیاهان بیشتر این کار را روی زمین انجام می دهند. فیتوپلانکتون ارگانیسم های کوچک با ساختارهای بسیار ساده است، بنابراین تولید اولیه آنهابیشتر توسط مصرف کنندگان مصرف شده و برای ارگانیسم هایی که بر آنها تغذیه می شود، برای انرژی استفاده می شود. در مقابل، یک بخش بزرگی از زیست توده ای که گیاهان را زمین می کند، مانند ریشه ها، تنه ها و شاخه ها تولید می کند، نمی تواند توسط گیاه خواران برای غذا استفاده شود، به طوری که نسبت انرژی که از طریق تولید اولیه ثابت می شود، از طریق زنجیره غذایی حرکت می کند.
نرخ رشد نیز ممکن است یک عامل باشد. فیتوپلانکتون بسیار کوچک است اما به سرعت رشد می کند، به طوری که آنها از جمعیت وسیعی از گیاهخواران حمایت می کنند، هر چند در هر لحظه ممکن است جلبک کمتر از گیاه خواران وجود داشته باشد. در مقابل، گیاهان زمین ممکن است برای رسیدن به رشد سالها طول بکشد، بنابراین یک اتم کربن به طور متوسط طول عمر بیشتری را در سطح تولید کننده اولیه در زمین صرف می کند تا در اکوسیستم دریایی. علاوه بر این، هزینه های حمل و نقل به طور کلی برای ارگان های زمینی نسبت به کسانی که در محیط های آبزی هستند، بالاتر است.
مطالب مرتبط در سایت دانستنی دردانم:
10 نمونه از یک اکوسیستم طبیعی
اکوسیستم جنگل ها نقش و اهمیت آن
بیوم چیست و انواع بیوم کدامند