Przepływ energii w ekosystemie
Energia porusza życie. Cykl energii opiera się na przepływie energii przez różne poziomy troficzne w ekosystemie. Nasz ekosystem jest utrzymywany przez energię cyklu i składniki odżywcze pozyskiwane z różnych źródeł zewnętrznych. Na pierwszym poziomie troficznym producenci pierwotni wykorzystują energię słoneczną do produkcji materiału organicznego w procesie fotosyntezy.
Roślinożercy na drugim poziomie troficznym wykorzystują rośliny jako pokarm, który dodaje im energii. Duża część tej energii jest wykorzystywana na funkcje metaboliczne tych zwierząt, takie jak oddychanie, trawienie pokarmu, wspomaganie wzrostu tkanek, utrzymanie krążenia krwi i temperatury ciała.
Mięsożercy na kolejnym poziomie troficznym żywią się roślinożercami i czerpią energię do utrzymania i wzrostu. Jeśli obecne są duże drapieżniki, reprezentują one jeszcze wyższy poziom troficzny i żerują na drapieżnikach, aby uzyskać energię. W ten sposób różne gatunki roślin i zwierząt są ze sobą połączone łańcuchami pokarmowymi.
Substancje rozkładające, do których należą bakterie, grzyby, pleśnie, robaki i owady rozkładają odpady i martwe organizmy oraz zwracają składniki odżywcze do gleby, która jest następnie pobierana przez producentów. Podczas rozkładu energia nie jest odzyskiwana, ale jest uwalniana.
Cykle biogeochemiczne
Wszystkie pierwiastki na ziemi są wielokrotnie poddawane recyklingowi. Główne pierwiastki, takie jak tlen, węgiel, azot, fosfor i siarka, to podstawowe składniki, z których składają się organizmy.
Cykle biogeochemiczne odnoszą się do przepływu takich pierwiastków i związków chemicznych między organizmami a środowiskiem fizycznym. Chemikalia wchłaniane przez organizmy przechodzą przez łańcuch pokarmowy i wracają do gleby, powietrza i wody poprzez mechanizmy, takie jak oddychanie, wydalanie i rozkład.
Gdy pierwiastek przechodzi przez ten cykl, często tworzy związki z innymi pierwiastkami w wyniku procesów metabolicznych w żywych tkankach i naturalnych reakcji w atmosferze, hydrosferze lub litosferze.
Taka cykliczna wymiana materiału między organizmami żywymi a ich nieożywionym środowiskiem nazywana jest cyklem biogeochemicznym.
Poniżej przedstawiono kilka ważnych cykli biogeochemicznych -
- Obieg węgla
- Cykl azotu
- Rower wodny
- Cykl tlenowy
- Cykl fosforu
- Cykl siarki
Obieg węgla
Węgiel dostaje się do świata żywego w postaci dwutlenku węgla w procesie fotosyntezy w postaci węglowodanów. Te związki organiczne (żywność) są następnie przekazywane od producentów do konsumentów (roślinożerców i mięsożerców). Ten węgiel jest ostatecznie zawracany do otaczającego środowiska w procesie oddychania lub rozkładu roślin i zwierząt przez rozkładające się. Węgiel jest również poddawany recyklingowi podczas spalania paliw kopalnych.
Cykl azotu
Azot występuje w atmosferze w postaci pierwiastkowej i jako taki nie może być wykorzystany przez organizmy żywe. Ta elementarna forma azotu jest przekształcana w stan złożony z elementami takimi jak H, C, O przez niektóre bakterie, dzięki czemu może być łatwo wykorzystana przez rośliny.
Azot jest stale wydalany do powietrza w wyniku działania mikroorganizmów, takich jak bakterie denitryfikacyjne i ostatecznie zawracany do cyklu w wyniku rozjaśnienia i elektryfikacji.
Rower wodny
Odparowanie wody z oceanów, rzek, jezior i roślin transpirujących przenosi wodę w postaci oparów do atmosfery. Ta odparowana woda następnie ochładza się i skrapla, tworząc chmurę i wodę. Ta schłodzona para wodna ostatecznie powraca na ziemię w postaci deszczu i śniegu, kończąc cykl.