Dòng năng lượng trong hệ sinh thái
Năng lượng di chuyển cuộc sống. Chu kỳ năng lượng dựa trên dòng năng lượng qua các cấp độ dinh dưỡng khác nhau trong hệ sinh thái. Hệ sinh thái của chúng ta được duy trì bằng năng lượng chu kỳ và chất dinh dưỡng thu được từ các nguồn bên ngoài khác nhau. Ở cấp độ dinh dưỡng đầu tiên, các nhà sản xuất sơ cấp sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra vật chất hữu cơ thông qua quá trình quang hợp.
Động vật ăn cỏ ở cấp độ dinh dưỡng thứ hai sử dụng thực vật làm thức ăn để cung cấp năng lượng cho chúng. Một phần lớn năng lượng này được sử dụng hết cho các chức năng trao đổi chất của những động vật này như hô hấp, tiêu hóa thức ăn, hỗ trợ sự phát triển của các mô, duy trì tuần hoàn máu và nhiệt độ cơ thể.
Động vật ăn thịt ở cấp độ dinh dưỡng tiếp theo, ăn động vật ăn cỏ và lấy năng lượng để nuôi dưỡng và tăng trưởng của chúng. Nếu có sự xuất hiện của những kẻ săn mồi lớn, chúng vẫn đại diện cho mức độ dinh dưỡng cao hơn và chúng ăn động vật ăn thịt để lấy năng lượng. Do đó, các loài động thực vật khác nhau được liên kết với nhau thông qua chuỗi thức ăn.
Các sinh vật phân hủy bao gồm vi khuẩn, nấm, mốc, giun và côn trùng phân hủy chất thải và sinh vật chết, trả lại chất dinh dưỡng cho đất, sau đó sẽ được người sản xuất hấp thụ. Năng lượng không được tái chế trong quá trình phân hủy, nhưng nó được giải phóng.
Chu trình sinh hóa
Tất cả các nguyên tố trên trái đất đều được tái chế hết lần này đến lần khác. Các nguyên tố chính như oxy, cacbon, nitơ, phốt pho và lưu huỳnh là những thành phần thiết yếu tạo nên sinh vật.
Các chu trình sinh địa hóa đề cập đến dòng chảy của các nguyên tố hóa học và các hợp chất giữa sinh vật và môi trường vật chất. Các hóa chất được sinh vật hấp thụ sẽ đi qua chuỗi thức ăn và trở lại đất, không khí và nước thông qua các cơ chế như hô hấp, bài tiết và phân hủy.
Khi một nguyên tố di chuyển qua chu trình này, nó thường tạo thành các hợp chất với các nguyên tố khác do kết quả của quá trình trao đổi chất trong các mô sống và của các phản ứng tự nhiên trong khí quyển, thủy quyển hoặc thạch quyển.
Sự trao đổi vật chất theo chu kỳ như vậy giữa sinh vật sống và môi trường không sống của chúng được gọi là Chu trình sinh địa hóa.
Sau đây là một số chu trình sinh địa hóa quan trọng -
- Chu kỳ carbon
- Chu trình nitơ
- Vòng tuần hoàn nước
- Chu kỳ oxy
- Chu kỳ phốt pho
- Chu trình lưu huỳnh
Chu kỳ carbon
Carbon xâm nhập vào thế giới sống dưới dạng carbon dioxide thông qua quá trình quang hợp dưới dạng carbohydrate. Các hợp chất hữu cơ này (thực phẩm) sau đó được chuyển từ nhà sản xuất đến người tiêu dùng (động vật ăn cỏ & ăn thịt). Carbon này cuối cùng được trả lại cho môi trường xung quanh bằng quá trình hô hấp hoặc phân hủy thực vật và động vật bởi các chất phân hủy. Carbon cũng được tái chế trong quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch.
Chu trình nitơ
Nitơ có trong khí quyển ở dạng nguyên tố và do đó nó không thể được sử dụng bởi các sinh vật sống. Dạng nguyên tố nitơ này được chuyển thành trạng thái kết hợp với các nguyên tố như H, C, O bởi một số vi khuẩn nhất định để cây có thể sử dụng dễ dàng.
Nitơ liên tục được thải ra ngoài không khí do hoạt động của các vi sinh vật như vi khuẩn khử nitơ và cuối cùng quay trở lại chu trình thông qua hoạt động làm sáng và điện khí hóa.
Vòng tuần hoàn nước
Sự bay hơi của nước từ đại dương, sông, hồ và thực vật thoát hơi nước sẽ đưa nước ở dạng hơi vào khí quyển. Nước hóa hơi này sau đó nguội đi và ngưng tụ lại tạo thành mây và nước. Hơi nước được làm lạnh này cuối cùng trở lại trái đất dưới dạng mưa và tuyết, hoàn thành chu trình.
