Dòng năng lượng đi qua hệ sinh thái ppsx

Dòng năng lượng đi qua hệ sinh thái

Trong tổng số năng lượng rơi xuống hệ sinh
thái, thì chỉ khoảng 50% đóng vai trò quan
trọng đối với sự tiếp nhận của sinh vật sản
xuất, tức là phần năng lượng chủ yếu thuộc
phổ nhìn thấy, hay còn gọi là "bức xạ quang
hợp tích cực". Nhờ nguồn năng lượng này,
thực vật thực hiện quá trình quang hợp để tạo
ra nguồn thức ăn sơ cấp, khởi đầu cho các
xích thức ăn. Như vậy, thực vật là sinh vật duy
nhất có khả năng "đánh cắp lửa Mặt Trời" để
làm nên những kỳ tích trên hành tinh: nguồn
thức ăn ban đầu và dưỡng khí (O
2
), những
điều kiện thuận lợi, đảm bảo cho sự ra đời và
phát triển hưng thịnh của mọi sự sống khác,
trong đó có con người. .
Sản phẩm của quá trình quang hợp do thực
vật tạo ra được gọi là "tổng năng suất sơ cấp"
hay "năng suất sơ cấp thô" (ký hiệu là PG). Nó
bao gồm phần chất hữu cơ được sử dụng cho
quá trình hô hấp của chính thực vật và phần
còn lại dành cho các sinh vật dị dưỡng.
Trong hoạt động sống của mình, thực vật sử
dụng một phần đáng kể tổng năng suất thô.
Mức độ sử dụng tùy thuộc vào đặc tính của
quần xã thực vật, vào tuổi, nơi phân bố (trên
cạn, dưới nước, theo vĩ độ, độ cao ).
Chẳng hạn, các loài thực vật đồng cỏ còn non

thường chỉ tiêu hao 30% tổng năng lượng sơ
cấp, còn ở đồng cỏ già lên đến 70%. Rừng ôn
đới sử dụng 50 - 60%, còn rừng nhiệt đới 70 -
75%. Nhiều nghiên cứu đã đánh giá rằng, hô
hấp của sinh vật tự dưỡng dao động từ 30
đến 40% tổng năng suất sơ cấp, do đó, chỉ
khoảng 60 - 70% còn lại (thường ít hơn) được
tích lũy làm thức ăn cho sinh vật dị dưỡng.
Phần này được gọi là "năng suất sơ cấp
nguyên" (ký hiệu là PN). (một số tài liệu khác
còn sử dụng khái niệm “sản lượng sinh vật
toàn phần” thay cho thuật ngữ tổng năng suất
thô hay năng suất sơ cấp thô: là lượng chất
sống (hay số năng lượng) do một cơ thể hoặc
các sinh vật trong một bậc dinh dưỡng
sản sinh ra trong một khoảng thời gian trên
một đơn vị diện tích, còn thuật ngữ “sản lượng
sinh vật thực tế” thay cho năng suất sơ cấp
nguyên: là sản lượng sinh vật toàn phần trừ đi
phần chất sống (hay năng lượng) đã bị tiêu
hao trong quá trình hô hấp, đó là chất hữu cơ
được tích luỹ để làm tăng khối lượng sinh
vật.).
Từ mức sử dụng trung bình nêu trên của
sinh vật sản xuất, tổng năng lượng sơ cấp
nguyên tích tụ trong mô thực vật trên toàn sinh
quyển được đánh giá là 6 x 1020 calo-
gam/năm, trong đó khoảng 70% thuộc về các
hệ sinh thái trên cạn, còn 30% được hình
thành trong các hệ sinh thái ở nước, chủ yếu

là các đại dương. Những hệ sinh thái nông
nghiệp hiện đại đóng góp chưa vượt quá
10% của tổng năng suất nguyên toàn
hành tinh, vào khoảng 10 tỷ tấn.
Năng suất sơ cấp nguyên, tức là phần
chất hữu cơ còn lại trong thực vật, được
động vật ăn cỏ sử dụng và đồng hóa để tạo
nên chất hữu cơ động vật đầu tiên của xích
thức ăn. Nguồn này lại tiếp tục được chia xẻ
cho những loài ăn thịt, hay vật dữ sơ cấp, rồi
từ vật dữ sơ cấp, vật chất và năng lượng lại
được chuyển cho vật dữ thứ cấp để đến
bậc dinh dưỡng cuối cùng mà xích thức ăn
có thể đạt được. Tất nhiên, trong quá trình vận
chuyển như thế, vật chất và năng lượng bị
hao hụt rất nhiều dưới các dạng:
- Không sử dụng được (bức xạ không được
hấp thụ, mai, xương cứng của động vật, gai,
rễ của thực vật )
- Sử dụng, nhưng không đồng hóa được, thải
ra dưới dạng chất bài tiết (nước tiểu, phân) ở
động vật, sự rụng lá ở cây.
- Mất dưới dạng nhiệt do quá trình hô hấp để
lấy năng lượng cho hoạt động sống của sinh
vật.
Có thể minh hoạ dòng năng lượng đi qua 3
mắt xích (thực vật, sinh vật tiêu thụ cấp 1, sinh
vật tiêu thụ cấp 2) của một xích thức ăn đơn
giản như sau:
Từ những thất thoát trên, năng lượng còn lại

tích tụ trong cơ thể của nhóm này có thể làm
thức ăn cho một nhóm khác cũng rất thay đổi
ở từng bậc dinh dưỡng, phụ thuộc vào đặc
tính của từng loài, nhóm loài và các điều kiện
của môi trường.
Điều hiển nhiên rằng, tổng năng lượng đi
vào hệ sinh thái ngày một hao hụt khi qua
mỗi bậc dinh dưỡng. Trên phạm vi toàn sinh
quyển, các nhà khoa học xác đinh rằng, cứ
chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp sang bậc
dinh dưỡng cao kề liền, trung bình năng
lượng mất đi 90% , tức là năng lượng
tích tụ ở bậc sau chỉ đạt 10% của bậc
trước. Chính vì vậy, sống dựa vào nguồn
thức ăn nào, sinh vật chỉ có thể phát triển số
lượng của mình trong giới hạn của nguồn
thức ăn đó cho phép.