Proses Ekosistem dan Aliran Energi

Semua ekosistem berjalan dengan energi yang ditangkap oleh produsen dan dihamburkan saat melewati rantai makanan; menelusuri aliran ini mengungkapkan seberapa banyak kehidupan yang dapat didukung oleh suatu sistem.

Definition

Proses ekosistem dan aliran energi berkaitan dengan penangkapan, transfer, dan disipasi energi melalui struktur trofik suatu ekosistem, diatur oleh termodinamika dan diukur melalui produktivitas dan efisiensi.

Scope

Topik ini mencakup energetika ekosistem: hukum termodinamika yang berlaku untuk sistem ekologi, fiksasi energi oleh autotrof, transfernya melalui jalur penggembalaan dan detritus, asimilasi dan efisiensi ekologis, serta piramida energi dan biomassa yang dihasilkan. Ini membahas stok berdiri versus fluks dan pembagian energi di antara produksi, respirasi, dan kehilangan.

Core questions

• Bagaimana energi ditangkap dan dialirkan melalui suatu ekosistem?
• Mengapa transfer energi antar tingkat trofik tidak efisien?
• Bagaimana jalur penggembalaan dan detritus membagi aliran energi?
• Apa yang diungkapkan piramida energi dan biomassa tentang struktur ekosistem?

Key theories

Aliran energi trofik-dinamis

Energi yang difiksasi oleh produsen bergerak ke tingkat trofik yang lebih tinggi dengan kehilangan substansial untuk respirasi dan konsumsi yang tidak lengkap pada setiap langkah, sehingga semakin sedikit energi yang tersedia untuk konsumen yang lebih tinggi.

Efisiensi ekologis

Efisiensi di mana energi diubah dari satu tingkat trofik ke tingkat berikutnya menggabungkan berapa banyak makanan yang dikonsumsi, diasimilasi, dan diubah menjadi biomassa baru, dan biasanya sekitar sepuluh persen.

Mechanisms

Produsen mengubah energi surya menjadi energi kimia melalui fotosintesis, memfiksasi produksi primer bruto dari mana mereka bernapas untuk menyisakan produksi primer bersih yang tersedia bagi konsumen. Saat energi berpindah ke herbivora dan karnivora, efisiensi konsumsi, efisiensi asimilasi, dan efisiensi produksi masing-masing mengurangi fraksi yang dipertahankan, sementara material yang tidak dikonsumsi dan dikeluarkan masuk ke jalur detritus di mana dekomposer merespirasi sebagian besar darinya. Karena hukum kedua menyatakan bahwa setiap transfer menghilangkan energi sebagai panas, sistem membutuhkan masukan energi eksternal yang berkelanjutan dan mendukung sejumlah tingkat trofik yang terbatas.

Clinical relevance

Analisis aliran energi menginformasikan penilaian produktivitas ekosistem, daya dukung untuk spesies yang dapat dipanen, dan biaya energi produksi pangan. Ini adalah konteks pendidikan, bukan resep manajemen.

History

Elton memperkenalkan piramida angka pada tahun 1927, dan Lindeman memformalkan aliran energi melalui tingkat trofik pada tahun 1942. Odums memperluas ide-ide ini ke energetika ekosistem kuantitatif, dan program lapangan besar seperti Program Biologi Internasional mengukur anggaran energi di seluruh bioma.

Key figures

• Raymond Lindeman
• Charles Elton
• Eugene Odum
• Howard Odum

Seminal works

• lindeman1942
• chapin2011
• begon2006

Frequently asked questions

Mengapa hanya sekitar sepuluh persen energi yang dialirkan ke setiap tingkat trofik?

Sebagian besar energi pada setiap tingkat digunakan dalam respirasi, hilang sebagai panas, atau tidak pernah dikonsumsi, sehingga hanya sebagian kecil yang diubah menjadi biomassa baru yang tersedia untuk tingkat berikutnya.

Apa perbedaan antara produksi primer bruto dan bersih?

Produksi primer bruto adalah total energi yang difiksasi oleh produsen, sedangkan produksi primer bersih adalah apa yang tersisa setelah respirasi produsen sendiri dan merupakan energi yang benar-benar tersedia bagi konsumen.