Энергия в экосистемах Л-5

Энергия - источник жизни, основа и средство управления всеми природными и общественными системами.

Энергия позволяет переводить вещества из одного состояния в другое, перемещать предметы и организмы, осуществлять круговороты веществ в природе и т.д.

Энергия – одно из основных свойств материи - способность производить работу.

Энергия используется живыми организмами на: размножение и дыхание; рост биомассы; движение; дыхание; передачу энергии в пределах организма; реакцию на внешние раздражители; поддержание целостности и функций организма.

Односторонний приток энергии происходит в результате действия законов термодинамики.

Они имеют универсальное значение в природе.

Первый закон термодинамики(закон сохранения энергии) - энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново (например, свет - одна из форм энергии, т.к. его можно превратить в работу, тепло или потенциальную энергию пищи; энергия при этом не пропадает).

Второй закон термодинамики (закон энтропии) - процессы, связанные с превращением энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную (деградирует) - (например, тепло более нагретого предмета рассеивается в более холодной среде.).

Энтропия - (от греч.- поворот, превращение) - мера количества связанной энергии, которая становится недоступной для использования.

Выделяют два вида энергии:

Ø кинетическую (зависит от скорости движения и массы материального объекта);

Ø потенциальную («запасенная энергия покоя, которая может быть использована).

Качество энергии - ее способность совершать работу, т.е. ее эксергия.

Эксергия - это максимальная работа, которую совершает термодинамическая система при переходе из данного состояния в состояние физического равновесия с окружающей средой.

Использование в экосистемах различных источников энергии-Солнца, химического топлива - позволило выделить 4 фундаментальных вида экосистем по энергетическому признаку:

1. природные, движимые Солнцем,несубсидированные - океаны, высогорные леса, являющиеся основой жизнеобеспечения на планете Земля;

2. природные, движимые Солнцем, субсидируемые другими естественными источниками - эстуарии в приливных морях, речные экосистемы, дождевые леса, т.е. те, которые субсидируются энергией приливных волн, течений и ветра;

3. движимые Солнцем и субсидируемые человеком - агроэкосистемы, аквакультуры, производящие продукты питания и волокнистые материалы, но уже не только за счет энергии Солнца, а и дотации ее в форме горючего, поставляемого человеком;

4. индустриально - городские, движимые топливом (ископаемым, другим органическим или ядерным) - энергия топлива полностью заменяет солнечную энергию.

Перенос энергии пищи в процессе питания от ее источника через последовательный ряд живых организмов называется пищевой (трофической) цепью, или цепью питания.

Трофические цепи делятся на два основных типа:

1. пастбищные (или цепи выедания, или цепи потребления) - начинаются с фотосинтезирующих организмов (простилается от зеленых растений к консументам).

2. детритные (сапрофитные или детритные цепиразложения) - начинаются с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных (начинается с мертвого органического вещества- детрита, который разрушается детритофагами, поедаемыми мелкими хищниками, и заканчивается работой редуцентов, минерализующих органические остатки).