Bài 45: Dòng năng lượng trong hệ sinh thái và hiệu suất sinh thái

Dòng năng lượng trong hệ sinh thái

Phân bố năng lượng trên Trái Đất

• Mặt trời cung cấp năng lượng cho sự sống trên Trái đất nhưng lại phân bố không đồng đều về không gian và thời gian
• Năng lượng ánh sáng còn phụ thuộc vào thành phần tia sáng
• Sinh vật sản xuất chỉ sử dụng được những tia sáng nhìn thấy (chiếm khoảng 50% tổng lượng bức xạ) cho quá trình quang hợp 
• Quang hợp chỉ sử dụng  khoảng 0,2 – 0,5% tổng lượng bức xạ để tổng hợp chất hữu cơ

Dòng năng lượng trong hệ sinh thái

• Trong chu trình dinh dưỡng, năng lượng chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao:

Bức xạ quang hợp → Thực vật sử dụng một lượng rất nhỏ để tổng hợp thành hóa năng (sản phẩm hữu cơ), phần còn lại bị thất thoát → Thực vật chỉ sử dụng một phần cho sinh trưởng và phát triển, phần còn lại làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụ bậc I → thức ăn cho sinh vật tiêu thụ bậc II

• Càng lên bậc dinh dưỡng cao hơn  thì năng lượng càng giảm: do hô hấp, tạo nhiệt, chất thải, sự rơi rụng

• Trong hệ sinh thái năng lượng được truyền theo một chiều từ sinh vật sản xuất qua các bậc dinh dưỡng, tới môi trường, còn vật chất được trao đổi qua chu trình dinh dưỡng

Hiệu suất sinh thái

Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ phần trăm (%)  chuyển hoá năng lượng qua các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái

• Ở mỗi bậc dinh dưỡng, phần lớn năng lượng bị tiêu hao qua hô hấp (chiếm khoảng 70%), phần năng lượng bị mất qua chất thải và các bộ phận rơi rụng  là khoảng 10%, năng lượng chuyển lên bậc dinh dưỡng cao hơn chỉ khoảng 10%
• Năng lượng tích lũy ở mỗi bậc dinh dưỡng chiếm khoảng 10% năng lượng nhận từ bậc dinh dưỡng liền kề thấp hơn
• Năng lượng mất đi quá lớn nên chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái không dài, khoảng 4 – 5 ở hệ sinh thái nước, 6 – 7 ở hệ sinh thái cạn
• Công thức tính hiệu suất sinh thái :
  $H\%=\frac{Q_n}{Q_{n+1}}\times 100\%$
  • với Q_n là năng lượng ở bậc dinh dưỡng bậc n 
  • Q_n+1 là năng lượng ở bậc dinh dưỡng bậc n + 1