Енергетски биланс (екологија) - биологија

Молекуларен компас за порамнување на клетките

Она што ги прави лисјата стареат наесен

Демократијата на птиците за мршојадец

Околина на Екембо: Луѓето исто така живееле во отворени пејзажи

| Генетика | Земјоделство, шумарство и сточарство

Разновидноста на пченицата е создадена со вкрстување на диви треви

| Генетика | Земјоделство, шумарство и сточарство

Јачмен Пангеном: Мајстон на патот до фабриката за стакло

Со намален внес на храна, подолг живот

Метод без животни ја предвидува токсичноста на наночестичките

Миграција на клетки: новооткриена функција на познат протеин

Енергетски биланс (екологија)

Енергетски биланс, исто така Енергетски биланс (вкл. енергетски буџет) наречен, е терминот што се користи во екологијата и екофизиологијата за истрага на билансот на состојба и презентација на континуираните енергетски конверзии. Затоа е исто така гранка на биоенергетиката.

Енергетска рамнотежа и проток на енергија

Енергетските биланси може да се мерат за еден организам или популација. Додека кај зелените растенија енергијата потребна за метаболизам и раст се апсорбира во форма на енергија од зрачење, кај животните се добива како органски поврзана енергија при јадење. И во двата случаи, енергијата се ослободува преку раст, производство на потомство, секреторни функции и други процеси за кои е потребна енергија.

Се нарекува пренесување на енергијата складирана во организмите во екосистемот долж синџирот на исхрана или во рамките на прехранбената мрежа Проток на енергија назначен.

Концепциски пристап

Енергетските биланси се дефинираат за одредени временски периоди, на пр. B. за секунда, ден или година, па дури и во текот на целиот живот на поединецот. Наместо енергетска рамнотежа треба да се биде поправилен Моментална сметка зборуваат (моќност = единица на енергија по единица време). Сепак, терминот „рамнотежа на моќноста“ не се зафати во овој контекст, веројатно за да се избегне забуна со аналогните термини што се користат во енергетската технологија или економијата.

Користените енергетски единици се оние на физичка енергија (или работа) или моќност, на пр. B. [J] (Joule) или [kJ] за енергетски биланси и z. B. [J/s] (= вати) или [kJ/d] за биланс на моќност (исто така наречени стапки).

Поедноставен баланс на енергија или моќност за човечки и животински може да се претстави како што следува:

C = A + E
A = P + R

C = стапка на потрошувачка (= стапка на голтање, стапка на јадење)
А = стапка на асимилација (= стапка на апсорпција во цревниот систем)
P = стапка на производство (= стапка на раст на ткивата и стапка на производство на јајца или ембриони)
R = стапка на дишење (= стапка на дишење)
Е = стапка на егестија (= стапка на дефекација и стапка на екскреција)

Покрај тоа, во зависност од животинската група, може да има и други измерени варијабли, како што е енергетската содржина што се ослободува во околината и се губи преку отежнување (на пример, кај инсекти и змии). Кај многу животни, дефекацијата и екскрецијата не можат лесно да се разликуваат со мерење, бидејќи двете компоненти се ослободуваат мешано (птици, инсекти).

Методи на мерење и големина на примерок

Во пракса, енергетските единици често не се мерат директно, но полесно се одредуваат варијабли како што се свежа маса (= свежа тежина, влажна тежина), сува маса, сува маса без пепел и маса на органски врзан јаглерод. Особено, масата на органски јаглерод во храната, ткивото или производите за екскреција, што лесно може да се мери со помош на апарат за согорување (калориметар) или со реакција на хемиска оксидација, е добро поврзана со енергетската содржина на предметниот примерок, така што тој е соодветна количина на замена. претставува. Стапката на дишење обично се проценува од потрошениот кислород или произведениот јаглерод диоксид. Мерењата врз животните и растенијата се вршат експериментално или во комбинирани анализи на експериментално поле.

Пример: Едно лице троши енергија од 8.000 - 10.000 kJ дневно со храна, што може, сепак, да варира многу. Во горенаведените формули, ова одговара на стапката на потрошувачка C. Овозможува метаболички излез од 100 W. Оваа вредност може привремено да се зголеми значително, на пример, на над 200 W при одење со средна брзина или при влечење лесен автомобил и накратко до над 1000 W со максимален физички напор [1 ] Оваа голема количина на енергија се троши во форма на механичка работа што ја вршат скелетните мускули, циркулаторните мускули и респираторните движења, а исто така и преку клеточните трошоци за осморегулација и процесите на молекуларен транспорт. Во текот на сите овие активности, топлинската енергија автоматски се ослободува, што е пропратен ефект на сите процеси на промена на енергијата. Збирот на произведената механичка, клеточна и топлинска енергија е методски запишан како респираторна енергија Р; распаѓањето на одделните енергетски компоненти е често тешко.

Еколошка важност

Мерењето на енергетските биланси овозможува фундаментален увид во енергетските текови во екосистемот и со тоа во разбирањето на неговата енергетска и материјална рамнотежа. Исто така, во контекст на бихевиорална и еволутивна биологија, енергетските биланси формираат важна основа за формирање на теории, бидејќи секој организам може да го стави својот внес на енергија или во поголем раст или репродукција или активност на движење итн. На штета на другите активности што бараат енергија. Развиени се различни стратегии тука во еволуцијата: Грабливите цицачи и птиците трошат релативно голема количина енергија за својот плен, додека крокодилите управуваат со принципот на демнат со релативно помалку енергија и затоа можат да издржат подолги периоди на глад.

Наодите за енергетските биланси и нивната оптимизација, исто така, ја формираат теоретската основа на производните пресметки во земјоделството, сточарството и аквакултурата. Тие исто така формираат важна основа за пресметување на балансите на земјените материјали. Говедата ослободува добри 6% од енергијата што ја трошат со храна (околу 300 литри на ден) во форма на метан преку воздухот што го дише, што не само што влијае на енергетскиот биланс на овие преживари, туку влијае и на ефектот на стаклена градина на земјата.

Енергетскиот биланс на цели екосистеми се нарекува проток на енергија и се пресметува. Енергетските биланси и енергетските текови се тесно поврзани со материјалните биланси (видете исто така размена на материјали и енергија).