Bài 45: Dòng năng lượng trong hệ sinh thái và hiệu suất sinh thái
Video bài giảng
1. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái
- Năng lượng chủ yếu cung cấp cho trái đất là ánh sáng mặt trời.
- Trong chu trình dinh dưỡng càng lên bậc dinh dưỡng cao hơn thì năng lượng càng giảm do một phần năng lượng bị thất thoát (hô hấp, tạo nhiệt mất khoảng 70%; chất thải động vật, các bộ phận rơi rụng khoảng 10%) chuyển lên bậc dinh dưỡng cao khoảng 10%.
- Năng lượng được truyền một chiều từ sinh vật sản xuất qua các bậc dinh dưỡng tới môi trường.
-
Sơ đồ dòng năng năng lượng đi qua các bậc dinh dưỡng chính trong hệ sinh thái
2. Hiệu suất sinh thái
-
Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ phần trăm chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái.
-
Hiệu suất sinh thái luôn nhỏ hơn 100% (chỉ khoảng 10%)
-
Ví dụ hiệu suất sinh thái của một hệ sinh thái
Một số công thức liên quan về dòng năng lượng trong hệ sinh thái
1. Hiệu suất sinh thái có thể được biểu diễn bằng công thức:
eff = \(\frac{{Ci + 1}}{{Ci}} \times 100\% \)
Trong đó, eff là hiệu suất sinh thái (tính bằng %), Ci là bậc dinh dưỡng thứ i, Ci+1 là bậc dinh dưỡng thứ i+1 sau bậc Ci.
Hoặc:
.PNG)
2. Hiệu suất quang hợp: Còn gọi là sản lượng sinh vật sơ cấp, là tỉ lệ phần trăm năng lượng mặt trời được dùng để tổng hợp chất hữu cơ tính trên tổng số năng lượng mặt trời chiếu xuống hệ sinh thái.
3. Hiệu suất khai thác: Tỉ lệ phần trăm năng lượng chứa trong chất hữu cơ con người sử dụng từ một loài so với loài có mắc xích phía trước.
4. Năng lượng toàn phần: Nguồn năng lượng chứa trong cơ thể các sinh vật của một loài nào đó trong hệ sinh thái.
5. Năng lượng thực tế: Tỉ lệ % năng lượng của một loài trong chuỗi chuyển sang bậc dinh dưỡng kế tiếp. Nói khác đi năng lượng thực tế của một bậc dinh dưỡng cũng là năng lượng toàn phần của bậc dinh dưỡng kế tiếp.
Q toàn phần = Q SV thực + Q mất đi do hô hấp, bài tiết.
Ví dụ:
Biết năng lượng mặt trời chiếu xuống một hệ sinh thái là 9.109 kcal. Năng lượng của sinh vật sản xuất là 45 x 108 kcal. Năng lượng sinh vật tiêu thụ bậc 1 là 45.107 kcal, của sinh vật tiêu thụ bậc 2 là 9.107 kcal. Biết hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 3 là 10%. Xác định:
1) Hiệu suất quang hợp của sinh vật sản xuất.
2) Hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 1, bậc 2.
3) Năng lượng bị mất đi do hô hấp và bài tiết, khi chuyển hóa từ sinh vật tiêu thụ bậc 2 sang bậc 3.
Gợi ý trả lời:
1) Hiệu suất quang hợp: \(\frac{45\times 10^{8}}{9\times 10^{10}}\times\) 100% = 50%
2) + Hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 1: \(\frac{45\times 10^{7}}{45\times 10^{8}}\times\) 100%= 10%
+ Hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 2: \(\frac{9\times 10^{7}}{45\times 10^{7}}\times\) 100% = 20%
3) Năng lượng bị tiêu hao do bài tiết, hô hấp:
9.107 x (100% - 20%) = 81.106 Kcalo
1. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái
- Năng lượng chủ yếu cung cấp cho trái đất là ánh sáng mặt trời.
- Trong chu trình dinh dưỡng càng lên bậc dinh dưỡng cao hơn thì năng lượng càng giảm do một phần năng lượng bị thất thoát (hô hấp, tạo nhiệt mất khoảng 70%; chất thải động vật, các bộ phận rơi rụng khoảng 10%) chuyển lên bậc dinh dưỡng cao khoảng 10%.
- Năng lượng được truyền một chiều từ sinh vật sản xuất qua các bậc dinh dưỡng tới môi trường.
-
Sơ đồ dòng năng năng lượng đi qua các bậc dinh dưỡng chính trong hệ sinh thái
2. Hiệu suất sinh thái
-
Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ phần trăm chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái.
-
Hiệu suất sinh thái luôn nhỏ hơn 100% (chỉ khoảng 10%)
-
Ví dụ hiệu suất sinh thái của một hệ sinh thái
Một số công thức liên quan về dòng năng lượng trong hệ sinh thái
1. Hiệu suất sinh thái có thể được biểu diễn bằng công thức:
eff = \(\frac{{Ci + 1}}{{Ci}} \times 100\% \)
Trong đó, eff là hiệu suất sinh thái (tính bằng %), Ci là bậc dinh dưỡng thứ i, Ci+1 là bậc dinh dưỡng thứ i+1 sau bậc Ci.
Hoặc:
2. Hiệu suất quang hợp: Còn gọi là sản lượng sinh vật sơ cấp, là tỉ lệ phần trăm năng lượng mặt trời được dùng để tổng hợp chất hữu cơ tính trên tổng số năng lượng mặt trời chiếu xuống hệ sinh thái.
3. Hiệu suất khai thác: Tỉ lệ phần trăm năng lượng chứa trong chất hữu cơ con người sử dụng từ một loài so với loài có mắc xích phía trước.
4. Năng lượng toàn phần: Nguồn năng lượng chứa trong cơ thể các sinh vật của một loài nào đó trong hệ sinh thái.
5. Năng lượng thực tế: Tỉ lệ % năng lượng của một loài trong chuỗi chuyển sang bậc dinh dưỡng kế tiếp. Nói khác đi năng lượng thực tế của một bậc dinh dưỡng cũng là năng lượng toàn phần của bậc dinh dưỡng kế tiếp.
Q toàn phần = Q SV thực + Q mất đi do hô hấp, bài tiết.
Ví dụ:
Biết năng lượng mặt trời chiếu xuống một hệ sinh thái là 9.109 kcal. Năng lượng của sinh vật sản xuất là 45 x 108 kcal. Năng lượng sinh vật tiêu thụ bậc 1 là 45.107 kcal, của sinh vật tiêu thụ bậc 2 là 9.107 kcal. Biết hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 3 là 10%. Xác định:
1) Hiệu suất quang hợp của sinh vật sản xuất.
2) Hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 1, bậc 2.
3) Năng lượng bị mất đi do hô hấp và bài tiết, khi chuyển hóa từ sinh vật tiêu thụ bậc 2 sang bậc 3.
Gợi ý trả lời:
1) Hiệu suất quang hợp: \(\frac{45\times 10^{8}}{9\times 10^{10}}\times\) 100% = 50%
2) + Hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 1: \(\frac{45\times 10^{7}}{45\times 10^{8}}\times\) 100%= 10%
+ Hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 2: \(\frac{9\times 10^{7}}{45\times 10^{7}}\times\) 100% = 20%
3) Năng lượng bị tiêu hao do bài tiết, hô hấp:
9.107 x (100% - 20%) = 81.106 Kcalo