Оқулық " Экология"мамандығы
Экологиялық жүйедегі энергия және экожүйелердің биологиялық өнімділігі
жүктеу/скачать 7.62 Mb.
|
| 4.4. Экологиялық жүйедегі энергия және экожүйелердің биологиялық өнімділігі
Энергияны өндіру жұмысына қабілеттілігімен анықтайды. Термодинамиканың бірінші заңы – энергияның сақталу заңы энергия бір формадан басқа формаға өтуі мүмкін, бірақта жоғалмайды және жасалмайды. Мысалы, жарық энергияның бірден – бір формасы, өйткені оның азықтан түсетін жылу мен энергия потенциалының жұмысын тоқтатуға болады, бірақ та энергия жоғалмайды. Термодинамиканың екінші заңы немесе энтропия заңы деп әртүрлі атпен аталады, жекелей алғанда: энергияның айналу процестеріне байланысты энергия концентрлі формасынан жұмсартылған формасына өтеді (ыстық заттан жылулық өзінен-өзі суық ортаға қарай ұмтылады). Термодинамиканын екінші заңын былайша сипаттауға болады: кейбір энергияның бір бөлігі зоналық энергияның пайдалануы үшін қолжетімсіз түрде таралып кетеді, өзінен-өзі кинетикалық энергияға айналып кету тиімділігінің (мысалы, жарық) потенциальдылығы (протоплазмадағы химиялық қосылыстар энергиясы) үнемі 100% төмен болады. Термодинамиканың ең маңызды сипаттамасы ағзалардың, экожүйенің және биосфераны толығымен – негізгі ішкі реттіліктің биік дәрежесін құру және қолдау қабілеттілігі, яғни төменгі энтропияның жағдайында (энтропия – пайдалану үшін қол жетпейтін энергияның саны немесе ретке келтірілмегендікке жүргізілетін іс-шарасы. Төменгі энтропия энергияны тұрақты және тиімді таралуына жеңіл пайдалану үшін жетеді (мысалы, жарық немесе азықтық энергия) және оның қиындықпен жылулыққа қолданылатын энергияға айналуы (мысалы, жылуға). Экожүйенің реттілігі, яғни биомассаның күрделi құрылымын, бірлестіктегі барлық тыныс алу есебінен қолдап, қай кездеде үнемі бірлестіктегі реттілікке көнбегендерді тартып шығарады. Экожүйелер және ағзалар қоршаған ортамен зат алмасатын үнемі ашықтығымен термодинамика жүйесінің тепе-тең емес екендігін көрсетеді, бұдан энтропия өз ішінде азайса, ол бірақта үлкейе де алады. Тіршілікте пайда болатын әртүрліліктің барлығы энергияны тұтынумен қалыптасады. Жер бетінің энергияны жарық түрінде алуы, жер бедерінен көрінбейтін жылу сәулелері формасын шығарып жатуы энергияны теңестіреді. Өмірдің мәні үздіксіз өзгерістердің тізбегінен, өсу, өздiгiнен өсу және күрделi химиялық қосылыстардың синтезiнен тұрады. Өсiмдiктердiң арасындағы қатынастар - продуценттермен және жануарлармен - консументтермен, жыртқыш аңдар мен жемтіктерінің арасындағы, ағзалардың әрбірі мекен ету ортасындағы түрлік құрамы және кездесу жиілігін айтпағанда энергия ағынын басқарады және шектейді. Өсімдіктер материалының көбісі фотосинтез процесінің нәтижесінде жер бетіне түсетін күн сәулесінен түсетін барлық энергияның бар болғаны 0,5% ғана көрнекті жарық формасын байланыстырады, термодинамиканың екінші заңына сүйене отырып осы энергияның аздаған мөлшері 0,5% консументтер мен редуценттерге беріледі. Энергия айналымы кезінде әрдайым болатын – азықтағы химиялық энергияға күн сәулесі энергиясы түсіп, бұл энергия ағзалардың тіршілік әрекетін қолдау үшін қажетті соңғы энергия – тиімді энергияның кейбір бөлігі тиімсіз жылу энергиясының түріне айналады. Бұдан басқа, энергияның жоғалуы қоректік тізбектің әрбір сатысында орын алады. Әрбір ағзалар өзінің өсуі мен қалыптасуы үшін бірнеше энергия санын пайдаланады да, трофикалық деңгейде басқа ағзалар үшін қолжетімді барлық энергияны аз қалдырады. Осы қалған энергияның аз мөлшерінің өзін ағзалар әрбір деңгейде өзіне тиімділігін ескереді де, өсімдіктер өзіне байланыстырады және тыныс алу процесіне пайдаланады, содан соң өздерінің қалыптасуына шығындайды, қалған жартысы өсу мен көбеюіне жұмсалады. Шөпқоректі ағзалар әр жылы өсімдіктер материалы қалыптастырған энергияның 10% шейін тұтынады, бірақ барлығының қоректері жаңа шөпқоректі ағзалар үшін қалыптаспайды. жүктеу/скачать 7.62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|