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

I - Dòng năng lượng trong hệ sinh thái 

1. Phân bố năng lượng trên Trái Đất 

Mặt trời cung cấp năng lượng chủ yếu cho sự sống trên Trái Đất. Ánh sáng mặt trời phân bố không đồng đều trên bề mặt trái đất. Càng lên cao, lớp không khí càng mỏng nên ánh sáng càng mạnh. Vùng xích đạo có tia sáng chiếu thẳng góc nên ánh sáng mạnh hơn vùng ôn đới. Càng xa xích đạo, ánh sáng yếu, ngày càng kéo dài. Ánh sáng còn thay đổi theo thời gian trong năm: mùa hè ánh sáng mạnh và ngày kéo dài hơn, còn mùa đông thì ngược lại. 

Năng lượng ánh sáng phụ thuộc vào thành phần tia sáng. Những tia sáng có bước sóng dài chủ yếu tạo nhiệt. 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 cũng chỉ sử dụng khoảng 0,2% đến 0,5% tổng lượng bức xạ chiếu trên Trái Đất tổng hợp nên các chất hữu cơ. 

2. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái 

Trong chu trình dinh dưỡng, năng lượng truyền từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao. Càng lên bậc dinh dưỡng cao hơn thì năng lượng càng giảm do một phần năng lượng bị thất thoát dần qua nhiều cách.

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. 

II - Hiệu suất sinh thái 

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

Ở mỗi bậc dinh dưỡng, phần lớn năng lượng bị tiêu hao qua hô hấp (năng lượng tạo nhiệt, vận động cơ thể,... chiếm khoảng 70%); phần năng lượng bị mất qua chất thải (phân động vật, chất bài tiết) và các bộ phận rơi rụng (lá cây rụng, rụng lông và lột xác ở động vật,...) là khoảng 10%; năng lượng truyền lên bậc dinh dưỡng cao hơn chỉ khoảng 10%. Năng lượng tích luỹ sản sinh ra chất sống ở mỗi bậc dinh dưỡng chiếm khoảng 10% năng lượng nhận từ bậc dinh dưỡng liền kề thấp hơn. 

1. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái bắt nguồn từ môi trường, được sinh vật sản xuất hấp thụ và biến đổi thành năng lượng hoá học qua quá trình quang hợp, sau đó năng lượng truyền qua các bậc dinh dưỡng và cuối cùng năng lượng truyền trở lại môi trường. 

2. Phần lớn năng lượng truyền trong hệ sinh thái bị tiêu hao qua hô hấp, chất thải,... chỉ khoảng 10% năng lượng truyền lên bậc dinh dưỡng cao hơn.