Az ökoszisztémák termodinamikája az entrópia törvénye
Kezdőlap | Rólunk | visszacsatolás
Az ökológia tanulmányozza a fény és az ökológiai rendszerek közötti kapcsolatot, valamint az energiatranszformáció módjait a rendszeren belül. Az energiát úgy definiálják, mint a munka előállítási képességét. Az energia tulajdonságait az alábbi jogszabályok írják le.
A termodinamika első törvénye, vagy az energia megőrzésének törvénye kimondja, hogy az energia át tudja térni az egyik formától a másikig, de nem tűnik el, és nem újból létrejön.
A termodinamika második törvénye, vagy entrópia törvény, megfogalmazott különböző módon, különösen úgy, hogy azért, mert néhány energia elnyelődik, amint mindig használatra rendelkezésre álló hőenergia hatásfoka a szabad-samoproiz átalakítása mozgási energia (például fény) egy potenciális (például , a protoplazma kémiai vegyületek energiája) mindig kevesebb, mint 100%. Mérjük meg a felhasználandó entrópia (a görög entropia-fordulás, transzformáció) által elérhetetlen, kötött energiát. Ezt a kifejezést használják a rendszerváltás mértéke, amely akkor következik be, amikor az energia romlik.
Az organizmusok, az ökoszisztémák és a bioszféra egészének legfontosabb termodinamikai jellemzője az a képesség, hogy magas szintű belső rendszert hoznak létre és tartanak fenn, azaz alacsony entrópiával. I. Prigogine (1962) kimutatta, hogy az önszerveződés és új struktúrák létrehozásának képessége olyan rendszereknél fordul elő, amelyek távol állnak az egyensúlytól, és jól fejlett "disszipatív struktúrákkal" rendelkeznek, amelyek kiszabadítják a rendellenességet.
Ökoszisztémák és organizmusok nyitott egyensúlyi termo-dinamikus rendszer folyamatosan cseréje energiát a környezet és az anyag, ezáltal csökken az entrópia önmagában, hanem entrópia növekszik kifelé a CO-hang a termodinamikai törvények.
Az "entrópia" kifejezést szélesebb értelemben is használják - a különböző anyagok lebomlását jelölik. Így a közelmúltban megolvadt acél alacsony vasvastagságú vas, és a rozsdás karosszéria nagyon entróp. Ennek megfelelően az "erősen entrópikus" emberi társadalmat az energiaromlás, a rozsdásodó berendezések, a feltörő vízvezetékek és az általa erodált talaj jellemzi. Az állandó helyreállítási munkálatok az elkerülhetetlen fizetés a magas energiaköltségű civilizáció számára.
5. A bioszféra energiaáramához kapcsolódó ökológiai törvények LE CHATALE-BROUNA ELV: külső hatásokkal,
stabil egyensúlyi állapotból, az egyensúly a külső fellépés hatásának gyengülése irányába mozdul el.
A Le Chatalye-Brown elve következménye) a FEJLESZTÉSI TÖRÉSI JOG - a rendszer legnagyobb potenciális fejlődési ütemének időszakában maximális gátló hatások lépnek fel.
A Le Chatalier-Brown elv a klasszikus fizika keretében alkalmazható zárt rendszerekben zajló folyamatok leírására (kívülről nem kapott energia); hiszen az ökoszisztémák alapvetően nyitott rendszerek (energia, anyag, információ az energiával cserélnek), akkor a nemlineáris, visszafordíthatatlan folyamatok elméletének reprezentációja pontosabbnak tűnik a leírásukhoz. Zárt rendszerek vezető elve a termodinamika második törvénye nyitott - elvei egyensúlyi dinamika Onsager-Prigogine - A hiányzó egyensúly az, ami ad okot, hogy „rendet a káosz.” Ha a zárt rendszernek van egy egyensúlyi állapota, akkor a nyitott is több. A stabilitási határ átlépésekor a rendszer kritikus állapotba kerül, amelyet a bifurkációs pontnak neveznek. Ezen a ponton még egy kis ingadozás vezetheti a rendszert egy másik evolúciós úton, és élesen megváltoztathatja szerkezetét és viselkedését.
A maximális energia Postulate biogén Vernadszkij-Bauer - Liu Bai ökoszisztéma állapotában van a „fenntartható egyensúlytalanság” (azaz dinamikus mobil egyensúly a környezetet), és evolúciós fejlesztése, Uwe-lichivaet hatással van a környezetre.
AZ ELTON PIRAMID SZÁMA (1927) JOGA - a trofikus szintek szekvenciájában lévő egyének száma csökken és számok piramisát képezi.
ZAKONPIRAMIDA BIOMASS (Odum, 1975). A biomassza piramisai alapvető fontosságúak, mivel "képet nyújtanak az ökológiai csoport egészének az élelmiszerláncban uralkodó viszonyáról".
PYRAMID PRODUKTIVITÁS JOG - sokkal stabilabb „piramis”, mint a számokat piramis vagy piramis biomassza, amely szignifikánsan nagyobb mértékben tükrözi-zhaet szekvencia táplálkozási szintek.
Szabály tíz százaléka (energia piramis Stanchinsky) - másodlagos átmeneti maximum 10% -a az energia (vagy anyag energia tekintetében) egy táplálkozási szinten ökológiai piramis másik, általában nem vezet hátrányos az ökoszisztéma egészére és energiát veszítenek táplálkozási szinten következményekkel jár.
A KÖRNYEZETI ENERGIA HASZNOSÍTÁSA - az ökoszisztémán áthaladó energia egy része halmozódik fel, és átmenetileg "ki van kapcsolva" az általános energiaáramlásból.
EGY PERCENTÁCIÓS SZABÁLY Gorshkova (1985) - a természetes rendszer energiájának 1% -kal történő megváltozása, rendszerint eltávolítja a természetes rendszert az egyensúlyi (kvázi-álló) állapotból.
ELV Maximalizáció ENERGY-tálcák Odum-Pinkerton - a „Soper - üzemeltetés” más környezeti tárgyak túlélni (fenntartva) azokat, amelyek a legjobban elősegítik az energia belépő és a MAC-maximum VÁM számát a lehető leghatékonyabb módon. 6. Az ökoszisztémák bioenergiájának elemei
A különleges szerepét növényzet teljes szerkezetének jellege van kötve az alapokat távú működését a növényzet bolygónk - a felhalmozási és átalakítása napenergia kémiai energiává szerves anyag, majd transzfer-nek, hogy azokat az összetevőit, ökoszisztémák, amelyek nem képesek megragadni a nap energiáját.
Azt találtuk, hogy a felső réteg a föld atmoszférájának a nap jönnek 1,94 cal / cm 2 percenként, ahonnan a bioszférában eléri csak mintegy 0,9 cal / cm 2 / perc, és a Föld felszínén - kisebb, mint 0,3 cal / CGS / perc. A középső szélességben a bolygó felszínének minden hektárja 9-10 cal / év. A napenergia-növényzet rögzítésének felső határa azonban csak a Nap által küldött energia 5% -a.
Az energiát az ökoszisztémában példázza a 8. ábra szerinti vegyes erdő példája.
Ábra. 8. Energia az ökoszisztémában vegyes erdő példájával
Minden olyan energiaforrás, amely csökkenti az ökoszisztéma önfenntartásának költségeit, és növeli a termelésbe kerülő energia azon részét, segédenergiáramlást vagy energiatámogatást jelent.
Az a tényező, amely bizonyos környezeti feltételek mellett vagy ugyanazon jövedelem szintjén növeli a termelékenységet, más környezeti feltételek vagy más jövedelemszint mellett, hozzájárulhat az energia szivárgáshoz, csökkentve a termelékenységet (9. ábra).
Egy általánosított görbe, amely azt mutatja, hogy a megnövekedett energiaellátás vagy
Ábra. 9. A támogatás és a stresszgörbék ki tudják hozni a rendszert
normál funkciótartomány (N). Ha a rendszer fel tudja használni ezt a többletet, a főbb funkciókat, mint a termelékenység szintje mérsékelt növekedés beáramlása ronthatja (Sub subsidii- hatás), de a további növekedés beáramlása ezen funkciók-Chin elnyomott (stressz hatás - St). Ha mérgező anyagok jönnek be, a funkciók elnyomódnak, és nagy a valószínűsége annak, hogy a közösséget egy másik, toleránsabb helyettesíti, vagy az ökoszisztéma meg fog halni. R - helyettesítés, L - halál.
