4. Aineringe ja energivoog ökosüsteemides

Aineringe ökosüsteemis Maa on pidev ainete ringlus, milles osa ainest võib küll ringest väljuda (nt ladestuda ookeani põhja või maakoore sisse, kuid mille kogumass jääb samaks.

Makroelementidest ja veeringest saite ülevaate kolmandas teemas (süsinikuringe, hapnikuringe, lämmastikuringe, väävliringe, fosforiringe, veeringe). 

Energiavoog Maal on aga suunatud Päikeselt maismaale ning organismide ainevahetuse (rakuhingamise) tõttu eraldub osa energiast pidevalt soojusena ning seetõttu vajavad kõik bioloogilised süsteemid pidevat energia juurdevoolu väliskeskkonnast.

 Kogu­toodang ehk brutoproduktsioon
on  puhastoodangu ehk netoproduktsiooni ja  taimede hingamisel energia saamiseks kulunud biomassi summa. 

Sekundaarproduktsioon
on tarbijate ainevahetuse käigus taimede toodetud orgaanilise aine muundamisel talletatud  biomassi juurdekasv.

Ökoloogiline efektiivsus
näitab, kui suure osa toidust kasutavad organismid oma biomassi ülesehitamiseks. Ökoloogilist efektiivsust väljendatakse kasutegurina. Taimede ökoloogiline efektiivsus on sama mis netoproduktsiooni osa brutoproduktsioonist ehk keskmiselt 50%. 

Loomade biomassi juurdekasv on nende poolt söödud toidu hulgaga võrreldes väga väike, kuna loomad kulutavad rohkesti energiat oma elutegevuseks. Loomade ökoloogiline efektiivsus on keskmiselt 10% ja seega läheb  90% kaduma, mida nimetatakse energia väljavooluks.

Biomassi ja energia jagunemist ökosüsteemis võib kujutada lisaks toiduahelale ja toiduvõrgustikule ka ökoloogilise püramiidina. Püramiidi astmete suurused vastavad toiduahela lülidele nii, et püramiidi alus kujutab tootjaid, teine aste herbivoore, kolmas nendest toituvaid kiskjaid kuni tipptarbijateni välja. Püramiidi astmeid nimetatakse  sarnaselt toiduahela lülidele troofilisteks tasemeteks.

Ökoloogilised püramiidid

Arvukuse püramiid püramiidi astmed koostatakse võrdeliselt igale troofilisele astmele kuuluvate isendite arvukusele, kuid juhul, kui alamale astmele kuulub üks väga suur isend (nt kiusvaal), kes toitub tohutust arvust plankteritest, siis tekib pööratud püramiid.
Biomassi püramiid juhul, kui püramiidi astmed on võrdelised sellele astmele kuuluvate isendite biomassiga, sarnaselt arvukuse püramiidiga on jälle võimalik pööratud püramiid.
Produktsiooni püramiid püramiidi koostamine vastavalt  bioproduktsioonile – biomassi juurdekasv (kg) ajaühikus (aasta) pindala ühiku kohta (ha) – välistab pööratud püramiidi tekkimise.
Energiapüramiid on kõige universaalsem ökoloogiline püramiid, sest kui troofiliste tasemete mahtu kirjeldada neid läbiva energiavoo alusel, siis on see rangelt ahenev.

 

Täiendav info ja harjutusülesanded
Biosfääri läbiv energiavoog https://vara.e-koolikott.ee/taxonomy/term/2550

Vaata videoid
Süsinikuringe, kasvuhooneefekt ja kliimasoojenemine  https://www.youtube.com/watch?v=WEK8XnBnlNI
Lämmastikuringe https://www.youtube.com/watch?v=pspBHzBbvcg 
Toiduahel ja energiaringe https://www.youtube.com/watch?v=loSXB9MDFCE 
Energia- ja aineringed ökosüsteemis https://www.youtube.com/watch?v=TitrRpMUt0I 
Ökoloogilised püramiidid https://www.youtube.com/watch?v=sV-KQ91Fnck
Ökosüsteemide primaarproduktsioon https://www.youtube.com/watch?v=8zO0algdgNM
Energiavoog mereökosüsteemides https://www.youtube.com/watch?v=fL0W_boPHLs

Kokkuvõttev harjutustest
Evolutsioon ja ökoloogia https://vara.e-koolikott.ee/taxonomy/term/3608