ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการไหลของพลังงานและการหมุนเวียนของสสารคือ การไหลของพลังงานแสดงการส่งพลังงานจากระดับโภชนาการหนึ่งไปยังระดับโภชนาการถัดไปในห่วงโซ่อาหาร ในขณะที่การหมุนเวียนของสสารแสดงการไหลหรือการหมุนเวียนขององค์ประกอบผ่านส่วนที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตของ ระบบนิเวศ
พลังงานไหลในระบบนิเวศผ่านห่วงโซ่อาหาร ในทำนองเดียวกัน องค์ประกอบจะหมุนเวียนไปตามส่วนต่างๆ ของโลก ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานของระบบนิเวศส่วนใหญ่ ผู้ผลิตหลักตรึงพลังงานจากแสงแดดเป็นคาร์โบไฮเดรต ผู้บริโภค โดยเฉพาะสัตว์กินพืช บริโภคอาหารที่ผลิตโดยผู้ผลิต จากนั้นสัตว์กินเนื้อและสัตว์กินพืชทุกชนิดก็ขึ้นอยู่กับสัตว์กินพืชในทำนองเดียวกันพลังงานไหลผ่านระดับโภชนาการที่แตกต่างกัน ในเวลาเดียวกัน สสารรีไซเคิลผ่านกระบวนการต่างๆ อันที่จริง ทั้งพลังงานและสสารย้ายจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งในห่วงโซ่อาหาร
กระแสพลังงานคืออะไร
พลังงานในระบบนิเวศมีสองรูปแบบ เป็นพลังงานที่แผ่รังสีและพลังงานคงที่ พลังงานรังสีคือพลังงานที่มาจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยเฉพาะจากแสงแดด พลังงานคงที่คือพลังงานเคมีที่สะสมอยู่ในสารอินทรีย์ต่างๆ ออโตโทรฟเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งที่ผลิตอาหารโดยการตรึงพลังงานที่เปล่งประกายและใช้สารอนินทรีย์ ในทางกลับกัน heterotrophs ขึ้นอยู่กับพลังงานคงที่ในสารอินทรีย์ พวกเขาทำลายสารอินทรีย์และใช้พลังงานที่ปล่อยออกมา การไหลของพลังงานเกิดขึ้นผ่านห่วงโซ่อาหารและใยอาหาร ผ่านห่วงโซ่อาหาร พลังงานส่งผ่านในระดับโภชนาการที่แตกต่างกัน โดยเริ่มจากผู้ผลิตหลัก การเคลื่อนที่ของพลังงานตามห่วงโซ่อาหารเรียกว่าการไหลของพลังงานเป็นที่รู้จักกันว่ากระแสความร้อน
รูปที่ 01: กระแสพลังงาน
การไหลของพลังงานเป็นไปตามกฎเทอร์โมไดนามิกสองข้อ ตามกฎข้อแรก พลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ สามารถแปลงร่างเป็นอย่างอื่นได้ กฎข้อที่สองระบุว่าทุกครั้งที่มีการถ่ายเทพลังงาน พลังงานส่วนหนึ่งจะสูญเปล่าเป็นพลังงานความร้อน พลังงานเพียง 10% ถูกถ่ายโอนจากระดับโภชนาการหนึ่งไปยังอีกระดับหนึ่ง และส่วนที่เหลืออีก 90% ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่พลังงานถูกส่งผ่านจากระดับหนึ่งไปอีกระดับหนึ่ง 90% จะสูญเปล่า อย่างไรก็ตาม การไหลของพลังงานมีความสำคัญมากในการรักษาสมดุลของระบบนิเวศ
ปั่นจักรยานคืออะไร
การปั่นจักรยานของสสารคือการไหลขององค์ประกอบทุกประเภทบนโลกผ่านส่วนที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตของมันการปั่นจักรยานสสารอธิบายโดยวัฏจักรธรณีเคมีที่แตกต่างกัน วัฏจักรของน้ำอธิบายวัฏจักรของน้ำ ในขณะที่วัฏจักรคาร์บอน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส และออกซิเจนอธิบายการเคลื่อนไหวของพวกมันบนโลก แต่ละวัฏจักรจะแสดงการแลกเปลี่ยนวัฏจักรของวัสดุระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต
รูปที่ 02: Matter Cycling – Carbon Cycle
มนุษย์ก็มีส่วนร่วมในการปั่นจักรยานด้วย การทำปุ๋ยหมัก การปลูกพืชหมุนเวียน การใช้ปุ๋ย และสารเคมีอื่นๆ เป็นกิจกรรมของมนุษย์หลายอย่างที่ส่งผลต่อการหมุนเวียนของสสาร การไหลบ่าของปุ๋ยและการสะสมทางชีวภาพเป็นสองผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ต่อโลก นอกจากนั้น ตัวย่อยสลายยังมีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนของสสาร พวกมันทำให้สสารเคลื่อนที่ระหว่างส่วนที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตของระบบนิเวศตัวย่อยสลายจะปล่อยสารอาหาร จากนั้นพืชก็จะดูดซับสารอาหารจากดินทางราก
ความคล้ายคลึงกันระหว่างกระแสพลังงานกับการปั่นจักรยานสสาร
- ทั้งพลังงานและสสารไหลผ่านห่วงโซ่อาหารในระบบนิเวศ
- มีความสำคัญในการรักษาสมดุลของระบบนิเวศ
- สิ่งมีชีวิตต้องการทั้งสสารและพลังงาน
กระแสพลังงานและการหมุนเวียนของสสารต่างกันอย่างไร
พลังงานและสสารไหลไปตามห่วงโซ่อาหารในระบบนิเวศ การไหลของพลังงานบอกเราว่าพลังงานไหลจากระดับโภชนาการหนึ่งไปยังระดับถัดไปในห่วงโซ่อาหารอย่างไร ในทำนองเดียวกัน การปั่นจักรยานของสสารจะบอกเราว่าสสารเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งผ่านส่วนที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตของระบบนิเวศอย่างไร นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างการไหลของพลังงานและการหมุนเวียนของสสาร
ด้านล่างอินโฟกราฟิกสรุปความแตกต่างระหว่างการไหลของพลังงานและการปั่นจักรยานของสสาร
Summary – กระแสพลังงาน vs Matter Cycling
พลังงานไหลผ่านห่วงโซ่อาหาร ในทำนองเดียวกัน วัฏจักรของสสารภายในระบบนิเวศ การหมุนเวียนพลังงานและสสารช่วยให้ระบบนิเวศมีความสมดุลและมีสุขภาพดี เมื่อพลังงานไหลผ่านระดับโภชนาการที่แตกต่างกัน 90% จะสูญเสียและปล่อยเป็นพลังงานความร้อนสู่ชั้นบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม สสารส่วนใหญ่ยังคงอยู่บนโลกที่เคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง วัฏจักรของสสารสามารถอธิบายได้โดยใช้วัฏจักรธรณีเคมีส่วนบุคคล เช่น วัฏจักรคาร์บอน วัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรของน้ำ วัฏจักรออกซิเจน เป็นต้น ดังนั้น การไหลของพลังงานจะอธิบายการถ่ายเทพลังงานในขณะที่การหมุนเวียนของสสารจะอธิบายว่าสสารเคลื่อนที่ผ่านส่วนที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตของระบบนิเวศอย่างไร ดังนั้น นี่คือความแตกต่างพื้นฐานระหว่างการไหลของพลังงานและการหมุนเวียนของสสาร