- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Hromadně přidat materiály
Trofická struktura, energetika
AAA22E - Agroekologie
Hodnocení materiálu:
Vyučující: doc. Ing. CSc. Josef Soukup
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálProdukční ekologie
Přednáška 10:
• Principy transformace energie
• Trofické řetězce
• Fotosyntetická produkce
• Ukládání asimilátů a tvorba výnosu
• Energetika agroekosystému
zabývá se produkční analýzou trofických úrovní a
koloběhem hmoty a energie v ekosystému
Základní potřeby organismů
•Hmota
– pro stavbu těla a růst
– je v neustálém pohybu (koloběh hmoty) a obíhá
ekosystémy v cyklech (biogeochemický cyklus)
– množství hmoty na Zemi je prakticky konstantní
Základní potřeby organismů
• Energie
– pro metabolismus, růst a vnější aktivity (vůči ostatním
organismům a prostředí)
– energie, která tyto procesy udržuje pochází ze Slunce
– ekosystémem (hmotou) pouze proteče – „tok energie“
Termodynamické zákony
1. Celková změna vnitřní energie soustavy
ΔU se rovná součtu práce W vykonané
okolními tělesy nebo soustavou silovým
působením a tepla Q přijatého z okolních
těles nebo odevzdaného okolním
tělesům.
Energie nevzniká, může být pouze
transformována do různých forem.
Termodynamické zákony
2. Není možné, aby při tepelné výměně
těleso o vyšší teplotě přijímalo teplo ze
studenějšího tělesa. Nelze sestrojit
perpetuum mobile II. druhu -
hypotetický, cyklicky pracující stroj, který
odebírá z okolí teplo a přeměňuje je
beze ztrát na práci.
Při tranformaci energie dochází ke ztrátám
v důsledku zvyšování entropie
(neuspořádanosti), která je nevratná.
Cyklus hmoty a tok energie v ekosystémech
Duvigneaud, 1988
Tok a transformace energie v
ekosystému
Trofické řetězce
• pastevně kořistnický („řetězec dravců“)
• detritový („řetězec saprofytů“)
• parazitický
vzájemným propojením vzniká trofická síť
Tok energie v suchozemském společenstvu
1. pastevně-kořistnický řetězec 2. detritový (rozkladný) řetězec
3. parazitický
Tok energie v suchozemském společenstvu
pastevně-kořistnický řetězec detritový (rozkladný) řetězec
primární producenti
konzumenti 1. řádu
(herbivoři, býložravci, fytofágové)
konzumenti 2. řádu
(karnivoři, predátoři, masožravci)
konzumenti 3. řádu
(top karnivoři, predátoři, masožravci)
rozkladači
(detrivoři, saprofágové)
Znázornění trofické struktury
ekosystému – trofické pyramidy
Pyramida početnosti
(nadhodnocuje drobné org.)
Pyramida biomasy / plochu
Pyramida energie
(vždy tvar pravé pyram.)
vojtěška
skot
člověk vojtěška
skot
člověk
vojtěška
skot
člověk
pšenice
mšice
Trofická úroveň
• organismy, které získávají energii (z rostlin)
přes stejný počet stupňů
Tok a využití energie v trofickém oddílu (úrovni)
Základní typy trofických řetězců v
agroekosystémech (Loomis a Connor, 1992)
Transformace primární produkce v různých
společenstvech
Charakter cyklů hmoty
• Po vzniku života, osídlení souše a zvláště
vzniku fotosyntézy se z geochemických
cyklů se staly cykly biogeochemické
•Průvodním jevem cyklické povahy pohybu
hmoty mezi atmosférou, hydrosférou a
litosférou (a od vzniku života i biosférou) je
stav dynamické rovnováhy
Transformace hmoty a energie
• Primární producenti – autotrofní organismy
– schopnost vázat anorganický uhlík a přeměňovat jej na
organický (fotosyntéza)
• Primární produktivita – rychlost produkce biomasy
prim. producenty
– hrubá p.p. (GPP): celková vázaná energie
– respirace (R): část spotřebovaná na dýchání
– čistá p.p. (NPP) = GPP – R
•Vyjádření
– jednotky energie (např. kJ.m
-2
.rok
-2
)
– hmotnost biomasy (např. kg.m
-2
.rok
-2
)
Biomasa
těla organismů nacházející se na jednotce plochy
• Biomasa
– živé organismy
– odumřelé části jejich těl
•Nekromasa
– masa odumřelého, již neživého materiálu
(organická i anorganická hmota)
Biomasa a NPP v různých společenstvech
0,125
0,002-0,4
0,0030-0,005volný oceán
0,650,1-3,510,4-12obděl. půda
2,00,8-3,5153-50bažiny, močál
0,0030-0,010,020-0,2pouště, skály
0,90,2-240,2-15savana
1,30,6–2,5356-200jehličnatý les
mír. pásma
2,21–3,5456-80tropický les
průměrod - doprůměrod - do
NPP (kg.m
-2
.rok
-1
)biomasa (kg.m
-2
)
podle Whittaker, 1975
NPP v průběhu sukcese
Biotická produktivita v různých pásmech
Ničiporovič, 1968
Geografické rozdíly v NNP
Základní okruhy zkoumání energetických
toků v agroekosystémech:
• Energie slunečního záření
• Energie metabolizovaná
• Energie dodatková
• Energetická bilance
Proces transformace slunečního záření a
vzniku primární produkce
Sluneční záření dopadající na porost
Absorpce porostem – listem - chlorofylem
Tvorba asimilátů
Distribuce a akumulace asimilátů
- respirace
- odraz, prostup
- odraz, prostup, fluorescence
Radiační bilance
Bilance slunečního záření
• solární konstanta – množství energie
dopadající na hranici atmosféry
S = 1367 W m
-2
(1381,5 J m
-2
s
-1
)
• odraz do vesmírného prostoru 43 %
• pohlcení atmosférou 14 %
• zemský povrch – 43 %
– 27 % přímé záření
– 16 % rozptýlené záření
Globální radiace v různých oblastech
(GJ/m
2
/rok)
Charakteristika slunečního záření
•záření = šíření energie prostorem
• základní jednotka = foton
– povaha částicová (korpuskulární)
– vlnová (undulární)
charakteristiky elektromagnetického záření
vlnová délka λ – vzdálenost mezi dvěma
následnými body stejné fáze
1 / λ = vlnočet
frekvence (kmitočet) ν = počet vlnových délek
prošlých daným bodem za sekundu (ν = c / λ )
elementární kvantum U = h . ν (h = Planckova
univerzální konstanta = 6, 6256.10
-34
J s)
Energie fotonů různých vlnových délek
U = h . ν
U = h . c / λ
Výpočet energie 1 fotonu:
Výpočet energie 1 molu fotonů: (dříve 1 Einstein)
U = h . c / λ . N
A
N
A
= 6,023.10
23
(Avogadrovo číslo = počet
molekul v 1 molu)
U
460
= 4,32 . 10
-19
J
U
460
= 2,603 . 10
5
J mol
-1
λ
c.h
U =
energie fotonu je nepřímo úměrnávlnovédélce
ν.hU =
85,41400infračervená
176,2680červená
193,3620oranžová
206,3580žlutá
230,1520zelená
260,3460modrá
291,6410fialová
470,7254ultrafialová
U [kJ mol
-1
]λ [nm]barva (oblast)
Fotosynteticky aktivní radiace (FAR, PAR)
(Spektrální oblast elektromagnetického záření,
která je využitelná
Vloženo: 24.06.2009
Velikost: 2,13 MB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz