علم البيئة وتدفق الطاقة: دليل دراسة

الأفكار الأساسية

يقيس علم البيئة كم عدد الكائنات وما مدى تنوعها وكيف تنتقل الطاقة بين المستويات الغذائية. معظم الأسئلة حسابات قصيرة من بيانات ميدانية.

• كثافة المجتمع هي N ÷ المساحة. تقدير الوسم وإعادة الصيد هو N = (M × C) ÷ R حيث M الموسوم في العينة الأولى وC المصيد في الثانية وR المُعاد صيده.
• الإنتاجية الأولية الصافية هي الإنتاجية الأولية الإجمالية ناقص تنفس المنتجين: NPP = GPP − R.
• يصل نحو 10 % فقط من طاقة مستوى غذائي إلى المستوى التالي، ولذلك تقصر السلاسل الغذائية وتضيق الأهرامات.
• يزداد مؤشر سيمبسون للتنوع D = 1 − Σ(n ÷ N)² بزيادة الأنواع وبتساوي الأعداد.

المعادلات الأساسية

• N = (M × C) ÷ R (Lincoln–Petersen)
• NPP = GPP − R
• density = N ÷ area
• D = 1 − Σ(n ÷ N)²
• transfer efficiency ≈ 10 %

مثال محلول

في دراسة وسم وإعادة صيد وُسم 50 حيواناً وأُطلقوا. عينة لاحقة من 40 فيها 8 موسومة، فيكون N = 50 × 40 ÷ 8 = 250. إذا ثبّت المنتجون 10 000 kJ فإن المستهلكات الأولية تحصل على نحو 1000 kJ والثانوية على نحو 100 kJ. ومنتج إنتاجيته الإجمالية 5000 kJ وتنفسه 2000 kJ إنتاجيته الصافية 3000 kJ.

أخطاء شائعة

• استعمال عدد المُعاد صيدها على أنه C. C هو مجموع ما صيد في العينة الثانية.
• افتراض أن الطريقة تعمل حين تموت الحيوانات الموسومة أو تغادر. يجب أن تتحقق افتراضاتها.
• توقع أن تُدوَّر الطاقة في النظام البيئي. المادة تدور لكن الطاقة تتدفق وتُفقد حرارة.

تدرّب

اختبر نفسك بأسئلة تدريبية في هذا الموضوع: علم البيئة وتدفق الطاقة