Klíčový rozdíl mezi tokem energie a koloběhem hmoty je v tom, že tok energie ukazuje přenos energie z jedné trofické úrovně na další trofickou úroveň v potravních řetězcích, zatímco koloběh hmoty ukazuje tok nebo koloběh prvků přes živé a neživé části ekosystémy.
Energie proudí v ekosystému prostřednictvím potravních řetězců. Podobně prvky cyklicky procházejí různými částmi Země. Slunce je zdrojem energie většiny ekosystémů. Primární producenti fixují energii slunečního záření do sacharidů. Spotřebitelé, zejména býložravci, konzumují potraviny vyrobené výrobci. Pak jsou masožravci a všežravci závislí na býložravcích. Stejně tak energie proudí různými trofickými úrovněmi. Hmota se přitom recykluje různými procesy. Ve skutečnosti se jak energie, tak hmota přesouvají z jednoho organismu do druhého v potravních řetězcích.
Co je tok energie?
Energie v ekosystému má dvě podoby. Jsou to zářivá energie a pevná energie. Zářivá energie je energie, která pochází z elektromagnetických vln, zejména ze slunečního světla. Fixní energie je chemická energie uložená v různých organických látkách. Autotrofy jsou druhem živých organismů, které produkují potravu fixací zářivé energie a využitím anorganických látek. Na druhé straně heterotrofy závisí na pevné energii v organické hmotě. Rozbíjejí organické látky a využívají uvolněnou energii. Tok energie probíhá prostřednictvím potravních řetězců a potravních sítí. Prostřednictvím potravních řetězců se energie přenáší mezi různými trofickými úrovněmi, počínaje primárními producenty. Pohyb energie po potravním řetězci se nazývá tok energie. Je také známý jako výhřevnost.
Obrázek 01: Tok energie
Tok energie se řídí dvěma zákony termodynamiky. Podle prvního zákona nelze energii vytvořit ani zničit. Dá se převést do jiné podoby. Druhý zákon říká, že při každém přenosu energie je část energie promarněna jako tepelná energie. Pouze 10 % energie se přenese z jedné trofické úrovně na druhou a zbytek 90 % se uvolní do atmosféry. Proto kdykoli se energie přenese z jedné úrovně na další, 90 % je promarněno. Tok energie je však velmi důležitý pro udržení ekologické rovnováhy.
Co je to hmotná cyklistika?
Cyklování hmoty je tok všech typů prvků na Zemi přes její živé a neživé části. Cyklování hmoty je vysvětleno různými geochemickými cykly. Cyklus vody vysvětluje koloběh vody, zatímco koloběh uhlíku, dusíku, síry, fosforu a kyslíku vysvětluje jejich pohyb na Zemi. Každý jednotlivý cyklus ukazuje cyklickou výměnu materiálu mezi živými organismy a jejich neživým prostředím.
Obrázek 02: Cyklování hmoty – uhlíkový cyklus
Lidé jsou také zapojeni do koloběhu hmoty. Kompostování, střídání plodin, používání hnojiv a dalších chemikálií je několik lidských činností, které ovlivňují koloběh hmoty. Odtok hnojiva a bioakumulace jsou dva škodlivé lidské dopady na Zemi. Kromě toho hrají hlavní roli v koloběhu hmoty rozkladače. Udržují hmotu v pohybu mezi živou a neživou částí ekosystému. Rozkladače uvolňují živiny. Poté rostliny absorbují živiny z půdy svými kořeny.
Jaké jsou podobnosti mezi tokem energie a cyklováním hmoty?
- Energie i hmota proudí potravními řetězci v ekosystému.
- Jsou důležité pro udržení rovnováhy ekosystému.
- Živé organismy potřebují hmotu i energii.
Jaký je rozdíl mezi tokem energie a cyklováním hmoty?
Energie a hmota proudí podél potravních řetězců v ekosystémech. Tok energie nám říká, jak energie proudí z jedné trofické úrovně do další úrovně v potravním řetězci. Podobně nám koloběh hmoty říká, jak se hmota přesouvá z jednoho místa na druhé přes živé a neživé části ekosystému. To je tedy klíčový rozdíl mezi tokem energie a koloběhem hmoty.
Níže uvedená infografika shrnuje rozdíl mezi tokem energie a koloběhem hmoty.
Shrnutí – Tok energie vs. cyklování hmoty
Energie proudí potravními řetězci. Podobně koloběh hmoty uvnitř ekosystémů. Cyklování energie i hmoty udržuje ekosystémy vyvážené a zdravé. Když energie protéká různými trofickými úrovněmi, 90 % je promarněno a uvolněno jako tepelná energie do atmosféry. Většina hmoty však zůstává na Zemi a pohybuje se z jednoho místa na druhé. Koloběh hmoty lze vysvětlit pomocí jednotlivých geochemických cyklů, jako je cyklus uhlíku, cyklus dusíku, koloběh vody, cyklus kyslíku atd. Tok energie tedy vysvětluje přenos energie, zatímco koloběh hmoty vysvětluje, jak se hmota pohybuje živou a neživou částí ekosystému. To je tedy základní rozdíl mezi tokem energie a cyklováním hmoty.
