Η βασική διαφορά μεταξύ της ροής ενέργειας και του κύκλου της ύλης είναι ότι η ροή ενέργειας δείχνει τη μετάδοση ενέργειας από το ένα τροφικό επίπεδο στο επόμενο τροφικό επίπεδο στις τροφικές αλυσίδες, ενώ ο κύκλος ύλης δείχνει τη ροή ή τον κύκλο των στοιχείων μέσω των ζωντανών και μη ζωντανών τμημάτων του οικοσυστήματα.
Η ενέργεια ρέει σε ένα οικοσύστημα μέσω των τροφικών αλυσίδων. Ομοίως, στοιχεία κυκλώνουν μέσα από διαφορετικά μέρη της Γης. Ο ήλιος είναι η πηγή ενέργειας των περισσότερων οικοσυστημάτων. Οι πρωτογενείς παραγωγοί καθορίζουν την ενέργεια του ηλιακού φωτός σε υδατάνθρακες. Οι καταναλωτές, ιδιαίτερα τα φυτοφάγα, καταναλώνουν τρόφιμα που παράγονται από τους παραγωγούς. Τότε τα σαρκοφάγα και τα παμφάγα εξαρτώνται από τα φυτοφάγα. Ομοίως, η ενέργεια ρέει μέσω διαφορετικών τροφικών επιπέδων. Ταυτόχρονα, η ύλη ανακυκλώνεται μέσω διαφορετικών διεργασιών. Στην πραγματικότητα, τόσο η ενέργεια όσο και η ύλη μετακινούνται από τον έναν οργανισμό στον άλλο στις τροφικές αλυσίδες.
Τι είναι η Ενεργειακή Ροή;
Η ενέργεια στο οικοσύστημα έχει δύο μορφές. Είναι ενέργεια ακτινοβολίας και σταθερή ενέργεια. Η ενέργεια ακτινοβολίας είναι η ενέργεια που προέρχεται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ειδικά από το ηλιακό φως. Σταθερή ενέργεια είναι η χημική ενέργεια που αποθηκεύεται σε διάφορες οργανικές ουσίες. Τα αυτότροφα είναι ένα είδος ζωντανών οργανισμών που παράγουν τροφή δεσμεύοντας ενέργεια ακτινοβολίας και χρησιμοποιώντας ανόργανες ουσίες. Από την άλλη πλευρά, τα ετερότροφα εξαρτώνται από τη σταθερή ενέργεια στην οργανική ύλη. Διασπούν οργανικές ουσίες και αξιοποιούν την εκλυόμενη ενέργεια. Η ροή ενέργειας λαμβάνει χώρα μέσω τροφικών αλυσίδων και τροφικών ιστών. Μέσω των τροφικών αλυσίδων, η ενέργεια μεταδίδεται μεταξύ διαφορετικών τροφικών επιπέδων, ξεκινώντας από τους πρωτογενείς παραγωγούς. Η κίνηση της ενέργειας κατά μήκος της τροφικής αλυσίδας αναφέρεται ως ροή ενέργειας. Είναι επίσης γνωστό ως θερμιδική ροή.
Εικόνα 01: Ροή ενέργειας
Η ροή ενέργειας υπακούει σε δύο νόμους της θερμοδυναμικής. Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο, η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί. Μπορεί να μετατραπεί σε άλλη μορφή. Ο δεύτερος νόμος ορίζει ότι κάθε φορά που μεταφέρεται ενέργεια, μέρος της ενέργειας σπαταλάται ως θερμική ενέργεια. Μόνο το 10% της ενέργειας μεταφέρεται από το ένα τροφικό επίπεδο στο άλλο και το υπόλοιπο 90% απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα. Επομένως, κάθε φορά που η ενέργεια περνάει από το ένα επίπεδο στο επόμενο επίπεδο, το 90% σπαταλιέται. Ωστόσο, η ροή ενέργειας είναι πολύ σημαντική για τη διατήρηση της οικολογικής ισορροπίας.
Τι είναι το Matter Cycling;
Ο κύκλος της ύλης είναι η ροή όλων των τύπων στοιχείων στη Γη μέσω των ζωντανών και μη ζωντανών τμημάτων της. Ο κύκλος της ύλης εξηγείται από διαφορετικούς γεωχημικούς κύκλους. Ο κύκλος του νερού εξηγεί τον κύκλο του νερού ενώ οι κύκλοι του άνθρακα, του αζώτου, του θείου, του φωσφόρου και του οξυγόνου εξηγούν τις κινήσεις τους στη Γη. Κάθε μεμονωμένος κύκλος δείχνει την κυκλική ανταλλαγή υλικού μεταξύ των ζωντανών οργανισμών και του μη ζωντανού περιβάλλοντος τους.
Εικόνα 02: Κύκλος ύλης – Κύκλος άνθρακα
Οι άνθρωποι εμπλέκονται επίσης στον κύκλο της ύλης. Η κομποστοποίηση, η αμειψισπορά, η χρήση λιπασμάτων και άλλες χημικές ουσίες είναι πολλές ανθρώπινες δραστηριότητες που επηρεάζουν τον κύκλο της ύλης. Η απορροή και η βιοσυσσώρευση λιπασμάτων είναι δύο επιβλαβείς ανθρώπινες επιπτώσεις στη Γη. Επιπλέον, οι αποικοδομητές παίζουν σημαντικό ρόλο στον κύκλο της ύλης. Διατηρούν την ύλη να κινείται μεταξύ των ζωντανών και μη τμημάτων ενός οικοσυστήματος. Οι αποικοδομητές απελευθερώνουν θρεπτικά συστατικά. Στη συνέχεια τα φυτά απορροφούν θρεπτικά συστατικά από το έδαφος μέσω των ριζών τους.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της ροής ενέργειας και του κύκλου ύλης;
- Τόσο η ενέργεια όσο και η ύλη ρέουν μέσω των τροφικών αλυσίδων σε ένα οικοσύστημα.
- Είναι σημαντικά για τη διατήρηση της ισορροπίας του οικοσυστήματος.
- Οι ζωντανοί οργανισμοί χρειάζονται και ύλη και ενέργεια.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ροής ενέργειας και του κύκλου ύλης;
Η ενέργεια και η ύλη ρέουν κατά μήκος των τροφικών αλυσίδων στα οικοσυστήματα. Η ροή ενέργειας μας λέει πώς η ενέργεια ρέει από το ένα τροφικό επίπεδο στο επόμενο επίπεδο σε μια τροφική αλυσίδα. Ομοίως, η ανακύκλωση της ύλης μας λέει πώς η ύλη μετακινείται από το ένα μέρος στο άλλο μέσω των ζωντανών και μη ζωντανών τμημάτων του οικοσυστήματος. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της ροής ενέργειας και του κύκλου της ύλης.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ της ροής ενέργειας και του κύκλου της ύλης.
Σύνοψη – Ροή ενέργειας εναντίον Κύκλου ύλης
Η ενέργεια ρέει μέσω των τροφικών αλυσίδων. Ομοίως, η ύλη κυκλώνει μέσα στα οικοσυστήματα. Τόσο η ενέργεια όσο και ο κύκλος της ύλης διατηρούν τα οικοσυστήματα ισορροπημένα και υγιή. Όταν η ενέργεια ρέει μέσω διαφορετικών τροφικών επιπέδων, το 90% χάνεται και απελευθερώνεται ως θερμική ενέργεια στην ατμόσφαιρα. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος της ύλης παραμένει στη Γη μετακινούμενο από το ένα μέρος στο άλλο. Ο κύκλος της ύλης μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας μεμονωμένους γεωχημικούς κύκλους όπως ο κύκλος του άνθρακα, ο κύκλος του αζώτου, ο κύκλος του νερού, ο κύκλος του οξυγόνου κ.λπ. Επομένως, η ροή ενέργειας εξηγεί τη μετάδοση ενέργειας ενώ ο κύκλος της ύλης εξηγεί πώς η ύλη κινείται στα ζωντανά και μη ζωντανά μέρη του οικοσυστήματος. Έτσι, αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ της ροής ενέργειας και του κύκλου της ύλης.
