太阳能的利用效率
大多数太阳能发生在波长不适合光合作用。在98年,99%的太阳能到达地球反射在树叶和其他表面和被其他分子吸收,转化成热量。因此,只有1 - 2%可以被植物。植物光合作用的速率取决于到达树叶的光量,温度的环境的可用性水和其他营养物质,如氮和磷。测量生物光能量转换的速度(或无机化学能有机的化学能量化合物被称为初级生产力。因此,能源的总量同化植物在一个生态系统在光合作用(总初级生产力)之间的不同环境。(生产力通常是衡量的增加生物质一个术语用来指一个地区所有生物体的重量。生物质是报道克或吨。)
大部分的能量由植物通过光合作用吸收不是存储为有机物质,而是在使用细胞呼吸。在这个过程中有机化合物如碳水化合物、蛋白质和脂肪分解,或氧化提供能量(的形式三磷酸腺苷(ATP))细胞的代谢的需要。未使用的能量存储在这个过程植物为进一步使用和被称为组织净初级生产力。约40 - 85%的总初级生产力不是期间使用呼吸并成为净初级生产力。最高的净初级生产力发生在陆地环境沼泽和沼泽和热带热带雨林年代;发生在沙漠的最低水平。在水生环境中,最高的净生产力发生在河口,藻床和珊瑚礁。因此,这些环境尤其维护世界范围内的生物生产力的关键。
能量转移和金字塔
少量的能量储存在植物,在5 - 25%之间,进入食草动物饲料(植物吃),和一个类似小比例的能量在食草动物然后传递到食肉动物(动物吃)。结果是一个能量金字塔,大部分能量集中在底部的光合生物食物链在每个更高和更少的能量营养级(一个部门基于生物体的主要营养来源;看到社区生态:营养金字塔和能量的流动)。一些剩余的能量并不直接传递到plant-herbivore-carnivore食物链而是转移到碎屑食物链。细菌,真菌食腐动物,吃腐肉,消费碎屑(腐食者)最终都被其他生物。
这些消费者的食物的化学能量转化为自己的生物量次级生产力。的效率从一个营养级的能量转移到另一个生态效率。据估计,平均只有10%的能量转移()。
能量是迷失在流沿着这些途径几个方面消费。大多数植物组织被食草动物吃,这个呢储存能量因此,输给了plant-herbivore-carnivore食物链。在陆地社区不到10%的植物组织实际上是被食草动物。其余分为碎屑通路,尽管腐食者只消耗一些腐烂的组织。石油和煤炭资源是主要的存储库的未使用的植物能量,积累了很长时间地质时期。
动物的效率他们摄入的食物转化为能量增长和繁殖被称为同化效率。食草动物同化15至80%的植物材料他们摄取,这取决于他们生理学和他们吃植物的一部分。例如,食草动物吃种子和年轻的植被高能源有最高的同化效率,那些吃老叶子中间效率,和那些腐烂木效率是很低的。食肉动物通常比食草动物有更高的同化效率,通常60 - 90%,因为他们的食物更容易消化。
生物圈的整体生产力因此限制了植物的太阳能(大约1%)转换成化学能和其他生物的后续效率更高营养级存储能量转换成自己的生物量(大约10%)。人为的净初级生产力的变化部分的生物圈,生产力最高,如河口和热带潮湿森林,可能会有大的影响对整个地球的生物生产力。