El flux d'energia

Defineix producció primària bruta i producció primària neta, i explica quina part de l'energia fixada pels productors queda realment disponible per als herbívors i quina part consumeixen les mateixes plantes.

Uns prats fixen $12\,000\ \text{kJ/m}^2$ a l'any de producció primària bruta, però les plantes en consumeixen el $60\ \%$ en la seva pròpia respiració. Calcula la producció primària neta disponible per a la resta de l'ecosistema i explica en què s'inverteix la fracció respirada.

En un prat, els productors fixen $20\,000\ \text{kcal/m}^2$ a l'any i els herbívors assimilen $2\,000\ \text{kcal/m}^2$ en el mateix període. Calcula el rendiment ecològic d'aquesta transferència, expressat en percentatge.

Un ecosistema aquàtic presenta aquestes energies anuals per nivell: productors, $50\,000\ \text{kJ}$; herbívors, $4\,800\ \text{kJ}$; carnívors, $450\ \text{kJ}$. Calcula el rendiment de cada transferència i comenta si s'ajusten a la regla del $10\ \%$.

D'un ecosistema d'estepa es coneixen aquestes dades anuals: productors, $10\,000\ \text{kJ/m}^2$; herbívors, $1\,200\ \text{kJ/m}^2$; carnívors, $60\ \text{kJ/m}^2$. Calcula el rendiment de cada transferència i raona per què la segona és molt menor, pensant en la digestibilitat de la dieta i en la despesa en activitat dels carnívors.

Explica, recorrent al concepte de rendiment ecològic, per què les cadenes tròfiques dels ecosistemes rarament tenen més de quatre o cinc nivells.

Observa la piràmide d'energia de l'esquema:

1. a) Identifica quin nivell tròfic ocupa cada pis (A, B, C i D).
2. b) Calcula el valor que falta al nivell D ($?$) suposant que totes les transferències tenen el mateix rendiment que la primera.

Diferencia les piràmides ecològiques d'energia, de biomassa i de nombres. Explica en quina situació la piràmide de biomassa pot aparèixer invertida (posa un exemple marí) i per què la piràmide d'energia no s'inverteix mai.

En un alzinar, una sola alzina pot alimentar milers d'erugues i aquestes desenes de pàrids. Dibuixa amb paraules la piràmide de nombres resultant, explica per què apareix «invertida» a la base i raona si també ho estaria la piràmide de biomassa d'aquest mateix alzinar.

Pots fer-ho en paper i enviar una foto amb la teva resposta.

Compara la piràmide de biomassa d'una pastura amb la d'una zona oceànica de fitoplàncton: a) explica per què la piràmide oceànica pot estar invertida en un instant determinat mentre que la de la pastura no; b) raona quina propietat del fitoplàncton (la seva enorme velocitat de reproducció) ho permet; c) explica per què la piràmide d'energia d'aquest mateix oceà, en canvi, és sempre normal.

Explica, utilitzant els conceptes d'energia útil i de calor dissipada, per què l'energia travessa l'ecosistema en un sol sentit (flux obert) mentre que la matèria pot circular una vegada i una altra (cicle tancat).

Suposant un rendiment ecològic del $10\ \%$ en cada transferència, calcula quants quilograms de productors fan falta per generar $1\ \text{kg}$ de biomassa d'un depredador situat al quart nivell tròfic d'una cadena. Comenta el que el resultat implica per a la conservació dels grans depredadors.

Un camp de conreu fixa $20\,000\ \text{kJ/m}^2$ a l'any. a) Suposant un rendiment del $10\ \%$ per transferència, calcula quants $\text{kJ}$ queden en forma de carn de pollastre després d'una transferència (del conreu al pollastre) i quina superfície fa falta per obtenir $2\,000\ \text{kJ}$ d'aquesta carn. b) Calcula la superfície necessària per obtenir aquestes mateixes $2\,000\ \text{kJ}$ consumint directament el vegetal. c) Comenta el que la comparació implica per a l'alimentació de la població mundial.