エネルギーフローと物質循環の違い

エネルギーフローと物質循環の主な違いは、エネルギーフローが食物連鎖のある栄養段階から次の栄養段階へのエネルギーの移動を意味するのに対し、物質循環は生態系の生物および非生物部分を通しての元素の流れまたは循環を意味することである...。

エネルギーフローと物質循環の重要な違いは、エネルギーフローが食物連鎖のある栄養段階から次の栄養段階へのエネルギーの移動を意味するのに対し、物質循環は生態系の生物および非生物部分における元素の流れまたは循環を意味することである。

エネルギーは食物連鎖によって生態系を流れる。同様に、元素は地球上のさまざまな場所を循環しています。太陽は、ほとんどの生態系のエネルギー源です。一次生産者は、太陽エネルギーを炭水化物に変換する。消費者（特に草食動物）は、生産者が生産した食物を消費する。肉食動物や雑食動物は草食動物に依存している。ここでも、エネルギーはさまざまなレベルの栄養を通して流れています。同時に、物質はさまざまなプロセスでリサイクルされています。実際、食物連鎖の中で、エネルギーや物質はある生物から別の生物へ移動している。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. エネルギーフローとは 3. 物質循環とは 4. エネルギーフローと物質循環の共通点 5. 横並び比較-エネルギーフローと物質循環の表形式 6. まとめ

エネルギーフローは何ですか？

生態系には2つのエネルギー形態があります。放射エネルギーと固定エネルギーである。放射エネルギーとは、太陽光を中心とした電磁波によるエネルギーです。固定エネルギーとは、さまざまな有機物に蓄えられた化学エネルギーのことです。独立栄養生物とは、放射エネルギーを固定し、無機物を利用して食物を生産する生物である。一方、従属栄養生物は、有機物中の固定エネルギーに依存している。有機物を分解し、放出されたエネルギーを利用するのです。エネルギーの流れは、食物連鎖や食物網を通じて行われます。食物連鎖によって、一次生産者から始まる異なる栄養段階間でエネルギーが伝達される。食物連鎖に沿ったエネルギーの動きは、エネルギーの流れと呼ばれています。ヒートフローとも呼ばれる。

能量流(energy flow)和物质循环(matter cycling)的区别

図01：エネルギーの流れ

エネルギーの流れは、熱力学の2つの法則に則っている。第一法則によると、エネルギーは作ることも壊すこともできない。別の形に変形させることができます。第二法則は、エネルギーが伝達されるたびに、その一部が熱として浪費されるというものである。ある栄養段階から別の栄養段階へエネルギーが移動するのはわずか10%で、残りの90%は大気中に放出される。このように、あるレベルから次のレベルにエネルギーが移動するたびに、90％のエネルギーが浪費されているのです。しかし、生態系のバランスを保つためには、エネルギーの流れが非常に重要です。

物質循環は何ですか？

物質循環とは、地球の生物と非生物の間を、あらゆる種類の元素が移動することです。物質循環は、異なる地球化学的サイクルによって説明することができる。水循環は水の循環を、炭素、窒素、硫黄、リン、酸素の循環は地球上の動きを説明しています。個々のサイクルは、生物と非生物環境との間の物質の循環的な交換を示す。

図02：物質循環-炭素循環

物質循環には人間も関与しています。堆肥化、輪作、肥料などの化学物質の使用は、物質循環に影響を与える人間活動の一例です。肥料の流出と生物濃縮は、人間が地球に与える悪影響の2つです。さらに、分解者は物質循環の中で重要な役割を担っています。生態系の生物と非生物の間で物質を移動させるのです。分解者は栄養分を放出する。そして、植物は根を張って土から栄養を取り込みます。

エネルギーフローと物質循環の共通点

生態系では、エネルギーも物質も食物連鎖で流れています。
生態系のバランスを保つために重要な存在です。
生物には物質とエネルギーの両方が必要です。