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27.5: Trophischer Wirkungsgrad 300
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Trophic Efficiency
 
PROTOKOLLE

27.5: Trophic Efficiency

27.5: Trophischer Wirkungsgrad 300

Trophic level transfer efficiency (TLTE) is a measure of the total energy transfer from one trophic level to the next. Due to extensive energy loss as metabolic heat, an average of only 10% of the original energy obtained is passed on to the next level. This pattern of energy loss severely limits the possible number of trophic levels in a food chain.

Trophic Level Transfer Efficiency

Following the second law of thermodynamics, large amounts of energy are lost from the ecosystem and from one trophic level to the next as it is transferred and transformed. In biological systems, this energy is lost as metabolic heat during respiration as one organism consumes the next. The measurement of energy transfer from one trophic level to the next is known as trophic level transfer efficiency (TLTE) and is a function of energy production of the present trophic level and that at the previous level. This measurement has broad implications concerning the total length of food chains.

The “10s Rule”

In general, only about 10% of energy is transferred from one trophic level to the next, and this number can vary from 5-20% depending on the ecosystem. This means that 90% of obtained energy is lost at each trophic level, greatly affecting the maximum number of possible levels in the ecosystem. For example, if an ecosystem received 600,000 Kcal of solar energy from the sun, primary producers would pass on only 60,000 Kcal to herbivores, which would pass only 6,000 Kcal to secondary consumers, 600 Kcal to tertiary consumers and 60 Kcal to quaternary consumers at the top of the food chain. An apex predator like a wolf—needing an average of 2000 Kcal per day—would need to consume a very high quantity of secondary or tertiary consumers to meet its calorie quota per day.

Die Trophic Level Transfer Efficiency (Übertragungseffizienz der Trophiebenenen, kurz TLTE) ist ein Maß für den gesamten Energietransfer von einer Trophieebene zur nächsten. Aufgrund des umfangreichen Energieverlustes als metabolische Wärme, werden durchschnittlich nur 10% der ursprünglich gewonnenen Energie an die nächste Stufe weitergegeben. Dieses Verlaufsmuster des Energieverlustes schränkt die mögliche Anzahl der trophischen Ebenen in einer Nahrungskette stark ein.

Effizienz der Trophiebenen

In Anlehnung an den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik gehen bei der Übertragung und Umwandlung große Energiemengen aus dem Ökosystem und von einer trophischen Ebene zur nächsten in andere Energieformen verloren. In biologischen Systemen geht diese Energie als metabolische Wärme während der Atmung verloren, wenn ein Organismus den nächsten verbraucht. Die Messung des Energietransfers von einer trophischen Ebene zur nächsten wird als trophische Ebene Transfereffizienz (TLTE) bezeichnet und ist eine Funktion der Energieproduktion der gegenwärtigen trophischen Ebene und der der vorherigen Ebene. Diese Messung hat weitreichende Auswirkungen auf die Gesamtlänge der Nahrungsketten.

Die 10er-Regel

Im Allgemeinen werden nur etwa 10% der Energie von einer trophischen Ebene zur nächsten übertragen. Dieser Wert kann je nach Ökosystem von 5-20% variieren. Das bedeutet, dass 90% der gewonnenen Energie auf jeder trophischen Ebene verloren gehen, was die maximale Anzahl möglicher Ebenen im Ökosystem stark beeinträchtigt. Wenn ein Ökosystem beispielsweise 600.000 Kcal Sonnenenergie von der Sonne erhält, würden die Primärproduzenten nur 60.000 Kcal an Pflanzenfresser weitergeben, die wiederum nur 6.000 Kcal an die Sekundärkonsumenten, 600 Kcal an die Tertiärkonsumenten und 60 Kcal an die quartären Verbraucher an der Spitze der Nahrungskette weiterleiten würden. Ein Raubtier an der Spitze, wie ein Wolf verbraucht durchschnittlich 2000 Kcal pro Tag. Er müsste eine sehr hohe Menge an sekundären oder tertiären Konsumenten konsumieren, um seine tägliche Kalorienquote zu erfüllen.


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