انسياب الطاقة Energy Flow

ان المصدر الاساس للطاقة اللازمة للحياة على الكرة الارضية هو الشمس. فالطاقة الشمسية Solar energy  تنطلق من الشمس على هيأة اشعة كهرومغناطيسية Electromagnetic radiation ويوصل الجو الخارجي إلى الارض جزءاً يسيراً من الطاقة الشمسية. فمعظم هذه الطاقة تعود ثانية إلى الفضاء. وقد قدر ان 0.15 % من الطاقة الشمسية التي تصطدم بسطح الكرة الارضية هي التي تدخل المجمعات الاحيائية Biotic communities. ولا تمتص النباتات الزراعية اكثر من 8% من الطاقة الواصلة بينما تمتص النباتات البرية 1-2% فقط في حين لا تزيد الطاقة الممتصة في المسطحات المائية من 1% من الاشعة الشمسية. وتقوم النباتات الخضر ومن ضمنها الطحالب باقتناص بعض الطاقة الضوئية الساقطة عليها من خلال استقطابها من الصبفات المختلفة مثل الكلوروفيلات Chlorophylls والكاروتينات Carotenoids ونقوم بذلك بعض انواع البكتريا ايضا. ويتم عندئذ تحويل هذه الطاقة الضوئية المستقطبة إلى طاقة كيمياوية تستغل في عملية تثبيت ثنائي اوكسيد الكربون إلى مركبات عضوية (السكريات) من خلال عملية البناء الضوئي Photosynthesis . وبذلك تكون الطاقة الضوئية قد تحولت إلى طاقة كيمياوية Chemical energy مخزونة في المادة العضوية التي تم تكوينها. وتعتمد جميع اشكال الحياة في الكرة الارضية على هذه الطاقة المخزونة في المادة العضوية الناتجة عن عملية البناء الضوئي. هذا فان لهذه العملية اهمية كبيرة ليس للنباتات فحسب وانما للكائنات الحية جميعها.

تعد النباتات ومن ضمنها الطحالب وبعض انواع البكتريا Photosynthetic bacteria من الكائنات المنتجة الأولية Primary Producers (ذاتية التغذية Autotrophic) اعتمادا على قيامها بعملية البناء الضوئي ، ووجود الصبغات التمثيلية، وصنعها غذائها بنفسها ، في حين تعد الكائنات الحية الاخرى والتي تشمل الحيوانات والفطريات ومعظم الطلائعيات Protista ومعظم البكتريا من الكائنات غير ذاتية التغذية او مختلفة التغذية (غيرية التغذية) Heterotrophic فالكائنات المنتجة الاولية Primary producers تحصل على الطاقة من الشمس مباشرة ثم تمد الكائنات غير ذاتية التغذية كلها بالطاقة بشكل مباشر او غير مباشر وعلى الرغم من ان الكائنات غير ذاتية التغذية تستفيد من الطاقة الشمسية كمصدر للحرارة لكنها لا تستطيع تحويل هذه الطاقة إلى طاقة كيمياوية مخزونة يمكن فالانتاجية الاولية Primary productivity عبارة عن مجموع الطاقة المتحولة إلى مركبات عضوية في مساحة محدودة في وحدة زمنية. اما صافي الانتاجية Net Productivity في النظام البيئي فهو مجموع الطاقة المثبتة في وحدة الزمن مطروح منه الطاقة المستعملة في العمليات الايضية التي تجري في النظام البيئي بوساطة الأحياء الموجودة فيه ويطلق مصطلح الكتلة الحية او الاحيائية Biomass في نظام معين علي مجموع كتلة الأحياء الموجودة في ذلك النظام وهي تزداد عادة بزيادة صافي الانتاجية في ذلك النظام.

تتفاوت الانتاجية الاولية بحسب المناطق ووجود النباتات، ففي الغابات الاستوائية Tropical forests واراضي المستنقعات Marsh lands تتراوح ما بين 1500 - 3000 غم / م2 / سنة. في حين تكون اقل من ذلك في الصحاري الجافة Dry deserts إذ تقدر بنحو 200 غم/ م2/سنة.