السلاسل الغذائية وهرم الطاقة ودورة الكربون

ماذا تعرض

تدخل الطاقة معظم الأنظمة البيئية على هيئة ضوء الشمس الذي تلتقطه المنتجات، ثم تنتقل صعودًا في السلسلة الغذائية حين تؤكل الكائنات الحية. وفي كل مستوى غذائي يُستهلك معظم الطاقة المستقبلة في التنفس أو يُفقد على هيئة حرارة وفضلات، فلا يصل إلى المستوى التالي إلا جزء منها، نحو 10% عادة. ولأن هذه الخسائر تتضاعف، تتناقص الطاقة المتاحة بسرعة نحو القمة، فلا تزيد السلاسل الغذائية غالبًا على أربعة مستويات أو خمسة. أما الكربون فيختلف: فهو يُعاد تدويره بين الغلاف الجوي والكائنات الحية والمحللات والوقود الأحفوري بدل أن يتدفق في اتجاه واحد.

طريقة الاستخدام

اختر سلسلة غذائية بزر «السلسلة»، واضبط منزلقي «الكفاءة» و«المستويات»، واضغط على كل مستوى في الهرم لتقرأ الطاقة المستقبلة والمفقودة والمنتقلة. اطلب من الطلاب توقع الطاقة في المستوى الأعلى قبل إظهارها، مثلًا بكفاءة 10% وخمسة مستويات. ثم شغّل «دورة الكربون» وتتبّع مسارات البناء الضوئي والتنفس والتحلل والاحتراق.

المعاملات القابلة للتغيير

• عدد المستويات الغذائية 3–5
• الكفاءة البيئية بين المستويات 5–20 %
• الطاقة التي تثبّتها المنتجات 1000–1000000 kcal/m²/yr
• السلسلة الغذائية مرج عشبي: عشب ← جراد ← ضفدع ← ثعبان ← صقر, بركة: طحالب ← قشريات ← سمك صغير ← سمك كبير ← رفراف
• إظهار دورة الكربون

أسئلة للاستكشاف

1. إذا كانت الكفاءة البيئية 10%، فما نسبة طاقة المنتجات التي تصل إلى المستوى الغذائي الخامس؟
2. لماذا لا يمكن أن يكون هرم الطاقة مقلوبًا أبدًا؟
3. كيف يغيّر حرق الوقود الأحفوري توازن دورة الكربون؟