علم الطاقة البيئي

علم الطاقة البيئي Ecological energetics هو الدراسة الكمية لتدفق الطاقة عبر الأنظمة البيئية. وهو يهدف إلى كشف النقاب عن المبادئ التي تصف ميل تدفقات الطاقة تلك عبر المستويات الغذائية أو مستويات «الاستفادة من الطاقة» بالشبكات البيئية. في بيئة الأنظمة، يتم اعتبار مبادئ تدفقات طاقة الأنظمة البيئية أو «قوانين الأنظمة البيئية» (أي مبادئ علم الطاقة البيئي) مماثلة بشكل رسمي لمبادئ علم الطاقة.

 معلومات تاريخية 
يبدو أن علم الطاقة البيئي قد تطور من عصر النهضة واهتمامات الفيزيوقراطيين. وقد ظهر في أعمال سيرجي بودولينسكي في بدايات القرن التاسع عشر، ثم تطور بعد ذلك على يد عالم البيئة السوفيتي فلاديمير ستانشينسكي والنمساوي الأمريكي ألفريد جيه لوتكا وعالمي المياه الأمريكيين رايموند ليندمان وجي إيفيلين هاتشينسون. وقد خضع لتطوير جوهري على يد هوارد تي أودوم، وتم تطبيقه على يد علماء بيئة الأنظمة وعلماء علم البيئة الإشعاعي.

 معلومات تاريخية 
 المبادئ الأساسية لتدفق الطاقة 
يخضع تدفق الطاقة في الأنظمة البيئية لقوانين الديناميكا الحرارية، ويتميز بالخصائص التالية:
 الاتجاه الواحد: تتدفق الطاقة في اتجاه واحد من الشمس إلى المنتجات (النباتات) ثم إلى المستهلكين (الحيوانات) والمحللات. لا يمكن إعادة تدوير الطاقة بمجرد تحولها إلى حرارة.
 قاعدة الـ 10%: ينتقل حوالي 10% فقط من الطاقة المخزنة في مستوى غذائي واحد إلى المستوى الذي يليه، بينما يُفقد الباقي كحرارة أثناء التنفس والعمليات الحيوية.
 كفاءة النظم البيئية: تُقاس الكفاءة الإيكولوجية بقدرة الكائنات على تحويل الطاقة الممتصة إلى كتلة حيوية جديدة.

 الأهرام البيئية للطاقة 
يُستخدم "هرم الطاقة" لتمثيل كمية الطاقة المتاحة في كل مستوى غذائي:
1. القاعدة (المنتجات): تحتوي على أكبر كمية من الطاقة المستمدة من الضوء.
2. المستهلكات الأولية: تعتمد على المنتجات وتفقد جزءاً كبيراً من الطاقة المتاحة.
3. المفترسات العلوية: تتواجد في قمة الهرم وبأعداد قليلة جداً نظراً للضآلة الشديدة في كمية الطاقة المتبقية الواصلة إليها.

 مساهمات هوارد أودوم 
يُعد هوارد تي أودوم الأب الروحي لعلم الطاقة البيئي الحديث، حيث طور "لغة أنظمة الطاقة" (Energy Systems Language) لتمثيل التدفقات المعقدة في الطبيعة والمنشآت البشرية. اقترح أودوم استخدام التماثل الكهربائي لنمذجة تدفقات المادة والطاقة، مما ساعد في فهم كيف تختار الأنظمة البيئية تصاميمها لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة (مبدأ الحد الأقصى للطاقة).

تصنيف:إيكولوجيا اقتصادية
تصنيف:طاقة
تصنيف:علوم بيئية
تصنيف:مصطلحات علم البيئة