三
生态系统的能量流动
在生态系统中，各个营养级的生物都需要能量。生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，称为生态系统的能量流动，那么，生态系统所需要的能量是怎样输入的呢？这些能量在生态系统内又是怎样传递和散失的呢？
能量流动的过程
除极少特殊的空间以外，地球上所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。生态系统的生产者通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中，
这样，太阳能就转变成化学能，输入生态系统的第一营养级。
输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖，也就是储存在构成植物体的有机物中。在后一部分能量中，一部分随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出来，还有一部分则被初级消费者——植食性动物摄入体内。被植食性动物摄入体内的能量，有一小部分存在于动物排出的粪便中，其余大部分则被动物体所同化。这样，能量就从第一营养级流入第二营养级(如图)。
能量流入第二营养级后，将发生图中所示的变化。能量在第三、第四等营养级的变化，与第二营养级的情况大致相同。生态系统中的能量流动过程，可以概括为左图。由此可见，生态系统中能量的源头是阳光。生产者固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量，这些能量是沿着食物链(网)逐级流动的。
能量流动的特点
1942年，美国生态学家林德曼对一个天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了左图所示的数据。请根据此图分析以下问题：1．从第一营养级流入第二营养级的能量，占生产者所固定的能量总量的百分比是多少？从第二营养级流入第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少？
能量流动逐级递减这一特点与能量守恒定律相矛盾吗？
2．流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百地流向后一个营养级？
通过对左图的分析可以看出，生态系统的能量流动具有两个明显的特点：单向流动和逐级递减。单向流动是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面各个营养级，一般不能够逆向流动，也不能够循环流动。逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，大约只有10％～20％的能量能够流动到后一个营养级，也就是说，能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是10％～20％。为了形象地说明这个问题，可以将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔(如图)。从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
研究能量流动的意义
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。在一个草场上，如果放养的牲畜过少，就不能充分利用牧草所能提供的能量；如果放养的牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。只有根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产。在农业生态系统中，如果把作物秸秆当燃料烧掉，人类就不能充分利用秸秆中的能量；如果将秸秆作饲料喂牲畜，让牲畜粪便进入沼气池，将发酵产生的沼气作燃料，将沼气池中的沼渣作肥料，就能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用效率。
一、选择题
1．流经生态系统的总能量是指：[ ]
A．进入这个生态系统的全部太阳能；
B．照射到这个生态系统内所有植物体上的太阳能；
C．这个生态系统的生产者所固定的全部太阳能；
D．这个生态系统的生产者传递给初级消费者的全部太阳能。
2．左图中的①、②、③分别表示同一生态系统中不同营养级间能量传递的多少，它们之间的关系应该是：[ ]A．①＜②＜③；B．①＞②＞③；C．①=②=③；D．①=②+③。
二、分析说明题
1.在某个河流生态系统中，全部生产者所固定的太阳能总量为8.7×104J/(m2·a)，全部初级消费者从第一营养级得到的能量为1.4 ×104J/(m2·a)。
(1)从第一营养级到第二营养级，能量的传递效率是多少？(2)能量的传递效率为什么不能达到100％？
2．在市场上，肉一般比粮食贵，试从生态系统能量流动的角度分析原因。
参考答案