生态系统中的能量流动

地球上所有的生态系统需要的能量都来自太阳,生态系统中的能量流动是以绿色植物即生产者把太阳能固定在体内以后开始的。

生产者所固定的太阳能叫做初级生产量。生产者在自身的新陈代谢中要消耗一部分能量,这部分能量叫呼吸量。初级生产量除去呼吸量,其余的部分贮藏在自己体内,作为自身的物质形态表现出来。以草为食的初级消费者的能量来源就是固定在植物体内的能量。食草动物获得的能量除了新陈代谢消耗的呼吸量,其余贮藏在自己体内用于自身的生长、发育,同样以物质形态表示。肉食性的次级消费者又以同样的方式从初级消费者身上获取能量, 除去一部分呼吸量,都贮藏在体内以自身的物质形态表示。

由此看来,生态系统的能量流动是通过食物链而逐渐传递下去的。由于各个营养级的生物,通过代谢而消耗很大一部分,因此,所有能量在逐级的流动中是递减的。食物链中能量从低级向高一级的转化过程中究竟有多少可以传递下去呢?经过科学家的研究发现,其转化率大约是 10%~20%。这就是所谓的生态系统百分之十的能量传递定律。

根据这条规律,我们不难得出:一吨的草只能供养 100 斤的食草动物所需的能量。按照这样的定律,越是接近食物链末端的高级消费者,其数量越少,相应的群体贮存的太阳能也越少。

有人做过这样的计算:如果一个人以鱼为食,那么他要增加一公斤体重, 就需要 10 公斤鱼提供;而 10 公斤鱼所需的能量从哪里来呢?它需要 100 公

斤浮游动物或小虾提供;再进一步向塔的基部需要能量,则要 1000 公斤浮游植物提供。换句话说,坐落在金字塔尖上的人,增加一公斤体重,需要由海洋为他提供一吨的植物。而一个 60 公斤重的成年人,则需要 60 吨的植物来供养他成长起来。我们地球上的几十亿人需要向地球索取多少物质呀!

人类是杂食性动物。因此,人类可以通过改变食物类型来选择自己在食物网中的地位,同时改变在金字塔上的营养等级,从而以较少的能量需求来谋求生存。

从能量在生态系统中的流动过程,我们可以知道,绿色植物对于人类乃至整个生物界是多么的重要。人类赖以生存的最根本的物质和能量基础,就来源于绿色植物这个巨大的金字塔的基部。