能量金字塔定律——人类肉食习性的生态危害

mengpeng

能量金字塔
通过计算，我们可以定量地分析生态系统的能量流动状况。美国生态学家林德曼，明确提出了"十分之一定律"。从理论上讲，一个人靠吃鱼增长体重1kg，就得吃掉10kg鱼，10kg的鱼要吃掉100kg的浮游动物，100kg的浮游动物要吃掉1000kg的浮游植物。也就是说，1000kg的浮游植物才能养活10kg的鱼，进而才能使人增长1kg的体重。

根据林德曼能量传递的“十分之一定律”，可以形象地将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，按营养级的顺序由低到高绘制成图，这样就形成了一个金字塔图形，叫做能量金字塔(图8-24)。在能量金字塔图解中，各层的长度一般是取所代表数值的对数，因为各营养级的数值相差甚大，不便直接按实数绘出。

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.
生物体的生命活动无时不在消耗能量，同样生态系统的生存和发展也离不开能量的供应。也就是说，能量必须不断地从无机环境输入到生物群落中，并沿食物链（网）这个渠道进行传递，才能维持群落中各种生物正常的生命活动。

能量流动的过程
1、能量流动的起点：
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。生态系统的生产者主要是绿色植物，绿色植物通过光合作用，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。除绿色植物外，能够进行光合作用的细菌、能够进行化能合成作用的细菌等也是生产者。

1、实例分析：
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，得出了下图所示的数据。




（图中的数字为能量数值，单位为焦每平方厘米年）。其中， 未被利用的能量是指未被自身呼吸消耗，也未被下一个营养级利用的能量。大家可以这样理解：
a.下一个营养级不能利用的。如：荒地中的草根；
b.下一个营养级能利用而未利用的。如：羊不可能将草地的草吃光。
这些未被利用的能量除少量被分解者分解外，它们或者进入别的生态系统（如冲向海洋）；或者沉积在湖底成为有机质沉积物；或者仍然是上一个营养级的生存个体,保持了上一个营养级的生产能力。


二、能量流动的过程
1、能量流动的起点：
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。生态系统的生产者主要是绿色植物，绿色植物通过光合作用，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。除绿色植物外，能够进行光合作用的细菌、能够进行化能合成作用的细菌等也是生产者。能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始的。
2、输入系统的总能量：
生态系统的能量来自太阳能，即生态系统能量的源头是太阳能。但并不是所有的太阳能都参与了生态系统中的能量流动。在到达地面的总辐射能中，大约有55%是红外线和紫外线等不可见光，它们无法被植物利用。剩下那45%的辐射能虽然能被植物的色素吸收，但由于植物表面的反射、非活性吸收和蒸腾作用都消耗能量，因此，真正用于构成光合作用产物的能量，在最适应的条件下，也只占太阳总辐射能的3.6%。然而，植物自身的细胞呼吸还可消耗其中的1/3，因此最多只有2.4%的太阳能可转变成化学能而贮存在植物体内。一般来说，植物只能利用1%左右的太阳辐射能。参与生态系统能量流动的“能量”是通过植物的光合作用把光能转变为化学能贮存在植物体的有机物中的。即：植物作为生产者所固定的太阳能就是流经这个生态系统的总能量。
3、能量流动的过程：

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(如上图)。

能量流入第二营养级后，将发生上图中所示的变化。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，可以概括为下图。


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。
注意：
1、流入一个营养级生物的能量是指这个营养级生物所同化的能量，并非摄入食物的总能量。因为摄入的食物并非全部被消费者同化，一部分食物残渣以粪便的形式排出体外，不算流入该营养级的能量。
2、能量在生态系统中的变化是：光能→生物体中的化学能→热能，热能是能量流动的最终归宿。
四、研究能量流动的意义
人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但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。
总之，能量流动是一个客观规律，只有合理地调整生态系统中能量流动关系，才能使能量持续高效地流向对人类最有益的部分

景陶环协

呵呵\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\

千山万水

很有特点!

凤尾鱼

可是人类是杂食动物，这是自然选择的结果

titi.唐玉婷

那环保是不是要提倡素食？

这和营养均衡矛盾吗？

凤尾鱼

当然是矛盾的，我们要控制我们的欲望，把他控制在合理的范围内，但是不可以说绝对素食，因为控制大部分人可以做到，而成为素食主义者大部分人都做不到，过犹不及，要知道猩猩尚且还吃猴子呢，狒狒还吃羚羊呢，这是他们的自然习性，人类一样有自然习性啊

孟岩杰

有点回到初中的感觉，生物课