生态系统中能量流动的渠道和金字塔形结构

生态系统中能量的流动，是借助于“食物链”和“食物网”来实现的。食物链和食物网便是生态系统中能量流动的渠道。

（1）食物链

在我国有这样一句话“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃河泥”，这就是食与被食的链索关系。在生态系统中，生产者、消费者和分解者之间存在着一系列食与被食的关系。绿色植物制造的有机物质可以被草食动物所食，草食动物可以被肉食动物所食，小型肉食动物又可被大型肉食动物所食。这种以食物营养为中心的生物之间食与被食的链索关系称为食物链。食物链上的每一个环节，称为一个“营养级”。

食物链

在生态系统中，能量是通过生物成分之间的食物关系，在食物链上从一个营养级到下一个营养级不断地逐级向前流动的。不同的生态系统，食物链长短会有所不同，因而营养级数目也不一样。例如，海洋生态系统食物链较长，营养级数目可达6～7级；陆地生态系统的营养级数目最多不超过5级。人类干预下的草原生态系统和农田一般只有2～3级，如青草—家畜—人；谷类作物—家畜（禽）—人；谷类作物—人。植物保护，防止病虫害，都是依据食物链的理论。掌握了生物体之间的营养关系，注意量的调节，对保护动、植物资源有着重要意义。

（2）食物网

生态系统中的食物链往往不是单一的，而是由许多食物链错综复杂地交错在一起。例如，不仅家畜采食牧草，野鼠、野兔也吃牧草，同一种植物可以被不同的动物消费掉；另外，同一种动物，也可以取食不同种食物。例如沙狐既吃野兔，又吃野鼠，还吃鸟类。还有些动物，像棕熊既吃动物，又吃植物。所以，在生态系统中，各种生物之间通过取食关系存在着错综复杂的联系，这就使生态系统内多条食物链相互交结、互相联系，形成网络，被称为食物网。

食物网

食物网使生态系统中各种生物成分有着直接的或间接的联系，因而增加了生态系统的稳定性。食物网中的某一条食物链发生了障碍，可以通过其他食物链来进行调节和补偿。例如，草原上的野鼠，由于流行鼠疫而大量死亡，原来以捕鼠为食的猫头鹰并不因鼠类减少而发生食物危机。这是因为鼠类减少后，草类就会大量繁茂起来，草类可以给野兔的生长繁育提供良好的环境，野兔的数量开始增多，猫头鹰则把捕食的目标转移到野兔身上了。

食物网是生态系统中普遍而又复杂的现象，从本质上反映了生物之间的捕食关系，它是生态系统中的营养结构，又是能量流动的主要渠道。(www.xing528.com)

（3）生态金字塔

人们在研究生态系统的食物链和食物网的结构时，把每个营养级有机体的个体数量、能量及生物量，按照营养级的顺序排列起来，绘制成图，竟然和埃及金字塔的形状相似。于是人们便把这种图形称为“生态金字塔”。

食物链和食物网的结构之所以呈“金字塔”形，是由生态系统中能量流动的客观规律决定的。如前所述，生态系统中的能量流动，沿着营养级逐级上升，能量愈来愈少，这就导致前一个级的能量只够满足后一个营养级少数生物需要。营养级愈高，生物的数量必然愈少。被食者的生物量，要比捕食者的生物量大得多。例如，在一个池塘中，要有1000千克浮游植物才能维持100千克浮游动物的生活；而100千克的浮游动物才能供10千克鱼的食料。可见，无论是从生物量看，还是从能量看，以及从生物的个体数目看，它们都是呈金字塔形向上递减的，这是生态系统营养结构的特点。生态金字塔有三种类型：

①数量金字塔表示各营养级之间在一定的时间和空间内生物的数量关系，用生物的个体数目来表示。

②生物量金字塔表示各营养级之间生物的重量关系，用千克/年表示。

③能量金字塔表示各营养级之间能量的配置关系，用千焦/米·年表示。

上述三种类型中，数量金字塔没有反映在同一营养级上，有机体体积大小因种类不同而产生悬殊的差异。例如，老鼠体积明显与大象不同。在某些情况下，如成千上万的昆虫以一株或几株树为生时，就会出现倒置的数量金字塔。生物量金字塔与数目金字塔相比较，较少发生倒置，但在某些水生生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体很小，所以生活史很短。

因此，根据某一时调查的现存生物量，常低于较高营养级的生物量，使生物量金字塔也出现了倒置。所以，以个体数目或生物量作为计量的共同尺度，显然有它的欠缺之处。能量金字塔则始终能保持金字塔形，能量金字塔可在不同的生态系统或不同营养级之间用同一能量单位——焦耳为单位加以对比，是表示生态系统营养结构和能流效率的好方法。