能量流动的特点是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,再依次流向后面的各个营养级.一般不能逆向流动.这是由于动物之间的捕食关系确定的.如狼捕食羊,但羊不能捕食狼.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人后一个营养级,能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的.能量在沿食物链传递的平均效率为10%~20%,即一个营养级中的能量只有10%~20%的能量被下一个营养级所利用. 摄食量(I):表示一个生物所摄取的能量;对植物来说,它代表光合作用所吸收的日光能;对于动物来说,它代表动物吃进的食物的能量.
同化量(A):对于动物来说,同化量表示消化道后吸收的能量(吃进的食物不一定都能吸收).对分解者来说是指细胞外的吸收能量;对植物来说是指在光合作用中所固定的日光能,即总初级生产量(GP).
呼吸量(R):指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中所消耗的全部能量.
生产量(P):指生物在呼吸消耗后净剩的同化能量值,它以有机物质的形式累积在生物体内或生态系统中.对植物来说,它是净初级生产量(NP);对动物来说,它是同化量扣除维持呼吸量以后的能量值,即P
= A - R.
利用以上这些参数可以计算生态系统中能流的各种效率.最重要的是下面3个:
1.同化效率(assimilation
efficiency)指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例,或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例.
同化效率=被植物固定的能量/植物吸收的日光能
或 =被动物消化吸收的能量/动物摄食的能量
2. 生产效率(production efficiency)指形成新生物量的生产能量占同化能量的百分比.
生产效率=n营养级的净生产量/n营养级的同化能量
有时人们还分别使用组织生长效率(即前面所指的生长效率)和生态生长效率,则
生态生长效率=n营养级的净生产量/n营养级的摄入能量
3. 消费效率(consumption efficiency)指n+1营养级消费(即摄食)的能量占n营养级净生产能量的比例.
消费效率=n+1营养级的消费能量/n营养级的净生产量
所谓林德曼效率(Lindemans
efficiency)是指n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比,相当于同化效率、生长效率与消费效率的乘积.但也有学者把营养级间的同化能量之比值视为林德曼效率.