食物链层次上的能流分析

　　对生态系统中的能量流动进行研究可以在种群、食物链和生态系统三个层次上进行，所获资料可以互相补充，有助于了解生态系统的功能。

　　在食物链层次上进行能流分析是把每一个物种都作为能量从生产者到顶位消费者移动过程中的一个环节，当能量沿着一个食物链在几个物种间流动时，测定食物链每一个环节上的能量值，就可提供生态系统内一系列特定点上能流的详细和准确资料。1960年，F．B．Golley在密执安荒地对一个由植物、田鼠和鼬三个环节组成的食物链进行了能流分析（图5-27）。从图中可以看到，食物链每个环节的净初级生产量（NP）只有很少一部分被利用。例如99.7％的植物没有被田鼠利用，其中包括未被取食的（99.6％）和取食后未被消化的（0.1％），而田鼠本身又有62.8％（包括从外地迁入的个体）没有被食肉动物鼬所利用，其中包括捕食后未消化的1.3％。能流过程中能量损失的另一个重要方面是生物的呼吸消耗（R），植物的呼吸消耗比较少，只占总初级生产量（GP）的15％。但田鼠和鼬的呼吸消耗相当高，分别占各自总同化能量的97％和98%，这就是说，被同化能量的绝大部分都以热的形式消散掉了，而只有很小一部分被转化成了净次级生产量。由于能量在沿着食物链从一种生物到另一种生物的流动过程中，未被利用的能量和通过呼吸以热的形式消散的能量损失极大，致使鼬的数量不可能很多，因此鼬的潜在捕食者（如猫头鹰）即使能够存在的话，也要在该研究地区以外的大范围内捕食才能维持其种群的延续。

　　最后应当指出的是，Golley所研究的食物链中的能量损失，有相当一部分是被该食物链以外的其他生物取食了，据估计，仅昆虫就吃掉了该荒地植物生产量的24％。另外，在这样的生态系统中，能量的输入和输出是经常发生的，当动物种群密度太大时，一些个体就会离开荒地去寻找其他的食物，这也是一种能量损失。另一方面，能量输入也是经常发生的，据估算，每年从外地迁入该荒地的鼬为13500大卡／公顷·年。