根据热力学第二定律 ， 即一切过程都伴随着能量的改变 ， 在能量的传递和转换过程中 ， 除了一部分可以继续传递和做功的能量（自由能）外 ， 总有一部分不能继续传递和做功 ， 而以热的形式消散 ， 这部分能量使熵和无序性增加 。 在生态系统中当能量从一种形式转换为另一种形式的时候 ， 转换效率绝不能是百分之百 。 这是因为：
（1）绿色植物在自然条件下 ， 光能利用率很低 ， 仅有1％左右 。 而且 ， 绿色植物所获得的能量也根本不可能被草食动物全部利用 ， 因为它的根、茎秆和果壳中的坚硬部分以及枯枝落叶都是不能被草食动物全部利用的 。
（2）即使在已经采食的食物中 ， 也有一部分不能消化 ， 作为粪便排出体外 。 由于这一系列原因 ， 草食动物利用的能量 ， 一般仅为绿色植物所含总量的5％～20％ 。 同样的道理 ， 肉食动物所利用的能量 ， 也要小于草食动物的能量 。
不难看出 ， 自然生态系统中的能量流动 ， 具有两个显著的特点：
（1）能量在生态系统中的流动 ， 是沿着生产者和各级消费者的顺序逐级减少的 。 能量在流动过程中 ， 一部分用于维持新陈代谢活动而被消耗 ， 同时在呼吸中以热的形式散发到环境中去；只有一小部分用于合成新的组织或作为潜能贮存起来 。 因此在生态系统中 ， 能量的传递效率是很低的 。 所以 ， 能流也就愈流愈细 。
一般来说 ， 能量沿着绿色植物→草食动物→一级肉食动物→二级肉食动物逐级流动 。 通常 ， 后者所获得的能量大体上等于前者所含能量的十分之一 ， 称为“十分之一定律” 。 这种层层递减是生态系统中能量流动的一个显著特点 。
（2）能量流动是单一方向的 。 这是因为 ， 能量以光能的状态进入生态系统后 ， 就不能再以光能的形式 ， 而是以热能的形式逸散于环境之中 。 被绿色植物截取的光能 ， 绝不可能再返回到太阳中去；同样 ， 草食动物从绿色植物中所获得的能量 ， 也绝不可能再返回绿色植物 ， 所以 ， 能量流动是单程的 ， 只能一次流过生态系统 ， 因而是非循环的 ， 能量在生态系统中的流动是不可逆的 。
2.能量流动的渠道自然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” 。
【电脑知识|生态系统的功能有哪些，生态系统的主要功能包括】食物链在自然生态系统中 ， 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 。
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