2012年公共營(yíng)養(yǎng)師(三級(jí))考試輔導(dǎo)資料：生態(tài)效率

2012年公共營(yíng)養(yǎng)師（三級(jí))考試輔導(dǎo)資料：生態(tài)效率

    在生產(chǎn)力生態(tài)學(xué)研究中，估計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的能量傳遞效率是很有用的。能流過(guò)程中各個(gè)不同點(diǎn)上能量之比值，可以稱為傳遞效率（transfer efficiency)。Odum曾稱之為生態(tài)效率，但一般把林德曼效率稱為生態(tài)效率。由于對(duì)生態(tài)效率曾經(jīng)給過(guò)不少定義，而且名詞比較混亂，Kozlovsky（1969)曾加以評(píng)述，提出最重要的幾個(gè)，并說(shuō)明其相互關(guān)系。

　　攝食量（I)：表示一個(gè)生物所攝取的能量；對(duì)植物來(lái)說(shuō)，它代表光合作用所吸收的日光能；對(duì)于動(dòng)物來(lái)說(shuō)，它代表動(dòng)物吃進(jìn)的食物的能量。

　　同化量（A)：對(duì)于動(dòng)物來(lái)說(shuō)，同化量表示消化道后吸收的能量（吃進(jìn)的食物不一定都能吸收)。對(duì)分解者來(lái)說(shuō)是指細(xì)胞外的吸收能量；對(duì)植物來(lái)說(shuō)是指在光合作用中所固定的日光能，即總初級(jí)生產(chǎn)量（GP)。

　　呼吸量（R)：指生物在呼吸等新陳代謝和各種活動(dòng)中所消耗的全部能量gydjdsj.org.cn。

　　生產(chǎn)量（P)：指生物在呼吸消耗后凈剩的同化能量值，它以有機(jī)物質(zhì)的形式累積在生物體內(nèi)或生態(tài)系統(tǒng)中。對(duì)植物來(lái)說(shuō)，它是凈初級(jí)生產(chǎn)量（NP)；對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)，它是同化量扣除維持呼吸量以后的能量值，即P = A - R.

　　利用以上這些參數(shù)可以計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)中能流的各種效率。最重要的是下面3個(gè)：

　　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，或被動(dòng)物攝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 =被動(dòng)物消化吸收的能量/動(dòng)物攝食的能量

　　2. 生產(chǎn)效率（production efficiency)指形成新生物量的生產(chǎn)能量占同化能量的百分比。

　　生產(chǎn)效率=n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量

　　有時(shí)人們還分別使用組織生長(zhǎng)效率（即前面所指的生長(zhǎng)效率)和生態(tài)生長(zhǎng)效率，則生態(tài)生長(zhǎng)效率=n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入能量

　　3. 消費(fèi)效率（consumption efficiency)指n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)（即攝食)的能量占n營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈生產(chǎn)能量的比例。

　　消費(fèi)效率=n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)能量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量

　　所謂林德曼效率（Lindemans efficiency)是指n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量占n營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量之比，相當(dāng)于同化效率、生長(zhǎng)效率與消費(fèi)效率的乘積。但也有學(xué)者把營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的同化能量之比值視為林德曼效率。

　　一般說(shuō)來(lái)，大型動(dòng)物的生長(zhǎng)效率要低于小型動(dòng)物，老年動(dòng)物的生長(zhǎng)效率要低于幼年動(dòng)物。肉食動(dòng)物的同化效率要高于植食動(dòng)物。但隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的增加，呼吸消耗所占的比例也相應(yīng)增加，因而導(dǎo)致在肉食動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈生產(chǎn)量的相應(yīng)下降。從利用效率的大小可以看出一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)對(duì)下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的相對(duì)壓力，而林德曼效率似乎是一個(gè)常數(shù)，即10%，生態(tài)學(xué)家通常把10%的林德曼效率看成是一條重要的生態(tài)學(xué)規(guī)律。

　　但近來(lái)對(duì)海洋食物鏈的研究表明，在有些情況下，林德曼效率可以大于30%.對(duì)自然水域生態(tài)系統(tǒng)的研究表明，在從初級(jí)生產(chǎn)量到次級(jí)生產(chǎn)量的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中醫(yī)學(xué).全在線gydjdsj.org.cn，林德曼效率大約為15～20%；就利用效率來(lái)看，從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)往后可能會(huì)略有提高，但一般說(shuō)來(lái)都處于20～25%的范圍之內(nèi)。這就是說(shuō)，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量將會(huì)有75～80%通向碎屑食物鏈。

　　生態(tài)效率的概念也可用于物種種群的研究。例如，非洲象種群對(duì)植物的利用效率大約是9.6%，即在3.1×106J／m2的初級(jí)生產(chǎn)量中只能利用3.0×105J/m2；草原田鼠（Microtus)種群對(duì)食料植物的利用效率大約是1.6%，而草原田鼠營(yíng)養(yǎng)環(huán)節(jié)的林德曼效率卻只有0.3%，這是一個(gè)很低的值。我們通常認(rèn)為是很重要的一些物種，最終發(fā)現(xiàn)它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)能量傳遞中所起的作用卻很小。例如， 1970年，G. C. Varley曾計(jì)算過(guò)棲息在Wytham森林中的很多脊椎動(dòng)物的利用效率，這些動(dòng)物都依賴櫟樹為生，其中大山雀的利用效率為0.33%，鼩鼱的利用效率為0.10%，林姬鼠為0.75%，即使是這里的優(yōu)勢(shì)種類，也只能利用該森林凈初級(jí)生產(chǎn)量的1%.草原生態(tài)系統(tǒng)中的植食動(dòng)物通常比森林生態(tài)系統(tǒng)中的植食動(dòng)物能利用較多的初級(jí)生產(chǎn)量。在水生生態(tài)系統(tǒng)中，食植物的浮游動(dòng)物甚至可以利用更高比例的凈初級(jí)生產(chǎn)量。1975年，Whittaker對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)中凈初級(jí)生產(chǎn)量被動(dòng)物利用的情況提供了一些平均數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明，熱帶雨林大約有7%的凈初級(jí)生產(chǎn)量被動(dòng)物利用，溫帶闊葉林為5%，草原為10%，開闊大洋40%和海水上涌帶35%.可見，在森林生態(tài)系統(tǒng)中，凈生產(chǎn)量的絕大多數(shù)都通向了碎屑食物鏈gydjdsj.org.cn。