水域生态效率

ecological efficiency ofwaters水域生态系统能流中,营养级间能量的输入、输出分量的比值。弄清楚各种水域的食物链、食物网结构及生态效率,就能更有效地利用自然生产力,并通过人为干预,提高水域经济动物产量。

水生植物光合作用所形成的有机物质和能量,一部分为其本身的呼吸作用所消耗,剩余的才是提供给下一营养级的净初级产量。植食性动物不可能把全部净初级产量都利用,被它们利用的那一部分(摄食量)也有一些不能被同化而形成粪块排出体外。被同化吸收的量(同化量)有相当一部分用于机体的生命活动,转变成热能而散失,还有一部分以尿液形式排出,其余的才是用于生长和繁殖(生产量)。肉食性动物对植食性动物能量的转移基本上也是这样。因此贮存于植物体中的能量沿食物链传递时有大量的消耗,能流越来越细,营养级间的能量转移效率平均只有10%左右。这就是美国生态学家林德曼(R.L.Lindeman)提出的“十分之一递减律”。这种营养级间能量的转移效率,可用下式表示:

10%这个具体数字不是绝对的。不同生态系统或各个营养级间有很大变化,但能量通过各营养级时迅速减少则是普遍规律。随着营养级逐级过渡,其净化率也逐级递减, 呈金字塔形。

水域生态系统平均生态效率通常比陆地的高,因为水域营养级间的利用效率较高。水生动物多为变温动物,不必消耗很多能量于维持体温。在海洋中, 大洋区的食物链较长,平均生态效率较低(10%左右);沿岸水域的食物链较短,平均生态效率较高(15%左右);上升流区的食物链最短,平均生态效率最高(可达20%),因而有最高的鱼产量。另一方面,食物网中水平环节越多,能量在一个营养级内被减少得越厉害,就要影响营养级所能获得的潜在产量(见图)。

食物链分枝造成能量输出减少的简例