能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一，是高考的重點。在本節(jié)課中有幾個容易迷惑的地方，筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，淺做分析，不足之處，敬請指教：

一、能量傳遞效率是指營養(yǎng)級之間的傳遞效率

自然界中的食物鏈和食物網(wǎng)是物種和物種之間的營養(yǎng)關(guān)系，為了使生物之間復(fù)雜的營養(yǎng)關(guān)系變得更加簡明，以便進(jìn)行定量的能流分析，生態(tài)學(xué)家提出了營養(yǎng)級的概念。一個營養(yǎng)級是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和，因此營養(yǎng)級之間的關(guān)系是指一類生物和處在不同營養(yǎng)層次上另一類生物之間的關(guān)系。

高中階段提到的生態(tài)系統(tǒng)中的能量傳遞效率10%～20%指的是營養(yǎng)級之間的傳遞效率。因此，如果挑出某生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈來單獨研究，能量的傳遞效率不一定符合10%～20%；同理，兩個營養(yǎng)級之間的兩個個體中所含的能量也沒有明確的數(shù)學(xué)關(guān)系。

二、食物獲取量、攝入量、同化量、有機物積累量

食物獲取量是指捕食者捕獲到的食物量。攝入量是指生物所攝取的能量。同化量，是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且儲存能量的變化過程。有機物的積累量是指同化量減去呼吸作用以熱的形式散失的能量。

以一只狼捕獲了一只鹿為例，這一整只鹿就是食物獲取量；狼吃的部分屬于攝入量；攝入的部分又不能全部消化吸收，消化吸收的部分就是同化量（即流入該營養(yǎng)級的能量），未吸收的部分主要是指糞便（屬于上一營養(yǎng)級的能量）。

三、賽達(dá)伯格湖中未利用的能量去哪兒了

生態(tài)學(xué)家對能量流動的調(diào)查多見于水生生態(tài)系統(tǒng)，因為水生生態(tài)系統(tǒng)邊界明確，整個生態(tài)系統(tǒng)封閉性較強，與周圍環(huán)境的能量交換量小，內(nèi)環(huán)境比較穩(wěn)定，便于計算能量的輸入量和輸出量。

在教材“賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解”中，每個營養(yǎng)級的能量去向多了一個，即未利用的能量。對于未利用的能量，課本上給出的解釋是：未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個營養(yǎng)級和分解者利用的能量，那么這部分能量到底哪兒去了呢？賽達(dá)伯格湖是一個北方典型的泥炭沼澤湖。實際上，在賽達(dá)伯格湖中，每年都有大量的動植物有機體沉積到了湖底，經(jīng)過逐年累積形成了北方泥炭沼澤湖特有的沉積物——泥炭，故未利用的能量實際上是指轉(zhuǎn)移到了泥炭中的能量。

四、生態(tài)金字塔——能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔

生態(tài)金字塔是指各個營養(yǎng)級之間的數(shù)量關(guān)系，這種數(shù)量關(guān)系可采用能量單位、個體數(shù)量單位和生物量單位，采用這些單位所構(gòu)成的生態(tài)金字塔就分別稱為能量金字塔、數(shù)量金字塔和生物量金字塔。

能量金字塔是利用各營養(yǎng)級的同化量來構(gòu)成的生態(tài)金字塔。能量從一個營養(yǎng)級到另一個營養(yǎng)級的流動是逐漸減少的，因而能量金字塔是下寬上窄的正錐體，不可能出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)的情況。

數(shù)量金字塔是C.S.Elton在1927年首先提出來的。通常情況下，沿著食物鏈的方向，各個環(huán)節(jié)上的生物數(shù)量逐漸減少，因此數(shù)量金字塔一般也是下寬上窄的正錐體。數(shù)量金字塔可能出現(xiàn)倒錐形，例如一顆大樹上生活著數(shù)量眾多的植食性昆蟲，就表現(xiàn)為明顯的上寬下窄的倒金字塔形。因此，數(shù)量金字塔的缺點是它忽視了生物的重量因素，如一頭大象和一只昆蟲，生物數(shù)量都是1，但是它們的重量卻差別太大，難以類比。

生物量金字塔以生物組織的干重表示每一營養(yǎng)級中生物的總重量。從低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級，生物的生物量通常是逐漸減少的，因此生物量金字塔一般也是上寬下窄的正錐體。生物量金字塔也可能出現(xiàn)倒錐形，如在湖泊和開闊海洋中，微小的單細(xì)胞藻類是主要的初級生產(chǎn)者，這些微型藻類世代歷期短、繁殖迅速，只能積累很少的有機物質(zhì)，并且浮游動物對它們的取食強度大，因此，常表現(xiàn)為一個倒錐形的生物量金字塔。

五、有關(guān)能量流動的計算

能量流動的計算是高考常考的考點之一，以下題為例：

為緩解人口增長帶來的世界性糧食緊張狀況，人類可以適當(dāng)改變膳食結(jié)構(gòu)。若將（草食）動物性與植物性食物的比例由1：1調(diào)整為1：4，地球可供養(yǎng)的人口數(shù)量是原來的 倍。（能量傳遞效率按10%計算，結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位數(shù)字）

解題：第一步：畫出食物鏈（網(wǎng)）：

第二步：尋找切入點：

本題中有兩個條件，一是植物的總量不變，二是人改變了膳食結(jié)構(gòu)，我們應(yīng)該沿著食物鏈從前向后分析還是從后向前分析呢？如果從前向后分析，我們不知道植物的總能量中有多少比例直接流向了人，有多少比例直接流向了草食性動物，所以應(yīng)該是從后向前分析。注意：此題的關(guān)鍵在于求出人改變膳食結(jié)構(gòu)前后所需要的植物的變化量。

第三步：計算：

設(shè)人的能量為a，求需要的植物的量。調(diào)整前：a×1/2÷10%+a×1/2÷10%÷10%=55a；調(diào)整后：a×4/5÷10%+a×1/5÷10%÷10%=28a，所以供養(yǎng)人所需的植物的量變?yōu)樵瓉淼?8a÷55a，而植物的總量不變，所以這些植物可供養(yǎng)的人變?yōu)樵瓉淼?5a÷28a≈1.96。

（作者單位：山東省濰坊中學(xué)）