论述能量在生态系统中传递与转化的规律。

admin2009-05-18 93

问题论述能量在生态系统中传递与转化的规律。

选项

答案能量是生态系统的动力,是一切生命活动的基础,生命的各种表现都依赖于生物与生物、生物与环境之间的能量流动与转化,没有能量流动和转化,也就没有生命和生态系统。能量在生态系统的流动和转化都是严格服从着热力学的两个基本定律的。 (1)热力学第一定律又称能量守恒定律,它指出:“在自然界的一切现象中,能量既不能被创造,也不能消灭,而只能以严格当量的比例,由一种形式转变为另一种形式。”对于生态系统来说也是如此。由生产者所固定的生物化学潜能,经过自身呼吸消耗,消费者的呼吸消耗等作用,大部分转变为热能的形式散失到环境中,而一小部分保留在生物体内,可以用简单的形式表示如下:植物固化的日光能=植物组织的化学能+植物呼吸消耗的能动物摄取的食物能=动物组织的化学能+动物呼吸消耗能+排泄物能 (2)热力学第二定律又称能量衰变定律或熵定律。作为衰变定律,可描述为:“能量在转换过程中,总存在衰变现象,即总有一部分能量从浓缩的较有序的形态,变为稀释的不能利用的形态”。能量在生态系统中流经食物链的各个营养级时,其利用转化效率也不可能是百分之百,如植物的太阳能利用率只有千分之几,甚至万分之几;动物同化植物能的效率也只有10%~20%,其余未被利用的能则散逸到环境中不能再被生物所利用,也就是说,能量在生态系统中的流动也是单向的,不可逆的。作为熵定律,热力学第二定律可描述为:“世界及其任一部分总是趋向于最大限度的无序状态或最大的熵”。对一个封闭系统来讲总是趋向于使有效能即自由能减少,而使熵增加,最后导致一切过程的终止。水总是由高处向低处流,热量总是从温度高的物体向低温物体扩散等等。但是对于一个开放的生态系统来说,可以通过自身复杂的生物结构而保持有序状态,同时通过生物群落的呼吸作用,排除无效能即热能,因而排除了无序,只要有物质和能量的不断输入,生物体就会通过自组织和建立新结构,保持系统处于一种低熵的稳定和平衡状态。如果生态系统的熵能增加过大,组织失调,系统就要受到影响和破坏,如太阳能的消失、森林火灾、乱砍滥伐、草原过牧、水产超捕、掠夺式经营等都会导致生态系统熵能或无序性增大,直至整个系统破坏。

解析

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