5．4．1　生态系统能量传递的热力学定律

能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础。能量流动是生态系统的重要功能之一。能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学第一定律和热力学第二定律。

热力学第一定律又称为能量守恒定律。可表述为：在自然界发生的所有现象中，能量既不能消失也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。依据这个定律，若体系的能量增加，环境的能量就要减少，反之亦然。生态系统也是如此，如光合作用产物所含的能量多于光合作用反应物所含有的能量，其增加的能量等于环境中太阳辐射所减少的能量，但总能量不变，所不同的是太阳能转化为化学能输入了生态系统，故表现为生态系统对太阳能的固定。

热力学第二定律是对能量传递和转化的一个重要概括：在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变，在能量的传递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和做功外，总有一部分不能继续传递和做功，而以热的形式消散，这部分能量使系统的熵和无序性增加。对生态系统来说，当能量以食物的形式在生物之间传递时，食物中相当一部分能量转化为热而消散掉（使熵增加），其余则用于合成新的组织而作为潜能贮存下来。所以，动物在利用食物中的潜能时把大部分转化成了热，只把一小部分转化为新的潜能。因此，能量在生物之间每传递一次，一大部分的能量就被转化为热而损失掉，这也就是为什么食物链的环节和营养级数一般不会多于5～6个以及能量金字塔必定呈尖塔形的热力学解释。