简述生态系统物流和能流的规则

生态体系遵从的基本规律探究

在生态体系中，物流与能流都遵循着一些核心规律，这些规律构成了生态体系运转的基础。

一、物流的规律特点：

我们要了解的是物质不灭规律。尽管化学方法可以改变物质的成分，但物质的量始终保持不变。在一般的化学变化过程中，我们察觉不到物质在量上的增减。这一规律在生态学中是适用的，使得物流过程平衡表的编制成为可能。

质能转化与守恒规律也是生态体系的重要原则。相对论告诉我们，质量和能量是一个统一体，它们的总量在任何过程中都是不变的。在生态体系中的各类化学、物理学和生物学进程中，虽然存在所谓的“质量亏本”，但经典的物质不灭规律或质量守恒规律依然有效。

二、能流的规则与特点：

能量是生态体系的动力基础，所有的生命活动都伴随着能量的转化和流动。太阳能是生态体系中能量的主要来源。植物只能将一小部分的生理辐射能转化为化学能并储存在有机物中，对太阳辐射能的利用率通常在1%至5%之间。

在能量的转化和流动过程中，生态学同样遵循基本的热力学规律。首先是热力学第一定律，也就是能量守恒规律。热量和机械功之间可以转化，且存在确定的数量关系。生态体系中的能量转化和流动过程都可以根据热力学第一定律进行定量描述，可以列出能量平衡式并编制能量平衡表。

还有热力学第二定律，它描述了能量功率和能流方向。自然界中的自发过程，能量的传递都有一定方向，任何能量转化都不可能达到100%的效率。在生态体系中，能量的传递和转化也遵循这一规律。一部分能量在传递过程中通过呼吸作用变为热而消散，其余的能量则用于做功、形成新的生物组织或以物质的化学潜能形式储存。

我们还可以借助普利高津的耗散结构理论来理解生态体系。生物体系是一个远离平衡态的开放热力学体系。生物通过与环境进行物质能量的交流，通过“自组织”和建立新结构，引进负熵值，形成并维持一种内部高度有序的低熵状态。通过呼吸作用和做功，不断将正熵值转移到环境中，消除无序，维持体系的稳定和有序。为了保持自身的稳定和发展，生态体系需要不断输入能量，消除无序，形成有用的耗散结构。