备课素材：林德曼效率定律适用条件-高二上学期生物人教版选择性必修2

林德曼效率定律适用条件人教2019版高中生物学选择性必修二说，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%——20%，这就是林德曼效率定律：那么，林德曼定律有哪些适用的条件？林德曼效率定律是1941年由国耶鲁大学生态学家林德曼在其发表的《一个老年湖泊内的食物链动态》的研究报告中提出来的。他对500000m2的湖泊做了野外调查和研究后，用确切的数据说明：生物量从绿色植物向食草动物、食肉动物等按食物链的顺序在不同营养级上转移时，有稳定的数量级比例关系，从绿色植物开始的能量流动过程中，后一营养级获得的（同化）能量约为前一营养级（同化）能量的10%，其余90%的能量因呼吸作用或分解作用而以热能的形式散失。定律的应用是有条件的。第一个条件，此定律适用于处于平衡状态的生态系统。1942年，林德曼指出：生态系统中能量与物质的流动在不同的营养级之间存在的定量关系是维持所有生态系统稳定的重要因素。由此可见，稳定的生态系统是林德曼效率定律的基础。流到下一营养级生物的能量之所以这么少，就是因为对于一个稳定的生态系统来说，只有上一营养级处于相对的稳定状态，才能使下一营养级生物有可能处于相对的稳定状态。因此，能量大部分是被用于本营养级生物体自身的呼吸、生长发育和繁殖等生命活动，也就是说绝大部分的能量是用来自己需要的，只有很少的一部分才流向下一营养级的生物。也只有这样，才能使整个生态系统处于比较稳定的状态中。第二个条件，此定律适用的对象是生态系统中整个食物网上处于上下营养级的所有生物，而不只是在食物网中一条简单的食物链上的上下营养级的生物，更不是表现为捕食关系的两个生物的能量转换效率。在教学中，往往会出现一些错误的应用。如，若生产者有5000kg,按能量最大传递效率计算，位于第三营养级的生物可增加kg(2003年上海卷第40题)。再如如果一个人食物有12来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉。假如传递效率为10%，那么该人每增加1kg体重，约消耗植物kg(2004年上海卷第21题)。根据命题者的思路或参考答案，不难看出他们是根据能量流动的“十分之一”定律推出“吃十长一”的。这样的观点还有很多，比比皆是。这些论点，都把林德曼效率理解为“吃十长一”定律，这是严重违背了林德曼效率的原理的。因为林德曼效率是建立在营养级水平之上的，它的适用对象是营养级而不是具体的某个生物个体，能量流动效率之所以这么低，就是因为生物体把所获得的能量大部分胜于自己的呼吸生长发育和繁殖后代的生命活动。在保证自身能生存的前提下，才有很少的一部分能量进入了下一营养级，被下一营养级的生物所利用。林德曼效率不能体现在单一食物链上的处于前后营养级的两种生物，更不是两个有着捕食关系的生物个体之间的能量转换。如果在一个小型的生态系统中，或是某个开放的生态系统或是人工生态系统，当后一营养级的生物把前一营养级的生物大部分吃了，此时，林德曼效率将大大地高于10%，但该生态系统将处于不稳定的状态，它可能会退化而重新建立新的平衡。生态系统的奇妙之处就是在于各营养级生物之间相互制约，长期共存，若其中的某个环节处于不稳定的状态，则食物链就可能由此断裂，生态系统就不能完成其“能量流动和物质循环”的功能；而在现有的关于