理應(yīng)先“轉(zhuǎn)化”而后“傳遞”

【摘 要】在引用人教版高中生物教材所給生態(tài)系統(tǒng)的能量流動定義的基礎(chǔ)上，通過對定義中動詞的解釋和對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程的系統(tǒng)論分析，對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的定義進(jìn)行分析，以期與學(xué)界同仁共同探討。

【關(guān)鍵詞】系統(tǒng)論 系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng) 能量流動

【中圖分類號】G634 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）18-0032-02

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動為生態(tài)系統(tǒng)的各種運(yùn)動提供著動力，如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在一段較長時(shí)期內(nèi)沒有能量輸入，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。由此可見，能量流動對維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定有著重大意義。然而，筆者認(rèn)為人教版高中教材《生物3必修穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》（下文簡稱教材）所給生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的定義不是十分嚴(yán)謹(jǐn)，本文在引用教材所給定義的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行分析并提出修改建議，以期與學(xué)界同仁共同探討。

一 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的定義

教材首先介紹了生態(tài)系統(tǒng)的概念和基本結(jié)構(gòu)，為后續(xù)介紹生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)做好鋪墊。然后依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)中食物鏈和食物網(wǎng)的知識指出，一切生命活動都伴隨著能量的變化，沒有能量的輸入也就沒有生命和生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)而給出了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的定義：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。然后介紹了能量流動的過程和特點(diǎn)以及研究能量流動的實(shí)踐意義。

二 對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動定義的分析及修改建議

從教材所給生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的定義我們可以發(fā)現(xiàn)，該定義的關(guān)鍵詞是描述生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程的四個(gè)動詞“輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失”，用這四個(gè)動詞將生態(tài)系統(tǒng)的能量流動情況進(jìn)行描述便可得到生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的定義。因此，筆者嘗試從這四個(gè)動詞的本意入手，基于系統(tǒng)論的基本觀點(diǎn)對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程進(jìn)行分析，并提出對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動定義的修改建議。

1.對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動定義中動詞的解釋

為了分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的定義，筆者專門查閱了由中國社會科學(xué)院語言研究所詞典編輯室編、由商務(wù)印書館于2003年出版的《現(xiàn)代漢語詞典》（下文簡稱詞典）。詞典將“輸入”解釋為：（1）從外部送到內(nèi)部；（2）商品或資本從國外進(jìn)入某一國；（3）科學(xué)技術(shù)上指能量、信號等進(jìn)入某機(jī)構(gòu)或裝置。詞典將“傳遞”解釋為：一個(gè)接一個(gè)送過去，輾轉(zhuǎn)遞送。詞典將“轉(zhuǎn)化”解釋為：（1）轉(zhuǎn)變，改變；（2）矛盾的雙方經(jīng)過斗爭，在一定條件下，各自向著和自己相反的方面轉(zhuǎn)變，向著對立方面所處的地位轉(zhuǎn)變。詞典將“散失”解釋為：（1）分散遺失；（2）（水分等）消散失去。

2.對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程的系統(tǒng)論分析

教材首先運(yùn)用示意圖介紹了能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況，然后運(yùn)用能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖將視野從能量流經(jīng)種群的情況拓寬到能量流經(jīng)營養(yǎng)級的情況，再運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖介紹了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動情況。這種從小到大的介紹方法符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有利于學(xué)生通過“螺旋上升”來建構(gòu)自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。然而，從這三個(gè)層次的能量流動情況來看，無論將一個(gè)種群、一個(gè)營養(yǎng)級還是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)看作一個(gè)開放系統(tǒng)，系統(tǒng)的能量流動都首先要有能量的“輸入（從系統(tǒng)外部送到系統(tǒng)內(nèi)部）”，否則也就沒有生命和生態(tài)系統(tǒng)；能量的“散失（分散遺失）”貫穿整個(gè)能量流動過程；然而，就能量的“傳遞”和“轉(zhuǎn)化”而言，筆者認(rèn)為，能量的“轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)變?yōu)楸痉N群或本營養(yǎng)級的能量）”應(yīng)該在能量的“傳遞（一個(gè)種群接一個(gè)

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* 本文得到了寧夏大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的資助（編號：2015ZHB33）

種群或一個(gè)營養(yǎng)級接一個(gè)營養(yǎng)級送過去）”之前完成。

從能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況來看，可以將這個(gè)種群看作生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)要素或者這個(gè)種群所屬那個(gè)營養(yǎng)級的一個(gè)子系統(tǒng)。從教材所給示意圖可以明顯看出，能量輸入該系統(tǒng)后，有一部分能量散失了，另一部分能量則被種群儲存了起來。教材也指出，生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者（第一營養(yǎng)級）是通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而固定在它們所制造的有機(jī)物中。那么，生產(chǎn)者中的某個(gè)種群系統(tǒng)必然也是通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而固定在該系統(tǒng)所制造的有機(jī)物中。因此，種群系統(tǒng)的能量儲存過程就是將“輸入”到該系統(tǒng)的部分能量“轉(zhuǎn)化”為本系統(tǒng)能量的過程。而且，也只有通過能量“轉(zhuǎn)化”讓種群儲存了能量，才能實(shí)現(xiàn)一個(gè)種群接一個(gè)種群地把能量“傳遞”下去。也就是說，從種群層次的系統(tǒng)來看，能量“輸入”該系統(tǒng)時(shí)系統(tǒng)先將能量“轉(zhuǎn)化”為該種群系統(tǒng)的能量，再從該種群系統(tǒng)“傳遞”到下一個(gè)營養(yǎng)級的種群系統(tǒng)。

從能量流經(jīng)一個(gè)營養(yǎng)級的情況來看，可以將該營養(yǎng)級看作生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。就能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級（生產(chǎn)者）的情況而言，生產(chǎn)者先通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而固定在生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物中而完成該系統(tǒng)的能量“輸入”。能量輸入第一營養(yǎng)級系統(tǒng)后，一部分能量在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失了；一部分用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動，儲存在植物體的有機(jī)物中。從上述過程可以看出，能量“輸入”第一營養(yǎng)級這個(gè)系統(tǒng)的過程本身也是該系統(tǒng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化的過程。只有生產(chǎn)者先通過“轉(zhuǎn)化”將能量儲存在植物體的有機(jī)物中，然后才能通過初級消費(fèi)者攝入而“傳遞”到初級消費(fèi)者。就能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級（初級消費(fèi)者）的情況而言，通過初級消費(fèi)者攝入，能量從生產(chǎn)者“傳遞”到初級消費(fèi)者，也就是能量“輸入”第二營養(yǎng)級這個(gè)系統(tǒng)。從教材所給示意圖也可以明顯看出，能量流入第二營養(yǎng)級這個(gè)系統(tǒng)后，通過該系統(tǒng)的“同化”將“輸入”到該系統(tǒng)的部分能量用于該系統(tǒng)生長發(fā)育和繁殖而將“輸入”到該系統(tǒng)的部分能量“轉(zhuǎn)化”為本系統(tǒng)的能量。然后，能量才從該營養(yǎng)級系統(tǒng)“傳遞”到下一個(gè)營養(yǎng)級系統(tǒng)。也就是說，從營養(yǎng)級層次的系統(tǒng)來看，能量“輸入”該系統(tǒng)后先“轉(zhuǎn)化”為該營養(yǎng)級系統(tǒng)的能量，再從該營養(yǎng)級系統(tǒng)“傳遞”到下一個(gè)營養(yǎng)級系統(tǒng)。當(dāng)然，在能量流經(jīng)營養(yǎng)級系統(tǒng)的整個(gè)過程中都伴隨著能量的“散失”。

從能量流經(jīng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的情況來看，如果把該生態(tài)系統(tǒng)看作一個(gè)系統(tǒng)，則該生態(tài)系統(tǒng)中的每一個(gè)營養(yǎng)級都是該系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。能量在第三、第四營養(yǎng)級的變化與第二營養(yǎng)級的情況大致相同。將各個(gè)既相互區(qū)別又相互聯(lián)系的營養(yǎng)級系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來便形成了生態(tài)系統(tǒng)，將各個(gè)既相互區(qū)別又相互聯(lián)系的營養(yǎng)級系統(tǒng)的能量流動有機(jī)結(jié)合起來便形成了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。也就是說，從生態(tài)系統(tǒng)的層次來看，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是由組成該生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)營養(yǎng)級這些子系統(tǒng)先將“輸入”到本系統(tǒng)的部分能量“轉(zhuǎn)化”為本系統(tǒng)的能量，再從該營養(yǎng)級系統(tǒng)“傳遞”到下一個(gè)營養(yǎng)級系統(tǒng)這樣有機(jī)結(jié)合而形成的。換句話說，從生態(tài)系統(tǒng)的層次來看，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程是能量“輸入”該系統(tǒng)后由該系統(tǒng)的各個(gè)不同營養(yǎng)級的子系統(tǒng)先將“輸入”的能量“轉(zhuǎn)化”為該子系統(tǒng)的能量，再從該子系統(tǒng)“傳遞”到下一個(gè)子系統(tǒng)而形成生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。當(dāng)然，能量流動的整個(gè)過程中都伴隨著能量的“散失”。

3.對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動定義的建議

從上述對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動定義中行為動詞的解釋和對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程的系統(tǒng)論分析來看，不管從能量流經(jīng)一個(gè)種群、一個(gè)營養(yǎng)級、一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的情況來看，還是從能量在太陽和生態(tài)系統(tǒng)組成的這個(gè)大系統(tǒng)中的流動情況來看，能量流動都理應(yīng)是先“轉(zhuǎn)化”而后“傳遞”。因此，筆者認(rèn)為，我們應(yīng)該把生態(tài)系統(tǒng)的能量流動定義修改為：“生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、轉(zhuǎn)化、傳遞和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動?！?/p>

三 結(jié)束語

現(xiàn)代系統(tǒng)論將地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈列為六個(gè)開放復(fù)雜巨系統(tǒng)（宇宙系統(tǒng)、地理系統(tǒng)、生物圈系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、人體系統(tǒng)和大腦系統(tǒng)）之一，且認(rèn)為與總系統(tǒng)同維的分系統(tǒng)也是開放復(fù)雜巨系統(tǒng)。因此，無論我們研究的生態(tài)系統(tǒng)的空間范圍是大是小，生態(tài)系統(tǒng)都是一個(gè)非常復(fù)雜的開放系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動也是能量在一個(gè)多子系統(tǒng)和多要素的開放系統(tǒng)中進(jìn)行的非常復(fù)雜的流動。因此，對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的研究也是一項(xiàng)十分艱巨而復(fù)雜的工作。在引用人教版高中生物教材所給生態(tài)系統(tǒng)的能量流動定義的基礎(chǔ)上，嘗試通過對定義中動詞的解釋以及對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程的系統(tǒng)論分析，對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動定義進(jìn)行分析只是筆者對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的一點(diǎn)粗淺認(rèn)識，錯(cuò)漏之處希望學(xué)界同仁批評指正。

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〔責(zé)任編輯：林勁〕