用热力学解释为什么食物链的环节和营养级数一般不超过5-6个以及能量金字塔必定呈尖塔型

Question

用热力学解释为什么食物链的环节和营养级数一般不超过5-6个以及能量金字塔必定呈尖塔型

Answer 1

这个问题可以用热力学第二定律给你一个解释,即：
热力学第二定律：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源吸取热量（能量）使之完全转换为有用的功（即下一级食物链的生物）而不产生其他影响.
生物界中物理学上的热辐射散失,是指放热前体是呼吸作用,那么其产生的能量不是全部用来进行自身代谢,生物需要维持体温,出汗蒸发使身体温度下降,呼吸作用是将吸收的食物转化为能量,但是只有一部分的能量留下了参与其本身身体代谢,转化为了稳定的物质（生物本身质量的增加）
这里的热能散失就和热力学第二定律描述的问题一样,我们做功但是功率永远达不到100%,在食物链中,能量的传递为单向并逐级递减,而能量传递的能量为10%~20%.营养级越高则数量越少,即能量金字塔必定呈尖塔型.如此计算的话,可见食物链的环节和营养级数一般不超过5-6个.