[科普中国]-林德曼定律

释义

在生态系统中，关于能量转换的热力学第二定律，有一个重要的结果被表述为：在一个生物群落中，抵达一个给定营养水平级上的一部分能量，可以被传送到一个较高的营养水平级别上，这当然有点类似于资源的“升值传递”。作为一个例子，可以参考如下的食物链：植物→食草性动物→食肉性动物1→食肉性动物2。在一般规则中，每一级以不超过10%的能量沿着箭号的方向被传递到上一个营养级，即林德曼定律（Lindeman's Law），又称十分之一定律。资源开发利用的原则就是要获得最大的经济效益和生态效益，十分之一定律非常重要。根据食物链原理，要尽量增加资源利用层次，而从能量损失出发，则要减少不必要的中间过程。1

起源R.L.林德曼（R.L.Lindeman，1915～1942）：美国人，生态学家。1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼发表了《一个老年湖泊内的食物链动态》的研究报告。他对50万平方米的湖泊作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，通常后一级生物量只等于或者小于前一级生物量的1/10。林德曼把生态系统中能量的不同利用者之间存在的这种必然的定量关系，叫做“十分之一定律”。如果把这种关系表明在图上，用横坐标表示生物量，在纵坐标上把食物链中各级消费者的数量依次逐级标出，那么，整个图形就象一个金字塔，在生态学中称之为群落中的数量金字塔。1942年，他又发表文章，说明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。林德曼的理论为生态科学打下了理论基础。他通过对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析，发现生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减两个特点，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%～20%。林德曼以数学方式定量地表达了群落中营养级的相互作用，建立了养分循环的理论模型，标志着生态学开始从定性走向定量。林德曼于1942年不幸死于肝炎，年仅27岁。

意义在营养结构中，营养总是从较低层次向较高层次转化，转化效率相当低，大约只有10%的能量能够从较低层次向相邻的较高层次转化，这就是“百分之十递减率”。因这一规律是美国生态学家林德曼发现的，故又称作“林德曼定律”。
这一规律告诉我们两点：

1、由于转化过程中，有效转化率太低，因而食物链不能太长，营养层次不能太多；

2、生态系统中各生命有机体应该保持较为严格的数量关系，特别是居于食物终端的生命体不能太多。2