为什么营养级越多，能量利用率越高，不用说生态系统的食物链复杂，仅从能量传递上来说

一、在生态系统内，能量流动的起点是生产者通过光合作用所固定的太阳能。流入生态系统的总能量就是生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。能量的去向一般有4个方面：一是呼吸消耗；二是用于生长、发育和繁殖，也就是贮存在构成有机体的有机物中；三是死亡的遗体、残落物、排泄物等被分解者分解掉；四是流入下一个营养级的生物体内。营养级越多，能量的呼吸作用越强； 营养级越多，生物有机物贮存量越大；营养级越多，为分解者提供的物质越多；营养级越多，为下一个营养级输送的能量越高。在生态系统内，能量流动与碳循环是紧密联系在一起的。碳是营养级的最后储备。
二、能量流动的特点是单向流动和逐级递减。单向流动：是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级。一般不能逆向流动。这是由于动物之间的捕食关系确定的。如狼捕食羊，但羊不能捕食狼。逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。能量在沿食物链传递的平均效率为10％～20％，即一个营养级中的能量只有10％～20％的能量被下一个营养级所利用。

三、生态系统中的能流是单向的，通过各个营养级的能量是逐级减少的，减少的原因是：

（1）各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的生物量，总有一部分会自然死亡和被分解者所利用；

（2）各营养级的同化率也不是百分之百的，总有一部分变成排泄物而留于环境中，为分解者生物所利用；

（3）各营养级生物要维持自身的生命活动，总要消耗一部分能量，这部分能量变成热能而耗散掉，这一点很重要。生物群落及在其中的各种生物之所以能维持有序的状态，就得依赖于这些能量的消耗。这就是说，生态系统要维持正常的功能，就必须有永恒不断的太阳能的输入，用以平衡各营养级生物维持生命活动的消耗，只要这个输入中断，生态系统便会丧失功能。

由于能流在通过各营养级时会急剧地减少，所以食物链就不可能太长，生态系统中的营养级一般只有四五级，很少有超过六级的。能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能流量，由低到高画成图，就成为一个金字塔，称为能量锥体或金字塔。同样如果以生物量或个体数目来表示，就能得到生物量锥体和数量锥体。3类锥体合称为生态锥体。

一般说来，能量锥体一定是金字塔形，而生物量锥体有时有倒置的情况。例如，海洋生态系统中，生产者（浮游植物）的个体很小，生活史很短，根据某一时刻调查的生物量，常低于浮游动物的生物量。这样，按上法绘制的生物量锥体就倒置过来。当然，这并不是说在生产者环节流过的能量要比在消费者环节流过的少，而是由于浮游植物个体小，代谢快，生命短，某一时刻的现存量反而要比浮游动物少，但一年中的总能量还是较浮游动物多。数量锥体倒置的情况就更多一些，如果消费者个体小而生产者个体大，如昆虫和树木，昆虫的个体数量就多于树木。同样，对于寄生者来说，寄生者的数量也往往多于宿主，这样就会使锥体的这些环节倒置过来。但能量锥体则不可能出现倒置的情形。

能量金字塔是指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，按营养级由低到高绘制成的图形成金字塔形，称为能量金字塔。从能量金字塔可以看出：在生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损耗的能量也就越多；营养级越高，得到的能量也就越少。在食物链中营养级一般不超过5个，这是由能量流动规律决定的。