能量是生態(tài)系統(tǒng)的基礎,一切生命都存在著能量的流動和轉化.沒有能量的流動,就沒有生命和生態(tài)系統(tǒng).流量流動是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一,能量的流動和轉化是服從于熱力學第一定律和第二定律的,因為熱力學就是研究能量傳遞規(guī)律和能量形式轉換規(guī)律的科學.
能量流動可在生態(tài)系統(tǒng)、食物鏈和種群三個水平上進行分析.生態(tài)系統(tǒng)水平上的能流分析,是以同一營養(yǎng)級上各個種群的總量來估計,即把每個種群都歸屬于一個特定的營養(yǎng)級中（依據(jù)其主要食性）,然后精確地測定每個營養(yǎng)級能量的輸入和輸出值.這種分析多見于水生生態(tài)系統(tǒng),因其邊界明確、封閉性較強、內環(huán)境較穩(wěn)定.食物鏈層次上的能流分析是把每個種群作為能量從生產者到頂極消費者移動過程中的一個環(huán)節(jié),當能量沿著一個食物鏈在幾個物種間流動時,測定食物鏈每一個環(huán)節(jié)上的能量值,就可提供生態(tài)系統(tǒng)內一系列特定點上能流的詳細和準確資料.實驗種群層次上的能流分析,則是在實驗室內控制各種無關變量,以研究能流過程中影響能量損失和能量儲存的各種重要環(huán)境因子.
在這里我們還介紹一下食物鏈、食物網(wǎng)、營養(yǎng)級、生態(tài)金字塔等概念.植物所固定的能量通過一系列的取食和被取食關系在生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞,這種生物之間的傳遞關系稱為食物鏈（food chains）.一般食物鏈是由4~5環(huán)節(jié)構成的,如草→昆蟲→鳥→蛇→鷹.但在生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的取食和被取食的關系錯綜復雜,這種聯(lián)系象是一個無形的網(wǎng)把所有生物都包括在內,使它們彼此之間都有著某種直接或間接的關系,這就是食物網(wǎng)（food web）.一般而言,食物網(wǎng)越復雜,生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強,反之亦然.在任何生態(tài)系統(tǒng)中都存在著兩種最主要的食物鏈,即捕食食物鏈（grazing food chain）和碎屑食物鏈（detrital food chain）,前者是以活的動植物為起點的食物鏈,后者則以死生物或腐屑為起點.在大多數(shù)陸地和淺水生態(tài)系統(tǒng)中,腐屑食物鏈是最主要的,如一個楊樹林的植物生物量除6%是被動物取食處,其余94%都是在枯死凋落后被分解者所分解.一個營養(yǎng)級（trophic levels）是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種群的總和,在對生態(tài)系統(tǒng)的能流進行分析時,為了方便,常把每一生物種群置于一個確定的營養(yǎng)級上.生產者屬第一營養(yǎng)級,植食動物屬第二營養(yǎng)級,第三營養(yǎng)級包括所有以植食動物為食的肉食動物,一般一個生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)級數(shù)目為3~5個.生態(tài)金字塔（ecological pyramids）是指各個營養(yǎng)級之間的數(shù)量關系,這種數(shù)量關系可采用生物量單位、能量單位和個體數(shù)量單位,分別構成生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔.