二、神奇的食物链
背 景
在丛林中，人们往往可以看到这样一种现象：兔子四处寻找嫩绿的青草；狐狸荡来荡去，设计怎样捉住兔子；狼撞上狐狸，则要千方百计把它吃掉。在青草、野兔、狐狸和狼之间存在的“吃”与“被吃”的关系，就像链条一样，一环一环地把它们紧紧地扣在一起。
在自然界的一些生物群落中，动物、植物彼此之间都存在这种食物上的依赖关系，人们把这种链条似的食物系统叫做食物链。
食物链和食物网。“螳螂捕蝉，黄雀在后”，“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴”，在这些人们熟悉的谚语中，已包含食物链的意义。
食物链主要有三种类型：捕食链、寄生链和腐生链。
捕食链又称牧食食物链，它是以植物为基础，其构成形式是：植物→小动物→大动物。后者以前者为食。如在湖泊中，藻类→甲壳类→小鱼→大鱼，在草原上，青草→野兔→狐狸→狼，这是自然界中普遍存在的捕食方式。
寄生链是以较大动物为基础，小动物寄生在较大动物身上或体内而形成的食物链。如马→马蛔虫→原生动物，又如哺乳类→跳蚤→原生动物→细菌。
图2 庄稼→蝗虫→青蛙→蛇→鹰，形成一条食物链
腐生链是以腐烂的动植物残体为基础，这些动植物残体被土壤或水中的微生物分解利用。如在热带雨林中，腐生链占有非常重要的地位，绿色植物体内的能量主要就是沿着腐生链的途径流动的。
此外，在某些湖泊或沿海地区，还有构成形式为碎食物→碎食物消费者→小肉食性动物→大肉食性动物的碎食链，如树叶碎片（藻类）→虾（蟹）→鱼→食鱼鸟类。
可以看出，食物链关系是按照一定顺序排列的。捕食链可以概括为生产者→初级消费者→次级消费者。在一个生态系统中，食物关系往往很复杂，各种食物链相互交错，形成所谓食物网。能量的流动、物质的迁移和转化，就是通过食物链或食物网进行的。例如狐狸既吃鼠类，又吃鸟类、野兔、浆果，有时甚至还吃动物尸体。许多动物如熊、野猪、猴等的食性都是多种多样的，只吃一种食物的动物（树袋熊）是比较少见的。
生态系统内的生物种类越丰富，形成的食物网越复杂，则该生态系统也就越稳定。食物网对于维持生态平衡具有重要意义。
食物链的各个环节叫营养级。在能量传递过程中，每经过一级都有大部分能量用于该级消费者的一系列生命活动，只有一小部分能构成新原生质的化学能，因此能量的流动逐渐减少。如第一营养级所获得的能量，除自身呼吸、代谢要消耗一部分外，其余的也不能全部被草食动物利用。从数量上，第一营养级必须大大超过第二营养级。由低级的生产者向上逐渐递减。就形成了所谓数量、生物量和生产率三种金字塔。图3所示为1959年E.P.奥德姆所提出的关于生态系统的理想模式图。这个生态系统可归结为条简单食物链：苜蓿→牛犊→小孩。图中，A为理想生态系统的数量，B为生物量，C为热量。如果一个小孩一年内仅以牛犊为食物，则需4.5头牛犊，而喂养这些牛犊则需种植4公顷苜蓿。
图3 生态系统的理想模式图
营养级通常为4～5级，一般不超过7级。人类食物的88%为热量，单位在由卡改为焦耳时，应据1卡＝4.184焦耳进行换算。植物产品，其中小麦和大米各占20%多，其次为玉米、薯类、杂粮、糖、菜等，这相当于植食动物营养级。以肉、蛋、奶等为主要食物相当于第二营养级。而以鱼类为食品则是第三到第五营养级。自然界中的食物链也有多达六七级的，如棉花→蚜虫→食蚜蝇→瓢虫斗麻雀→鹰斗食鹰动物，但这样的情况是不多见的。生态系统中能量的流动情况可用图4表示。一个生态系统象一个有机体一样，是一个开放的能量系统。能量通过光合作用不断地输入，因呼吸作用和生物的活动把热能逸散到环境中。
图4 生态系统的能量流动图
必须注意的是，生物有机体为了进行代谢、生长和繁殖都需要能量，一切生物所需要的能源归根到底都来自太阳能。太阳能通过植物的光合作用进入生态系统，将简单的无机物（二氧化碳和水）转变成复杂的有机物（如葡萄糖），即转化为贮存于有机物分子中的化学能。这种化学能以食物的形式沿着生态系统的食物链的各个环节，也就是在营养级中依次流动，在流动过程中有一部分能量要被生物的呼吸作用消耗掉，这种消耗是以热量形式散失的。还有一部分能量则作为不能被利用的废物浪费掉。所以处于较高的各个营养级中的生物所能利用的能量是逐级减少的。可见，生态系统中的能量流动是单方向的，是不能一成不变地被反复循环利用的。一般来说，食物的化学能在各个营养级流动时，其有效率仅为10%左右或称“十分之一法则”。所以在生态系统中，必须不断地补充能源或从其他生态系统吸取有机质，否则这个生态系统就会瓦解。
20世纪初，美国著名的科罗拉多大峡谷北边的开巴普高原生长着一片茂盛的草原，那里生活着4000多头野生鹿群。人们发现，尽管这里水草充足，但鹿群数量增长不多。原来，在这片草原上除了鹿群外，还生存着捕食鹿的狼和美洲狮。为了狩猎的需要，亚利桑那州从1907年起，着手消灭这些“害兽”。前后花了10年时间，终于把那个地区的狼和美洲狮赶尽杀绝，鹿群随后迅速发展起来。但是，出乎人们意料，鹿数量的增长速度完全超出了狩猎所能控制的程度，到1924年，鹿群就骤增到10万头。由于鹿群过大，草量明显不足，在随后的两个冬季里，就有6万头鹿饿死。此后若干年中，饥饿和疾病继续威胁着鹿的生存。到了1940年，这里的鹿群只剩下约1万头。更为严重的是，过多的鹿群啃光了牧草，破坏了草原植被，使土地裸露，水土大量流失，于是这片昔日的美丽草原严重退化，造成了长期的不良后果。
可见，人类对自然界食物链某一环节的随意干预和破坏，必然会给人类自己带来意想不到的后果。
讨 论
1.观察校园、公园、农村的某个区域的生态系统，写出它们的组成成分和相互关系。
2.你还能举出由于食物链失去平衡而发生的严重事件吗？
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