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食物链

生态系统中生物成员间以食与被食关系彼此联系起来的序列。如蚱蜢吃禾草,青蛙吃蚱蜢,蛇吃青蛙,老鹰吃蛇,连成了一条“禾草—蚱蜢—青蛙—蛇—鹰”食物链。食物链上每一个环节为一个营养级(营养层次)。凡食性相同的生物以归属同一营养级,牛、羊、鹅均以植物为食,它们同属草食者营养级。这种简单的直线式食物链虽在许多生态系统中可以发现,但实际上生物间食与被食关系很复杂。

生态系统中生物成员间以食与被食关系彼此联系起来的序列。如蚱蜢吃禾草,青蛙吃蚱蜢,蛇吃青蛙,老鹰吃蛇,连成了一条“禾草—蚱蜢—青蛙—蛇—鹰”食物链。食物链上每一个环节为一个营养级(营养层次)。凡食性相同的生物以归属同一营养级,牛、羊、鹅均以植物为食,它们同属草食者营养级。这种简单的直线式食物链虽在许多生态系统中可以发现,但实际上生物间食与被食关系很复杂。多数动物常以多种生物为食,同时占据几个营养级;而同一种生物又可能被多种动物取食,于是多条直线食物链相互连接,形成了复杂的食物网(见图)。食物网是生物有机体间一系列反复地食与被食关系形成的网状结构,它是生态系统中物质、能量、信息流通的主要渠道。

食物网示意图

食物链可分为两大类型:①从活植物体开始的食物链,在这类食物链中按取食方式不同,可再分为捕食食物链和寄生食物链两类。捕食食物链又称草牧食物链,其生物成员有随营养级自低至高、躯体愈来愈大、数量愈来愈少的趋势。如禾苗(或谷物)→老鼠→黄鼠狼。寄生食物链上的生物成员有随营养级自低至高、躯体愈来愈小、数量愈来愈多的趋势。如草食性哺乳类→跳蚤→细滴虫:棉红铃虫→金小蜂。它们均以直接消费活的生物有机体或其部分为特点。②从动植物残体(死有机体)开始,经过一系列分解作用最终降解为简单无机物质的食物链,称碎屑食物链或腐生食物链。其中的生物成员有食碎屑的小动物(在陆地生态系统中主要是蚯蚓、马陆、蜘蛛等,在水体生态系统中主要是蠕虫和软体动物)和分解有机物质的微生物(真菌和细菌等)。动植物残体的彻底分解是由多种生物类群逐级渐次进行的。如稻田中的有机物,首先由腐食或兼性腐食的小动物(颠蚓等)分裂为有机质碎屑,继而由真菌和放线菌分解为比较简单的有机物,最后由细菌彻底分解为无机物,供水稻吸收利用。与此同时,还有一些微生物将有机残体分解的中间产物缩合成腐殖质,可增强土壤保肥、供肥性能。

除特殊环境中两类食物链可能各自单独存在外,通常两类食物链总是同时存在,并彼此联合起作用。在森林生态系统中碎屑食物链占优势,大约90%的净初级生产量进入碎屑食物链,剩余的进入草牧食物链。在农田生态系统或水体生态系统中通常草牧食物链占优势,大约50%以上的净初级生产量沿着草牧食物链流动。牧场生态系统中草食动物的年消费量,一般不宜超过年净初级生产量的40%,即大部分应保留在系统的碎屑食物链中,以维持草场土壤的水分和养分,否则牧场将遭受破坏(见表)。

草场放牧强度调查表(九年)

在中国,运用食物链知识为农业生产服务有悠久的历史。中国古谚语:“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴”就包含着丰富的食物链知识。美国生态学家林德曼(R.Lindeman)就是在这一思想的启发下,于1941年提出食物链这一概念的。中国的古农书中有运用这方面知识的大量记载。西汉《礼记·郊特牲》篇中,记述了养猫捕食田鼠,迎虎扑灭野猫的事例。唐末刘洵的《岭表录异》中有养枭(即猫头鹰)捕鼠比养猫好的记载。明代霍韬《渭崖集·五山志林》辨物篇中有“顺德产蟛蜞,能食谷芽,唯鸭能啖之,故鸭以广南为盛,以其蟛蜞能养鸭,亦有鸭啖蟛蜞,两相济也”的记载。农村中运用食物链加“环”这一生态学原理来提高农业生态系统的生产力和经济效益的实例很多。如利用稻草养牛,牛粪养蚯蚓,蚯蚓养鸡,鸡粪处理后作添加剂喂猪;猪粪投塘养鱼,构成了一条既有捕食者又有腐食者的混合食物链,使畜禽粪便中的化学能和生物蛋白质得到充分利用。还有利用作物秸秆、棉子壳、畜粪和产沼气后的沼渣等培养食用菌生产各种菇类的,产菇后的菌床杂屑和垃圾养蚯蚓、蜗牛,作家畜、家禽的动物蛋白质饲料,使农业的有机废物资源化。澳大利亚草场上引进蜣螂来处理牛粪、控制牛蝇,使公害得到制止,草场恢复生机,是70年代运用食物链原理,维持生态平衡,发展经济的成功实例之一。