大自然神奇的生物链

中国有句谚语：“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾子，虾子吃泥巴。”很好地描述了池塘生态系统中生物吃与被吃的关系。成语“螳螂捕蝉，黄雀在后”，也反映了丛林生态系统内动物世界的弱肉强食。在自然界生存斗争中，一切动植物彼此之间都存在吃与被吃的复杂关系。正是这种吃与被吃的关系，构成一条链条，人们把它称为食物链。

从植物和动物的最初出现到今天，这种提供食物和取得食物的连锁关系，基本上没有改变，营养物质通过食物链在不同的生物之间流动。农田里，蝗虫吃庄稼、青蛙吃蝗虫、蛇吃青蛙、老鹰吃蛇就是食物链的一个典型例子。在人们生活的空间里，有许多这样的食物链。

按照生物之间的相互关系，食物链主要有以下三种类型：

一是捕食性食物链，以植物为起点，由植物到小动物，再到大动物，后者捕食前者。植物→昆虫→青蛙→蛇→鹰，就属于这种类型。

二是寄生性食物链，以大动物为基础，小动物寄生在大动物身上。如跳蚤寄生在动物身体上，跳蚤体内有原生动物寄生，原生动物又成为细菌的宿主，而细菌上又可能寄生病毒。大动物→寄生动物→原生动物→细菌→病毒，就属于这种类型。

三是腐生性食物链，动植物死亡之后被细菌和真菌分解，能量直接从生产者或各级死亡的动植物残体流向分解者。腐烂碎屑被消耗分解，最终释放出二氧化碳、矿物盐类等，也称为分解链。植物残体→蚯蚓→线虫类→节肢动物，就属于这种类型。

在自然界每个生态系统中，都存在有这样的食物链，它们构成生态系统中能量输入和流动的“命脉”。食物链上的每一个环节，叫营养级，任何一种生物都属于一定的营养级。

太阳能是以光能的形式进入生态系统的，被绿色植物（属生产者）吸收转化为化学能后，贮存在植物体内，以有机质形式供植物自身和其他生物利用。所以，绿色植物是一切生物的食物基础，位于食物链的开端，是第一营养级；草食动物属第二营养级，尽管蝗虫和田鼠很不相同，但它们都是草食者，处于同一营养级；青蛙吃蝗虫，猫头鹰捕食田鼠，它们是第二级消费者，占据第三营养级；蛇吃蛙是第三级消费者，占据第四营养级；吃蛇的鹰是第四级消费者，占据第五营养级。由此可见在生态系统中，通过食物的关系，能量由植物→草食动物→肉食动物，有次序地一步步流动，每一步或每一环节就是一个营养级，因此，食物链也称营养链。最后，由细菌和真菌等分解者把动植物尸体分解为简单的化合物，在分解过程中，把能量释放到环境中。

在生态系统中，食物链并不限于简单的直线形式，许多动物在食物链上不只占有一个位置，有的既吃植物，也吃动物，而它们又能被不同的消费者所食用。因此，食物链不是孤立存在的，它们相互交织、相互连结，形成复杂的多方向的食物网结构。有些链甚至能从一个洲伸延到另一个洲，例如通过飞鸟，就能构成这种洲际食物链。DDT是一种杀虫剂，原在温带和热带国家中使用的，但科学家却在南极企鹅的脂肪组织中发现了DDT。虽然其传播方式还不太清楚，但这一事实突出地表明，在全球范围内，生物圈系统已被连成一个巨大“网络”。

食物链网是生态系统的重要结构，它是生态系统长期发展形成的。生物种类越多，食物链网也越复杂，生态系统也越稳定。

研究食物链网各营养级的能量流动，利用天敌来捕食、制约、消灭有害生物的繁殖和危害，对人类社会具有重要意义。

当然，在生态系统中，营养级和食物链的环节并不是无限制地增多的。从生产者到顶部消费者的食物链长度，已知尚没有超过五级的。这种情况主要是由生态系统中的能量流动规律所决定的。

生态系统运动的重要能源是太阳能。据分析，进入大气层的太阳能只有1％左右被绿色植物所利用。太阳能进入生态系统后，又通过食物链、食物链网，在生态系统中开始流动起来。

绿色植物所获得的能量，不可能全部被草食动物利用。因为绿色植物的根系、茎杆和果壳，以及枯枝落叶等部分组织，往往不能被草食动物所采用，即使已被草食动物采食的食物，也有不能被消化而作为粪便排出体外的部分。由于这些原因，草食动物利用的能量，一般仅为绿色植物所含总量的1/10左右。同样道理，肉食动物所利用的能量，一般为草食动物总能量的1/10左右。

这就不难看出，能量在生态系统中的流动是越来越细，所能供养的动物数量也应该越来越少。一般来说，能量沿着绿色植物→草食动物→一级肉食动物→二级肉食动物逐级流动，而后者所获得的能量大体等于前者所含能量的1/10，这就是说，在能量流动过程中，约有9/10的能量被损失掉。关于这种数量关系，人们称为“1/10定律”。这一定律是由美国耶鲁大学的学者林德曼于1942年创立的。

有趣的是，人们在研究生态系统的食物链和食物链网的结构时，把每个营养级有机体的生物量、能量及个体数量，按营养级的顺序排列起来，绘制成图，竟与埃及金字塔的形状相似。于是，人们把“1/10定律”也称做“能量金字塔”定律。

1/10递减律的意义不仅向人们提示了能量在生态系统流动中存在着严格的数量关系，而且它又向人们提示，生态系统中各营养级的有机体之间，必须保持严格的数量关系才能保持生态平衡，尤其是居于能量金字塔顶部的捕食者的个体数量不能很大，而且个体数量必须保持动态恒定。这对整个生态系统的稳定至关重要。

所谓生态平衡，首先是生物数量上的相对平衡，因此，为了保持生态系统的稳定，必须保持各生物物种的相对数量。

人类居于能量金字塔的最顶端，按理个体数量不应该很大。然而世界人口还在快速增长，使得地球生态系统面临崩溃的危险。

人类又是最典型的杂食动物，几乎能从每一个营养级中摄取食物，因此，食物链与人类休戚相关。如果食物链受污染，那么就要危及人类的生存，这就是各国关注农药化学污染的重要原因。