食物链

一切生物为了维持生命都必须从外界摄取能量和营养,以这种能量和营养的联系而形成的各种生物之间的链索称为食物链。首先是绿色植物(包括藻类)在阳光下进行光合作用,依靠体内的光合作用色素把二氧化碳转变成有机物,储存于体内。绿色植物为草食动物所食,草食动物又被肉食动物所食,逐级传递能量和营养,构成食物链。食物链上的每一个层次都称为一个营养级。彼此交错的食物链构成食物网。

C.R.达尔文在1859年最先发现生物之间存在着食物联系,他在英国牧草田内观察到丸蜂(Bombus)传布花苜蓿(Medicago sativa)花粉,田鼠(Microtus)捕食丸蜂,家猫捕捉田鼠。C.S.埃尔顿在1927年首先使用了食物链这个名称。由植物或无生命的有机体开始,经过不同的食物类型彼此间发生联系,因而在群体内甲食乙、乙食丙,形成甲─→乙─→丙这样的连锁关系。他认为一般食物链只有5~6个营养级。L.B.斯洛博金在1961年提出食物链最多不超过7个营养级。

类型

根据环境以及生物之间的食物联系,食物链有以下几种类型:

(1)捕食性食物链:既存在于水域,也存在于陆地环境中。生物间以捕食的关系而构成的食物联系,由较小的生物开始逐渐到较大的生物,后者捕食前者。如:藻类─→甲壳类─→鲦─→青鲈;麦─→麦蚜─→肉食性瓢虫─→食虫小鸟─→猛禽。

(2)寄生性食物链:生物间以寄生物与宿主关系而构成的食物联系,由较大的生物开始逐渐至较小的生物,后者寄生在前者的机体上。如:哺乳类或鸟类─→跳蚤─→原生动物─→细菌─→滤过性病毒。

(3)腐生性食物链:腐烂的动物尸体或植物体被微生物利用,如森林中的动物尸体和枯枝落叶为微生物所利用而构成的食物链。

(4)碎食性食物链:经过微生物分解的野草或树叶的碎片,以及微小的藻类组成碎屑性食物,被小动物、大动物相继利用而构成的食物链。

物质和能量的流动

在食物链的能量转换过程中, 通过每一营养级,能量均有损耗。光能通过光合作用转变为化学能贮存于植物体中的有效率一般为0.2%左右,捕食动物保存的能量为摄取能量的 5~20%。食物链中最低一级营养级的生物个体数最多,随营养级的升高,个体数逐级减少,呈金字塔形(见生态系统)。

食物链对环境有十分重要的影响。有害人体健康和生物生存的毒物会通过食物链扩散开来,增大其危害范围。例如从生活在北极的白熊和南极的企鹅体内都能检出DDT。DDT能到达远离人类现代生产活动的地方,除了DDT以气溶胶的形式通过大气传播以外,食物链也是一个重要的传递途径。

生物还可以在食物链上通过生物放大作用,逐级浓缩有毒物质,达到致死剂量,危害人类。如水俣病、痛痛病、脱发症和婴儿白血症等公害病,就是通过有关的食物链引起的。

食物链的研究

研究有毒物质在食物链中的迁移转化规律,对防止有毒物质的扩散,减轻环境污染以及利用生物净化环境等均可提供重要的科学依据。

研究食物链的组成及其数量的调节对维护生态平衡具有重要作用。如滥加捕杀某类动物,就会影响这类动物所在环境的食物链,破坏自然界的平衡和协调,导致该地区的生物群落的改变,使生态系统失去平衡。

研究食物链的方法,以往是分析动物胃肠内的食物成分,以判断它们的食性,确定它们在食物链中的位置。目前采用的方法是将放射性同位素 32磷喷射到植物附近的土地上,或者将同位素引入某一类植物,再通过对周围各种生物体内32磷的放射性强弱的测定,确定食物链的结构和组成。

食物网

在每一个生态系统中,各生物之间在食物上的联系,并不只是一种直线的关系。一种动物不是只吃一种食物,而同一种食物又会成为不同动物的食物,所以生态系统中有许多食物链,彼此之间形成错综复杂的网络,如图。

图
参考书目
  1. E. P. Odum, Fundamentals of Ecology, 3rd ed., W. B.Saunders & Co., Philadelphia, 1971.
  2. P. R. Ehrlich, A. H. Ehrlich & J. P. Holdren, Ecoscience,Population Resources Environment,W.H. Freeman & Co,. San Francisco, 1977.

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