食物鏈是生態系統中貯存于有機物中的化學能在生態系統中層層傳導的過程。通俗地講,是各種生物通過一系列吃與被吃的關系,彼此之間緊密地聯系起來,這種生物之間以食物營養關系彼此聯系起來的序列,在生態學上被稱為食物鏈。食物鏈是不能根據愿望來改變的,如果改變不當,則會對生物產生極大的影響。

中文名

食物鏈

英文名

The food chain

拼音

shí wù liàn

別名

營養鏈

適用領域

生物

應用學科

生物學,生態學

基本簡介

食物鏈

食物鏈是一種食物路徑,食物鏈以生物種群為單位,聯系著群落中的不同物種。

食物鏈中的能量和營養素在不同生物間傳遞著,能量在食物鏈的傳遞表現為單向傳導、逐級遞減的特點。

食物鏈很少包括六個以上的物種,因為傳遞的能量每經過一階段或食性層次就會減少一些。

名稱來源

食物鏈這個詞是英國動物學家埃爾頓(C.S.Eiton)于1927年首次提出的。[1]食物鏈包括幾種類型:捕食性、寄生性、腐生性、碎食性等,不同營養層的物種組成一個鏈條。例如:浮游生物 →?軟體動物?→?魚類?→?烏賊?→ 海豹?→?虎鯨

鏈內角色

食物鏈鏈內關系

雖然生態系統中的生物種類眾多,亦于生態系統分別扮演著不同的角色,但根據它們在能量和物質中所引起的作用,可以被分類為生產者、消費者和分解者三個類別。

最底層是“生產者”,是以陽光行光合作用,自行用水和二氧化碳等無機物合成有機物的綠色植物;再上層是各級“消費者”,要依賴生產者供應物質和能量;當消費者死亡以后,“分解者”會以它們的尸體為食物。

而還有一類“清除者”,是一個生態系統中擔任清除性工作的生物。這些生物把生態系統中的“生產者”與“消費者”的遺體或排遺作為食物,具有“分解者”將大分子物質轉換為小分子物質的能力,卻又無法如“分解者”般將所攝食的有機物質轉變成無機物。與“生產者”可以將小分子無機物合成為大分子有機物的能力更是不相干。因此在某些定義中接近于“消費者”,卻又兼具有“分解者”的某些特質,因此在生態系統中被單獨歸為一類,被稱為“清除者”。

“清除者”可視為“腐食性消費者”,這些生物將大分子有機物轉換為小分子有機物,例如禿鷹吃腐尸,螞蟻吞食昆蟲遺骸,而溪流、河口等水域生態系中的螃蟹、蝦等攝食泥土中的有機質碎屑也是一例,這些有機質碎屑除了植物的枯枝落葉之外,還有許多經過其他動物消化過的小分子有機物。

這些“清除者”無法清除的部分再交棒給“分解者”處理,減少生態系統中“分解者”的工作量,加速生態環境中的能量與碳循環。若是所有的生物殘骸或排遺皆由“分解者”直接分解,生態系統中從有機物轉換為無機物的速率將遠小于有機物質的堆積,能量與物質無法順利傳遞循環,生態系統就會失去平衡。

食物網

但是各種生物未必只依賴一種食物為生,互相之間甚至還有互為食物的關系,例如民間根據觀察曾經有“夏季蛇吃老鼠,冬季老鼠吃蛇”的說法,因為冬季冬眠的蛇無法反抗掘地的老鼠。這些復雜的關系往往不是一根鏈條能說明的,把各種關系聯系起來就會組成一個“食物網”。最后達到人類是最高級的消費者,其不僅是各級的食肉者,而且又以植物作為食物。所以各個鏈級之間的界限是不明顯的。

實際在自然界中,每種動物并不是只吃一種食物,因此形成一個復雜的食物鏈網。分解者也是異養生物,主要是各種細菌和真菌,也包括某些原生動物及腐食性動物,如食枯木的甲蟲、白蟻,以及蚯蚓和一些軟體動物等。它們把復雜的動植物殘體分解為簡單的化合物,最后分解成無機物歸還到環境中去,被生產者再利用。分解者在物質循環和能量流動中具有重要的意義,因為大約有90%的陸地初級生產量都必須經過分解者的作用而歸還給大地,再經過傳遞作用輸送給綠色植物進行光合作用。所以分解者又可稱為還原者。

影響

如果一種有毒物質被食物鏈的低級部分吸收,如被草吸收,雖然濃度很低,不影響草的生長,但兔子吃草后有毒物質很難排泄,當它經常吃草,有毒物質會逐漸在它體內積累,鷹吃大量的兔子,有毒物質會在鷹體內進一步積累。因此食物鏈有累積和放大的效應。美國國鳥白頭鷹之所以面臨滅絕,并不是被人捕殺,而是因為有害化學物質DDT逐步在其體內積累,導致生下的蛋皆是軟殼,無法孵化。一個物種滅絕,就會破壞生態系統的平衡,導致其物種數量的變化,因此食物鏈對環境有非常重要的影響。

恐龍滅絕

食物鏈被破壞或為恐龍滅絕一大誘因

2012年11月,美國科學家進行的一項研究發現,在因一顆巨大的小行星撞擊地球導致恐龍滅絕前,白堊紀時期的食物鏈已經遭到破壞,小行星撞擊成為致命一擊,最終制造物種大滅絕的慘劇[2]。這是現代人應該吸取的教訓。如果無節制地開采地球上的資源,人類也將陷入同樣的危險之中。

破壞的后果

草原上,狼吃羊和馬,是人和牲畜的大敵,但是狼也吃田鼠野兔和黃羊,田鼠野兔黃羊等又吃草,草又是羊和馬的主要糧食,羊和馬又是人的主要食物來源,草原是一個偉大的母親,養育著她的子民們,這些生物組成了一個龐大的生物王國,形成了環環相扣的食物鏈,它們相互制約相互繁衍,與草原共同生存了幾萬年??墒怯幸惶?,蒙古人們來到了草原,看到狼吃牛羊,覺得狼是牛羊的大敵,就采用了各種方法消滅狼,甚至舉槍,射殺狼群,他們想保護他們的牛羊。

可是他們忘了,狼對于草原也是有利的,因為狼也吃田鼠黃羊等草原上的大害,才使得草原上沒有太多的田鼠黃羊,這樣也保住了綠草,使得牛羊有充足的食物來源。牛壯羊肥,人民才能安居樂業。經過一段時間的殺戮,終于有一天,狼群被殺得七零八落,消無音跡。他們以為這樣牛羊就會多起來,可是事情并不是這樣的,狼口脫生的田鼠野兔黃羊等大量繁殖,將一大片一大片的綠草吃光,經常的將草連根拔起。

草原失去了青青綠草,處處是裸露的黃色肌膚,一起風,黃沙漫天,遮天蔽日,許多地方變成了沙漠,整個草原籠罩在嗆人的沙塵細粉之中,牛羊因為沒有了鮮嫩的綠草,數量急劇減少。人們再也看不到一望無際遼闊的大草原了,再也沒有風吹草低見牛羊的草原放牧了。而這些可悲的人們啊,急功近利,破壞了食物鏈,最終也破壞了自己生活的美好家園。

與生態平衡

一個復雜的食物網是使生態系統保持穩定的重要條件,一般認為,食物網越復雜,生態系統抵抗外力干擾的能力就越強,食物網越簡單,生態系統就越容易發生波動和毀滅。假如在一個島嶼上只生活著草、鹿和狼。在這種情況下,鹿一旦消失,狼就會餓死。如果除了鹿以外還有其他的食草動物(如?;蛄缪颍?,那么鹿一旦消失,對狼的影響就不會那么大。

海洋食物網

反過來說,狼首先絕滅,鹿的數量就會因失去控制而急劇增加,草就會遭到過度啃食,結果鹿和草的數量都會大大下降,甚至會同歸于盡。如果除了狼以外還有另一種肉食動物存在,那么狼一旦絕滅,這種肉食動物就會增加對鹿的捕食壓力而不致使鹿群發展得太大,從而就有可能防止生態系統的崩潰。

在一個生態系統中,各種生物的數量和所占比例總是維持在相對穩定的狀態下,這叫做生態平衡。

在一個具有復雜食物網的生態系統中,一般也不會由于一種生物的消失而引起整個生態系統的失調,但是任何一種生物的絕滅都會在不同程度上使生態系統的穩定性有所下降。當一個生態系統的食物網變得非常簡單的時候,任何外力(環境的改變)都可能引起這個生態系統發生劇烈的波動。

苔原生態系統是地球上食物網結構比較簡單的生態系統,因而也是地球上比較脆弱和對外力干擾比較敏感的生態系統。雖然苔原生態系統中的生物能夠忍受地球上最嚴寒的氣候,但是苔原的動植物種類與草原和森林生態系統相比卻少得多,食物網的結構也簡單得多,因此,個別物種的興衰都有可能導致整個苔原生態系統的失調或毀滅,例如,如果構成苔原生態系統食物鏈基礎的地衣因大氣中二氧化硫含量超標而導致生產力下降或毀滅,就會對整個生態系統產生災難性影響。

北極馴鹿主要以地衣為食,而愛斯基摩人主要以狩獵馴鹿為生。正是出于這樣的考慮,自然保護專家們普遍認為,在開發和利用苔原生態系統的自然資源以前,必須對該系統的食物鏈、食物網結構、生物生產力、能量流動和物質循環規律進行深入的研究,以便盡可能減少對這一脆弱生態系統的損害。