消费者
xiāo fèi zhě
消费者是通过取食其他生物来获取能量的生物;草食动物、肉食动物和杂食动物都是消费者。
Definition
消费者是无法自己制造食物、因此必须取食其他生物的生物;消费者依赖于生产者,即使它们从不直接取食植物也是如此,因为一只从不碰草的狼,仍然要靠吃食草的鹿来生存。更正式地说,消费者(异养生物)通过取食其他生物来获取能量,既可以按食性分类(草食动物、肉食动物、杂食动物或食腐动物),也可以按在食物链中的位置分类(初级消费者取食生产者,次级消费者取食初级消费者,三级消费者取食次级消费者),每个营养级只有约$10$百分比的能量能传递到下一个营养级,这也是为什么顶级捕食者总是比它们捕食的动物更为稀少的原因。在营养动态层面,消费者占据生产者之上的营养级,级间能量传递通常约为$10$百分比,受未被同化的物质、呼吸作用和热量损失的限制;许多消费者在多个营养级同时取食,因此营养级位置常常用$\delta^{15}\text{N}$等稳定同位素比值来测定,得到的是一个分数值;捕食者与猎物之间的周期性关系等消费者与资源之间的相互作用,则用洛特卡-沃尔泰拉方程组等耦合微分方程来建模。
Example
在一片草地上,蚱蜢(初级消费者)取食青草,青蛙(次级消费者)取食蚱蜢,蛇(三级消费者)取食青蛙,因此大约需要$1{,}000\ \text{kg}$的青草,才能支撑$100\ \text{kg}$的蚱蜢和$10\ \text{kg}$的青蛙。氮-15的富集程度每上升一个营养级,大约增加$3$到$4$千分之一,因此一条$\delta^{15}\text{N}$值比当地生产者高出约$7$千分之一的鱼,其取食的营养级大约是第$3$级;哺乳动物等恒温动物只能把摄入能量的约$1$到$3$百分比转化为新的生物量,远低于许多变温动物通常达到的$10$百分比甚至更高,因为温血代谢会把其中的大部分能量以热的形式消耗掉。
Key Insight
消费者并不仅仅是能量的"汇":它们通过选择性取食,控制着哪些生产者会占据主导地位,并能引发营养级联,因此一片地貌最终会变成草原还是森林,可能就取决于谁在吃谁。