食物链
shí wù liàn
食物链是展示能量如何从一个生产者依次传递给一系列消费者的单一序列,每一个消费者都取食前一个环节。
Definition
食物链是一条展示"谁吃谁"的链条,从植物这样的生产者开始,每一个箭头都从食物指向取食者,例如从草到蚱蜢,再到青蛙、蛇、鹰,箭头的方向代表能量传递的方向。更正式地说,食物链是能量和养分依次通过的生物线性序列,每一种生物都被下一种生物取食,从生产者开始,依次经过初级、次级和三级消费者,分解者则在每个环节都发挥作用;由于一个营养级中只有约$10$百分比的能量能储存到下一个营养级的生物量中,大多数食物链只有四到五个环节,食物链其实是对食物网的一种简化,而食物网才更准确地反映了现实中动物取食多种食物的情况。在生态系统层面,食物链的长度受到能量传递效率低下(每级约传递$10$百分比)、动态稳定性(因为较长的食物链在受到干扰后恢复得更慢),以及生态系统规模和生产力的共同限制;取食食物链从活体生产者开始,碎屑食物链则从死亡有机物开始,后者在森林和溪流中往往携带更多的能量;汞和DDT等脂溶性污染物的生物放大作用,会随食物链长度的增加而增强。
Example
在一条海洋食物链中,浮游植物被浮游动物取食,浮游动物被小鱼取食,小鱼被金枪鱼取食,金枪鱼又可能被鲨鱼取食;因此如果浮游植物持有$10{,}000$个单位的能量,到鲨鱼这一级就只剩下大约$1$个单位。长岛某河口的DDT浓度,从浮游生物体内的$0.04$ ppm,一路上升到食鱼鸟类体内的约$25$ ppm,经过四到五个环节,浓度增加了约$600$倍,导致蛋壳变薄,鱼鹰和鹰的种群数量随之崩溃,直到这种农药在1972年被禁用。
Key Insight
食物链解释了为什么顶级捕食者既稀少又脆弱,因为它们获得的能量最少,却承受着最浓缩的毒素,这也是为什么保护一只鹰或一头虎鲸,意味着必须保护它下方的每一个环节。