生产者

生物学

shēng chǎn zhě

生产者是能利用阳光或化学能自己制造食物的生物,例如植物或藻类,是每条食物链的基础。

Visualization

Definition

生产者是能自己制造食物的生物,例如小草利用阳光、水和空气来制造糖分;每一条食物链都从生产者开始,如果没有生产者,就没有任何东西可以吃,每一种动物,包括人类在内,赖以生存的能量最初都是由生产者从太阳那里捕获来的。更正式地说,生产者(自养生物)通过无机物质自己制造有机食物,通常是利用光能进行光合作用,在某些细菌中则是利用化学能进行化能合成,构成每条食物链的第一营养级,不过生产者只能把照射到它们身上的阳光中约$1$百分比转化为储存的化学能。在生态系统层面,生产者是利用光能(光合自养生物:植物、藻类、蓝细菌)或利用氧化硫化氢、氨或氢气等还原性无机化合物(化能自养生物,见于深海热泉和土壤中)来固定无机碳的自养生物;总初级生产量是指被固定的全部碳量,净初级生产量则是扣除生产者自身呼吸消耗后剩余的、可供生态系统其余部分利用的能量,生产受到光照、水分、温度和养分,尤其是氮和磷的限制;全球净初级生产量约为每年$105$千万亿克碳,大致平均分配在陆地和海洋之间。

Example

在海洋中,浮游植物是支撑起从磷虾到鲸鱼的整个食物网的主要生产者;一公顷玉米地,在一个生长季内能产出约$10{,}000\ \text{kg}$的干植物物质,这些物质全部由二氧化碳、水和阳光构建而成。在深海热泉处,化能合成细菌通过氧化硫化氢来为碳固定提供能量,在完全黑暗的环境中支撑着管虫和蛤蜊的生存;向养分贫瘠的海域添加铁元素,能够引发浮游植物大量繁殖,这表明一种微量养分就足以限制广大区域内的生产力。

Key Insight

生产者是能量进入生物圈的入口,因此初级生产的速率为其上每一个营养级的生物量设定了一个上限;气候、养分和土地利用方式的变化,首先会改变这一速率,其他一切变化都是随之而来的。