食物链

生物学概念

食物链食物链

食物链(food chain),又称“营养链”,是指在生态系统中,各种生物为维持其本身的生命活动,必须以其他生物为食物的一种由食物联结起来的链锁关系。

食物链是生物相互制约、相互依存所形成的食物网络关系,食物链中不同环节的生物数量相对恒定,以保持自然平衡和生态系统的稳定。

目录

    1 基本信息 2 基本简介 3 历史沿革 4 术语分类 5 价值意义 6 应用领域

      基本信息

      中文名:食物链

      应用学科:生物学、生态学

      提出时间:1927

      食物链分类:捕食食物链、腐食食物链、寄生食物链

      别名:营养链

      外文名:food chain

      提出者:埃尔顿(C.S.Eiton)

      适用领域范围:环境、生态农业

      属性:食物路径

      基本简介

      食物链 食物链 食物链

      生态系统中贮存于有机物中的化学能在生态系统中层层传导,通俗地讲,是各种生物通过一系列吃与被吃的关系,把这种生物与那种生物紧密地联系起来,这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列,在生态学上被称为食物链。按照生物与生物之间的关系可将食物链分为捕食食物链、腐食食物链(碎食食物链)、和寄生食物链。

      食物链食物链

      图片

      食物链一词是英国动物学家埃尔顿(C.S.Eiton)于1927年首次提出的。如果一种有毒物质被食物链的低级部分吸收,如被草吸收,虽然浓度很低,不影响草的生长,但兔子吃草后有毒物质很难排泄,当它经常吃草,有毒物质会逐渐在它体内积累,鹰吃大量的兔子,有毒物质会在鹰体内进一步积累。因此食物链有累积和放大的效应。美国国鸟白头鹰之所以面临灭绝,并不是被人捕杀,而是因为有害化学物质DDT逐步在其体内积累,导致生下的蛋皆是软壳,无法孵化。一个物种灭绝,就会破坏生态系统的平衡,导致其物种数量的变化,因此食物链对环境有非常重要的影响。

      食物链是一种食物路径,食物链以生物种群为单位,联系着群落中的不同物种。食物链中的能量和营养素在不同生物间传递着,能量在食物链的传递表现为单向传导、逐级递减的特点。食物链很少包括六个以上的物种, 因为传递的能量每经过一阶段或食性层次就会减少一些,所谓“一山不能有二虎”便是这个道理。

      生态系统中的生物虽然种类繁多,并且在生态系统分别扮演着不同的角色,根据它们在能量和物质运动中所起的作用,可以归纳为生产者、消费者和分解者三类。

      食物链食物链

      生产者主要是绿色植物,能用无机物制造营养物质的自养生物,这种功能就是光合作用,也包括一些化能细菌(如硝化细菌),它们同样也能够以无机物合成有机物,生产者在生态系统中的作用是进行初级生产或称为第一性生产,因此它们就是初级生产者或第一性生产者,其产生的生物量称为初级生产量或第一性生产量。生产者的活动是从环境中得到二氧化碳和水,在太阳光能或化学能的作用下合成碳水化合物(以葡萄糖为主)。因此太阳辐射能只有通过生产者,才能不断的输入到生态系统中转化为化学能力即生物能,成为消费者和分解者生命活动中唯一的能源。

      消费者属于异养生物,指那些以其他生物或有机物为食的动物,它们直接或间接以植物为食。根据食性不同,可以区分为食草动物和食肉动物两大类。食草动物称为第一级消费者,它们吞食植物而得到自己需要的食物和能量,这一类动物如一些昆虫、鼠类、野猪一直到象。食草动物又可被食肉动物所捕食,这些食肉动物称为第二级消费者,如瓢虫以蚜虫为食,黄鼠狼吃鼠类等,这样,瓢虫和黄鼠狼等又可称为第一级食肉者。又有一些捕食小型食肉动物的大型食肉动物如狐狸、狼、蛇等,称为第三级消费者或第二级食肉者。又有以第二级食肉动物为食物的如狮、虎、豹、鹰、鹫等猛兽猛禽,就是第四级消费者或第三级食肉者。此外,寄生物是特殊的消费者,根据食性可看作是草食动物或食肉动物。但某些寄生植物如桑寄生、槲寄生等,由于能自己制造食物,所以属于生产者。而杂食类消费者是介于食草性动物和食肉性动物之间的类型,既吃植物,又吃动物,如鲤鱼、熊等。人的食物也属于杂食性。这些不同等级的消费者从不同的生物中得到食物,就形成了〝营养级〞。

       食物链 由于很多动物不只是从一个营养级的生物中得到食物,如第三级食肉者不仅捕食第二级食肉者,同样也捕食第一级食肉者和食草者,所以它属于几个营养级。而最后达到人类是最高级的消费者,他不仅是各级的食肉者,而且又以植物作为食物。所以各个营养级之间的界限是不明显的。

      实际在自然界中,每种动物并不是只吃一种食物,因此形成一个复杂的食物链网。

      分解者也是异养生物,主要是各种细菌和真菌,也包括某些原生动物及腐食性动物如食枯木的甲虫、白蚁,以及蚯蚓和一些软体动物等。它们把复杂的动植物残体分解为简单的化合物,最后分解成无机物归还到环境中去,被生产者再利用。分解者在物质循环和能量流动中具有重要的意义,因为大约有90% 的陆地初级生产量都必须经过分解者的作用而归还给大地,再经过传递作用输送给绿色植物进行光合作用。所以分解者又可称为还原者。

      生物链是不能根据自己的愿望来改变的,如果改变不当,则会对生物产生极大的影响.

      食物链又称为“营养链”。指生态系统中各种生物以食物联系起来的链锁关系。例如池塘中的藻类是水蚤的食物,水蚤又是鱼类的食物,鱼类又是人类和水鸟的食物。于是,藻类一水蚤一鱼类一人或水鸟之间便形成了一种食物链。根据生物间的食物关系,叮将食物链分为四类;

      (1)捕食性食物链。它是以植物为基础,后者捕食前者。如青草一野兔一狐狸一狼。

      (2)碎食性食物链。指以碎食物为基础形成的食物链。如树叶碎片及小藻类一虾(蟹)一鱼一食鱼的鸟类。

      (3)寄生性食物链。以大动物为基础,小动物寄生到大动物上形成的食物链。如哺乳类--跳蚤--原生动物--一原生动物--细菌--过滤性病毒。

      1水稻→稻螟虫→青蛙→ 蛇

      水稻→稻螟虫→麻雀

      水稻→麻雀(麻雀是杂食性的,既吃水稻种子又吃昆虫)

      2.植物→秧鸡→鹰

      浮游植物→浮游动物→小鱼→白鹭

      名词辨析

      食物链—食物网

      食物网是在一定时间内特定地区食物链的复杂交叉。科学家们利用食物链来考察食物链中动植物之间的关系以及植物和动物自身之间的相互关系。食物网则更难确定,因为在不同地区(以及不同食物链)的物种之间的关系并不那么容易理解。对于食物网的科学解释往往是猜测的结果。

      食物链是一个复杂的、环环相扣的体系,生命体彼此之间以及和环境之间相互依存。营养物质也从一个生物体、植物或动物传递到另一个。地球上没有任何生命形式能够保持隔绝并独立于环境或其他的生命形式,无论是海洋还是陆地上的生命,都结合在一起,形成一个永无休止的生死循环。无数的细小生物形成了食物链的基础,而顶部则是大型的生物。

      主要特点

      第一,同一食物链中,常包含有食物性和其他生活习性极不相同的多种生物。如各种植物、动物、微生物,它们可以分级利用自然所提供的各类物质,获取食物,提供产品,从而使植物通过光合作用形成的产物得以充分利用,使有限的空间养育众多的生物种类。

      第二,在同一生态系统中,可能有多条食物链,它们的长短不同,营养级数目不等。由于在一系列吃与被吃的过程中,每次转化都将有大量的化学潜能变为热能消散,因此,自然生态系统中营养级数目是有限的。在人工控制下,食物链的长短可以调节。

      第三,在不同生态系统中各类食物链的比重不同。在森林和草场生态系统中,植物净生产量的大部分进入腐食食物链;在农田生态系统中,作物生产的有机物质大部分作为收获物被人取走,而留给腐生食物链的很少,仅占初级净生产量的20%~30%。

      第四,在任何一个生态系统中,各类食物链总是协同起作用。例如,在一个农场生态系统中,不仅有各种植物发端的活食性食物链和混合食物链,还存在各种残屑发端的腐食性食物链,它们之间相互促进相互制约,协同起作用。

      历史沿革

      1927年,英国生态学家埃尔顿(Charles Elton)撰出《动物生态学》一书,提出食物链、食物网、食物体积、生态位、数量金字塔四项原理,阐述所有动物直接间接依赖植物作为能量来源。这一著作的问世,标志着动物生态学学科的建立。

      20世纪40年代,美国生态学家林德曼使食物链进一步发展,他将众多的动植物与人类生养关系联系起来,分析了各种食物链,并以太阳能为主线加以贯穿,提出了“能量流转”的新概念。

      术语分类

      自然界的所有食物链,依据食物类型的不同,可分为捕食食物链(放牧性食物链)、腐食食物链(碎屑性食物链)、混合食物链和寄生食物链四种类型。

      捕食性食物链是由植物到草食动物,再到一级肉食动物和二级肉食动物等环节构成的食物链。它是以直接消费活有机体或其组织为特点的一种食物链。捕食性食物链的成员自小到大,由弱到强,这与捕食的能力有关

      腐蚀性食物链(碎屑食物链或残渣食物链)以死的有机体或生物排泄物为食物,通过腐烂、分解,将有机物分解为无机物质的食物链。

      混合食物链既有活食性生物又有腐食物性组成的一种食物链。

      寄生食物链是以小生物寄生于大生物的身上,并以大生物的营养为生构成的一种食物链。这类食物链中生物成员有自大到小的趋势。

      价值意义

      研究意义

      食物链对直观描述生态系统的营养结构,深入研究生态系统功能的基础有重要意义。环境受到某些有害物质污染使水生食物链和陆生食勒链首端的水生植物和陆生植物受到污染物的污染。食物链(网)上不同营养级生物之间存在能量递减效应,高位营养级生物需摄入大量低位营养级生物作为食物,才能满足自身生存和繁衍的需要。这使原本在环境介质或低等生物体内水平很低的有害物质逐级放大,终致食物链顶端的高位营养级生物体内有害物质的水平比最低营养级生物高出上万倍甚至数十万倍,使污染物在高位营养级生物体内发生富集,称为生物富集(biological enrichment)。食物链(网)的此等生态学特征也是环境卫生学研究污染物对人体产生慢性健康危害的主要理论依据。通过食物链和食物网迁移的过程,不同生物体内有害物质的浓度随营养级的提高而逐步增大的现象称为生物放大作用。高位营养级生物与低位营养级生物体内有害物质的浓度之比称之为生物放大系数。生物放大作用最终的结果是使高位营养级生物体内达到很高浓度,可对最高位的人类健康构成极大的危害。生物富集作用是指某些生物不断从环境中摄取浓度极低的污染物,在体内逐渐聚集,使该物质在生物体内达到相当高、甚至引起其他生物或人中毒的浓度。生物富集系数是指食物链上某种生物体内有害物质浓度与相应环境介质中浓度之比。

      应用领域

      生态农业

      生态系统中有各种动物、植物、微生物,它们之间通过食物、信息相互联系在一起,彼此相互制约。按照这一原理,在生态农业建设中,一是要巧设食物链,掌握好系统中农业植物、食草动物、食肉动物之间的量比关系,合理组织生产,挖掘资源潜力;二是在食物链中增加新环节或扩大已有环节,使有害生物得到抑制,使食物链中各种生物能更充分地多层次地利用自然资源,增加系统的稳定性,还可以使原来不能利用的产品再转化,增加系统的生产量。

      养殖业

      中国许多研究工作者应用食物链理论指导畜牧业生产,建立了多种多样的畜牧业生态工程,出现了许多农牧结合的生产模式,并在生产实践中取得了巨大的经济效益和生态效益。所有这些模式,可以归结为5大类24种模式。

      类型

      模式

      种—养结合型

      “饲料—鸡—猪—柑桔”模式

      “林—草—畜—粮”模式

      “猪—鱼—果”模式

      “牧草(苜蓿)—羊(牛)—草地(苜蓿)”模式

      “桑—蚕—畜(禽)”模式

      养—养结合型

      “鸡—猪—蛆—鸡”模式

      “猪—蝇蛆—鸡—猪”模式

      “鸡—猪—鱼”模式

      “鸭—鱼”模式

      “稻草—牛—蚯蚓—鸡—猪—鱼”模式

      种—养—沼气结合型

      “饲草—奶牛—沼气”模式

      “甘蔗—奶牛—食用菌—沼气—沼渣”模式

      “鸡(兔)—猪—沼气—菜(花)”模式

      “鸡—猪—沼气—柑桔”模式

      “鸡—猪—沼气—鱼(藕)—桑—蚕”模式

      种—养—加工结合型

      “粮食—酿酒—酒糟喂猪—猪粪肥田”模式

      “大豆—豆制品下脚料喂猪—猪粪肥田”模式

      “花生(或油菜籽)—榨油—饼粕喂猪—猪粪肥田”模式

      复合型

      “鸡—猪—沼气—沼肥—桑基(田)—蚕—蚕沙(蚕蛹)—鸡(猪)”模式

      “作物—鸡—炕坊—蛋鸡—猪—鱼(苇)—塘泥—农田(作物)”模式

      “淀粉厂—淀粉下脚料—猪—猪粪肥田—瓜果蔬菜或树苗”模式

      “秸秤—牛—沼气—单细胞蛋白—饲料—鸡—猪”模式

      “苜蓿—兔(羊)—貂—鸡—猪—沼气”模式

      “稻草—平菇—蚯蚓—黄鳝”模式