田少雄
摘 要:食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),影響著生態(tài)系統(tǒng)的功能,學(xué)生在學(xué)習過程中必須要弄清食物鏈的含義、書寫、營養(yǎng)級和消費級別判斷、種間關(guān)系,還有如何分析食物鏈中生物數(shù)量的變動及最值計算等問題。
關(guān)鍵詞:食物鏈;食物網(wǎng);生態(tài)系統(tǒng)
食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),該知識點常常作為熱點受到命題者的青睞,而學(xué)生解決此類問題常感到比較棘手,現(xiàn)將本人多年總結(jié)的教學(xué)經(jīng)驗呈現(xiàn)給大家,以饗學(xué)子為盼。
一、食物鏈與食物網(wǎng)的含義
食物鏈指生態(tài)系統(tǒng)中各種生物以食物聯(lián)系起來的鏈鎖關(guān)系,食物鏈的種類較多,如,捕食性食物鏈,碎食性食物鏈,寄生性食物鏈,腐生性食物鏈,本文中的食物鏈僅指捕食鏈。而所謂食物網(wǎng)是指許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復(fù)雜營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。
二、食物鏈的書寫
書寫食物鏈的原則是起于生產(chǎn)者,終于不被吃的消費者,平時我們所說的“螳螂捕蟬,黃雀在后”實際是一種捕食關(guān)系,并非真正的食物鏈。
食物鏈的表示形式不外乎以下幾種形式:
圖1中的食物鏈為丙→甲→乙→??;圖2中的食物鏈為:丙→
丁→甲→乙;圖3中甲和乙為一種捕食關(guān)系,甲為被捕食者,乙為捕食者;圖4中A是生產(chǎn)者,B是消費者,C是分解者,D是無機環(huán)境,其中食物鏈是A→B;表1中A、B、C、D分別表示不同的營養(yǎng)級,Pg表示生物同化作用固定的總能量,根據(jù)能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減的原理可確定食物鏈為B→D→A→C;表2表示某生態(tài)系統(tǒng)中生物體內(nèi)殘留有機汞的情況,要特別注意的是C與E生物有機汞濃度差不多表明兩者屬于同一營養(yǎng)級,故根據(jù)有毒物屬沿食物富集的原則將最可能的食物網(wǎng)書寫是:。
三、如何確定食物鏈或食物網(wǎng)中的營養(yǎng)級,消費級別和種間關(guān)系
計數(shù)營養(yǎng)級從生產(chǎn)者開始算起,即生產(chǎn)者為第一營養(yǎng)級,植食動物為第二營養(yǎng)級,以此類推為第三、第四營養(yǎng)級,消費級別從植食性動物算起,即植食性動物為初級消費者,以植食性動物為食的動物為次級消費者,以此類推分別為三級消費者、四級消費者等,在一張食物網(wǎng)中不同種生物沿不同食物鏈去看可以占有不同的營養(yǎng)級和消費級別,如右面這張食物網(wǎng)中:
貓頭鷹可占有第三、第四、第五、第六營養(yǎng)級,分別屬于次級消費者,三級消費者,四級消費者和五級消費者。
食物網(wǎng)中不同物種間的種間關(guān)系有競爭、寄生、捕食、共生等現(xiàn)象,而且可以出現(xiàn)不同種間關(guān)系概念上的重疊,如圖貓頭鷹與蛇既有捕食關(guān)系又有競爭關(guān)系。
四、如何分析食物鏈中生物數(shù)量的變化
食物鏈中生物數(shù)量的變化一般有下面幾種情況:(1)生產(chǎn)者數(shù)量減少,后面各營養(yǎng)級中生物的數(shù)量都將減少,原因是生產(chǎn)者為所有生物直接或間接地提供食物和能量來源;(2)食物鏈中天敵數(shù)
量減少,被捕食者數(shù)量先增后減最后趨于穩(wěn)定;(3)若中間環(huán)節(jié)生物數(shù)量變動在整張食物網(wǎng)中應(yīng)以中間環(huán)節(jié)少的那一條食物鏈作為分析依據(jù),考慮的方向應(yīng)從高營養(yǎng)級到低營養(yǎng)級。
五、有關(guān)食物鏈的計算
當正確書寫出食物鏈以后,可以按規(guī)律完成以下兩個方面的計算。
1.相鄰兩個營養(yǎng)級之間能量傳遞效率的計算
公式為:能量傳遞效率=×100%
一般能量傳遞效率大約在10%~20%。
2.能量傳遞效率的相關(guān)最值“計算”
這一類題一般不外乎以下兩種類型:
(1)知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級獲能量最多選最短食物鏈按×20%計算獲能量最少選最長食物鏈按×10%計算
(2)知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級需最多能量選最長食物鏈按÷10%計算需最少能量選最短食物鏈按÷20%計算
六、食物鏈(網(wǎng))與生態(tài)系統(tǒng)功能間的關(guān)系
食物鏈(網(wǎng))是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),而能量流動與物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的功能,兩者是結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。食物鏈(網(wǎng))是能量流動和物質(zhì)循環(huán)的渠道,它的改變直接影響生態(tài)系統(tǒng)的功能是否正常發(fā)揮。能量流動和物質(zhì)循環(huán)也能影響食物鏈(網(wǎng)),如果能量流動或物質(zhì)循環(huán)被破壞,則直接影響食物鏈(網(wǎng))的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度,所以它們之間是一種既相互密切聯(lián)系,又相互影響的對立統(tǒng)一關(guān)系。
七、食物鏈(網(wǎng))與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
食物鏈屬于生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),一般來說,生物種類越多,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的生態(tài)關(guān)系,抵抗力穩(wěn)定性越高,恢復(fù)力穩(wěn)定性越低,生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定;生物種類越少,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單的生態(tài)系統(tǒng),抵抗力穩(wěn)定性越低,恢復(fù)力穩(wěn)定性越高,生態(tài)系統(tǒng)越不穩(wěn)定,且抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性互為反相關(guān)系。
總之,在學(xué)習過程若能熟練地掌握上述幾點有關(guān)食物鏈(網(wǎng))的規(guī)律,該類問題便能迎刃而解。
參考文獻:
華琦翼.模擬生物食物鏈網(wǎng)的意義[J].中國青年科技,2012(01).
編輯 溫雪蓮