生态系统中学知识

为什么山里的老虎注定稀少?

能量沿着食物链每传一层就要“交税”九成——这笔账,决定了谁能多、谁必须少。

12-15岁6分钟生物 · 生态 · 食物链
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一片草地上,蚱蜢啃草,青蛙吃蚱蜢,蛇吞青蛙,鹰又盘旋着盯住蛇——课本上这条“草→蚱蜢→青蛙→蛇→鹰”的食物链,你早背熟了。但有个问题很少被追问:为什么草总是漫山遍野,鹰却只有寥寥几只?

你知道吗

生态学里有本“扎心的账”:能量从一个营养级传到下一个营养级,通常只剩下大约 10%,其余九成都在呼吸、运动和粪便里变成热散掉了。粗略地说,十公斤草才养得起一公斤兔肉,十公斤兔肉才养得起一公斤狐肉——顶级捕食者,其实活在能量的“贫困线”上。

能量为什么会越吃越少?

追根溯源,一切能量都从太阳来,而能把阳光“存”进生物体的只有生产者——绿色植物的光合作用,它是整个生态系统唯一的进账口。吃草的是初级消费者,吃肉的是二级、三级消费者,食物链的每一层都是一次“转账”,每次转账都被抽走九成。把各层的数量或能量摞起来,就成了下宽上尖的能量金字塔:塔尖的顶级捕食者拿到的最少,所以数量最少、领地最大、也最先在环境变化中陷入危机。

不过在真实的森林里,没有谁只吃一种东西——食物链彼此交织成网。网上还有一群不起眼的“清洁工”:细菌和真菌这类分解者,把落叶、尸体和粪便拆回二氧化碳和无机盐,归还土壤供植物再用。于是生态系统有了两条铁账:能量只能单向流动、逐级递减;物质却在生物与无机环境之间循环往复,一用再用。

  • 生产者:光合作用,系统唯一的进账口
  • 消费者:食草食肉,层层加价地消耗能量
  • 分解者:细菌真菌,负责把残体拆回原料
  • 能量:单向流动,每级只传约10%
  • 物质:碳氮等元素,循环使用不浪费

抽掉一根线,整张网会怎样?

1995 年,黄石公园把消失了近七十年的狼重新放回森林,结果出乎所有人意料:狼压住了泛滥的鹿群,鹿不敢在河边久留,柳树和杨树回来了,河狸跟着安家,河狸筑坝又改造了河道——一种捕食者的回归,改变了河流的走向。生态学把这叫“营养级联”。反过来,食物网越复杂,网越抗打击:抽掉一根线,别处还能兜住;而一旦抽掉太多,整片生态系统就会轰然失衡。

想一想:蹲在校园的草地上十分钟,试着连出一张你亲眼见到的食物网——谁吃谁?落叶又归了谁?再想想:假如麻雀从这片草地彻底消失,最先遭殃的会是谁?

万物并育而不相害,道并行而不相悖。——《礼记·中庸》