每个生物都需要食物。鹿吃草。老虎吃鹿。这个简单的念头——谁吃谁——就是这一整个课题。一旦你看明白了,食物链和食物网就不再是两个让人糊涂的词,而成了一幅容易的图。
这篇指南是为六年级写的。短句子、真实的例子,还有一个你可以动手玩的示意图。
先说,什么是生态系统?
生态系统是生物与非生物共同生活、彼此影响的地方。
- 生物:植物、动物、昆虫、鸟类、微小的微生物。
- 非生物:阳光、空气、水、土壤、温度。
- 一个池塘、一片森林、一片草原和海洋,全都是生态系统。
就连一个小水洼也可以是生态系统。大小不重要。重要的是生物部分和非生物部分互相依赖。
什么是食物链?
食物链显示食物和能量穿过生态系统时走的一条单一路径。一条线。一个方向。
你课本里最有名的例子是这样的:
草 → 蚱蜢 → 青蛙 → 蛇 → 鹰
把它读作“被……吃掉”。草被……吃掉——被蚱蜢。蚱蜢被……吃掉——被青蛙。如此一直到鹰。
自己试一试
下面是同一个想法,但你可以在里面走一走。先从食物链开始。然后按“食物网”,看看箭头会怎么变。切换生态系统,还能看到池塘和海洋。
剩下的能量 ↑ 越往上越少
- 6%
- 12%
- 22%
- 40%
- 100%
初级消费者
蚱蜢吃草。 吃生产者。它是这条链上第一个进食的。
进入这条食物链的能量,到这里只剩下大约 40%。
切到网的时候请注意一件事:动物没有变。变的只是箭头的数目。这就是全部的区别,也正是这两个词容易混的原因。
层级:谁是谁
食物链里的每一步都有名字。科学家把这些步骤叫做营养级。“营养”不过就是“与食物有关”的意思。
- 生产者——利用阳光制造自己的食物。例如:草、藻类。
- 初级消费者——吃生产者。例如:蚱蜢。通常是吃植物的。
- 次级消费者——吃初级消费者。例如:青蛙。
- 三级消费者——吃次级消费者。例如:蛇。
- 顶级消费者——位于最上面。没有东西捕猎它。例如:鹰。
关于这些词的小提示:初级是第一,次级是第二,三级是第三。所以“初级消费者”只是指这条链里第一个吃东西的。不是第一个生物——是第一个吃东西的。生产者在它之前,但生产者并不吃东西。
那分解者呢?
真菌、细菌和蚯蚓把死去的植物和动物分解掉,把养分还给土壤。它们被称为分解者。它们是每个生态系统的一部分,但通常画在食物链的旁边而不是里面,因为它们以各个层级的东西为食。箭头朝哪边指?
这是整章里最常见的一个错误,所以值得放慢来讲。
箭头从食物指向吃它的那一方。它表示能量往哪边走——而不是谁在吃。
所以我们写草 → 蚱蜢,因为能量是从草进入蚱蜢的。
很多学生会画蚱蜢 → 草,因为吃的是蚱蜢。这是反的。箭头跟着能量走,而能量是从被吃的流向吃的。一个好习惯:把每个箭头都读作“被……吃掉”。
为什么每一步能量都在减少?
看看上面示意图里的能量条。越往上越短。原因如下。
蚱蜢吃草时,并不会把这些食物全都变成蚱蜢的身体。大部分能量用在活着上:移动、呼吸、保持体温。一部分以热的形式散掉。一部分作为排泄物离开身体。
一个层级上的能量,只有大约10%能到达下一个层级。另外的 90% 在路上被用掉或损失掉了。
这就是食物链为什么短。走过四五步之后,剩下的能量已经不够再养一种动物了。这也是为什么一块地里草很多、蚱蜢少一些、而鹰只有一两只。
什么是食物网?
食物网是许多食物链连在一起。它把一个生态系统里所有的取食联系同时显示出来。
现实生活不是一条单线。蚱蜢并不只被青蛙吃——鸟和老鼠也吃它。鹰也不只吃蛇,它还吃兔子和老鼠。
把这些链全画在一页纸上,线就开始交叉了。那种交叉的样子就是食物网。按一下上面示意图里的“食物网”按钮,你就能看着它发生。
食物链与食物网
| 食物链 | 食物网 | |
|---|---|---|
| 有多少条路径? | 只有一条 | 很多条,连在一起 |
| 形状 | 一条直线 | 一张交错的网 |
| 每种动物吃 | 一种东西 | 往往好几种东西 |
| 有多接近真实? | 为了学习而简化 | 更接近真实生活 |
| 如果有一种动物消失 | 链就断了 | 其他往往还能活下来 |
食物链是一条线。食物网是许多线编织在一起——就像蜘蛛网一样。链 = 1 条路径。网 = 许多条路径。
学生为什么会弄混
常见错误
- 以为它们是两种不同的图。 并不是。食物网是由食物链组成的。你在网里能描出的每一条路径,本身就是一条食物链。
- 把箭头画反。 箭头从食物指向吃它的一方,因为它跟着能量走。草 → 蚱蜢,绝不能反过来。
- 把生产者叫作初级消费者。 生产者制造食物。初级消费者是第一个吃的。
- 忘了太阳。 生态系统里几乎所有能量都从太阳开始。生产者最先把它捕获。
- 以为顶级消费者最强。 这只说明没有东西捕猎它。它能用到的能量也是最少的。
三个快速例子
草原: 草 → 蚱蜢 → 青蛙 → 蛇 → 鹰
池塘: 藻类 → 田螺 → 小鱼 → 牛蛙 → 鹭
海洋: 浮游植物 → 浮游动物 → 沙丁鱼 → 金枪鱼 → 鲨鱼
看这三个。名字完全不同,但样式一模一样:底下一个生产者,上面叠着一层层吃它们的。把这个样式学会一次,任何生态系统你都能应付。
一个真实的例子:食物网为什么重要
设想一片草原,所有青蛙都因为疾病消失了。
在食物链里,这是一场灾难。草 → 蚱蜢 → 青蛙 → 蛇 → 鹰 就这么断了。蛇没有东西可吃。
在食物网里,蛇还有别的选择。它可以改吃老鼠。生态系统会摇晃,但不会崩塌。
这就是那个大想法:食物网让生态系统更稳固。联系越多,出了问题时可用的备用路径也越多。
这件事有真实的版本。美国黄石国家公园的狼被移走之后,鹿的数量变得非常庞大。鹿吃掉了太多幼树,连河岸都变了样。移走一种动物,改变了整张网。
快速回顾
- 生态系统就是同一个地方里的生物加非生物。
- 食物链是能量的一条路径。先是生产者,然后是吃它们的。
- 食物网是许多食物链连在一起。
- 箭头从食物指向吃它的一方,跟着能量走。
- 只有大约 10% 的能量传到下一层级,所以链很短。
- 链 = 一条线。网 = 许多线编织在一起。
如果你想弄清生产者里的能量最初从哪里来,请读我们关于植物怎样制造自己的食物的指南。那正是每条食物链第一个箭头之前发生的那一步。
想看这个程度的更多生物内容,我们关于循环系统和神经调节与协调的讲解用的是同样一步一步的办法。
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常见问题
食物链和食物网的主要区别是什么?
食物链展示能量在一个生态系统中走过的单一路径,比如 草 → 蚱蜢 → 青蛙 → 蛇 → 鹰。食物网展示许多条食物链连在一起,因为大多数动物吃的食物不止一种,吃它们的动物也不止一种。
食物链里的箭头指向哪一边?
箭头从食物指向吃它的一方,所以我们写 草 → 蚱蜢。箭头跟着能量走,能量从被吃的东西进入吃它的动物。把每个箭头读成“被……吃”,就很容易记住。
什么是生产者和消费者?
生产者用阳光自己制造食物,比如草或藻类。初级消费者吃生产者,次级消费者吃初级消费者,三级消费者吃次级消费者,而顶级消费者处在最上面,没有谁捕食它。
为什么沿食物链向上能量会减少?
动物把食物里的大部分能量用在移动、呼吸和保持体温上,还有一部分以热和排泄物的形式流失。一个层级的能量只有大约 10% 到达下一层,这就是食物链通常只有四五级的原因。
请举一个食物链和食物网的例子。
一条池塘食物链是 藻类 → 田螺 → 小鱼 → 牛蛙 → 鹭。池塘的食物网再加上同一池塘里的其他链条:水生昆虫也吃藻类,鸭子也吃昆虫和鱼,而鹭既吃鱼也吃牛蛙。
