1 例析

 

1．1 問題：如圖是溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的一部分圖解。據(jù)圖分析， 如果由于某種原因鼠突然死亡，蛇、貓頭鷹和蟾蜍的數(shù)量將會(huì)如何變化？ 

 

1．2 答案：減少、變化不大、減少。

 

1．3 分析原則

 

分析此類問題需要在生產(chǎn)者相對(duì)穩(wěn)定的前提下，綜合運(yùn)用以下“三個(gè)效應(yīng)”，并且只從理論上考慮平衡破壞后的被影響生物的第一時(shí)間數(shù)量變化，不可陷入平衡自我恢復(fù)中的長(zhǎng)期調(diào)節(jié)的圈圈里。

 

其一，能量遞減效應(yīng)。在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)是單向并逐級(jí)遞減的，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物獲取的能量相對(duì)值就越少。因而，如果食物網(wǎng)中一種生物的消亡直接影響帶來另一種生物的營(yíng)養(yǎng)級(jí)整體上升，則受到影響的生物在短期內(nèi)將會(huì)數(shù)量減少，反之則上升。 

 

其二，就近調(diào)節(jié)效應(yīng)。在食物網(wǎng)中，各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間可以通過反饋調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，這種反饋調(diào)節(jié)通常存在第一效應(yīng)和連續(xù)效應(yīng)。第一效應(yīng)只作用于與其有直接關(guān)系的營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，產(chǎn)生最先，影響也最大；連續(xù)效應(yīng)作用于與其有間接關(guān)系的營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，關(guān)系越近，影響就越大。因而，如果食物網(wǎng)中一種生物的消亡，對(duì)與它關(guān)系越近的生物所產(chǎn)生的反饋調(diào)節(jié)影響自然就越大。在食物網(wǎng)中尋找就近調(diào)節(jié)關(guān)系須以目標(biāo)生物（待回答生物）所在營(yíng)養(yǎng)級(jí)為基點(diǎn)，按營(yíng)養(yǎng)級(jí)由高到底方向?qū)ふ覟橐恕?br />    其三，營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)效應(yīng)。食物網(wǎng)中的一種生物可以占居多條食物鏈和多個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，當(dāng)某種生物的消亡所帶來的營(yíng)養(yǎng)損失可以被其他種生物所替補(bǔ)時(shí)，替補(bǔ)生物種類越多，對(duì)該種生物的影響就越小，而替補(bǔ)生物將會(huì)下降。同時(shí)，營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)也會(huì)緩解與其具有相同功能的營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的生存壓力。

 

從以上三個(gè)分析原則可以看出，問題分析中弄清生物營(yíng)養(yǎng)級(jí)存在狀況是基本。

 

1．4 問題分析

 

生物營(yíng)養(yǎng)級(jí)狀況分析：鼠僅占居一個(gè)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)；蟾蜍占居第三、第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)各一個(gè)；蛇占居第三、第四、第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)各一個(gè)；貓頭鷹占居三個(gè)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)、一個(gè)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)、兩個(gè)第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)和一個(gè)第六營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

 

1．4．1蛇為何減少

 

如果鼠如果突然消亡，對(duì)蛇來講，會(huì)直接導(dǎo)致其僅有第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的喪失，使得營(yíng)養(yǎng)級(jí)整體提升，所以蛇的數(shù)量將會(huì)減少。

 

1．4．2 貓頭鷹為何變化不大

 

對(duì)貓頭鷹來說，鼠的突然消亡只造成其喪失三個(gè)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的一個(gè)，營(yíng)養(yǎng)級(jí)整體影響不大，且其喪失的營(yíng)養(yǎng)可以由其占居的多各其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)來替補(bǔ)，所以其數(shù)量變化不大；同時(shí)，也正是由于貓頭鷹和蛇有著直接的捕食和被捕食關(guān)系，蛇處于貓頭鷹的營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)位置，貓頭鷹的數(shù)量維持將對(duì)蛇產(chǎn)生直接的反饋調(diào)節(jié)，結(jié)果加劇了蛇數(shù)量的減少。設(shè)想，倘若這里將鼠改為蛇突然消亡，貓頭鷹占有的兩種較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)（第五、六營(yíng)養(yǎng)級(jí)）會(huì)喪失，貓頭鷹營(yíng)養(yǎng)級(jí)整體下降，其數(shù)量反而會(huì)有上升趨勢(shì)。

 

1．4．3 蟾蜍為何也減少

 

在此我們不能像在一條單純的食物鏈（草→食草昆蟲→蟾蜍→蛇→貓頭鷹）中那樣認(rèn)為：蛇是蟾蜍的天敵，蛇減少會(huì)帶來蟾蜍的增多。因?yàn)轶蛤芎褪鬀]有直接影響關(guān)系，最近的關(guān)系是通過蛇，而這里蛇的數(shù)量減少是反饋調(diào)節(jié)第一效應(yīng)的結(jié)果，不是外界因素干擾（如人為捕殺）所致的反饋調(diào)節(jié)的起因，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部已開始產(chǎn)生反饋調(diào)節(jié)的連續(xù)效應(yīng)：蛇為了維持?jǐn)?shù)量不減少，會(huì)大量捕食蟾蜍，這樣使得蟾蜍的數(shù)量也會(huì)減少。換個(gè)角度來看，鼠的消亡使得蛇喪失了僅有的一個(gè)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而蟾蜍正好處于蛇的營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)位置，其數(shù)量也勢(shì)必要下降。

 

2 例證

 

據(jù)圖假設(shè)由于某種原因大魚全部死亡，試問對(duì)磷蝦的數(shù)量有何影響？

 

2．1 問題分析

 

依圖分析，磷蝦只占據(jù)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，位居第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)。若大魚全部死亡，磷蝦營(yíng)養(yǎng)級(jí)不受影響，能量遞減效應(yīng)不對(duì)磷蝦起作用；大魚首先通過浮游動(dòng)物反饋到須鯨與磷蝦發(fā)生就近調(diào)節(jié)關(guān)系，其次是通過所在食物鏈中的虎鯨反饋到須鯨與磷蝦發(fā)生就近調(diào)節(jié)關(guān)系，因此，搞清須鯨的變化是問題的關(guān)鍵。大魚全部死亡時(shí)會(huì)帶來兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)效應(yīng)，一是浮游動(dòng)物的增多會(huì)帶來須鯨對(duì)磷蝦的捕食量的減少，二是虎鯨對(duì)須鯨（海豹）的捕食量增加會(huì)減小磷蝦被須鯨捕食的壓力。由此，磷蝦的數(shù)量會(huì)增多。

 

2．2 分析誤區(qū)

 

從不同途徑的食物鏈分析往往有不同的結(jié)果：①當(dāng)大魚全部死亡時(shí)，大量浮游動(dòng)物得到生存，從而捕食大量的浮游植物，磷蝦由于食物不足而減少；這種分析違背了生產(chǎn)者相對(duì)穩(wěn)定的前提。②當(dāng)大魚全部死亡時(shí)，所在食物鏈中斷，導(dǎo)致虎鯨數(shù)量減少，須鯨數(shù)量增加，鱗蝦數(shù)量減少；這種分析違背了營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)效應(yīng)。③當(dāng)大魚全部死亡時(shí)，浮游動(dòng)物會(huì)增多，使須鯨捕獲浮游動(dòng)物的機(jī)會(huì)增加，從而減少了對(duì)鱗蝦的捕食，使其數(shù)量增加；這種分析遵循了就近調(diào)節(jié)效應(yīng)和營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)效應(yīng)。④當(dāng)大魚全部死亡時(shí)，浮游動(dòng)物數(shù)量會(huì)增多，使須鯨數(shù)量增加，鱗蝦因捕食而數(shù)量減少；這種分析遵循了就近調(diào)節(jié)效應(yīng)，但違背了營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)效應(yīng)。⑤當(dāng)大魚全部死亡時(shí)，中間的食物鏈會(huì)中斷，虎鯨會(huì)大量的捕食須鯨，導(dǎo)致須鯨減少，從而使鱗蝦數(shù)量增加；這種分析遵循了就近調(diào)節(jié)效應(yīng)和營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)效應(yīng)。

 

食物網(wǎng)是以食物鏈為基礎(chǔ)，形成了生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的核心。其多層次的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制遠(yuǎn)比一條單純的食物鏈要復(fù)雜和強(qiáng)大得多。中學(xué)階段設(shè)置此類問題通常是為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生相關(guān)分析能力的一種理論性考查，實(shí)際狀態(tài)下的生態(tài)系統(tǒng)遭受干擾和破壞后，在其新的平衡的建立過程中各種群數(shù)量的變化，還會(huì)受到諸如生產(chǎn)者自身變化、營(yíng)養(yǎng)替補(bǔ)效應(yīng)功能的大小等很多其他因素的綜合影響，單靠“三個(gè)效應(yīng)”其實(shí)是不能一一說清楚的。 

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/74205.html

相關(guān)閱讀：例析細(xì)胞間的信息交流