Environment 版 (精华区)

发信人: lichunlu (露露365), 信区: Environment
标  题: 生态食物链与农药
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年01月17日11:03:50 星期五), 站内信件



生态系统由三个营养集团组成：生产者（主要是植物），它参与光合作用，用光能合成有
机食品；消费者（主要是动物）；分解者（细菌和真菌）。太阳能使生态系统运转起来，
各个水平上的生物为了生存吸收所需的能量，于是构成了食物链。

　　我们先看一个简单的食物链，一个复杂的宏系统中的一个子系统，在宏系统中许多的
链连接形成一个复杂的网。该食物链有两个基本部分组成：植物食物链和碎屑食物链。碎
屑是由死植物和死动物被分解生物破碎形成的。

　　在此食物链中，有的生物吃别的生物，然后又被另一种生物吃掉，于是能量在系统中
流动，从某一水平生物到下一个水平生物。但是，这种能量转换并不是效率很高的，因为9
0%能量变成热而损失掉了。进一步，每一个水平的生物必需吃够上一水平的生物才能维持
生命，然后在给定的食物量情况下，支持最小的生物量。

　　人类的农业生态系统里，作物是提供能效最高的方法。在这样的食物链中，如人食大
米，玉米等，能量损失最小。与之相反，用粮食喂牛，人再吃牛肉，比起直接吃粮食，能
效就不高了。这是因为牛吃粮食，植物的碳水化合物转化为动物蛋白质，然后人再吃牛肉
，能量大部分损失掉了。

　　现在人口日众，必须设法将能量尽可能地加入到农业生态系统中去，例如使用化肥和
农药保证最大的作物产率。在制造化肥和农药时需要烃（石油），原材料和能源。耕地用
的拖拉机要耗油，开动谷物干燥机，仓库管理要耗电，运输和包装也要耗能源，有时耗的
外加能源比本身所能产出的能源还大，出现了能量亏空。科学家用能量比Er来科学表达这
个问题，如下公式：
　　　　　　　每公顷食物产出的能量
　　　　Er = ----------------------
　　　　　　　每公顷输入的能量密度
　　在维持生存的农业系统里，能量比是1：0到7：0，表明相对于能量的输入，食物的能
量输出很高。然而，许多工业化的耕作系统里，能量比可能相当低，例如0：1。虽然农药
保证不会转换到不需要的食物链中，但是它们要渗透到其它食物网中，打乱生物间的天然
平衡。

　　农药是怎样渗透到食物网中呢？喷洒农药田间，部分进入土壤之中，部分经径流进入
地面水体。水中的水生植物吸收土壤中残留的农药，鸭鹅等水禽再吃水草，它们体内也有
了农药残留。蜗牛等软体动物栖居在水域的底泥上，底泥吸附和吸收农药，农药因此又残
留在蜗牛体内。此外，水中大量浮游生物吸收水中的农药，食肉昆虫又吃浮游生物，鱼又
食食肉昆虫，人捕鱼食鱼，鹤和鹰也食鱼，最终农药进入人、鹰和鹤体内。农药渗透到这
复杂的食物网中。

　　在食物链中，越低级的动物一般繁殖的越快，比起捕食它们的生物来说，数量要多，
因此它们才能适应天然选择。换句话说，沿食物链的每一步捕食者要比被它们所食者繁殖
得更慢，越是高级生物数量越少（生物量越少），形成生物数量的金字塔。例如，就生物
量而言，浮游生物比昆虫多，昆虫比鱼多，鱼比鱼鹰和鹤多等等。

　　许多普通农药既杀死害虫也杀死它们的捕食者，例如用杀虫剂杀死蚜虫，可能杀死捕
食牙虫的瓢虫。瓢虫寿命较蚜虫长，但没了蚜虫作食物，饥饿难当，也像蚜虫一样耗尽。
田间在长期使用农药之后，一般的情况是害虫将以更快繁殖速度总量增加，有的害虫是由
外部迁徙而来，有的则是幸存者繁殖，这些幸存者有较强的对农药的抗药性。然后，害虫
的捕食者的数量又慢慢地有所增加，农民看到了，害虫再一次出现，呈现了反弹现像，不
过这一次捕食者的活动能力不如以前了。

　　有时候还会出现新的害虫品种。有些害虫，原来在捕食竞争中敌不过其它害虫，或者
被它们的天敌吃掉，数量较少，现在和它们竞争的害虫被农药药死了，它们的天敌也被饿
死了，它们无限制地繁殖起来，可能变成主要害虫，农民习惯地叫它们为而次害虫。田间
再一次出现害虫，农民再一次喷洒农药，一年又一年，一次又一次，演出了农药使用的单
调循环。


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