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食物链(food chain)是在生态系统中不同营养级的生物通过“吃”与“被吃”的关系而以满足生存需要而建立起来的锁链关系,也是物种之间食物食物关系的体现。食物链在生态学中能代表生物种群间物质循环和能量流动的情况。任何一种生物的增加或减少,都会影响其他生物的生存。
虽然生态系统中的生物种类众多,亦于生态系统分别扮演着不同的角色,但根据它们在能量和物质中所引起的作用,可以被分类为生产者、清除者、消费者和分解者四个类别。最底层是“生产者”,是以阳光来行使光合作用,自行用水和二氧化碳等无机物合成有机物的绿色植物;再上层是各级“消费者”,要依赖生产者供应物质和能量;当消费者死亡以后,“分解者”会以他们的尸体为食物。[1]
而“清除者”,是一个生态系统中担任清除性工作的生物。这些生物把生态系统中的“生产者”与“消费者”的遗体或排遗作为食物,具有“分解者”将大分子物质转换为小分子物质的能力,却又无法如“分解者”般将所摄食的有机物质转变成无机物。与“生产者”可以将小分子无机物合成为大分子有机物的能力更是不相干。因此在某些定义中接近于“消费者”,却又兼具有“分解者”的某些特质,因此在生态系统中被单独归为一类,被称为“清除者”。换句话说“清除者”可视为“腐食性消费者”,这些生物将大分子有机物转换为小分子有机物,例如秃鹰吃腐尸,蚂蚁吞食昆虫遗骸,而溪流、河口等水域生态系中的螃蟹、虾子等摄食泥土中的有机质碎屑也是一例,这些有机质碎屑除了植物的枯枝落叶之外,还有许多经过其他动物消化过的小分子有机物。这些“清除者”无法清除的部分再交棒给“分解者”处理,减轻生态系统中“分解者”的工作量,加速生态环境中的能量与碳循环。若是所有的生物残骸或排遗皆由“分解者”直接分解,生态系统中从有机物转换为无机物的速率将远小于有机物质的堆积,能量与物质无法顺利传递循环,生态系统就会失去平衡。[2]
食物链这一概念最早由阿拉伯科学家、哲学家贾希兹于10世纪提出,后通过查尔斯·艾尔顿于1927年出版的一本书得到了普及,这本书同时也引入了食物网这一概念[3][4][5]。食物链包括几种类型:捕食性、寄生性、腐生性、碎食性等,不同营养层的物种组成一个链条。例如:
浮游生物 → 软体动物 → 鱼类 → 乌贼 → 海豹 → 虎鲸
食物网(food web)是在生态系统中根据能量利用关系,不同的食物链彼此相互交错连结而形成复杂的网络结构。食物网可反映生态系统内各有机体间的营养位置、营养关系,以及整个生态系统的营养结构。
各种生物未必只依赖一种食物为生,互相之间甚至还有互为食物的关系,例如民间根据观察曾经有“夏季蛇吃老鼠,冬季老鼠吃蛇”的说法,因为冬季冬眠的蛇无法反抗掘地的老鼠。这些复杂的关系往往不是一根链条能说明的,把各种关系联系起来就会组成一个“食物网”。