主要内容
食物链和食物网
食物链和食物网如何代表能量和物质的流动。营养水平和能量传递的效率。
关键点
- 生产者，或自养生物，自己生产它们的有机分子。 消费者，或异养生物，通过食用其他生物得到有机分子。
- 食物链是在一个生物吃掉另一个时，营养和能量通过的一个线性的生物序列。
- 在一个食物链中，每一个生物都占用一个不同的营养级，由从它与食物链的基础输入开始需要多少能量传输而定。
- 食物网由很多相连的食物链组合而成，是在生态系统中消费关系的更真实的表达。
- 在营养级之间的能量转换效率低下——通常的效率是10%。这个低下的效率降低了食物链的长度。
介绍
不同物种的生物可以以多种方式互动。他们可以竞争，或共生——有着长期密切关系的同伴。或者，它们也可以完成我们在自然节目中常看到的东西：一个可以吃掉另一个——咯吱！也就是说，他们可以在食物链中形成一个环节。
在生态学中，一个食物链是一系列相互捕食的生物，可以使能量和养分从一个流到另一个。例如，要是你午餐吃了一个汉堡包，你可能会是这个食物链中的一员：草 right arrow 牛 right arrow 人。 但是要是你在汉堡包上面加了生菜呢？你也是这个食物链中的一员： 生菜right arrow 人。
就像这个例子说明的那样，我们不可以总是以一个线性的步骤来形容一个生物——就像人——吃了什么。像上面所说的情况下我们可能想用一个包含许多相交的食物链，代表了生物吃的不同东西以及被哪些生物所吃的食物网。
在这篇文章中， 我们将更仔细地研究食物链和食物网，看它们如何代表能量和养分通过生态系统的流动。
自养生物和异养生物
生物用什么基本策略来获取食物？
一些生物，叫做自养生物，可以自己生产它们的食物——通过简单分子，像二氧化碳，来制造自己的有机化合物。这是自养生物的两种基本类型：
自养生物是这个星球上每一个生态系统的基础。这听起来很夸大化，但绝不是夸夸其谈。自养生物形成食物链和食物网的底部，他们从光或化学物质得到的能量维持了在群落内所有其他生物的生存。当我们讨论它们在食物链中的角色时，我们叫自养生物生产者。
异养生物，不可以捕捉光能或化学能来使用二氧化碳制造他们的食物。人类是异养生物。相反的，异养生物通过食用其他生物或他们的副产品来得到有机化合物。动物、真菌和很多细菌都是异养生物。当我们讨论异养生物在食物链中的角色时，我们叫它们消费者。我们将会很快看到，有很多种消费者，他们有很多种生态角色，从食用植物的昆虫到吃肉的动物到清理残骸和垃圾的真菌。
食物链
现在我们可以看看能量和养分是如何通过一个生态群落流动的。让我们通过食物链先考虑一下一些谁吃谁的关系。
一个食物链是一个线性生物序列，其中养分和能量通过一个生物吃另一个传输。让我们来看一眼一个典型的食物链的部分，从底部——生产者——向上推进。
- 在食物链的基础是初级生产者。 初级生产者是自养生物，往往是像植物、藻类和蓝绿藻那样的光合自养生物。
- 食用初级生产者的生物叫做初级消费者，初级消费者通常是食草动物，它们食用植物，但也可能食用藻类或细菌。
- 食用初级消费者的生物被叫做二级消费者。二级消费者通常是肉食动物。
- 食用二级消费者的生物叫做三级消费者。他们是吃肉食动物的肉食动物，像老鹰或者大鱼。
- 一些食物链有额外的等级，叫做四级消费者——食用三级消费者的食肉动物。在食物链顶端的动物叫做顶端消费者。
我们可以在下图中看到这些等级的例子。绿藻是生产者，被软体动物（初级消费者）吃掉，然后软体动物被杜父鱼（二级消费者）吃掉，杜父鱼被三文鱼（三级消费者）吃掉。
上述每个类别叫做营养级，它反应了一个生物从食物链的原本能量来源（比如光）开始需要多少能量和养分的传输（消费步骤）。正如我们将看到的那样，将生物分到营养级并不是直接了当的分隔。就像我们人类是既可以吃动物，也可以吃植物的杂食动物一样。
分解者
另一组消费者值得一提，虽然它并不总是出现在食物链图片中。这一组包括分解者，分解死亡的有机物质和废物的生物。
有时，分解者被当作他们自己的营养级。它们，作为一个群体，经常吃来自不同营养级的生物，例如，他们可能会食用死掉的植物，吃了半截的松鼠，或一只老鹰的遗体。在一种层面上，分解者与一级、二级、三级消费者的标准等级相平行。
真菌和细菌在许多生态系统中是重要的分解者；它们使用来自死亡的物质和废物的化学能来为其代谢过程提供燃料。
其他的分解者是屑食类--食用碎屑或残骸的生物。它们大多数是多细胞动物，像蚯蚓，螃蟹，鼻涕虫，或秃鹫。它们不仅仅食用死去的有机质，还将其分解成碎块，这样细菌或真菌类的分解者可以更好的利用。
分解者还在保持生态系统健康上发挥关键作用。它们分解死去的物质和废物的时候，它们释放出可被主要生产者再次利用并作为构建材料的营养物。
食物网
食物网给出了谁吃谁的清楚信息。但是，当我们尝试使用食物网来描述整个生态群落的时候就会出问题。
例如，一个生物很多时候可以食用很多种不同的猎物，或被不同的捕食者吃，包括在不同营养级的捕食者。这正是你在吃一个汉堡包肉饼的时候的情况。牛是初级消费者，在肉饼上的生菜是初级生产者。
为了更准确的表达这些关系，我们可以用食物网，一个在一个生态系统中显示所有不同物种的营养交互的图表。
下图显示了一个安大略湖的食物网，初级消费者以橘黄色标注，二级消费者以蓝色标注，三级消费者以紫色标注。
在食物网中，箭头从被吃指向吃：在上图中，一些生物可以吃超过一个营养级的生物。例如，糠虾食用初级生产者和消费者。
额外问题：这个食物网包括我们在之前看到的一条食物链：绿藻 right arrow 软体动物 right arrow 杜父鱼 right arrow 三文鱼。你找得到吗？
食草性与碎屑食物网
食物网通常不会显示分解者-你可能发现了安大略湖的食物网不显示分解者。但是所有生态系统都需要回收死亡物质和废物。这意味着分解者确实存在（虽然没有显示）。
例如，在下面的草原生态系统中，有一个由植物和动物组成的食草性食物网，它为细菌、真菌和食草动物组成的碎屑食物网提供输入。这个碎屑食物网在图下方的棕色区域内以简化形式显示。现实中，它会由不同的物种由特定的捕食相互关系相连接——通过箭头连接，正如上图的食草性食物网。碎屑食物网可以给食草性食物网提供能量，就像知更鸟吃蚯蚓一样。
能量传输效率限制食物链长度
当一个生物吃另一个并从猎物体内获取能量丰富的分子的时候，能量在营养级之间转移。但是这个转移是效率低下的，这个无效率的转移限制了食物链长度。
当能量进入一个营养级，一些被储存在生物体内。这些是下一级可用的能量，因为只有储存在生物体内的能量才可以被吃掉。作为一个常用守则，在单位时间内，只有上一营养级储存的10%实际上被下一营养级的生物储存。这个能量转移的10%准则该记下来。
例如，让我们假设在一个生态系统内，初级生产者以生物的形式储存20000千卡路里/平方米/年，这也是初级消费者可以利用的部分。这个10%定律预测初级消费者只可以储存2000 千卡路里/平方米/年在它们的身体内，使得下一级的他们的捕食者只能以更低下的效率获取能量。
这个部分转移的模式限制了食物链的长度；在一定营养级之后——通常3-6个，已经不再有足够能量供给更高级的种群了。
那为什么那么多能量在两个营养级之间退出食物网？这里有一些能量传输效率低的原因：start superscript, 1, comma, 2, end superscript
- 在每个营养级很多能量因为呼吸作用和日常生活以热散发走了。
- 一些有机分子不能消化，只能以粪便的形式离开身体，而不是被食用。
- 并不是所有的生物都被下一级的生物吃掉，一些在死之前没有被吃。
粪便和没吃的死掉的生物被分解者所吃，它们消化并通过呼吸作用将它们的能量转为热量。所以，能量没有消失——都以热的形式散发了。