谚语中的生态学

“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”， “一山不容二虎”这是中国人都很熟系的两句谚语，但大家不了解的是，它们在国际生态 研究，特别实在食物链的研究上具有有举足轻重的地位。20世纪40年代,美国生态学家林德曼在研究湖泊生态系统时,研究陷入困境，后来他无意中听到同学说起“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”，这句中国谚语后，得到启发，根据他在湖泊研究3年所得到的数据加以研究，终于证实了坦斯雷提出的食物链生态系统的存在。1941年，他又受到“一山不能存二虎”的启发,提出了生态金字塔的理论,使人们认识到生态系统的营养结构和能量流动的特点。

“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，是米吃烂泥（其实虾米吃的是水中的浮游生物)，”这句中国古代谚语揭示了生物物种之间普遍存在的“吃与被吃”的营养关系，这种营养关系就是食物链。食物链是指在生态系统中贮存于有机物中的化学能，通过一系列吃与被吃的关系，把生物与生物紧密地联系起来，从而形成的以食物营养关系彼此联系起来的序列。按照生物与生物之间的关系可将食物链分为捕食食物链、碎食食物链、寄生性食物链和腐食性食物链。其中以活的动植物为起点的食物链，如绿色植物，草食动物、各级食肉动物。弱肉强食,小的被大的吃食,这是生物界普遍存在的由捕食方式而形成的食物链,叫做捕食链(也叫牧食食物链)，大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”讨论的正是这种食物链. 它的完整过程，应该是从泥巴中腐烂的有机物质开始：腐烂的有机物转化为虾米的生命物质和能量，虾米被小鱼吃食后转化为小鱼的生命物质和能量，小鱼又被大鱼吃食，转化为大鱼的生命物质和能量，其他动物或人类吃食了大鱼，又把物质和能量转化到自己身上。这也是自然界中物质和能量通过食物链，一级高一级地向上传递、输送的过程。

湖泊中的生物群落也有分层现象。有空间分布。例如,鲢鱼栖息在水体的上层,鳙鱼栖息在水体的中上层,草鱼栖息在水体的中下层,青鱼、蚌、螺蛳等栖息在水体的底层。

该生态系统中的生物虽然种类繁多，但根据它们在能量和物质运动中所起的作用，可以归纳为生产者、消费者和分解者三类。

在食物链中，生产者主要是绿色植物，能用简单的物质制造食物的自养生物，这种功能就是光合作用，也包括一些化学合成细菌，它们也能够以无机物合成有机物。生产者的活动是从环境中得到二氧化碳和水，在太阳光能或化学的作用下合成碳水化合物。因此太阳辐射能只有通过生产者，才能不断的输入到生态系统中转化为化学能力即生物能，成为消费者和分解者生命活动中唯一的能源。
消费者属于异养生物，指那些以其他生物或有机物为食的动物，它们直接或间接以植物为食。根据食性不同，可以区分为食草动物和食肉动物两大类。食草动物称为第一级消费者，它们吞食植物而得到自己需要的食物和能量，食草动物又可被食肉动物所捕食，这些食肉动物称为第二级消费者，瓢虫和黄鼠狼等又可称为第一级食肉者。又有一些捕食小型食肉动物的大型食肉动物如狐狸、狼、蛇等，称为第三级消费者或第二级食肉者。又有以第二级食肉动物为食物的如狮、虎、豹、鹰、鹫等猛兽猛禽，就是第四级消费者或第三级食肉者。

分解者也是异养生物，主要是各种细菌和真菌，也包括某些原生动物及腐食性动物如食枯木的甲虫、白蚁，以及蚯蚓和一些软体动物等。它们把复杂的动植物残体分解为简单的化合物，最後分解成无机物归还到环境中去，被生产者再利用。分解者在物质循环和能量流动中具有重要的意义，因为大约有90% 的陆地初级生产量都必须经过分解者的作用而归还给大地，再经过传递作用输送给绿色植物进行光合作用。所以分解者又可称为还原者

在湖泊里的这个食物链中，生产者主要包括两类:一类是挺水植物、浮水植物和沉水植物(如香蒲、莲、睡莲、浮萍、金鱼藻等)，这些植物通常生活在浅水区域另一类是形体微小的浮游植物cc多种淡水藻类(如硅藻、栅藻、蓝藻、团藻等)，各种淡水藻都分布在光线能够透入的浅水层中

初级消费者是直接以植物为食的植食性动物，它们又可以分为两类，即浮游动物(如剑水蚤等)和某些底栖动物(如生活在池塘底部的某些环节动物)，某些鱼类或小鱼及某些水生的昆虫是以浮游动物为食的小型肉食性动物，称为次级消费者。而湖泊中如凶猛的鳜鱼等是指以小型肉食动物为食的大型肉食性动物，为三级消费者，。

分解者主要是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物。图中的Ⅳ指的就是细菌和真菌。

在捕食链中,并不是所有的消费者都能够明确地只归入某一个营养级中。因为很多动物不只是从一个营养级的生物中得到食物，如大鱼不仅捕食小鱼，同样也捕食虾米或者是藻类，所以它属于几个营养级，而最後达到人类是最高级的消费者，他不仅是各级的食肉者，而且又以植物作为食物。所以各个营养级之间的界限是不明显的。 

了解这种食物链对我们的生活是有很大意义的。比如说从鱼卵孵化出来小鱼处在发育的初始阶段，它们的主食是原生浮游生物和原生动、植物。当小鱼成长到一定的时候，才改变了口味——吃些小虾、蠕虫等，而这些动物又是靠原生浮游生物维生的。这一事实表明，养鱼业首先要解决原生动物的来源问题。于是人们就在鱼池边的水域里，放置一些灌木树枝和干草把，为细菌大量繁殖铺就了理想的温床，而细菌则正是原生动物的主食。细菌的温床的构建，不仅繁衍了细菌，更聚集了纤毛虫在这里休养生息，因为纤毛虫是专吃细菌的。照此推理，稍远一点的地方，又成了小虾和各种水蚤的生活空间，纤毛虫是它们的美食。于是小鱼也竞相游向这一水域觅食。采取上述措施，可以使鲜鱼产量提高2～4倍。养鱼业主们正是遵循了“食物链”这一客观的自然规律，,从规律出发动,并从中获得了可观的经济效益。此外，在鱼池边挖坑，铺上马粪和干草，也是催生原生动物和水蚤的有效途径。

 但是人们必须要清醒的认识到，食物链在自然界是普遍存在的，食物链和食物网中的成员是相互依存，又相互制约的。人也是其中的一部分，假如其中某一个种群的数量或者质量突然发生变化，食物链马上就会有所反映，进而牵动整个食物网。如果人为地摘掉或改变其中的某一个环节，势必就要造成生态平衡失调，出现严重的后果。
人与大自然也是通过食物链而连接着，就像人的食物主要来自植物和动物。如果这些动植物含有了来自环境污染的成分，人吃了酒会有危险，那水产鱼类来势或，如果自然界有了汞的污染，而土壤中的有些微生物可以把汞转化为有机汞，鱼吃了这样的微生物就会把有机汞储存在身体中，而人吃了这样的鱼，汞就会进入人的神经细胞中，人就会的可怕的水俣病，水俣病是人类环境污染 ，致使污染物通过食物链进入人体并严重伤害人的健康的最典型的例子

食物链上的每个环节，都是一个营养级。能量不断沿着生产者、植食动物、肉食动物等逐级流动。
每一个营养级都把前一个环节所获得的能量的一部分用来维持自己的生存和繁殖，把剩下的一部分传递到后一个环节中去。一般说来，在输入到下一个营养级的能量中，大约只有10%—20%能够流通到下一个营养级，其余的能量则为呼吸所消耗，这就是说，能量在沿着食物链的营养级流动时，使逐级递减的。前一级的能量只能维持后一级少数生物的需要，愈向食物链的后端，生物体的数量愈少，这样便形成了一种金字塔形的营养级关系。所以一般来说，一条食物链的营养级不超过5个，就是因为能量在沿着食物链的各个营养级流动时,大部分被消耗掉了。在流经三四个营养级之后,传递下来的能量就少到不足以再维持一个营养级的生命活动的程度了。

对于此，1941年，生态学家林德曼同样是受了中国谚语的启发在食物链的基础上又进一步提出了物质和能量的“十分之一”定律（或称“金字塔”定律）。即最基本的食物链基础物质和能量，只有十分之一被转化为次一级的生物物质和能量，次一级的生物总数又只有十分之一转化为更高一级的生物物质和能量，以此类推，每级只能转化十分之一。因此整个食物链转化规律，便构成一个金字塔型：基底最宽，逐级缩小十分之一，顶部最窄小。有趣的是，林德曼提出“十分之一”定律，同样是受了中国谚语的启发。中国有句谚语：“一山不能存二虎”。一座山上所有的食物生产量，都归一只老虎所控制，如果有两只虎，必然会互相格斗，驱走其中的一只为止。原因是一只老虎如果每天吃两只兔子，一年就要吃七百多只，这么多的兔子一年又要吃好多草本植物。山上生长的草是有限的，它是老虎食物链的基础，老虎为了保护自己的食物链，就不能允许另一只在一个领地同时生存下去。虎作为食物链中的最高级消费者，数量就会很少。因此一山难容二虎。

这两句谚语都说明了一个科学道理，这是我国的劳动人民在千百年的劳动中积累下来的。值得我们受益。