人類改變生物營養級

談到生物界的“營養級”，估計有很多人會立刻聯想到大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米吃水草的情形。營養級從本質上來講確實是以上描述的畫面，但這種理解還是簡單了一點。營養級是指某種有機體在食物鏈上的位置，如處在第一營養級的植物能夠通過光合作用合成有機物，一些植食性的動物如牛、羊等屬于第二營養級，而吃羊的狼則屬于第三營養級。一些大型食肉動物如老虎和獅子則屬于更高的營養級，它們處在食物鏈的頂端，是第四甚至第五營養級的生物。

人類與營養級

你或許會好奇，我們人類屬于第幾營養級？人類幾乎什么都吃，是典型的雜食性動物。上文提到的狼屬于第三營養級，人類雖然比“豺狼虎豹”聰明，但學界一般把人類歸為第三營養級生物。當然，一些素食主義者也可以被歸為第二營養級。

第四營養級的雕和海洋中的頂級生物虎鯨、鯊魚等，它們雖然力大勢強，但數量稀少，起到了調節食物鏈和平衡生態系統結構的作用，它們數量的多寡將會影響其他營養級。如人類對北大西洋較高營養級鱈魚的商業打撈導致小魚缺少捕食者而數量增加，這些小魚數量的增加又會導致浮游食草動物的減少。由于食草動物數量減少，鱈魚的商業打撈行為反而增加了浮游植物。這就是著名的“營養級聯”效應，在20世紀80年代由美國動物學家羅伯特·潘恩提出。

營養級聯是指對食物鏈最頂端或高級捕食者造成的影響，不僅會影響到其直接的獵物，還會影響到與該捕食者關系更遠的營養級。營養級聯效應由人類發現，自然界中的營養級聯的影響者往往也是人類。一個著名的案例就是在北美東部開展的試驗。試驗發現，如果人為減少狼的數量，公園里白尾麋鹿的數量就會增加，從而導致區域植被數量的減少。可見，頂級生物數量的改變可以顯著影響生態系統的功能。從最低營養級到最高營養級，物種數量往往顯著減少，這是因為能量和物質沿著營養級水平呈現遞減的趨勢。這種遞減的趨勢就像等比數列一樣，其公比通常是十分之一，所以也被稱為“十分之一定律”。植物對光能的利用率往往不到1%，所以當能量和物質傳遞到第三營養級生物時，生物機體只有0.001%的太陽能了。“高處不勝寒”，這是營養級越高其生物數量越少的原因。

人類雖然屬于第三營養級，但由于人類改造自然的能力非常強大，目前在地球上已經很難找到沒有人類足跡的地方了。特別是第一次工業革命之后，人類對自然的開發更加肆無忌憚。現如今信息化與工業化的同步已經深刻地改變了地球的面貌，有人甚至認為地球已經進入了“人類紀”。毫無疑問，人類活動正成為影響和改變地球的主導力量，必然也會對營養級產生重大影響。

上文提到的營養級聯是人類干擾其他生物營養級的案例，當然，除了人類，動物、植物本身也可能影響到營養級的變化。如牛蛙會吃龍蝦，而龍蝦也會吃一些幼小的牛蛙。一些食草動物以吃草為主，但有時也會“開葷”。更有意思的是食草動物吃草，而有些植物也會吃食草動物，如捕蠅草和豬籠草等。營養級聯是對營養級水平改變的“頂層設計”，而有些植物卻可以發動“草根革命”，如牛奶草被食草動物啃食后，會增厚葉片，增大葉片的碳氮比值使葉片不再可口，從而使周圍環境利于自身生長。所以，營養級并非一成不變。

海燕因人類活動降低營養級

人類持續地改變著其他生物的營養級水平，然而量化這種影響并非易事。密歇根州立大學的研究人員以分布廣泛的海燕為對象，對其幾千年的覓食情況進行了研究，結果發現海燕在最近3000年左右覓食食源保持穩定，但最近100年左右食源發生很大的變化，海燕的營養級降低了，而原因竟然是近100年以來人類捕魚業發展迅速。人們撈走了大魚，改變了魚群的活動區域，從而使海燕只能捕食小魚小蝦，從而降低了自身的營養級。

人類搶占海燕的食物造成其營養級的下降，在草原生態系統引入蛇類則有可能提高鷹的營養級，湖泊的富營養化又會徹底打亂水體的生態平衡、改變水生生物的營養級。人類自身的發展往往會造成其他物種營養級的提高、降低或者紊亂。但還有更可怕的改變營養級的方式，如砍伐森林使所有的動植物喪失棲息地，進而走向滅絕；大氣污染和全球氣候變暖使鳥類遷徙困難重重；海洋酸化和油料泄漏事件使魚類和鳥類繁殖失敗，同樣造成了極大危害。

人類雖然是第三營養級的生物，但顯然已經深深地影響了其他營養級生物的生存與發展。既然我們已經認識到了人類在自然改造過程的巨大破壞性，就應該學會與其他物種和諧相處。

【責任編輯】張小萌