例談食物網中生物數量變化的分析方法

祝遠超

食物網是生態系統營養結構的重要組成部分，在高中生物學中占有十分重要的地位，而食物網中生物數量變化的分析既是教學的重點，也是難點。此類試題在高考生物試卷中屢見不鮮。那么，如何解答此類試題呢？

一、食物網的概念

生產者所固定的能量和物質，通過一系列取食和被食的關系而在生態系統中傳遞，各種生物按其取食和被食的關系而排列的鏈狀順序稱為食物鏈。生態系統中的食物鏈彼此交錯連接，形成一個網狀結構，這就是食物網。食物鏈和食物網是生態系統的物質循環和能量流動的渠道。

二、食物網中生物數量變化的分析方法

1.復雜食物網中生物數量變化的分析方法

例1 圖1是南極食物網圖解，若由于某種原因大魚全部死亡，則對短期內鱗蝦數量變化的分析正確的是（ ）。

A.當大魚全部死亡后，大量浮游動物得到生存，并捕食大量的浮游植物，使浮游植物減少，從而導致鱗蝦的數量減少

B.當大魚全部死亡后，中間這條食物鏈中斷，導致虎鯨數量減少，須鯨數量增多，從而導致鱗蝦的數量減少

C.當大魚全部死亡后，浮游動物會增多，使須鯨捕獲浮游動物的機會增多，從而減少對鱗蝦的捕食量，導致鱗蝦的數量增多

D.當大魚全部死亡后，中間這條食物鏈中斷，虎鯨將捕食更多的海豹和須鯨，使須鯨數量減少，從而使鱗蝦的數量增多。

解析從表面上看，上述4個選項均“言之有理”，都是從食物來源和天敵危害兩方面考慮的，只是分析的路線和方向不同。那么，究竟哪種分析是正確的呢？

首先要弄清此類試題的解題依據。食物鏈中某營養級生物的數量是增加還是減少，關鍵是看流入該營養級的能量是增加還是減少。若流入某營養級的能量增加，則該營養級的生物數量也增加，反之減少。然后，還要弄清此類試題的解題方法。其一，能量沿食物鏈流動時逐級遞減，中間環節越多，損耗的能量也越多，故應根據中間環節少的路線進行分析。其二，輸入到某一個營養級的能量只有10%-20%的能量能夠流到下一個營養級，以“草→羊→狼”為例，羊每增加10kg需消耗草50 kg～100 kg，可使狼增加1 kg～2 kg。很明顯，高營養級生物數量的變化對低營養級生物數量的影響比低營養級生物數量的變化對高營養級生物數量的影響大，故分析時應由高營養級向低營養級進行。其三，生產者是生態系統的基石，一般情況下其數量相對穩定，故分析時一般不需考慮生產者數量的變化。

綜上所述，分析復雜食物網中生物數量的變化時應遵循以下原則：

（1）據中間環節少的路線分析；

（2）由高營養級向低營養級分析；

（3）一般不需考慮生產者數量的變化。

此外，當最高營養級生物有多種食物來源時，若其中一種食物減少，則其數量不會發生明顯變化，但它會加大對其他食物的攝食量。

據以上原則分析可知，例l答案為D。

思維警示 ①食物網中生物數量變化的分析與食物鏈中并不完全相同：若食物鏈中某種生物的食物大量減少，則短期內該生物的數量也會明顯減少，但由上知，食物網中未必如此；②分析食物網中生物數量的變化時，要注意時間問題，即是在短期內的變化，還是在較長時間內的變化，如例1中鱗蝦數量的變化情況：短期內將增多；較長時間內則先增多后減少（最后趨于穩定）。

針對性訓練1：圖2中若蚱蜢突然大量減少，則短期內蚯蚓的數量將發生什么變化？

解析當蚱蜢的數量突然減少時，以它為食的蜥蜴數量也將減少，蛇的數量隨之減少，鷹就會捕食更多的兔和相思鳥，相思鳥的數量減少將導致蚯蚓的數量增加。

針對性訓練2圖3是溫帶草原生態系統食物網的一部分圖解，由于某種原因鼠大量死亡，則短期內蛇和蟾蜍的數量變化情況依次為____。

解析 鼠大量死亡，貓頭鷹會加大對蛇的攝食量、蛇會加大對蟾蜍的攝食量，從而導致蛇和蟾蜍的數量都減少。

2.食物網中同時占有兩個營養級的生物數量變化的分析方法

例2 圖4中若無小魚，則短期內大魚的數量將如何變化？

解析 圖4中小魚與大魚之間既有捕食關系，又有競爭關系。若小魚全部死亡，大魚的數量到底是增加還是減少呢？

大魚的數量是增還是減，關鍵還是看流入大魚的能量是增還是減。若食物網中的小魚沒有了，將導致大魚由第三和第四兩個營養級變成了單純的第三營養級（營養級有所降低），減少了能量的損耗，大魚能獲得更多的能量，故其數量將增加。

點撥此類試題的解答還是要依據生態系統能量流動的規律進行。因能量沿食物鏈流動時逐級遞減，故該類連鎖變化的規律如下：

若生物。的數量變化導致生物6的營養級降低，則生物6的數量將增加；若生物。的數量變化導致生物6的營養級升高，則生物6的數量將減少。

針對性訓練3圖5中若螳螂全部遷走，則短期內黃雀的數量將如何變化？

解析螳螂全部遷走導致黃雀的營養級有所降低，其獲得的能量將增加，故其數量將增加。

總之，分析食物網中生物數量的變化時應牢牢抓住生態系統能量流動的規律，此即該類試題的靈魂所在。因此，分析時要遵循中間環節少、由高營養級到低營養級且一般不需考慮生產者數量的變化等原則。此外，答題時還要注意時間的長短問題。

（收稿日期：2016-10-13）