例谈食物网中生物数量变化的分析方法

2017-07-08祝远超

中学生理科应试 2017年4期

祝远超

食物网是生态系统营养结构的重要组成部分，在高中生物学中占有十分重要的地位，而食物网中生物数量变化的分析既是教学的重点，也是难点。此类试题在高考生物试卷中屡见不鲜。那么，如何解答此类试题呢？

一、食物网的概念

生产者所固定的能量和物質，通过一系列取食和被食的关系而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序称为食物链。生态系统中的食物链彼此交错连接，形成一个网状结构，这就是食物网。食物链和食物网是生态系统的物质循环和能量流动的渠道。

二、食物网中生物数量变化的分析方法

1.复杂食物网中生物数量变化的分析方法

例1 图1是南极食物网图解，若由于某种原因大鱼全部死亡，则对短期内鳞虾数量变化的分析正确的是（）。

A.当大鱼全部死亡后，大量浮游动物得到生存，并捕食大量的浮游植物，使浮游植物减少，从而导致鳞虾的数量减少

B.当大鱼全部死亡后，中间这条食物链中断，导致虎鲸数量减少，须鲸数量增多，从而导致鳞虾的数量减少

C.当大鱼全部死亡后，浮游动物会增多，使须鲸捕获浮游动物的机会增多，从而减少对鳞虾的捕食量，导致鳞虾的数量增多

D.当大鱼全部死亡后，中间这条食物链中断，虎鲸将捕食更多的海豹和须鲸，使须鲸数量减少，从而使鳞虾的数量增多。

解析从表面上看，上述4个选项均“言之有理”，都是从食物来源和天敌危害两方面考虑的，只是分析的路线和方向不同。那么，究竟哪种分析是正确的呢？

首先要弄清此类试题的解题依据。食物链中某营养级生物的数量是增加还是减少，关键是看流入该营养级的能量是增加还是减少。若流入某营养级的能量增加，则该营养级的生物数量也增加，反之减少。然后，还要弄清此类试题的解题方法。其一，能量沿食物链流动时逐级递减，中间环节越多，损耗的能量也越多，故应根据中间环节少的路线进行分析。其二，输入到某一个营养级的能量只有10%-20%的能量能够流到下一个营养级，以“草→羊→狼”为例，羊每增加10kg需消耗草50 kg～100 kg，可使狼增加1 kg～2 kg。很明显，高营养级生物数量的变化对低营养级生物数量的影响比低营养级生物数量的变化对高营养级生物数量的影响大，故分析时应由高营养级向低营养级进行。其三，生产者是生态系统的基石，一般情况下其数量相对稳定，故分析时一般不需考虑生产者数量的变化。

综上所述，分析复杂食物网中生物数量的变化时应遵循以下原则：

（1）据中间环节少的路线分析；

（2）由高营养级向低营养级分析；

（3）一般不需考虑生产者数量的变化。

此外，当最高营养级生物有多种食物来源时，若其中一种食物减少，则其数量不会发生明显变化，但它会加大对其他食物的摄食量。

据以上原则分析可知，例l答案为D。

思维警示 ①食物网中生物数量变化的分析与食物链中并不完全相同：若食物链中某种生物的食物大量减少，则短期内该生物的数量也会明显减少，但由上知，食物网中未必如此；②分析食物网中生物数量的变化时，要注意时间问题，即是在短期内的变化，还是在较长时间内的变化，如例1中鳞虾数量的变化情况：短期内将增多；较长时间内则先增多后减少（最后趋于稳定）。

针对性训练1：图2中若蚱蜢突然大量减少，则短期内蚯蚓的数量将发生什么变化？

解析当蚱蜢的数量突然减少时，以它为食的蜥蜴数量也将减少，蛇的数量随之减少，鹰就会捕食更多的兔和相思鸟，相思鸟的数量减少将导致蚯蚓的数量增加。

针对性训练2图3是温带草原生态系统食物网的一部分图解，由于某种原因鼠大量死亡，则短期内蛇和蟾蜍的数量变化情况依次为____。

解析鼠大量死亡，猫头鹰会加大对蛇的摄食量、蛇会加大对蟾蜍的摄食量，从而导致蛇和蟾蜍的数量都减少。

2.食物网中同时占有两个营养级的生物数量变化的分析方法

例2 图4中若无小鱼，则短期内大鱼的数量将如何变化？

解析图4中小鱼与大鱼之间既有捕食关系，又有竞争关系。若小鱼全部死亡，大鱼的数量到底是增加还是减少呢？

大鱼的数量是增还是减，关键还是看流入大鱼的能量是增还是减。若食物网中的小鱼没有了，将导致大鱼由第三和第四两个营养级变成了单纯的第三营养级（营养级有所降低），减少了能量的损耗，大鱼能获得更多的能量，故其数量将增加。

点拨此类试题的解答还是要依据生态系统能量流动的规律进行。因能量沿食物链流动时逐级递减，故该类连锁变化的规律如下：

若生物。的数量变化导致生物6的营养级降低，则生物6的数量将增加；若生物。的数量变化导致生物6的营养级升高，则生物6的数量将减少。

针对性训练3图5中若螳螂全部迁走，则短期内黄雀的数量将如何变化？

解析螳螂全部迁走导致黄雀的营养级有所降低，其获得的能量将增加，故其数量将增加。