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为什么草原上的狮子比羚羊少得多?

在一望无际的非洲大草原上,生活着各种动物:鹿、斑马、羚羊、猎豹和狮子等。当太阳升起的时候,成群结队的鹿、斑马、羚羊在草原上悠闲地啃食着鲜美多汁的青草,狮子和猎豹则成群或独自埋伏在草丛中,随时准备对这些猎物发动进攻。看到这,我们不禁要问,为什么草原上的狮子数量远比羚羊少,这些不同物种之间的数量有什么关系吗?

1942年,美国耶鲁大学的生态学家林德曼为我们揭开了这其中的奥秘。不过,他研究的不是草原上的生物,而是位于美国明尼苏达州一个四周被沼泽环绕的湖泊——赛达伯格湖中的生物。他根据食物链的原理把生物划分为好几个等级:植物进行光合作用生产有机物,属于第一营养级;草食动物以吃草为生,属于第二营养级;肉食动物捕食草食动物,属于第三营养级。他发现相邻的营养级之间存在着令人惊奇的数量关系,即后一个营养级的生物总量总是前一个营养级生物总量的1/10左右!林德曼称之为“1/10定律”。如果把这种关系按照食物链的顺序自下而上表现在图上,我们会发现位于最底层的植物数量最多,然后是草食动物,再是肉食动物,位于顶层的大型肉食动物数量最少,看起来就像一个下面大、上面小的“金字塔”,称为群落中的“数量金字塔”。

类似的规律同样也存在于非洲大草原上,即植物的数量是最多的,食草的鹿、斑马和羚羊其次,而狮子、猎豹这些金字塔顶端的捕食者数量最少。

【知识点】变化中的生物群落

不同的物种在一定区域内共同生活,就构成了生物群落。生物群落并不是一成不变的,随着时间的推移会被其他的生物群落替代,称为演替。例如,经过足够长的时间,一个长满漂浮植物的湖泊会慢慢变浅,逐渐被长满芦苇的沼泽、湿地替代,最终会变成满目苍绿的森林。

【科学家】 林德曼

在发现“1/10定律”之前,林德曼对赛达伯格湖进行了3年的研究,积累了大量的数据,就是没有理出一个科学的头绪。无意中一位中国同学说了一句最普通的谚语——“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃稀泥”,这使他茅塞顿开,于是从食物链的角度揭开了生态系统的奥秘。

【发散思维】一个群落中消费者数量会超过生产者吗?