如果山水有情人无情

1982-01-01 04:40陈安钰
青年文摘·上半月 1982年5期
关键词:食物链能量森林

陈安钰

大自然孕育了人类。人类从诞生之日起,衣、食、住、行、医疗卫生和经济生产等活动,无一不依赖于大自然。对于人类来说,大自然向来友好多情,慷慨地提供各种生活资源。但是,如果山水有情人无情,大自然就会变得狂暴残酷,甚至吞噬人类的财产和生命。

大自然为什么有时会这样翻脸不认人呢?

大气圈和生物圈

众所周知,在地球的上空存在一个大气圈,它是随着地球几十亿年的演化而逐渐形成的,主要由氮、氧、氩等多种气体组成。由于受地心引力的作用,以地球表面最稠密,随着高度上升而趋于稀薄。在大气圈中,又存在着一个上至几十公里高空、下至海底十公里或地底三百米的薄层,人们通常称它为生物圈。一切有生命的东西都生存在这个圈层之中。

生物圈中的生物个体、种群和群落都与环境相互制约、相互作用,构成各级宏观的生命系统。它们的分布受到阳光、水、氧气、温度、营养、地理以及其他生物等环境因素的影响。在长期适应环境过程中,各种生物形成了各自的特性,在不同的环境中繁衍生存。雪莲花在冰峰上开放,水椰子在海岸边生长,沙拐枣在沙漠中结实;企鹅在南极洲安家,鲸鱼在大海里遨游,蚯蚓在土壤中生息……不论哪一种生物,也不论它们生存于哪一种环境中,都必须进行生命活动:运动、摄食、消化、吸收、分解、排泄、生长、繁殖以及对内外环境的变化产生反应,等等。

奇妙的生态系统

生物圈中的生物体,不外乎这样几大类:人和动物、绿色植物、微生物。这些生物体和无机环境共同组成生态系统。

生物进行生命活动,都必须有推动力——能。能以光、热、化学能、机械能、电能等形式存在。生命活动是物质运动的一种形式,从个体的生命活动到整个生态系统的运转,都需要能。

但是,能从哪里来?最终的、唯一的能源是太阳的光能。据统计,地球每年接收太阳辐射能约为54×1024焦耳。生态系统是一个奇妙的系统,这个系统中的不同生物体怎样利用太阳的光能呢?

绿色植物富含叶绿体,可直接捕捉太阳光能,把二氧化碳和水合成碳水化合物,其中一部分供其生命活动之需,另一部分则以原有的形式或与氮、磷等物质生成蛋白质和脂肪贮存起来,成为生命活动的能源。由于绿色植物具有这种功能,因而被称为生产者。

动物则不然,它们不能从周围的无机环境中直接获取能源,只能直接或间接地依赖于摄取植物储备的能量,以供其生命活动之需,因而被称为消费者。在这个消费者集团中,又划为不同等级。那些以植物为生的草食动物,叫初级消费者;以草食动物为生的肉食动物,叫次级消费者;而以次级消费者为生的肉食动物,则叫三级消费者。由于人类以某些动植物作为食物资源,因此,人类可称为最高级消费者。

动、植物在新陈代谢过程中排出的废物,以及它们的尸体仍含有能量,但不能为其他植物直接利用。于是,那些原生动物、细菌、真菌等微生物以及其他一些土壤动物,就对这些有机物进行腐化分解,因而被称为分解者,也有人诙谐地把它们称为“大自然的清洁工”。它们一方面从腐化分解过程中取得自己生命活动的能量,一方面为植物提供简单物质。这些“勤劳”的生产者,“高贵”的消费者和“不亢不卑”的分解者,就是这样地共存于大自然之中。

食物链与食物网

那么,能量在生态系统中是怎样流通的呢?

“螳螂捕蝉,黄雀在后”,这是人们所熟悉的谚语。在一个生态系统中,各种生物通过吃与被吃的关系,从而建立起一环扣一环的营养关系,人们称它为食物链。不同食物链间营养关系的交叉,构成一个复杂的食物网络,人们又称它为食物网。在这些复杂的食物网中,能量是这样传递的:绿色植物固定太阳光能,沿着食物链转移给消费者和分解者。

能量在传递过程中,情况又是怎样的呢?

让我们以鹿为例,看看能量流过动物个体的情形:假设鹿的日食含能为全能(100%),除去粪便中含能(26%),所剩的为消化能(74%),再除去尿中含能(10%),剩下的为代谢能(64%),然后除去生命活动放出的热能(48%),最后剩下的才是贮存能(16%)。这就是说,草食动物鹿在一天中摄取100份能量,如果更高一级的肉食动物把鹿吃掉,就只能从其中得到16份能量了。因此,可以说,能量通过食物链在生态系统中单向流动,由于每一营养层因生命活动而消费能量,因而必然遵循热力学第二定律:即每次传递都会消耗部分能量,能量的传递只能是有限的几级。或者说,能量的传递是呈“金字塔形”分布的。

不必责怪大自然

生态学家们指出:这种“金字塔形”能量的适当比例,正是维持生态平衡的关键所在。一般说来,生态系统总是处于一种动态的平衡之中,并且具有一定的自我调节、自我修复的能力。但是,如果人类违反了大自然的这一客观规律,或乱砍乱伐,或过度利用,或污染大气……超越了大自然的这种本能,就会引起食物链的脱节,而食物链中一个环节的比例失调,常常会引起一连串的反应,甚至导致整个生态系统的破坏。这样,山水有情人无情,大自然就会翻脸不认人,对人类无情地进行报复。

这是不乏其例的:

在美国东北部和中部,由于近二十亿亩森林被砍光,1934年发生一场举世罕见的“黑风暴”,刮了三天三夜,越过了美国三分之二的大陆,把足以装满一百万趟列车的地表沃土刮进大海,雨水又冲走大约三十亿吨的泥土,致使农田大受其害。在苏联、在非洲、在拉丁美洲,在亚洲其他国家,由于盲目毁坏森林,也发生过类似的“黑风暴”,并致使许多动植物资源濒临灭绝,严重影响生物资源。

在我国,由于多年来重采轻育、毁林开荒、森林火灾等原因,森林面积迅速缩小。森林系统的破坏不仅危及森林本身,还对整个流域系统产生严重的后果。长江中上游曾被诗人吟咏为“两岸青山相对出”,“两岸猿声啼不住”的好地方,而现在,两岸森林覆盖率急剧下降,流域内水土流失严重,长江含沙量已高达世界河流含沙量的第四位,许多迹象表明,长江有重蹈黄河覆辙的危险。过去曾是“天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊”的鄂尔多斯草原,而今已是“黄沙滚滚来天半,一半草场沙里埋”……

面对这些现实,我们不必责怪大自然,而应多作反省。只要我们全面地认识大自然,深入地了解大自然,科学地改造大自然,大自然就会变得更美丽,更温顺,更多情,也会给人类以更多更好的享受。

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