地球上生存着种类繁多的动植物和微生物，它们和地球上的大气、水及土壤共同组成一个巨大的生态系统。在这个生态系统中，任何生物的生存都不是孤立的：同种个体之间有互助有竞争；植物、动物、微生物之间也存在复杂的相生相克关系。随着人类活动范围的扩大与多样化，人类与环境的关系问题越来越突出，“生态”成为科学界关注的对象。“生态学”一词是德国生物学家海克尔于1866年提出的，但真正使生态学成为一门独立学科的最大功臣，是美国年轻的生态学家林德曼。

    林德曼是美国耶鲁大学的毕业生。1939年，他在明尼苏达州对一个衰老湖泊——赛达伯格湖进行了3年定位研究，以弄清各种生物之间的关系。在此期间，他积累了大量的资料和数据，就是没有理出一个科学的头绪。后来，林德曼无意中从中国同学那里得到启发。一句最普通的民间谚语“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃稀泥”使他茅塞顿开。他从食物链和能量转换的角度揭开了生态系统的奥秘：在我们生存的生态系统中，一种生物以另一种生物为食，另一种生物再以第三种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系，称为食物链。在食物链中，绿色植物和浮游生物是能量的储存者，吃植物和浮游生物的动物是一级消费者，吃动物的肉食动物是二级消费者，还可以有三级、四级消费者。不过，生物之间的这种不断循环的能量物质在转移的过程中并不是百分百的。比如，绿色植物中的能量物质就不能被草食动物百分之百地利用，不仅植物的根茎、果壳、枯枝败叶不能被完全吃掉，而且还会有一部分由于不能被完全消化而成为粪便排出体外，很大一部分白白地浪费掉。一级生物的能量物质通常只有1/10左右转移到下一级生物体内，能量的利用率仅为1/10，其余的9/10能量就损失掉了。林德曼把生态系统中能量的不同利用者之间存在的这种必然的定量关系，叫作“十分之一定律”。

    1941年，林德曼发表了《一个老年湖泊内的食物链动态》的研究报告，提出了生态学上著名的“十分之一定律”。人们发现，如果把食物链各种生物之间的关系表现在图上，用横坐标表示生物量，在纵坐标上把食物链中各级消费者的数量依次逐级标出，那么，整个图形竟然与金字塔的形状相似，因此，人们又把“十分之一定律”称作“能量金字塔定律”。在“能量金字塔”里，塔的底部是能进行光合作用并把太阳能转化成化学能的绿色植物和浮游生物，它们是整个生态系统的能量储存库中的能量生产制造者，再往上是吃素食的草食动物，是第一级消费者，然后是吃草食动物的第二级消费者；再往后是第三、第四级消费者，它们是吃食肉动物和植物的凶禽猛兽。

    1943年，林德曼发表了他的第一篇论文——《食物链和金字塔营养级的研究报告》，说明了生态系统中能量与物质的流动在不同的营养级之间存在的定量关系，是维持所有生态系统稳定的重要因素。

    林德曼的理论引起了轰动，被生物界公认为奠定了生态系统的理论基础。不幸的是，这位才华横溢的科学家26岁就过早地与世长辞了，生态系统的研究也一度沉寂下来。直到20世纪60年代，环境污染空前严重，为了挽救环境危机，人们才重新发现生态系统的研究是保护环境、造福人类的科学依据。

    知识链接

    食物链一词是英国动物生态学家埃尔顿于1927年首次提出的。生态系统中贮存于有机物中的化学能在生态系统中层层传导，通俗地讲，是各种生物通过一系列吃与被吃的关系，把这种生物与那种生物紧密地联系起来，这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列，就像一条链子一样，一环扣一环，在生态学上被称为食物链。比如青草—野兔—狐狸—狼；河谷类植物—昆虫—食虫鸟—鹰。

聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com