（a）構建一個包含四個營養級的陸地食物鏈。（b）如果我們消滅一個營養級的所有生物，會發生什麼？（c）如果第二營養級生物可利用的能量為 2000 焦耳，則第四營養級生物可利用的能量是多少？

---

構建陸地食物鏈：瞭解生態系統中的能量流動

世界是一個複雜且相互依存的生物系統，每個生物都依賴其他生物生存。瞭解能量如何在這些系統中流動對於生態學研究和自然界的維護至關重要。

以下文章嘗試設計一個包含四個營養級的陸地食物鏈，檢查從一個營養級移除生物的後果，並計算第四營養級生物可利用的能量。

什麼是食物鏈？

食物鏈是生態系統中能量從一個生物體流向另一個生物體的表示。它顯示了每個生物體如何透過以食物形式轉移能量而與另一個生物體聯絡在一起。在食物鏈中，每個級別都稱為營養級，陸地食物鏈中通常有四個營養級。

陸地食物鏈中的四個營養級

第一營養級由生產者組成，生產者是透過光合作用或化學合成產生自身食物的生物。

這包括植物、藻類和一些細菌。它們是食物鏈的基礎，為生態系統中的所有其他生物提供能量。

第二營養級由草食動物組成，草食動物是以生產者為食的生物。這包括兔子、鹿和奶牛等動物。

第三營養級由食肉動物組成，食肉動物是食草動物的生物。這包括狼、獅子和鷹等動物。

第四個也是最後一個營養級由頂級捕食者組成，它們是食物鏈頂端的生物，沒有天敵。這包括老虎、鯊魚和鷹等動物。

如果我們消滅一個營養級的所有生物會發生什麼？

如果我們從一個營養級中移除所有生物，後果將是重大的。讓我們考慮一個例子，其中所有草食動物都被從陸地食物鏈中移除。

這意味著第三營養級的食肉動物將沒有食物來源，導致其數量下降。結果，第二營養級的草食動物數量將會增加，因為它們不再被食肉動物捕食。這將導致第一營養級生產者數量下降，因為草食動物現在消耗了更多的食物來源。隨著時間的推移，這可能導致整個生態系統崩潰。

如果沒有生產者，任何生物體都不會有能量來源，導致生態系統內所有物種滅絕。這就是為什麼瞭解食物鏈中生物體的相互關聯性和破壞這種微妙平衡的後果非常重要的原因。

計算第四營養級生物可利用的能量

要計算第四營養級生物可利用的能量，我們需要了解食物鏈中能量轉移的概念。當生物體消耗其他生物體時，它們只能獲得食物來源中最初可用能量的一小部分。這是因為一些能量在消化過程中損失了，一些能量被生物體用於自身的代謝需求。

一般來說，一個營養級中只有大約 10% 的能量會傳遞到下一個營養級。

這意味著如果第二營養級生物可利用的能量為 2000 焦耳，則只有 200 焦耳的能量可用於第三營養級生物，只有 20 焦耳的能量可用於第四營養級生物。這意味著如果第二營養級生物可利用的能量為 2000 焦耳，則第四營養級生物可利用的能量只有 2 焦耳。

這看起來可能很少，但需要注意的是，頂級捕食者通常是生態系統中最大、最強大的生物。它們需要大量的能量來維持其高水平的活動並支援其巨大的體型。

對保護和生態系統管理的影響

瞭解食物鏈中的能量流動對於保護和生態系統管理工作至關重要。通過了解生態系統中生物體的相互關聯性，我們可以更好地預測人類活動（如棲息地破壞和汙染）的後果。

例如，從生態系統中移除一個物種可能會對整個食物鏈產生連鎖反應。這被稱為營養級聯。如果一個捕食者物種從生態系統中移除，其獵物數量可能會增加，導致其獵物食物來源的數量下降。這最終可能導致食物鏈基礎上的生產者數量下降。

因此，保護工作必須考慮整個生態系統以及生物體之間的關係。這需要一種整體的保護方法，不僅要考慮單個物種，還要考慮它們之間的相互作用。

結論

在本文中，我們構建了一個包含四個營養級的陸地食物鏈，檢查了從一個營養級移除生物的後果，並計算了第四營養級生物可利用的能量。我們已經看到，生態系統中生物體的相互關聯性對於理解能量流動和破壞這種微妙平衡的後果至關重要。