一個農田生態系要達到平衡並提高生物多樣性,人類的干擾 (農田管理) 是相當重要的一項因素,而造就整個農田地景的植物除了農作物之外就屬野草最為重要,野草提供了土壤微生物喜愛的碳基醣,進而逐漸增加土壤生物多樣性並累積許多土壤的養分,除此之外,野草也是許多草食昆蟲的食物,不論是葉子、花、果實或是種子,都在在提供許多昆蟲利用的資源,而有了種類豐富的野草才有多樣的昆蟲,這樣較高階的捕食者才會陸續出現,像是青蛙、蜥蜴、鳥類、哺乳動物等。正因為如此,野草、微生物和昆蟲 (動物界裡生物種類最多、生物量最大的一個類群,至今還有許多昆蟲未被人類鑑定出來) 成了一個健全生態系的基石,要探討農田生態系的結構組成與樣貌,勢必要先了解這些生物的關係。

食物鏈和食物網的關聯:

1:小小神農氏菜圃簡化食物網

                前面野草鋪的梗也差不多告一個段落,咱們可以準備開始來看看蟲蟲們好玩的田間互動,不過在此之前還需要先說明一個簡單的概念,也就是食物網 (1)。一般提到環境裡生物們互動的關係,大多數人都會想到食物鏈,但食物鏈的組成是單一方向的一條鏈,像是植物→蚜蟲→瓢蟲→蜥蜴→黑冠麻鷺 (→代表的意思是箭頭左邊被箭頭右邊的生物取食或寄生),這個概念只適合探討單一生物對應的單一前後關係,並不能代表整個環境生物的互動模式,如果一個環境真的是由一條或極少數的食物鏈組成,則非常容易因為外在因素而崩解,像是如果瓢蟲落跑了,蜥蜴沒東西吃而落跑,也連帶黑冠麻鷺跟著沒東西吃 (2)。接著,原本蚜蟲的天敵不見了,蚜蟲因而可以盡情的繁殖使得數量大增,結果導致植物因蚜蟲大量取食而衰弱死亡,最後蚜蟲因為沒東西吃導致全數消失在環境中 (3)

2:瓢蟲消失,連帶影響蜥蜴和黑冠麻鷺的生存

3:因為蚜蟲數量增加使得植物死亡,最後連蚜蟲也遭殃

              不過事情通常沒那麼簡單,在一個自然的環境下,生物跟生物之間是由許多條的食物鏈組合成一個食物網,也就是一種植物會有多種昆蟲與其產生關係,不論是吃葉子、產卵、居住或是訪花,然後這些昆蟲會有相對應的其他天敵來捕食或是寄生牠們,而這先天敵彼此之間還會產生捕食或寄生的關係,進而產生非常複雜的網狀結構,若是又加上兩棲爬蟲類、鳥類和哺乳類的話,那取食關係就更複雜了,這邊以台博館南門園區菜圃食物網為例,來拆解生物們取食關係如何形成一個複雜的網絡。

食物網的形成:

                去年台博館食農教育計畫期間,我們將作物上記錄到的生物們拼湊出一個菜圃食物網 (參考台灣博物館食農教育-友善耕作一文),由於記錄到的生物太多,無法完整在這張圖呈現,不過光是這些就足夠讓人眼花撩亂了。從圖4可以看出,如果種植作物多樣,而且用比較友善的方式來管理田區的話,其實吃菜的蟲 (初級消費者) 種類就會很多樣,其中也包括了某些鳥類,而這裡最有趣的鳥是白頭翁,因為牠夏天會幫忙吃菜蟲,但到了冬天沒東西吃就改吃高麗菜,所以牠有同時兼具初級消費者和二級消費者的功能。圖中作物的下方還有標示一些清除者、訪花者還有很多種野草,這些生物也是這個食物網的一部分,不過如果真的要放進去,這個網子會變得跟剛起床的長頭髮一樣,亂糟糟的…..

4:初級消費者的食物網

想像一下,有一天跟很多朋友去一間品質不錯的餐廳吃buffet,各式各樣豐盛美味的餐點就呈現在你眼前,想必看到的人都會食指大動,就定位之後接著就大開殺戒了XD而且各式餐點除了提供美味的驚喜外,用餐環境也很乾淨舒適,服務人員親切且服務周到,聽著餐廳撥放的優美旋律,盡情地享用餐點,豈不是一個美好的用餐回憶呢? 現在把場景拉回田間食物網,因為好的居住環境 (棲地歧異度高,例如種類豐富的野草、多種陸域和水域環境等) 且多樣的初級消費者提供了眾多捕食者(次級和三級消費者) 享用美味食物的選擇,像是瓢蟲、胡蜂、草蛉、長足虻等的捕食性昆蟲一一出席入座並享用大餐,接著蜥蜴和吃蟲的鳥也跟著來湊一腳,因為這裡的食物豐富,才有辦法撐得起這些生物生存的資源,由於有豐富的天敵們入住才能進而發展出更複雜的取食關係 (5、圖6)

5:捕食性昆蟲的食物網

6:捕食性蜥蜴和鳥類的食物網

最後,還有一群重量級的饕客們準備要進餐廳用餐了,這群饕客雖然大多數體型都很小,但對於環境要求度卻頗龜毛,牠們就是寄生蜂~~~~~!!! (7) 由於寄生蜂大多體型小不易被看見,而容易被一般大眾誤認成蒼蠅蚊子並忽略其重要性,但其實他們對於生態的平衡卻佔有舉足輕重的地位,有些會讓植物組織增生膨大 (癭蜂)、有些則是專挑特定初級消費者的昆蟲種類寄生 (像是蚜繭蜂)、有些寄生蜂則喜好不同階段的寄主 (小繭蜂、卵寄生蜂)、甚至有些種類還會來個雙重寄生,也就是寄生在寄生蜂幼蟲體內、而有些甚至會寄生蜘蛛 (蛛蜂)、有些會把幼蟲麻醉然後拖到巢內,接著產顆卵,讓孵化的幼蟲慢慢享用美味的蟲蟲大餐 (土蜂或泥胡蜂)

7:寄生性的昆蟲食物網

當寄生蜂存在這個生態系時,也替這個食物網增加了好幾條線,當我們評估生態系是否健全的條件時,不僅需要關注捕食者的種類和數量,寄生者也同樣佔有重要的角色,也唯有納入植食者、捕食者和寄生者三個功能群一同作評估,才能準確並完整的呈現生態的樣貌,而且當這三者構成的網絡越密集,就越不容易缺少幾個物種使得整個食物網瓦解 (缺少某些物種,其他物種會產生替補作用),這樣的食物網就會如圖8的樣子,真的跟剛睡起來的頭髮很像……

8:完整的菜圃食物網

                生物與生物之間的互動雖然不會一直都維持不變,但隨著時間軸拉長來看卻會形成一個動態平衡,剛好有個例子很生動的呈現這個概念,台博館南門園區因為烏龜大哥的細心照顧下,生物多樣性很豐富,相對的寄生蜂和胡蜂也很多,而當烏龜大哥想要在園區裡多養一些蝴蝶供遊客觀賞時,就發現他們在外面的幼蟲幾乎陣亡,不是被抓走就是被寄生,使得園區一度看不到蝴蝶,我就跟他說不用太擔心,因為牠們的食物少了,自然會調整自己在園區的族群數,等過一陣子天敵變少了,再把蝴蝶放飛產卵就可以暫時重現許多蝴蝶的景象,不過該來的之後還會再出現,而這就是所謂的動態平衡。我們透過試著連結各種生物彼此的關係來建立食物網,間接可以對應到生物多樣性與田間作物產生的動態平衡,建立食物網的基本功還是需要作生態調查,唯有仔細觀察並採集鑑定出類群或種類,才能從茫茫大海的物種資料庫中找到生物與生物、生物與環境彼此互動的關係,生態的樣貌也才得以逐步的被拼湊出來,如何呈現農田友善環境的關鍵取決於建立田間生物多樣性與食物網。

 

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舞春的昆蟲

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