↑↑生态系统由三个营养集团组成:生产者↑↑↑(↑↑↑主要是植物↑↑↑)↑↑↑,它参与光合作用,用光能合成有机食品;消费者↑↑↑(↑↑↑主要是动物↑↑↑)↑↑↑;分解者↑↑↑(↑↑↑细菌和真菌↑↑↑)↑↑↑。太阳能使生态系统运转起来,各个水平上的生物为了生存吸收所需的能量,于是构成了食物链。↑↑↑
↑↑↑在这个食物链中,有的生物吃别的生物,然后又被另一种生物吃掉。于是,能量在系统中流动,从某一水平生物到下一个水平生物。但是,这种能量转换并不是效率很高的,因为90%能量变成热而损失掉了。进一步说,每一个水平的生物必须吃够上一水平的生物才能维持生命,然后在给定的食物量情况下,支持最小的生物量。↑↑↑
↑↑↑人类的农业生态系统里,作物是提供能效最高的方法。在这样的食物链中,如人食稻谷、玉米等,能量损失最小。与之相反,用粮食喂牛,人再吃牛肉,比起直接吃粮食,能效就不高了。这是因为牛吃粮食,植物的碳水化合物转化为动物蛋白质,然后人再吃牛肉,能量大部分损失掉了。↑↑↑
↑↑↑现在人口日众,必须设法将能量尽可能地加入到农业生态系统中去,例如使用化肥和农药保证最大的作物产量。在制造化肥和农药时需要烃↑↑↑(↑↑↑石油↑↑↑)↑↑↑、原材料和能源。耕地用的拖拉机要耗油,开动谷物干燥机、仓库管理要耗电,运输和包装也要耗能源,有时耗的外加能源比本身所能产出的能源还大,出现了能量亏空。↑↑↑
↑↑↑在维持生存的农业系统里,能量比是1:0到7:0,表明相对于能量的输入,食物的能量输出很高。然而,许多工业化的耕作系统里,能量比可能相当低,例如0:1。虽然农药保证不会转移到不需要的食物链中,但是它们要渗透到其它食物网中,打乱生物间的天然平衡。↑↑↑
↑↑↑农药是怎样渗透到食物网中的呢田间喷洒的农药,部分进入土壤之中,部分经径流进入地面水体。水中的水生植物吸收土壤中残留的农药,鸭鹅等水禽再吃水草,它们体内也有了农药残留。蜗牛等软体动物栖居在水域的底泥上,底泥吸附和吸收农药,农药因此又残留在蜗牛体内。此外,水中大量浮游生物吸收水中的农药,食肉昆虫又吃浮游生物,鱼又以食肉昆虫为食,人捕鱼食鱼,鹤和鹰也食鱼,最终农药进入人、鹰和鹤体内。农药渗透到这复杂的食物网中。↑↑↑
↑↑↑在食物链中,越低级的动物一般繁殖得越快,比起捕食它们的生物来说,数量要多,因此它们才能适应天然选择。换句话说,沿食物链的每一步捕食者要比被它们所食者繁殖得更慢,越是高级生物数量越少↑↑↑(↑↑↑生物量越少↑↑↑)↑↑↑形成生物数量的金字塔。例如,就生物量而言,浮游生物比昆虫多,昆虫比鱼多,鱼比鱼鹰和鹤多等等。↑↑↑
↑↑↑许多普通农药既杀死害虫也杀死它们的捕食者,例如用杀虫剂杀死蚜虫,也可能杀死捕食牙虫的瓢虫。瓢虫寿命较蚜虫长,但没了蚜虫作食物,饥饿难当,也像蚜虫一样耗尽。田间在长期使用农药之后,一般的情况是害虫将以更快繁殖速度总量增加,有的害虫是由外部迁徙而来,有的则是由幸存者繁殖,这些幸存者有较强的对农药的抗药性。然后,害虫的捕食者的数量又慢慢地有所增加,不过这一次捕食者的活动能力不如以前了。↑↑↑
↑↑↑有时候还会出现新的害虫品种。有些害虫,原来在捕食竞争中敌不过其它害虫,或者被它们的天敌吃掉,数量较少,现在和它们竞争的害虫被农药杀死了,它们的天敌也被饿死了,它们会无限制地繁殖起来,进而变成主要害虫,农民习惯地叫它们为次害虫。田间再一次出现害虫,农民再一次喷酒农药,一年又一年,一次又一次,演出了农药使用的单调循环,使生态食物链进一步遭到破坏。↑↑↑