王鶴穎 張 敏 周長(zhǎng)發(fā)

（南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 江蘇南京 210023）

1 引言

不少文獻(xiàn)討論過(guò)生態(tài)系統(tǒng)信息的類型與傳遞方式。多數(shù)都認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)中的信息可分為物理（如光、磁、溫、振動(dòng)、聲音等）、化學(xué)（如動(dòng)物體外激素、植物發(fā)出的次生物質(zhì)等）、行為（動(dòng)物的活動(dòng)，如蜜蜂跳舞、孔雀開屏）和營(yíng)養(yǎng)信息四類。前兩類信息相對(duì)容易理解，因?yàn)樗鼈兌加忻鞔_的信號(hào)發(fā)出者、信號(hào)本身或介質(zhì)、信號(hào)接受者。雖然對(duì)具體的行為信息是否可歸入物理或化學(xué)信息有爭(zhēng)論，如開屏的雄孔雀吸引雌孔雀的到底是它的動(dòng)作，還是它動(dòng)作所造成的物理性信息（如光線變化、聲音）或化學(xué)信息（性外激素）有爭(zhēng)論。但無(wú)論如何，這里的信號(hào)發(fā)出者（雄孔雀）、介質(zhì)（動(dòng)作或光線）與接受者（雌孔雀）仍然較易識(shí)別。假定雄孔雀不在繁殖期，不主動(dòng)向雌孔雀發(fā)出任何信息，就可認(rèn)為它們之間沒有信息傳遞。

然而，在討論營(yíng)養(yǎng)信息時(shí)，不同文獻(xiàn)對(duì)此有不同的定義，但卻都沒有明確它的信息主動(dòng)發(fā)出者、介質(zhì)與接受者，從而給準(zhǔn)確理解營(yíng)養(yǎng)信息造成一定的困難，有必要辨析。

2 對(duì)營(yíng)養(yǎng)信息的不同定義和例證

不同文獻(xiàn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)信息的定義與例證主要可分為以下三類。

2.1 認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)信息就是營(yíng)養(yǎng)狀況

如蘇教版高中生物教材對(duì)營(yíng)養(yǎng)信息的定義為:“生態(tài)系統(tǒng)中以食物或養(yǎng)分傳遞的信息稱為營(yíng)養(yǎng)信息，包括食物的數(shù)量等，如生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈和食物網(wǎng)就是生物的營(yíng)養(yǎng)信息系統(tǒng)?！?/p>

林育真（2004）以及孫振鈞和王沖（2007）認(rèn)為，營(yíng)養(yǎng)信息是指環(huán)境中的食物及營(yíng)養(yǎng)狀況。在生態(tài)系統(tǒng)中，環(huán)境中的食物及營(yíng)養(yǎng)狀況會(huì)引起生物的生理、生化及行為的變化。食物鏈就是一個(gè)生物的營(yíng)養(yǎng)信息系統(tǒng)，各種生物通過(guò)營(yíng)養(yǎng)信息關(guān)系聯(lián)系成一個(gè)相互依存和相互制約的整體。

2.2 認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)信息是營(yíng)養(yǎng)狀況的改變

北師大版高中生物教材對(duì)營(yíng)養(yǎng)信息的定義為:營(yíng)養(yǎng)狀況和環(huán)境中食物的改變會(huì)引起生物在生理、生化和行為上的變化，這些變化所產(chǎn)生的信息稱為營(yíng)養(yǎng)信息。例如，被捕食者的體重、肥瘦、數(shù)量是捕食者取食的依據(jù)。

王讓會(huì)（2011）提到:“營(yíng)養(yǎng)信息是由外界營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)數(shù)量的變化而導(dǎo)致生理代謝變化產(chǎn)生的一類信息，這類信息通過(guò)食物鏈傳遞或生物體營(yíng)養(yǎng)狀況及生物種群繁殖等表現(xiàn)出來(lái)?！?/p>

丁圣彥（2004，2014）提出:“營(yíng)養(yǎng)信息就是在食物鏈中某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物由于種種原因而變少了，另一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物就發(fā)出信號(hào)，同級(jí)生物感知這個(gè)信號(hào)就進(jìn)行遷移以適應(yīng)新的環(huán)境?！?/p>

曹湊貴和展茗（2015）將營(yíng)養(yǎng)信息認(rèn)定為:“在生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)境中的食物及營(yíng)養(yǎng)狀況會(huì)引起生物的生理、生化及行為的變化，如食物短缺會(huì)引起生物遷徙；植物葉色是草食動(dòng)物取食的信息；被捕食者的體重、肥瘦、數(shù)量是捕食者取食的依據(jù)?！?/p>

2.3 認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)信息是營(yíng)養(yǎng)信息系統(tǒng)

浙科版高中生物教材（課外選讀部分）對(duì)營(yíng)養(yǎng)信息定義如下:食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)中生物的營(yíng)養(yǎng)信息系統(tǒng)。牧區(qū)的載畜量是由草原牧草的生長(zhǎng)量決定的，牧草提供畜牧業(yè)的營(yíng)養(yǎng)信息。

李博（2000）提出:“在生態(tài)系統(tǒng)中生物的食物鏈就是一個(gè)生物的營(yíng)養(yǎng)信息系統(tǒng)，各種生物通過(guò)營(yíng)養(yǎng)信息關(guān)系聯(lián)系成一個(gè)相互依存和相互制約的整體?！?/p>

3 現(xiàn)有營(yíng)養(yǎng)信息定義的不足

綜合以上觀點(diǎn)，可以看出，普遍認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)或營(yíng)養(yǎng)狀況、營(yíng)養(yǎng)狀況的改變就是營(yíng)養(yǎng)信息，如食物短缺、植物葉色、被捕食者的體重、肥瘦、數(shù)量及其變化等。然而，這些定義都有明顯不足，主要表現(xiàn)在以下三方面。

3.1 被捕食者不會(huì)主動(dòng)發(fā)送信息

在物理、化學(xué)信息例證中，信息都有一個(gè)明確的主動(dòng)發(fā)送者，如雄蛾向環(huán)境中發(fā)送性外激素。而眾所周知，對(duì)于被捕食者而言，為避免被捕食的命運(yùn)，它們會(huì)千方百計(jì)地隱藏自己而不會(huì)主動(dòng)向環(huán)境發(fā)出信號(hào)或信息，保護(hù)色、擬態(tài)等是此方面最典型的代表。草原上的牛羊會(huì)對(duì)捕食者敬而遠(yuǎn)之、惟恐避之不及，更不會(huì)主動(dòng)發(fā)送信息。

3.2 營(yíng)養(yǎng)信息介質(zhì)不明

即使被捕食者被動(dòng)地發(fā)出了營(yíng)養(yǎng)信息，根據(jù)定義，它只是營(yíng)養(yǎng)的狀態(tài)，沒有具體的物理、化學(xué)性介質(zhì)。即使是營(yíng)養(yǎng)的改變（如草量減少、牛羊瘦弱）也是在一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)改變的，不會(huì)像曇花開放一樣明顯，從而引起其他生物的注意。極端地說(shuō)，如果某年天氣不好或動(dòng)物改變遷移路變，某地沒有出現(xiàn)一只牛羊，這怎么可能會(huì)向捕食者發(fā)出信號(hào)呢？

3.3 捕食者如何判斷信息

除人以外的生物是不會(huì)分析、判斷、對(duì)比的。所以，即使?fàn)I養(yǎng)狀況發(fā)生了改變，捕食者也不會(huì)從中得出什么“信息”。如假定某地的牛羊少了，捕食者（設(shè)想只有獅子）不會(huì)從中得到或獲取出什么有價(jià)值的信息，更談不上采取什么對(duì)策的。由于營(yíng)養(yǎng)狀況的減少，它們只會(huì)“被動(dòng)”地接受自然選擇的作用，被自然淘汰掉一部分個(gè)體而不是主動(dòng)殺死部分同類個(gè)體或遷移到別處。這正是自然選擇理論的核心。只有人才會(huì)主動(dòng)地分析利用信息、改變和適應(yīng)環(huán)境。

4 營(yíng)養(yǎng)信息的真正含義

由上可以看出，生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)信息與其他信息明顯不同。那么它到底是什么呢？生態(tài)系統(tǒng)中的信息概念是Wiener（1948）和MacArthur（1955）引入的。他們對(duì)“信息”的定義為“負(fù)熵”，是一個(gè)抽象的、表達(dá)系統(tǒng)有序程度、組織程度的概念:“正如一個(gè)系統(tǒng)中的信息量是它的組織化程度的度量，一個(gè)系統(tǒng)的熵就是它的無(wú)組織程度的度量；前者正好是后者的負(fù)數(shù)?！辩娏x信（1986）將信息定義為“泛指以任何形式表現(xiàn)的事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和方式，包括它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的狀態(tài)和方式，以及外部聯(lián)系的狀態(tài)和方式”。Odum（1983）提到:從數(shù)量上來(lái)看，假設(shè)100單位的食草動(dòng)物能量產(chǎn)生出1單位的捕食動(dòng)物能量，這意味著捕食動(dòng)物的能量品質(zhì)是食草動(dòng)物的100倍。這里的“能量品質(zhì)”在某種程度上就可看作是“信息”，它可以在營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間相互反饋。

正由于信息是抽象的概念，就不能識(shí)別為具體的物質(zhì)性的信息。這可能是眾多文獻(xiàn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)信息說(shuō)不清、道不明的根本原因。實(shí)際上，信息獨(dú)立于物質(zhì)與能量，是用來(lái)描述系統(tǒng)成分之間相互作用的機(jī)制性總體概念。

5 結(jié)論

從原義上，生態(tài)系統(tǒng)中的信息與物質(zhì)、能量一樣，都是用來(lái)描述生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定性、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、層次性、相互作用的抽象概念，不能認(rèn)定為具體的信號(hào)性、物質(zhì)性介質(zhì)。很多文獻(xiàn)正是由于沒有注意到此點(diǎn)，從而產(chǎn)生出一定的誤解和誤用情況。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)信息的準(zhǔn)確理解和把握可有助于理解生態(tài)系統(tǒng)的反饋機(jī)制和不同成分之間的雙向作用。這個(gè)概括、抽象出來(lái)的有點(diǎn)哲學(xué)意味的“信息”概念雖然理解上有一定的困難，但卻可能是訓(xùn)練學(xué)生從實(shí)到虛、從具象到抽象、從形而下學(xué)到形而上學(xué)的很好素材。