食物鏈模擬!熊消失後,草也會跟著消失!?「生態系統」的神秘故事(Scratch)
我是科學教練桑子研。對我來說,每天都是一場實驗。
試著想像一下:如果森林裡強大又可怕的「大熊」全部消失了,那座森林會變成和平又富饒的天堂嗎?其實,答案是「No」。自然界被無形的絲線緊緊纏繞,只要其中一個物種過度增加或減少,整個世界就會瞬間變樣。
今天,我要為大家介紹一個能讓你在家動手操控的數位實驗室,一起來探索「生態平衡」。讓我們透過模擬實驗,親身體驗中學理化課本裡「食物鏈」和「食物網」背後那些令人驚訝的故事吧!
數位實驗室開張!模擬命運交織的「食物鏈」
自然界的生態平衡非常複雜且迷人。但現實中,我們總不能真的在森林裡突然多放 100 隻大熊來做實驗吧?這時,能用電腦或平板輕鬆操作的模擬工具就派上用場了。我最近發現了兩個特別有趣的網站,一定要分享給各位。
首先要介紹的是大家在學程式設計時也很熟悉的 Scratch。這款由 satoko1010 老師開發的模擬器中,會出現「草」、「兔子」和「大熊」三種生物。它的強大之處在於你可以自由調整初始值(參數)。

如果你一開始就設定超多隻熊,畫面上會瞬間被熊填滿,但很快地牠們就會把所有「兔子」吃光,最後因為糧食短缺而跟著滅絕。不過,如果你稍微調整一下設定,說不定能看到少數族群奇蹟般達成平衡、共存下去。這種「難以預測」的特性,正是現實生態系最困難也最有趣的地方。
滅絕還是共存?親身體驗「生態復原力」
另一個更直觀、圖表功能更強大的模擬器是這個:

在這個網頁中,你可以一邊觀察圖表一邊即時追蹤生物數量的變化。你會發現,就算增加了「狼」的數量,生物數也會像波浪一樣上下起伏,最後達到一個巧妙的平衡。最令人驚訝的是大自然的「復原力」。就算狼的數量暫時減少,因為獵物「兔子」增加了,狼群也有機會再次繁榮。大自然擁有一種強大的自動調節機制,不會輕易被小變動擊垮。
如果「頂端掠食者」消失了會怎樣?
在這裡我想請大家思考一個問題:如果「狼」或「大熊」完全消失了,會發生什麼事?
你可能會想:「沒有天敵了,兔子應該會過得很幸福吧?」但模擬實驗的結果卻出人意料。兔子過度增加後,會把エサ(草)啃食殆盡,最終可能導致世界變成像沙漠一樣缺乏多樣性的荒地。正因為有強大的掠食者存在,才能抑制下方生物過度繁衍,進而保護了植物與更多生命。
生態系的平衡非常細膩,只要缺少一塊拼圖,就會像骨牌效應一樣影響全體。透過模擬實驗,我們能更深刻地理解這種全球規模的宏偉運作機制。
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