食草者如何幫助草
許多動物都會改變周圍的環境，草原土撥鼠清除了灌木叢，這些灌木叢可能會干擾視線，並去除可能掩蓋纏擾者的獵人的遮蓋物，草食動物會破壞樹木的幼苗。結果，草原土撥鼠和草食野生動物共同阻止了草原的灌木叢、森林的入侵或擴大。他們維護草原，並為此創造條件，以支持所有其他草原動植物。
生態是之間的關係的科學研究生物體如哺乳動物和植物在他們身邊，和生物體和非生物環境之間的條件(氣候，水和土壤)。這些關係形成非常複雜的網絡被稱為生態系統自行調節。例如，如果良好的天氣使植物更豐裕，草食的動物將能夠餵養更多自己的幼仔。這將增加放牧動物的數量。較大的牛群會吃掉多餘的植物性食物，而動物只能餵給自己的幼仔，因此它們的數量將再次減少。
就草原而言，它們之間的關係有些不同，因為草是非常特殊的植物：被吃掉會使它們生長得更多。牧草生產從植物的葉基開始，當動物吃掉葉子的上部時，新的葉子會從底部長出並取代它。但這還不是全部。
多年生草是可以生存多年的草，而不是在一個季節結束時死亡，而在下一個季節從種子重新生長。大多數多年生草本植物有伏地莖或地下莖，稱為匍匐莖或根莖，取決於他們是否高於或低於地面運行。當動物踩踏草時，它們會刺激草從水平莖上的節上產生新的根和莖。踩踏植物的一部分會使附近生長新植物。
這些是草使吃草者受益的方式。畢竟，這些響應是草修復由放牧造成的損害的方式。碰巧的是他們這樣做會產生更多的食物。該草可以完全管理良好，沒有被吃掉- 或者長新的？
許多草原植物在生長季節結束時更替死亡時，它們會形成厚厚的枯棕葉和莖稈墊，堅韌的草腐爛的速度非常緩慢。它只是位於植物生長部分的頂部。枯草遮蔽了植物，阻止了光合作用，因此抑制了新的生長。除非將其清除，否則草地將退化。草食動物啃食有助於防止草從不斷增長的這麼高那不死草抑制來年 的增長。那就是草食動物如何幫助草的生態。
草食動物啃食不會吃掉所有的草，但是到了季節結束時，高草大草原和稀樹草原上就會放著枯草。那是人類可以幫助草的地方。人類當然不能吃草，但是放火燒草可以清除舊草，鼓勵新草的生長為人們賴以生存的放牧動物提供新的食物。
食物鍊和食物網
生態系統中動植物之間的關係在很大程度上取決於飲食。例如，一些鳥類和囓齒動物會吃種子。較大的哺乳動物(例如兔子)會吃草和其他樹葉；老鷹吃兔子。食種子者可以與吃樹葉的動物和平共處，因為這兩個群體沒有爭奪食物。
儘管老鷹殺死了一些兔子，但前提是它們不取太多，但是兔子的數量不會減少。由生物吃什麼定義的關係是穩定的。
這些關係有時顯示為由箭頭鏈接的序列。典型的草原序列可能是：草→ 草原狗→ 地鼠蛇→ 蛇鷲。該序列告訴我們，草原土撥鼠吃草，地鼠蛇吃土撥鼠，而蛇鷲則吃地鼠蛇。這種類型的序列稱為食物鏈。它很有用，因為它非常簡單地說明了關係，從而使科學家能夠確定可能出問題並破壞生態系統的地方。比如說，如果有一種疾病傳染病殺死了許多草原土撥鼠，那麼地鼠蛇的食物就會減少，因此它們中的一些會挨餓，而它們的幼崽存活下來成為成年動物的數量也會減少。如果地鼠蛇的數量減少，王蛇的食物就會減少，它們的數量也會減少。草原土撥鼠數量的減少也意味著吃草量的減少。如果草原土撥鼠是唯一吃草的動物，草就會長得更高，到了季節末，乾枯的枯草會落在草木上，草原土撥鼠不吃乾枯草。這會抑制來年春天的草料生長，因此第二年存活的草原土撥鼠的食物就會減少。如果草原土撥鼠不是該地區唯一的草食動物，它們數量的減少意味著它們的競爭對手將獲得更多的食物，而另一個種群—也許是兔子—將會增加。
食物鏈在另一方面的研究是有用的。自20世紀60年代以來，生態學家就知道某些毒物會沿著食物鏈累積。這是因為動物吃的不僅僅是一隻蚱蜢，而是許多蝗蟲。某些化學物質，包括一類因這個原因不再使用的殺蟲劑，化學性質穩定，易溶於脂肪。化學穩定性意味著它們的分子不容易分解成無害物質的小分子。它們在脂肪中的溶解性使它們容易被動物體脂肪吸收。假設蚱蜢已經吸收了這種殺蟲劑，但數量太小而不會傷害它們。它們繼續吃草，被食蟲鳥啄食。這些鳥吃很多蚱蜢，每只鳥的身體都會吸收和保留每只蚱蜢身上的殺蟲劑。即便如此，它們體內脂肪中積累的殺蟲劑數量還不足以傷害它們，所以這些鳥繼續吃蚱蜢。獵鷹捕食這些小鳥，一隻獵鷹每天都會捕捉到幾隻。每只小鳥身上的殺蟲劑又會溶解在獵鷹的脂肪中。獵鷹現在儲存了許多小鳥吃的所有蚱蜢的殺蟲劑。這足以造成傷害。科學家們發現，遭受累積殺蟲劑中毒的猛禽產卵時殼很薄，在幼崽孵化之前就破殼了。因此，這些鳥沒有繁殖出幼鳥，它們的數量也減少了。
一旦研究人員確定了毒藥到達猛禽的途徑，就可以解決問題。追尋路線就是食物鏈，它告訴生態學家，食物鏈中的大型掠食者尤其容易受到威脅。
食物鍊是有用的，但它們非常有限，因為沒有動物只吃一種食物。動物在不同的季節吃不同的食物，大多數掠食者吃各種各樣的獵物。食物鏈無法描述真實生態系統中食物關係的複雜性。現實世界中的關係更像是網而不是鏈，它們是食物網。可以使用圖表來說明食物網，但是，如圖所示，即使非常簡化的食物網也會產生極其複雜的圖表。然而，食物網比食物鏈有用得多，因為一個食物網的圖表給人以特殊生態系統工作方式的印象。
生態金字塔
獅子掠捕斑馬。他們不是非常高效的獵人，這很可能是因為他們沒有意識到如果他們以與風相同的方向接近，斑馬會聞到它們的來臨。但是，假設獅子非常擅長捕獵，每當他們選擇捕獵斑馬時就可以捕到斑馬。他們會被誘惑殺死並吃掉所有的斑馬嗎？顯然，單個獅子可以吃多少肉是有限制的，但是無限的食物供應將使獅子的數量大大增加。如果它們確實抓住了所有的斑馬，那麼斑馬就會消失，因為沒有成年斑馬可以繁殖和繁殖。然後，獅子會餓死，除非他們能找到其他可以狩獵的動物- 如果他們找到了替代的動物，難道它們也不會將其數量減少到零嗎？
它不會發生。獅子永遠不會抓住所有的斑馬。實際上，在很長一段時間內，獅子一般不會捕獲太多的斑馬，乃至於斑馬數量下降。
捕食者有可能捕捉到所有的獵物，而且人們已經通過飼養貓來捕獵老鼠，從而利用這種可能性已有數百年歷史了。我們希望貓能捉住我們家中及周圍的所有老鼠，而貓通常會盡力而為。但是，這是人為的情況。我們知道，要使其成為可能，我們必須定期餵貓。除非我們餵貓，維持貓的食物供應，否則貓會離開尋找更好的家，並且很快老鼠就會回來。
在某些情況下，食草動物完全破壞了它們賴以生存的植被。這被稱為過度放牧，當牲畜群被限制在太短的空間中而飢餓又迫使他們吃掉所有的葉子，芽和嫩芽，殺死所有的植物時，就會發生過度放牧。
這在自然世界中不會發生，在自然世界中動植物之間的關係在沒有外界干擾的情況下自行發展。沒有掠食者能吃掉所有的獵物，草食動物也不可能吃掉所有的植物性食物。一般情況，食草動物吃掉了植物材料的約10％，食肉動物吃掉了它的草食動物的10％。
或者說，10公斤的青草(初級生產者)才能餵養長成1公斤草食動物的肉(次級生產者)；10公斤草食動物的肉才能長成1公斤初級捕食者的肉(三級生產者)；10公斤初級捕食者的肉才能長成1公斤更高級捕食者的肉(四級生產者)。
許多年前，英國生態學家查爾斯·埃爾頓爵士(Sir Charles Elton，1900 – 91)設計了圖表來顯示這些關係。他畫了一個矩形來代表植物。在此矩形的頂部，他設置了第二個高度相同但高度約為其十分之一的食草動物。第三個矩形(寬度為下一個矩形的十分之一)代表食肉者或食肉動物。生成的圖看起來像三角錐。它被稱為生態金字塔或埃爾頓金字塔。
希臘語trophe的意思是“ 營養”，因此基於飲食的關係被描述為營養。生態金字塔中的每個級別都稱為營養級別。
金字塔非常清楚地表明了一個事實。在每個級別上，最多只能有以下級別的生物的十分之一。因此，有相對較少的食肉動物，食肉動物和更上層的捕掠者。能吃所有鳥類與地面動物的鷹、能吃所有水中魚類及動物的鰻魚、鯊魚、能吃所有地面動物的獅、豹、人類，被稱為頂級捕食者，位於生態金字塔的頂端。
金字塔根據生物的攝食方法進行分類。它沒有命名物種。植物利用光合作用，以使碳水化合物出二氧化碳和水。這是動物食用的食物，由於植物生產，因此被確定為初級生產者。食草動物隨後成為消費者(也會長肉，也是二級生產者)，但由於它們直接食用植物性食品並且是第一級的消費者，因此被稱為主要消費者。食肉動物以主要消費者為食，因此他們是次要消費者。如果有頂級掠食者，那麼它們就是三級消費者。插圖顯示了這種金字塔，大致按比例繪製。它表明，如果有任何第三級消費者，則其矩形將是如此狹窄以至於幾乎不可見。
但是有一個困難。一個數字的金字塔代表植物和動物的數量在各營養層級的位置，但是這可能會誤導。大象是食草動物-是主要消費者- 但植被無法像兔子一樣支撐很多的大象。除非我們給物種命名，否則數字意義不大，但如果這樣做，我們將必須顯示每種物種消耗的食物數量。那麼一個簡單的圖表會變得極其複雜。
“生物質的金字塔”提供一個解決方案。以特定的營養水平攝取所有種類的生物，並測量它們的總質量。在那個水平上，這稱為生物總量。如果金字塔顯示每個級別的生物量，則草食動物是大象，兔子，斑馬還是任何其他種類的動物都沒有區別。只有他們的總質量才使我們感興趣，而不論其組成如何，這應該大致相同：一噸草食動物是一噸草食動物。生物量通常以生物的干重給出。首先通過加熱去除水分的樣品以去除所有水分來進行測量。然後，可以在表格中獲得結果值，以便科學家可以查找重量如此大的大象的乾重，而無需焚燒任何動物。
再次，但是，有一個問題。為了保持恆定的體溫，就其大小而言，小型哺乳動物的進食量必須大於大型動物。一公噸老鼠比一公噸大象吃得多。在某些情況下，這一事實會使金字塔變形，以致主要消費者的生物量似乎大於生產者的生物量，這顯然是荒謬的。
有一種更好的方式來描述營養關係：能量金字塔。生產者綠色植物利用陽光的能量來驅動光合作用。生物學家測量了光合作用使用的能量，因此可以將消費者或第一營養級表示為能量。消費者在每個級別上都獲得一定比例的能量，因此金字塔顯示了最初來自太陽的能量通過生態系統的流動。無論動物有多大，或它們的存活或死亡重量如何都沒有關係。
植物從太陽吸收能量。主要消費者使用了大約10％的能源。他們利用其中的大部分能量來提供自己所需的能量，以進行身體的移動和成長，進行身體的維修和保養，消化食物並繁殖。他們接收到的能量中只有大約10％可用於下一個營養級。金字塔保持相同的形狀，每個級別的高度為下面級別的寬度的十分之一，但是能量金字塔在三個插圖中最有用，因為它最精確。
除了這些生產者金字塔之外，還有第二組生態金字塔，它們描述了分解過程中涉及的生物體和能量轉移。當動植物死亡時，每個個體都會分解，分解者形成的營養級與生產者和消費者相似。
死亡的有機物被稱為碎屑，包括動物的糞便、落葉、樹枝、果實，以及死去的動植物殘骸。以這些糞便、落葉、殘骸為食的生物被稱為“碎屑消費者”，細菌在其中扮演重要角色。死亡的有機物質代替了綠色植物，構成了分解金字塔的基礎。主要消費者是碎屑消費者，如蝸牛、蛞蝓、蚯蚓、千足蟲、真菌和細菌。食肉動物中如蜘蛛、蜈蚣和許多種類的甲蟲和其他昆蟲，以碎屑為食，而微生物如原生動物、線蟲和輪蟲，則以細菌和真菌為食。這個群體構成了金字塔中的第二個消費階層。
鳥類、小型哺乳動物如鼩鼠、刺蝟、青蛙和蟾蜍以及某些爬行動物以第二消費者為食，形成第三消費層次，而較大的捕食者，如狗和蛇，以第三消費者為食，形成第四營養級。
死有機物從生產者金字塔的各個層面進入分解者金字塔，因為有機體在各個層面產生廢棄物，個體死亡。死亡的有機物也進入各個層次的分解者金字塔，但是在這裡效果是不同的，因為死亡有機物可立即被消耗者所消耗。分解者會反復回收死有機物，直到將其分解為簡單的化學化合物，然後將其溶解在土壤中的水中即可，植物的根部會吸收這些化學化合物並刺激植物的生長。分解者非常高效。研究人員計算出，草地植物存儲的能量總量中，約有15％通過草食動物和食肉動物進食該草地，但約有85％通過分解者。分解者主要生活在地下，看不見的地方，許多分解者很小，但是非常重要。
捕食者能控制獵物數量嗎？
獅子吃斑馬，所以獅子調節斑馬的數量。如果斑馬種群由於某種原因而增加，獅子將有更多的食物，而獅子也會生小獅子，更努力吃斑馬，從而使斑馬種群恢復到以前的數量，獅子數量也相對恢復到以前的大小。顯然，生態金字塔是由掠食者從頂部控制的。
但是，假設在特定年份很少降雨。當發生這種乾旱情況時，植被將大面積消亡，斑馬的食物量將會減少。其中的一些斑馬可能會挨餓，而他們的年輕斑馬中只有很少一部分能夠生存成為成年斑馬，並能繼續繁殖。在這種情況下，金字塔被大量生產者從底部控制，遞減效果將逐層次反應到頂部。如果有較少的植被，會有較少的初級消費者和反過來將有更少的二級和三級消費者(食肉動物)。
哪個是正確的？捕食者是控制捕食者種群的大小嗎，還是相反呢？捕食者數量控制著捕食者的數量嗎？不幸的是，多年來，生態學家一直在爭論這個問題，並且沒有簡單的答案。
最簡單的食物網是在北極發現的，狐狸、白色雪鴞、賊鷗和白鼬在這裡覓食。調查表明，捕食者調節旅鼠數量，但是這種發生的方式因地而異。白鼬專門從事狩獵旅鼠，而其他三個物種在一般情況很少捕掠旅鼠。當旅鼠繁殖非常多時，狐狸、雪鴞、賊鷗會將注意力轉移到旅鼠上，旅鼠數量急劇下降。結果，旅鼠的數量在一個週期中上升和下降。這是在格陵蘭北部發生的事情，但在加拿大卻沒有。加拿大的大羚羊被各種各樣的捕食者獵殺，並且這些掠食者累積地阻止了小羚羊的數量增加，因此沒有周期。顯然，這兩種情況都是掠食者控制金字塔，而不是相反。
熱帶稀樹草原的生活要複雜得多。非洲大草原上有28種帶蹄放牧的草食哺乳動物，還有10種大型食肉動物可以獵殺牠們。食肉動物的大小各不相同，因此它們能夠攻擊的獵物也各不相同。小型胡狼和草原野貓只能獵捕兔、鼠等小型動物。獵豹將獵殺重達100公斤的動物；成群的非洲野狗和鬣狗能捕獲最多250公斤的獵物；獅子獵取的獵物重達500公斤。
但是，大型掠食者也會捕食小型獵物。因此，較小型的食草動物比較大的動物有更多的敵人。獅子更喜歡捕獵牛羚和斑馬，但它們的飲食中有近一半是由野兔、地鼠等較小型動物組成的。獅子，獵豹，野貓，藪貓、獰貓、胡狼，草原野狗、鬣狗和一些較小的食肉動物都捕食小羚羊。大動物更安全。獅子是唯一的大體型捕掠者，足夠捕獵水牛和長頸鹿，儘管這些只佔獅子食物的一小部分。許多捕食者會殺死幼小象和幼小河馬，但是一旦這些大身軀草食動物能夠長大，牠們就不用擔心了。成年非洲公象重達6公噸，成年雄性河馬重達3.2公噸，成年犀牛重達2公噸。兩種物種的雌性體重約是雄性的一半。捕食者能殺死這種大型食草動物是非常罕見的。
科學家發現，在熱帶稀樹草原上，草食動物的體型至關重要，約為150公斤。小於此重量的動物比較大的動物更有可能被捕食者捕獲。因此，是由捕食者來控制其種群。在這種情況下，食物鏈金字塔是從頂部控制的。
重量超過150公斤的掠食食肉動物很少，被它們殺死的可能性要小得多。他們的胃口很大，但是食物的供應量限制了他們的種群規模。因此，從底部控制包含它們作為主要消費者的金字塔。
草食動物如何確保數量安全
在廣闊的開闊草原上，沒有大型動物可以躲藏的地方。在捕獵者靠得足夠近以發起攻擊之前，成群的草食動物之一會看到輕微的聲響或移動，偽裝的捕食者將被發現與示警。
聽起來好像捕獵者根本沒有機會。不幸的是，對於草食動物而言，生活並不是那麼簡單，因為草食動物必須吃草進食或飲水，而且這樣做的個體必須低下頭看著地面。它的注意力可能只佔據了幾秒鐘，然後抬起頭，一邊咀嚼著所吃的食物，一邊恢復觀察與警戒，但是優秀的捕獵者耐心而又嫻熟，並且集中精力。那幾秒鐘提供了足夠的時間來推進一些距離，然後伏地不動，使身體扁平著地。接近獵物可能要花上幾個小時，但最終這些反覆的小進展將使獵物處於攻擊範圍內。 足夠接近獵物- 並且進行長時間的狩獵將是值得的，因為由此產生的捕掠將具有很高的營養價值。
顯然，草食動物處於不利地位，因為進食時它們很容易受到攻擊。但是，捕獵者也有弱點，這是讓草食動物得以生存的弱點：捕獵者一次只能攻擊一隻獵物。這甚至適用於成年狩獵的捕食者，例如母獅，狼和獵犬。他們的狩獵包括撞倒或伏擊一個獵物。通過團隊合作，他們可以獵殺比他們更大更強的動物，並且可以更成功地進行圍獵，但是不允許他們一次攻擊多個獵物。
食草動物利用這一弱點，使捕食者很難選擇一個單獨的個體。它們不會單獨吃草，分散一大群且聚集在一起。接近的捕獵者看到的不是孤單的一隻，而是一大群，它們都在緩慢地移動，因此它們不斷地在彼此的道路上交叉移動。捕獵者剛選擇一個目標，另一個個體就在它前面穿過，目標就消失在群中。從捕獵者的角度來看，這是非常令人困惑的行為。
食草動物的另一個好處是：群體比孤單的一隻更加機敏。食草動物在進食時必須放鬆警戒，但是在畜群中，隨時都有一些食草動物的頭低著頭吃草，總有一些夥伴高著頭，觀看周圍的變動。而且，抬起頭來的都朝著不同的方向看，警戒危險的徵兆，捕獵者很難不被察覺到。
當某些食草動物發現麻煩時，它們開始移開。畜群的其他成員也隨之移動，整個畜群開始移動離開。如果問題很嚴重並且很緊迫，畜群就會奔跑，並發出警報，可以達到群體保護。
只要畜群成員緊密團結在一起，放牧食草是非常成功的。捕獵者與畜群一起移動時，只能尋找落單的目標。發生這種情況時，捕獵者會嘗試隔開落單者，防止其重新加入群體。一旦完成隔開，捕獵者就有很大的機會殺死落單目標。如果整個畜群開始奔跑，一隻孤單的捕獵者可能會放棄追捕，但是一群狼或狩獵野狗卻會將混亂踩踏事件視為一個機會並開始追趕包抄。隨著畜群的奔跑，可能會掉落一兩個老的或病弱的，或與母親分離的幼崽，其中之一就是無法存活的個體。
一旦捕獵者鎖定他們的落單的目標，他們就會對所有其他一大群獵物失去興趣。然後捕食者專注於享受獵物。畜群停止奔跑，未被捕獲的落單者重新加入該群體，然後草食畜群全部恢復放牧吃草。
哺乳動物遷徙
許多草原動物都是游牧者。鴕鳥在覓食的過程中會長途跋涉，儘管他們會在乾燥的季節內輕鬆到達特定的水坑。同樣，草原上的野牛在大片區域遊蕩。在他們自由隨地流浪的日子裡，野牛群過去通常在其夏季放牧地以南約650公里的地方度過冬天，沿著兩者之間大約呈環形的路線行進。這些動物都是常年遷移者。然而，最著名的遷徙是在非洲大草原上發現的，每年旱季開始時，他們都會移居到鬱鬱蔥蔥的牧場的其餘地區。
如今，牠們的許多傳統路線都被人類佔領，對牠們不開放，但曾經有一次非洲大象曾經定期進行過海上季節性遷移。大批成群的動物，通常有100隻或更多的動物，為了尋找庇護區、食物、水和鹽而長途旅行。在雨季，大象游牧群體隨處遊蕩，而在旱季，大象的旅程走得更遠，去尋找水源。一群大象的遷徙路途還包含繁殖行為。這些大象過去三年來回往返約650公里。他們的小象將在沿途三分之二的位置出生，因此，象群以一歲大的小象又回到了起點。即使在今天，非洲大像還是更喜歡在森林中度過乾燥的季節，在開闊的平原上度過雨季。
與西部的維多利亞湖之間。平原上的野生動物自1940年以來就受到保護，平原在1951年被定為國家公園。塞倫蓋蒂國家公園佔地1萬5千平方公里)，並且動物可以隨意走動。這是世界上最壯觀的年度動物集體移徙發生地，其中主要成員是牛羚。
在整個雨季，牛羚生活在分散在平原上的群體中。塞倫蓋蒂(Serengeti)的河流很少，隨著雨季臨近之前，平原的東部開始變乾，草場食物不足。
東北部的牛羚群開始向南移動，與東南部的牛群匯合，向西移出恩戈羅地區。成群的布切爾斑馬與牛羚生活在同一地區，兩種斑馬都以紅草為食。斑馬也加入牛羚群，並與它們一起行動。到了6月初旱季開始時，這些組合的牛群包括大約150萬隻角馬、30萬隻湯姆遜瞪羚和20萬隻斑馬，以及其他種類的羚羊和一些水牛群體行動。當然，與牧群相伴的還有獅子、獵豹、鬣狗、獵犬和狼—這些食肉動物和食腐動物希望能靠這一巨大的肉類資源過上豐裕的生活。
牛群在平原西部的沼澤地度過旱季，隨著旱季在11月左右接近尾聲，他們繼續沿環形路線前進，回到北部和東部平原。整個路途長約800公里，沿途有許多動物死亡。
遷移開始後不久，牛羚交配季節開始了。每頭公牛羚都試圖建立自己的領域以對抗對手，並在其中容納一群雌性。這只有在大群牲畜的旅程停下來時才有可能。一旦動物再次開始移動，雌性就會散開。因此，一次只能進行幾天的交配。然而，正值雨季即將來臨之際，許多母牛羚仍會懷孕並產犢。
牛羚有時會偏離這種模式。如果降雨減少或不確定，它們可能提早離開。他們甚至可能開始向西運動，幾週後才返回。但是，按照慣例，羚羊的遷徙是世界上最引人入勝的景觀之一。
