7 Trofinės kaskados pavyzdžiai visame pasaulyje, priežastys

Tam tikri elgesio veiksmai vyksta tropikuose, kurių pasaulietis nesupranta.

Mėsėdžių skaičiaus padidėjimas (arba sumažėjimas) trijų lygių maisto grandinėje lemia vienodą (arba priešingą) žolėdžių ir pirminių gamintojų, tokių kaip augalai ir fitoplanktonas, padidėjimą (arba sumažėjimą).

Pavyzdžiui, vilkų (Canis lupus) naikinimas rytinėje Šiaurės Amerikos dalyje buvo siejamas su baltauodegių elnių (Odocoileus virginianus) pagausėjimu, o elnių valgomos augalijos sumažėjimas yra vienas iš trofinės kaskados pavyzdžių.

Frazė „trofinė kaskada“ pirmą kartą buvo įvesta amerikiečių zoologo Roberto Paine'o 1980 m., kad paaiškintų abipusius maisto tinklų pokyčius, atsirandančius dėl eksperimentinio manipuliavimo geriausiais plėšrūnais.

Kiti vartojo šį žodį, norėdami apibūdinti vandens ekosistemų pokyčius, įvykusius devintajame dešimtmetyje dėl tokių dalykų kaip pernelyg intensyvi žvejyba arba staigus plėšriųjų žuvų populiacijos padidėjimas dėl įžuvinimo.

Plėšrūnas valgo savo grobį. Plėšrūnai tokiu būdu gali paveikti grobio elgesį ir gausą (pvz., grobis išsigąsta, kai plėšrūnai yra šalia ir pasislepia arba tolsta).

Ekologai šį ryšį vadina maitinimosi, arba trofiniu, kaskadu, kai plėšrūno poveikis grobio ekologijai mažėja ir daro įtaką grobio tankumui ir (arba) elgesiui esant žemesniam maitinimosi lygiui.

Pagal šį scenarijų plėšrūnai netiesiogiai įgyja ir padidina savo grobio gausą manipuliuodami savo grobio tankumu ir (arba) elgesiu.

Trofinės kaskados pagal apibrėžimą turi įvykti per mažiausiai tris maitinimo lygius.

Nors gamtoje buvo rasta 4 ir 5 lygių trofinių kaskadų įrodymų, jie yra daug retesni nei dažniausiai.

Kas yra trofinė kaskada?

Trofinė kaskada yra ekologinis reiškinys, atsirandantis, kai į mitybos grandinę įtraukiami arba pašalinami didžiausi plėšrūnai.

Tai apima abipusius santykinių plėšrūnų ir grobio populiacijų pokyčius maisto grandinėje ir dažnai lemia reikšmingus ekosistemos struktūros ir maistinių medžiagų ciklo pokyčius.

Šie stiprūs netiesioginiai ryšiai gali reguliuoti ištisas ekosistemas. Jie atsiranda, kai plėšrūnai kontroliuoja savo grobio kiekį ir elgesį, taip pagerindami kito žemesnio trofinio lygio išgyvenimo tikimybę.

Trofinės kaskados yra plėšrūnų veiksmų prieš grobį rezultatas ir jie plinta maisto grandinėje. Jie lemia atvirkštinius biomasės modelius ir gausą trofiniuose lygiuose.

Tyrėjai ginčijosi dėl trofinių kaskadų vietos ir santykinės stiprybės, kurias gali varžyti sudėtingos sąveikos maisto tinkluose.

Tačiau trofinės kaskados dažnai pastebimos tiek sausumos, tiek vandens buveinėse.

Trofinės kaskados gali pakeisti sistemos būklę ir turėti įtakos įvairioms veikloms, tokioms kaip skirtingų buveinių sąveika, biogeocheminiai ciklai ir ekosistemų paslaugos.

svarbus išsaugojimas Tikslai apima plėšrūnų atkūrimą ir po to sekančias trofines kaskadas. Šie tikslai gali padėti išlaikyti biologinė įvairovė.

Trofinės kaskados diagrama

Šaltinis: [PDF] Trofinės kaskados sukelia didelio masto koralinių dumblių praradimą dėl skirtingo ganytojo efekto – JSTOR 

Maisto tinklai (kairėje) ir trofinės kaskados diagramos (dešinėje): A) tipinės trofinės kaskados pavyzdys, B) trofinės kaskados, aptiktos apdorojant I. mirini gaubtą. Paryškintos rodyklės rodo trofinės kaskados poveikį; + ir – simboliai rodo atitinkamai tankio padidėjimą arba sumažėjimą; OM-organinė medžiaga; A-dumbliai.

Trofinės kaskados pavyzdžiai

Atogrąžų kaskados vyksta tiek antžeminėje, tiek antžeminėje aplinkoje vandens aplinka.

1. Trofinės kaskados sausumos ekosistemose

Antžeminės arba sausumos trofinės kaskados vyksta visur pasaulyje.

Didžioji dauguma šiuolaikinių trofinių kaskadų yra pagaminti iš žmogaus veikla.

Aktyvistai retkarčiais įsikišo siekdami sušvelninti padarinius, kai tik jie buvo pastebėti.

• Jeloustouno vilkai
• Tropikai Atogrąžų miškai
• Kalnų miškai
• Malaizijos subsidijų kaskados

1. Jeloustouno vilkai

Šaltinis: trofinė kaskada Jeloustouno nacionaliniame parke – AccessScience iš McGraw-Hill Education

Pilkieji vilkai rado prieglobstį regione, kuris XX a. pabaigoje vieną dieną taps Jeloustouno nacionaliniu parku. Vilkų grupės klajojo po teritoriją kaip dominuojantis plėšrūnas.

Tačiau vilkai regione buvo priversti išnykti žmonių; praėjusio amžiaus 1920 dešimtmetyje vilkai išnyko iš parko.

Aplinka be vilkų buvo laikoma idealia maždaug dešimt metų. Tada buvo išsakytas susirūpinimas, kai briedžių populiacija plečiasi.

Briedžiai nebereikėjo persikelti iš vienos vietos į kitą, kad išvengtų plėšrūnų, kai jų banda auga.

Dėl to briedžiai naikino medžius ir kitus augalus, todėl sumažėjo žemės danga ir kitų rūšių maistas.

Žemės erozija taip pat buvo dėl upelių augmenijos nykimo. Pelkės su drebulėmis ir gluosniais-bebrais nyko.

Kojotų populiacija išaugo tuo pačiu laikotarpiu, kai išnyko vilkai arba „viršūnės plėšrūnai“.

Kojotai dažnai grobia smailiaragius elnius, todėl sumažėjo jų populiacija.

Reaguodami į šį ekologinį pavojų, biologai nusprendė vėl įvesti vilkus į Jeloustouną. “

1995 m. iš Kanados Jaspero nacionalinio parko Albertoje buvo atgabenti aštuoni vilkai.

Nors vilkams prireikė šiek tiek laiko priprasti prie naujos aplinkos, rezultatai buvo nuostabūs.

Kartu su keliomis rūšimis, įskaitant bebrą, kuris buvo ant išnykimo ribos, augalų gyvybė buvo atkurta.

Elnių spygliuočių skaičius išaugo, o kojotų populiacija sumažėjo.

Tačiau yra galimas trūkumas: vilkai numarina daugiau briedžių, nei tikėtasi, todėl kyla klausimų dėl ilgalaikio vilkų atkūrimo poveikio.

2. Tropikai Atogrąžų miškai

Trofinės kaskados yra dažnos, nes atogrąžų miškai daugelį metų patyrė didelį aplinkos stresą.

Tačiau ne visada aišku, kada įvyko kaskada. Tyrėjai palygina pažeistas ekosistemas su nepažeistomis ekosistemomis, kad pamatytų, ar nevyksta kaskada.

2001 m. aktyviai medžioti trofinę kaskadą, tyrėjas, vardu Džonas Terborgas pasinaudojo žmogaus sukeltais atogrąžų miškų buveinių pažeidimais.

Jo tiriamoji sritis buvo padalinta į salų rinkinį atogrąžų miškuose ir netrikdomą pelkę.

Terborghas išsiaiškino, kad plėšrūnų nebuvimas lėmė sėklų ir augalų valgytojų perteklių ir jaunų sodinukų bei vainiką formuojančių augalų trūkumą.

Tuo tarpu grobuoniškose salose buvo būdingas vegetatyvinis augimas.

Šis atradimas padėjo suprasti viršūnių plėšrūnų reikšmę ekosistemose ir suteikė mokslininkams priemonių identifikuoti trofines kaskadas net tais atvejais, kai tai gali būti ne iš karto akivaizdu.

3. Kalnų miškai

Drebantys drebulynai (Populus tremuloides) nuo XX a. praėjusio amžiaus dešimtmečio prarado didelę dalį savo erdvinio ploto, o likusių medžių pasiskirstymas pagal amžių pasislinko link vyresnio amžiaus individų, o tai rodo, kad šios svarbios buveines formuojančios rūšies kalnų miškuose pasiskirstymas yra plačiai paplitęs. vakarų JAV.

Pilkųjų vilkų (Canus lupus) išnykimas iš Jeloustouno nacionalinio parko XX a. devintajame–XX a. dešimtmetyje ir dėl to didėjantis spaudimas naršyti drebulių siurbėliams – kloniniams palikuonims, išlaikantiems drebulynus – yra priežastinis ryšys. iki drebulės nykimo.

Pilkieji vilkai buvo grąžinti į šią vietovę per pastaruosius dešimt metų, todėl mokslininkai turėjo galimybę ištirti mechanizmus, kuriais grindžiama akivaizdi trofinė kaskada, kuri kontroliuoja medžių dinamiką šiose kalnuotose vietovėse.

Neseniai atliktas tyrimas parodė, kad briedžiai vengia „rizikingų“ vietovių, kuriose yra didelis pilkųjų vilkų tankumas, ir daugiau laiko praleistų alternatyviose buveinėse, kur vilkų tankis yra mažesnis, taip sumažinant vietinį naršymo spaudimą drebulės siurbiams didelės rizikos maitinimosi vietose.

Tai buvo atlikta sekant briedžio judesius naudojant GPS įrenginius.

Šie rezultatai rodo, kad egzistuoja elgsenos sąlygota trofinė kaskada, kurioje pilkieji vilkai daro netiesioginį teigiamą poveikį drebulės išgyvenimui ir augimui, pakeisdami briedžių ganytojų maitinimosi būdus, nors vilkų vadovaujamos trofinės kaskados idėja yra prieštaringa ir neseniai buvo užginčytas.

Norint išspręsti šias nuorodas maisto tinkle, reikia atlikti daugiau tyrimų.

Siūloma trofinė kaskada Jeloustouno nacionaliniame parke. Vilkai (A), darydami įtaką briedžių elgsenai ir tankumui (B), netiesiogiai padidina briedžių mėgstamo grobio, drebulės sodinukų (c) sėkmę, smarkiai paveikdami augalų bendrijų struktūrą dideliais erdviniais masteliais.

4. Malaizijos subsidijų kaskados

Ne visos subsidijų pakopos yra žmogaus veiksmų rezultatas.

Papildas kartais gaunamas iš kitos netoliese esančios aplinkos, tačiau dažnai jis gaunamas iš ūkių, plantacijų ar net priemiesčių sodų.

Pavyzdžiui, plėšrūnai gali nusitaikyti į karves, o ne į sunkiai surandamą laukinį grobį, o žolėdžiai gali valgyti augalus ūkininko lauke.

Tyrėjai išnagrinėjo scenarijų, pagal kurį saugoma laukinė gamta Malaizijoje ieško maisto iš netoliese esančios palmių plantacijos, kad sužinotų daugiau apie subsidijų kaskadas.

Jie nustatė, kad ūkininkų darbo „vaisių“, ypač šernų, valgymas turėjo didelį žalingą ekologinį poveikį.

Remiantis tyrimu, kuris buvo pagrįstas per 100 metų surinktais duomenimis, šernų polinkis plėšytis pasėlius padidėjo 20%.

Tai išviliojo šernus iš miško vidaus, kur jie dažniausiai iš pomiškyje esančios augmenijos sukrauna lizdus, ​​kad atsivestų jauniklius.

Miško medžių sodinukų augimas sumažėjo 62 proc., todėl medžiai sumažėjo ir įvairiai laukinei gamtai sumažėjo buveinių.

Trofinės kaskados vandens ekosistemose

Trofinės kaskados yra panašios į tas, kurios matomos sausumoje tiek gėlo vandens, tiek jūros buveinėse.

Gyvūnų pašalinimo iš aplinkos pasekmės maisto grandinėje gali plisti aukštyn ir žemyn, sukeldamos daug streso šiai sistemai.

Remiantis tyrimais, vandens cheminę sudėtį gali paveikti vandens ekosistemų pokyčiai.

• Ežerai
• Dumblių lovos
• Druskos pelkės

1. Ežerai

Dėl savo mažo dydžio ir uždaros prigimties ežerai yra ypač jautrūs trofinėms kaskadoms.

Maždaug XX amžiaus pabaigoje buvo atliktas eksperimentų objektas, kaip pašalinti didžiausius plėšrūnus (ešerius ir geltonuosius ešerius) iš gėlo vandens ežerų.

Trofinės kaskados paveikė fitoplanktono, svarbaus mitybos šaltinio, gamybą, taip pat bakterijų aktyvumą ir bendrą ežero kvėpavimą.

2. Dumblių lovos

Pietryčių Aliaskoje jūrinės ūdros buvo dažnai brakonieriuojamos dėl savo kailio.

Ramiojo vandenyno pakrantėje esančiose rudadumblių lovose ūdros buvo ir kai kuriose vietose tebėra pagrindiniai plėšrūnai. Bestuburių žolėdžių, pavyzdžiui, jūros ežių, populiacija išaugo, kai ūdros visiškai išnyko iš rudadumblių guolio aplinkos.

Galutinis rezultatas – didžiulės „ežių nevaisingumas“, kur pačių rudadumblių nebėra.

Nenuostabu, kad tyrimai rodo, kad rudadumblių lovos ekosistemos yra sveikesnės ir labiau ekologiškai subalansuotos tose vietose, kur vis dar yra ūdrų.

3. Druskos pelkės

Įvairios druskingų pelkių ekosistemos labai priklauso nuo maisto grandinės pagrindo gamintojų.

Krabų ir sraigių veikla reguliuoja vartotojų elgesį druskingose ​​pelkėse.

Pavyzdžiui, buvo nustatyta, kad sraigės reguliuoja pelkių augalų augimą.

Sraigių populiacijos kyla aukštyn, o pelkių augmenija išnyksta, kai iš ekosistemos išnyksta sraiges mintantys mėlynieji krabai.

Rezultatas yra tai, kad druskingos pelkės virsta apleistomis purvo zonomis.

Išvada

Jei žmogus yra pagrindinė trofinės kaskados priežastis, turime ką nors padaryti, kad sumažintume biologinės įvairovės nykimą.

Šiuo metu naikinant miškus reikėtų apželdinti ir atsodinti miškus bei imtis daugiau veiksmų, nukreiptų į gamtos išteklių išsaugojimą.

7 atogrąžų kaskados pavyzdžiai visame pasaulyje, priežastys – DUK

Ką reiškia srauto kaskada iš apačios į viršų?

Pirminių gamintojų populiacija visada reguliuos energijos kilimą arba kritimą aukštesniuose trofiniuose lygiuose, kaskadoje iš apačios į viršų. Pirminių gamintojų pusiausvyros sutrikimas ekosistemoje sukelia trofinės kaskados „iš apačios į viršų“ atsiradimą.

Daugumos trofinių lygių maistas išnyksta, kai iš maisto grandinės pašalinami pirminiai gamintojai, todėl mažėja ir pirminių vartotojų, ir tų, kurie valgo pirminius vartotojus.

Rekomendacijos

• Pramoninių nuotekų valymo procesas | PDF
  .
• Nuotekų vandens perdirbimo procesas ir ar turėtume jį gerti?
  .
• Saulės energijos saugojimas vandenyje | Apgaulė arba tikrovė
  .
• Geoterminės energijos privalumai ir trūkumai
  .
• 6 Vandenyno bangų padariniai ir jų priežastys
  .
• 5 Globalizacijos poveikis oro taršai Kinijoje