营养级联
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营养级联,这是一种由增加或去除顶部引发的生态现象捕食者和涉及互惠相对变化人口捕食者和猎物通过一个食物链,这往往会导致戏剧性的变化生态系统结构和营养骑自行车。
在三个层次上食物链的增加(或减少)食肉动物的减少(或增加)食草动物以及初级生产者的增加(或减少),如植物而且浮游植物.例如,在东方北美移除狼(犬属红斑狼疮的增加有关白尾鹿(Odocoileus virginianus)以及鹿吃的植物减少。美国动物学家罗伯特·潘恩创造了这个词营养级联在1980年描述的相互变化食物网这是由顶级掠食者的实验操作引起的。在20世纪80年代,其他人用这个词来描述水生生物的变化生态系统由于掠食性等因素的突然增加鱼种群由放养或食肉鱼类引起的急剧下降过度捕捞.
影响水生而且陆地生态系统
在20世纪80年代和90年代,一系列的实验通过添加或移除来证明营养级联顶级食肉动物,例如低音(Micropterus),黄鲈(如刺蛾),流入或流出淡水湖泊.这些实验表明,营养级联控制生物质以及浮游植物的产量、循环利用率营养物质,浮游植物可利用的氮磷比,活性细菌,以及沉积速率。因为营养级联影响了初级生产呼吸作用湖总的来说,它们影响了汇率二氧化碳还有氧气在湖和大气.
广泛研究陆生和水生生物环境证明了营养级联控制物种作文,生物量,草食动物和植物的产量。例如,过度捕捞鳕鱼(Gadus morhua)和其他被商业开发的鱼类,例如黑线鳕(Melanogrammus),鳕鱼(Urophycis,Raniceps,Phycis)在北方大西洋导致小远洋(开放海洋)食用的鱼类鳕鱼、雪蟹(Chionoecetes opilio),虾.因此,种群为大型食草动物浮游动物浮游植物的数量减少了,这反过来又导致了浮游植物的增加。弓谷狼群的恢复阿尔伯塔省,加拿大,降低了人口的麋鹿(Cervus elaphus),促进了的生长阿斯彭(杨树),柳树(柳树).在另一个例子中,商业收获海獭(Enhydra lutris),因为北美西海岸的毛皮贸易引发了数量的增加海胆减少了海带森林,因为海藻消费被海胆,在附近的海洋环境中。
传统上,植物生产和养分循环被认为是由物理或化学因素控制的,例如太阳辐射,气候,营养供应。虽然物理和化学因素很重要,生产者社区和他们的代谢率也受营养级联的影响。
没有顶级捕食者的生态系统
在许多情况下,营养级联是由人类迫害和捕获顶级食肉动物引起的,比如狼以及陆地生态系统中的大型猫科动物鲨鱼,金枪鱼以及水生生态系统中的野味鱼类。顶级食肉动物的消失会对猎物种群、初级生产者和生态系统过程产生重大影响。因此,保护顶级食肉动物有助于保护这些食肉动物生活的生态系统的结构和过程。生态系统的正常运作为人类提供了许多服务,包括食物,纤维,淡水供应以及保持水质的过程空气,水,土壤.然而,保护或恢复顶级食肉动物有时会引起争议,因为这些食肉动物会给人类带来风险,牲畜,或宠物。
Mesopredator释放在这种现象中,中型捕食者的数量迅速增加,并在它们所处的生态系统中发挥更大的作用居住,是由顶级食肉动物的消失引起的。中掠食者与顶级食肉动物竞争激烈,可能会被它们吃掉,因此倾向于避开它们。系统性的衰落美洲狮(彪马concolor)和相邻地区的狼美国以及北美其他地区在20世纪允许了中间捕食者的数量,比如土狼(犬属latrans),红狐狸(Vulpes Vulpes),浣熊(南河三lotor作为食物来源,狩猎土地、巢穴和其他曾经由顶级食肉动物控制的资源都变得可用。的衰落豹子(豹属pardus)在非洲的一些地区是允许的狒狒(Papio)人口增长。损失大鲨鱼在海洋中,体型较小的鲨鱼和射线增加。在每种情况下,中捕食者的释放都导致了物种的减少消耗通过mes捕食者。
此外,一些中掠食者已成为有害物种。觅食的浣熊在许多城市地区掠夺垃圾桶和花园,是著名的病毒携带者狂犬病病毒。狒狒可以侵入家庭,闯入汽车偷食物,在某些情况下还会对儿童构成威胁。
在湖泊中进行生物操作
在湖泊在美国,营养级联被用来通过生物操纵来改善水质,这是一种人类故意将整个物种从生态系统中移除的管理实践。生物操作的目的是降低有害物质的浓度浮游植物,如有毒的蓝绿藻.控制有害浮游植物大量繁殖的最直接方法是减少营养物的输入,例如磷这推动了他们的发展。当营养物质进入生态系统的时候延迟或发育缓慢,可采用生物操纵法加速有害浮游植物的减少。长袜狩猎鱼(或使用特殊法规保护它们不被捕捞)引发了一个营养级联,较小体型鱼类的生物量减少,食草性浮游动物的生物量增加,有害浮游植物的生物量减少。在某些情况下,以浮游生物为食的鱼类被湖泊管理者直接清除。此外,去除来自浅水湖泊的底食鱼类导致有根植物的增加和水的清晰度增加,因为有根植物稳定了沉积物。这种转变包括营养级联,如食草性浮游动物生物量增加和消费浮游植物,还涉及到根系植被对沉积物稳定性和养分循环的直接影响。
斯蒂芬•卡彭特