全球營養級聯的 7 個例子，原因

在熱帶地區發生的某些行為行為超出了外行的理解。

三級食物鏈中食肉動物的增加（或減少）導致食草動物和植物和浮游植物等初級生產者的增加（或減少）相等（或相反）。

例如，北美東部狼（Canis lupus）的消滅與白尾鹿（Odocoileus virginianus）的增加有關，而鹿吃的植被減少是營養級聯的例子之一。

“營養級聯”一詞最早由美國動物學家羅伯特·潘恩於 1980 年引入，用於解釋對頂級捕食者的實驗性操縱所導致的食物網的相互變化。

其他人用這個詞來描述 1980 年代由於過度捕撈或放養導致捕食性魚類種群突然增加等原因而發生的水生生態系統變化。

捕食者吃掉它的獵物。 捕食者可以通過這種方式影響獵物的行為和數量（例如，當捕食者在附近並隱藏或離開時，獵物會感到害怕）。

生態學家將這種關係​​稱為攝食或營養級聯，當捕食者對其獵物生態的影響逐漸下降以影響獵物獵物在較低攝食水平下的密度和/或行為時。

在這種情況下，掠食者通過操縱獵物的密度和/或行為間接地獲得和增加獵物的獵物數量。

根據定義，營養級聯需要在至少三個餵養水平上發生。

儘管在自然界中發現了 4 級和 5 級營養級聯的證據，但它們比它們最常發生的方式要少得多。

什麼是營養級聯？

營養級聯是一種生態現象，當頂級捕食者從食物鏈中添加或移除時發生。

它涉及沿食物鏈的捕食者和獵物的相對種群的相互變化，並經常導致生態系統結構和養分循環的顯著變化。

這些強大的間接聯繫可以調節整個生態系統。 當捕食者控制獵物的數量和行為時，它們就會發生，從而提高下一個較低營養級生存的機會。

營養級聯是捕食者對獵物採取行動的結果，它們沿著食物鏈傳播。 它們導致營養水平內生物量和豐度的倒置模式。

研究人員就營養級聯的位置和相對強度進行了爭論，這可能受到食物網內復雜相互作用的限制。

然而，營養級聯在陸地和水生生境中都很常見。

營養級聯可以改變系統的狀況並對各種活動產生影響，例如跨棲息地相互作用、生物地球化學循環和生態系統服務。

重要 保護 目標包括恢復捕食者和隨後的營養級聯。 這些目標可以幫助維持 生物多樣性.

營養級聯圖

資料來源：[PDF] 營養級聯通過不同的食草動物效應導致大規模珊瑚藻損失 – JSTOR 

食物網（左）和營養級聯圖（右）：A）典型的營養級聯示例，B）在 I. mirini 封閉處理中發現的營養級聯。 粗體箭頭表示營養級聯的影響； + 和 - 符號分別表示密度的增加或減少； OM-有機物； A-藻類。

營養級聯的例子

熱帶級聯發生在陸地環境和 水環境.

1. 陸地生態系統中的營養級聯

陸地或陸基的營養級聯在世界各地發生。

現代營養級聯的絕大多數是 人類活動.

一旦意識到這些影響，活動家偶爾會進行干預以減輕影響。

• 黃石之狼
• 熱帶雨林
• 山地森林
• 馬來西亞補貼級聯

1. 黃石之狼

資料來源：黃石國家公園的營養級聯——來自 McGraw-Hill 教育的 AccessScience

灰狼在該地區找到了避難所，該地區有一天會在 1800 年代後期成為黃石國家公園。 狼群作為主要捕食者在該地區漫遊。

然而，狼在該地區被人類驅趕到滅絕； 到 1920 年代，狼已經從公園裡消失了。

大約十年來，沒有狼的環境被認為是理想的。 隨著麋鹿種群的擴大，人們隨後表達了擔憂。

麋鹿不再需要從一個地點遷移到另一個地點，以避免隨著牛群的增長而捕食。

結果，麋鹿大量砍伐樹木和其他植物，從而減少了地面覆蓋和其他物種的食物。

地面侵蝕也是河流沿岸植被喪失的結果。 長滿白楊樹和柳樹的濕地正在消失。

在狼或“頂級掠食者”消失的同一時期，土狼的數量激增。

叉角鹿經常被土狼捕食，這導致它們的數量下降。

生物學家決定將狼重新引入黃石公園以應對這種生態危害。 '

1995 年，八頭狼從加拿大艾伯塔省的賈斯珀國家公園運來。

雖然狼群花了一些時間來適應新環境，但結果卻是驚人的。

與包括瀕臨滅絕的海狸在內的幾個物種一起，植物生命已被重新引入。

叉角鹿的數量增加了，而土狼的數量卻減少了。

然而，有一個潛在的缺點：被狼殺死的麋鹿比預期的要多，這引發了人們對狼重新引入的長期影響的質疑。

2.熱帶雨林

營養級聯經常發生，因為熱帶雨林經歷了多年的嚴重環境壓力。

但是，級聯發生的時間並不總是很明顯。 研究人員將受損的生態系統與完整的生態系統進行對比，看看是否正在發生級聯反應。

2001 年為積極尋找營養級聯，一位名叫 約翰·特博格 利用人為破壞熱帶雨林棲息地。

他的研究區域被劃分為熱帶雨林中的一組島嶼和一片未受干擾的沼澤。

Terborgh 發現，捕食者的缺乏導致種子和植物食用者過多，以及幼苗和樹冠形成植物的缺乏。

與此同時，掠奪性島嶼看到了典型的植物生長。

這一發現有助於理解頂級捕食者在生態系統中的重要性，並為科學家提供了識別營養級聯的方法，即使在可能不會立即顯現的情況下也是如此。

3. 山地森林

自 1920 年代以來，顫抖的白楊林（Populus tremuloides）已經失去了大量的空間範圍，剩餘樹木的年齡分佈已經向年長的個體轉移，表明這種重要的棲息地形成物種在山林中的廣泛招募失敗美國西部。

1880 年代至 1920 年代黃石國家公園灰狼（Canus lupus）的消失以及隨後對白楊吸盤（維持白楊林的克隆後代）的覓食壓力增加，這與麋鹿群（Cervus elaphus）有因果關係到白楊的衰落。

在過去的十年裡，灰狼已經回到了這個地區，這讓科學家們有機會研究控制這些山區樹木動態的明顯營養級聯背後的機制。

最近的一項研究表明，麋鹿會避開灰狼密度高的“風險”區域，並在狼密度較低的替代棲息地花費更多時間，從而減輕高風險覓食區白楊吸盤的本地瀏覽壓力。

這是通過使用 GPS 設備跟踪麋鹿的運動來完成的。

這些結果表明存在行為介導的營養級聯，其中灰狼通過改變麋鹿食草動物的覓食模式對白楊的生存和生長產生間接的積極影響，儘管狼主導的營養級聯的想法是有爭議的並且已經最近受到挑戰。

為了解決食物網中的這些鏈接，需要進行更多的研究。

黃石國家公園擬建的營養級聯. 狼 (A) 通過影響麋鹿的行為和密度 (B) 間接增加了麋鹿首選獵物白楊樹苗 (c) 的成功率，從而在大空間尺度上顯著影響植物群落的結構。

4. 馬來西亞補貼級聯

並非所有的補貼級聯都是人類行為的結果。

補充劑偶爾來自附近不同的環境，但經常來自農場、種植園，甚至郊區花園。

例如，捕食者可能會瞄準奶牛而不是難以找到的野生獵物，而食草動物可能會吃掉農民田裡的植物。

研究人員研究了馬來西亞受保護的野生動物從附近的棕櫚種植園覓食的情景，以了解有關補貼級聯的更多信息。

他們發現，食用農民勞動的“果實”，尤其是野豬，會對生態產生相當大的不利影響。

根據這項基於 100 多年收集的數據的研究，野豬襲擊農作物的傾向增加了 20%。

這將野豬引出了森林內部，它們通常在林下的植被中築巢以生下它們的幼崽。

森林樹苗的生長減少了 62%，導致樹木變小，各種野生動物的棲息地減少。

水生生態系統中的營養級聯

營養級聯類似於在淡水和海洋棲息地的陸地上看到的。

將生物從其環境中移除的影響會在食物鏈上上下串聯，給該系統帶來很大壓力。

研究表明，水的化學成分可能會受到水生生態系統變化的影響。

• 湖
• 海帶床
• 鹽沼

1. 湖泊

由於它們的體積小和包含的性質，湖泊特別容易受到營養級聯的影響。

從淡水湖中清除頂級捕食者（鱸魚和黃鱸）是 20 世紀末左右進行的實驗的主題，其中包括觀察結果。

營養級聯影響了浮游植物的生產，浮游植物是重要的營養來源，以及細菌活動和湖泊的整體呼吸。

2. 海帶床

海獺經常在阿拉斯加東南部被偷獵以獲取它們的皮毛。

在太平洋沿岸附近的海帶床上，水獺曾經是，在某些地方仍然是主要的捕食者。 當水獺幾乎從海帶床環境中消失時，海膽等無脊椎動物食草動物的數量增加了。

最終結果是海帶本身不再存在的巨大“海膽荒地”。

毫不奇怪，研究表明，在水獺仍然存在的地方，海帶床生態系統更健康，生態更平衡。

3.鹽沼

鹽沼的各種生態系統嚴重依賴食物鏈底部的生產者。

螃蟹和蝸牛活動調節鹽沼中的消費者行為。

例如，人們發現蝸牛可以調節沼澤植物的生長。

當以蝸牛為食的藍蟹從生態系統中消失時，蝸牛種群猛增，沼澤植被消失。

結果是鹽沼變成了荒蕪的泥灘。

結論

如果人類是營養級聯的主要原因，那麼我們必須採取措施以盡量減少生物多樣性的喪失。

在當前的森林砍伐和更多旨在保護自然資源的行動中，需要植樹造林和重新造林。

全球熱帶級聯的 7 個示例，原因 – 常見問題解答

自下而上的流量級聯是什麼意思？

初級生產者的種群將始終以自下而上的級聯方式調節較高營養級能量的上升或下降。 生態系統中初級生產者平衡的紊亂導致自下而上的營養級聯的發生。

當初級生產者從食物鏈中消失時，大部分營養級的食物都消失了，這導致初級消費者的數量和食用初級消費者的數量都減少了。

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