7 ตัวอย่าง Trophic Cascade ทั่วโลก สาเหตุ

พฤติกรรมบางอย่างเกิดขึ้นในเขตร้อนที่เกินความเข้าใจของคนธรรมดา

การเพิ่มขึ้น (หรือลดลง) ของสัตว์กินเนื้อในห่วงโซ่อาหารสามระดับส่งผลให้เกิดการเพิ่มขึ้น (หรือลดลง) เท่ากันในสัตว์กินพืชและผู้ผลิตหลัก เช่น พืชและแพลงก์ตอนพืช

ตัวอย่างเช่น การกำจัดหมาป่า (Canis lupus) ในอเมริกาเหนือตะวันออกนั้นเชื่อมโยงกับการเพิ่มขึ้นของกวางหางขาว (Odocoileus virginianus) และการลดลงของพืชพรรณที่กวางกินเป็นหนึ่งในตัวอย่างของน้ำตกชั้นอาหาร

วลี "น้ำตกชั้นอาหาร" ถูกนำมาใช้ครั้งแรกโดยนักสัตววิทยาชาวอเมริกัน Robert Paine ในปี 1980 เพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกันในใยอาหารที่เกิดจากการทดลองของนักล่าชั้นนำ

คนอื่นใช้คำนี้เพื่ออธิบายลักษณะการเปลี่ยนแปลงในระบบนิเวศทางน้ำที่เกิดขึ้นในทศวรรษ 1980 อันเนื่องมาจากสิ่งต่างๆ เช่น การตกปลามากเกินไปหรือการเพิ่มจำนวนปลานักล่าอย่างกะทันหันอันเป็นผลมาจากการจับปลา

ผู้ล่ากินเหยื่อของมัน ผู้ล่าสามารถส่งผลกระทบต่อพฤติกรรมของเหยื่อและความอุดมสมบูรณ์ในลักษณะนี้ (เช่น เหยื่อจะกลัวเมื่อผู้ล่าอยู่ใกล้ๆ และซ่อนหรือย้ายออกไป)

นักนิเวศวิทยากล่าวถึงความสัมพันธ์นี้ว่าเป็นการให้อาหาร หรือเป็นชั้นอาหาร น้ำตกเมื่อผลกระทบของนักล่าต่อระบบนิเวศน์ของเหยื่อลดลงจนส่งผลต่อความหนาแน่นและ/หรือพฤติกรรมของเหยื่อที่ระดับการให้อาหารที่ต่ำกว่า

ในสถานการณ์นี้ ผู้ล่าจะได้รับและเพิ่มจำนวนเหยื่อโดยทางอ้อมด้วยการจัดการความหนาแน่นและ/หรือพฤติกรรมของเหยื่อ

น้ำตกชั้นอาหารจะต้องเกิดขึ้นอย่างน้อยสามระดับการให้อาหารตามคำจำกัดความ

แม้ว่าจะพบหลักฐานของน้ำตกชั้นอาหาร 4 และ 5 ระดับในธรรมชาติ แต่ก็พบได้น้อยกว่าวิธีที่เกิดขึ้นบ่อยที่สุด

Trophic Cascade คืออะไร?

น้ำตกชั้นอาหารเป็นปรากฏการณ์ทางนิเวศวิทยาที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเพิ่มหรือกำจัดผู้ล่าชั้นนำออกจากห่วงโซ่อาหาร

มันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกันในประชากรที่เกี่ยวข้องกันของนักล่าและเหยื่อตลอดห่วงโซ่อาหารและมักจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในโครงสร้างของระบบนิเวศและการหมุนเวียนของสารอาหาร

การเชื่อมต่อทางอ้อมที่แข็งแกร่งเหล่านี้สามารถควบคุมระบบนิเวศทั้งหมดได้ เกิดขึ้นเมื่อนักล่าควบคุมปริมาณและพฤติกรรมของเหยื่อ ช่วยเพิ่มโอกาสในการอยู่รอดของระดับอาหารที่ต่ำกว่าถัดไป

น้ำตกชั้นอาหารเป็นผลมาจากการกระทำของผู้ล่าต่อเหยื่อและกระจายไปตามห่วงโซ่อาหาร พวกมันนำไปสู่รูปแบบกลับด้านของชีวมวลและความอุดมสมบูรณ์ภายในระดับโภชนาการ

นักวิจัยได้โต้เถียงกันเกี่ยวกับสถานที่และจุดแข็งสัมพัทธ์ของน้ำตกชั้นอาหาร ซึ่งอาจถูกจำกัดด้วยปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนภายในใยอาหาร

อย่างไรก็ตาม น้ำตกชั้นอาหารมักพบเห็นได้ในแหล่งที่อยู่อาศัยทั้งบนบกและในน้ำ

น้ำตกชั้นอาหารสามารถเปลี่ยนสภาพของระบบและมีผลกระทบต่อกิจกรรมที่หลากหลาย เช่น ปฏิสัมพันธ์ข้ามถิ่นที่อยู่ วัฏจักรชีวธรณีเคมี และบริการระบบนิเวศ

สำคัญ การอนุรักษ์ เป้าหมายรวมถึงการฟื้นฟูนักล่าและน้ำตกที่ตามมา เป้าหมายเหล่านี้สามารถช่วยรักษา ความหลากหลายทางชีวภาพ.

แผนภาพ Cascade Trophic

ที่มา: [PDF] น้ำตกชั้นอาหารส่งผลให้เกิดการสูญเสียสาหร่ายปะการังขนาดใหญ่ผ่านเอฟเฟกต์หญ้าแฝกที่แตกต่างกัน – JSTOR 

ใยอาหาร (ซ้าย) และไดอะแกรมน้ำตกชั้นอาหาร (ขวา): A) ตัวอย่างของน้ำตกชั้นอาหารทั่วไป B) น้ำตกชั้นอาหารที่พบในการรักษา I. mirini enclosure ลูกศรตัวหนาบ่งบอกถึงผลกระทบของน้ำตกชั้นอาหาร สัญลักษณ์ + และ – แสดงถึงการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของความหนาแน่นตามลำดับ OM-สารอินทรีย์; เอ-สาหร่าย.

ตัวอย่างของ Trophic Cascade

น้ำตกทรอปิกเกิดขึ้นทั้งในสภาพแวดล้อมบนบกและ สิ่งแวดล้อมทางน้ำ.

1. Trophic Cascades ในระบบนิเวศบนบก

น้ำตกชั้นอาหารบนบกหรือบนบก เกิดขึ้นได้ทุกที่ในโลก

น้ำตกชั้นยอดสมัยใหม่ส่วนใหญ่เป็นผลผลิตของ กิจกรรมของมนุษย์.

นักเคลื่อนไหวได้แทรกแซงเป็นครั้งคราวเพื่อบรรเทาผลกระทบเมื่อรับรู้

• หมาป่าแห่งเยลโลว์สโตน
• ป่าฝนเขตร้อน
• ป่าภูเขา
• Cascade เงินอุดหนุนของมาเลเซีย

1. หมาป่าแห่งเยลโลว์สโตน

ที่มา: น้ำตก Trophic ในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน – AccessScience จาก McGraw-Hill Education

หมาป่าสีเทาพบที่หลบภัยในพื้นที่ซึ่งวันหนึ่งจะกลายเป็นอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตนในช่วงปลายทศวรรษ 1800 กลุ่มหมาป่าเดินเตร่พื้นที่เป็นนักล่าที่โดดเด่น

อย่างไรก็ตาม หมาป่าถูกผลักดันให้สูญพันธุ์ในภูมิภาคนี้โดยผู้คน ในช่วงปี ค.ศ. 1920 หมาป่าได้หายตัวไปจากสวนสาธารณะ

สภาพแวดล้อมที่ปราศจากหมาป่าถูกมองว่าเหมาะสำหรับเวลาประมาณสิบปี ความกังวลก็ถูกเปล่งออกมาเมื่อประชากรกวางเอลค์ขยายตัว

กวางไม่จำเป็นต้องย้ายจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งอีกต่อไปเพื่อหลีกเลี่ยงผู้ล่าเมื่อฝูงของมันเติบโตขึ้น

กวางเอลค์ทำลายต้นไม้และพืชอื่นๆ ส่งผลให้ดินปกคลุมและอาหารสำหรับสายพันธุ์อื่นลดลง

การพังทลายของพื้นดินยังเป็นผลมาจากการสูญเสียพืชพันธุ์ตามลำธาร พื้นที่ชุ่มน้ำที่มีต้นแอสเพนและวิลโลว์บีเวอร์หายไป

หมาป่ามีจำนวนประชากรเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาเดียวกับหมาป่าหรือ "ผู้ล่ายอด" หายตัวไป

กวางพรองฮอร์นมักถูกหมาป่าล่าเหยื่อ ซึ่งทำให้จำนวนประชากรลดลง

นักชีววิทยาตัดสินใจที่จะแนะนำหมาป่าให้เยลโลว์สโตนอีกครั้งเพื่อตอบสนองต่ออันตรายทางนิเวศวิทยานี้ '

หมาป่าแปดตัวถูกขนส่งในปี 1995 จากอุทยานแห่งชาติ Jasper ของแคนาดาในอัลเบอร์ตา

แม้ว่าหมาป่าจะต้องใช้เวลาพอสมควรกว่าจะคุ้นเคยกับสภาพแวดล้อมใหม่ แต่ผลลัพธ์ก็น่าทึ่ง

นอกจากสัตว์หลายสายพันธุ์แล้ว รวมถึงบีเวอร์ที่ใกล้จะสูญพันธุ์แล้ว ชีวิตของพืชก็ได้รับการแนะนำให้รู้จักอีกครั้ง

จำนวนกวางง่ามเพิ่มขึ้นในขณะที่จำนวนโคโยตี้ลดลง

อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียที่อาจเกิดขึ้น: กวางเอลค์ถูกหมาป่าฆ่ามากกว่าที่คาดไว้ ทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับผลกระทบระยะยาวของการนำหมาป่ากลับมาใช้ใหม่

2. ป่าฝนเขตร้อน

น้ำตกชั้นอาหารเกิดขึ้นบ่อยครั้งเนื่องจากป่าฝนเขตร้อนต้องเผชิญกับความเครียดจากสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรงเป็นเวลาหลายปี

อย่างไรก็ตาม มันไม่ชัดเจนเสมอไปเมื่อมีน้ำตกเกิดขึ้น นักวิจัยเปรียบเทียบระบบนิเวศที่เสียหายกับระบบนิเวศที่สมบูรณ์เพื่อดูว่ามีน้ำตกเกิดขึ้นหรือไม่

เพื่อตามล่าหาน้ำตกชั้นดีอย่างแข็งขันในปี 2001 นักวิจัยชื่อ จอห์น เทอร์บอร์ก ใช้การหยุดชะงักที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อที่อยู่อาศัยของป่าฝน

พื้นที่ศึกษาของเขาถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มเกาะในป่าฝนและบึงที่ไม่ถูกรบกวน

Terborgh พบว่าการไม่มีผู้ล่าส่งผลให้มีผู้กินเมล็ดพืชและพืชมากเกินไป และขาดแคลนต้นกล้าอ่อนและพืชทรงพุ่ม

ในขณะเดียวกันเกาะที่กินสัตว์อื่น ๆ ก็เห็นการเจริญเติบโตของพืชทั่วไป

การค้นพบนี้มีส่วนทำให้เกิดความเข้าใจในความสำคัญของนักล่าปลายแหลมในระบบนิเวศ และทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุวิธีการลดหลั่นชั้นอาหารได้ แม้ในสถานการณ์ที่อาจไม่ชัดเจนในทันที

3. ป่าภูเขา

ป่าแอสเพนที่สั่นสะเทือน (Populus tremuloides) ได้สูญเสียขอบเขตพื้นที่จำนวนมากไปตั้งแต่ปี ค.ศ. 1920 และการกระจายอายุของต้นไม้ที่เหลือได้เปลี่ยนไปสู่ผู้สูงวัย ซึ่งบ่งชี้ถึงความล้มเหลวในการจัดหาสายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดที่อยู่อาศัยที่สำคัญนี้ในป่าภูเขาของ ทางตะวันตกของสหรัฐฯ

การหายตัวไปของหมาป่าสีเทา (Canus lupus) จากอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตนในช่วงทศวรรษที่ 1880 ถึง 1920 และการเพิ่มขึ้นของแรงกดดันในการเรียกดูแอสเพนหน่อ ซึ่งเป็นลูกหลานของโคลนที่รักษายืนต้นแอสเพน - กระทำโดยฝูงกวาง (Cervus elaphus) มีความสัมพันธ์เชิงสาเหตุ สู่การลดลงของแอสเพน

หมาป่าสีเทาได้กลับมายังบริเวณนี้ในช่วงสิบปีที่ผ่านมา ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสตรวจสอบกลไกที่อยู่เบื้องหลังน้ำตกชั้นอาหารที่เห็นได้ชัดซึ่งควบคุมการเปลี่ยนแปลงของต้นไม้ในพื้นที่ภูเขาเหล่านี้

การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ชี้ให้เห็นว่ากวางควรหลีกเลี่ยงพื้นที่ "เสี่ยง" ที่มีหมาป่าสีเทาหนาแน่นและใช้เวลามากขึ้นในแหล่งที่อยู่อาศัยอื่นที่ความหนาแน่นของหมาป่าต่ำกว่า ผ่อนคลายแรงกดดันในการเรียกดูในท้องถิ่นต่อหน่อแอสเพนในพื้นที่หาอาหารที่มีความเสี่ยงสูง

ทำได้โดยการติดตามการเคลื่อนไหวของกวางโดยใช้อุปกรณ์ GPS

ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของน้ำตกชั้นอาหารที่มีพฤติกรรมเป็นสื่อกลาง ซึ่งหมาป่าสีเทามีผลกระทบเชิงบวกโดยอ้อมต่อการรอดชีวิตและการเติบโตของต้นแอสเพน โดยการปรับเปลี่ยนรูปแบบการหาอาหารของกวางเอลค์ ถึงแม้ว่าแนวคิดของน้ำตกชั้นอาหารที่มีหมาป่าเป็นผู้นำนั้นยังเป็นที่ถกเถียงกันและมี เพิ่งถูกท้าทาย

เพื่อแก้ไขลิงก์เหล่านี้ในเว็บอาหาร จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม

น้ำตกที่เสนอในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน. หมาป่า (A) โดยส่งผลกระทบต่อทั้งพฤติกรรมและความหนาแน่นของกวาง (B) ทางอ้อมเพิ่มความสำเร็จของเหยื่อที่ต้องการของกวาง, ต้นอ่อนแอสเพน (c) โดยอ้อมซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างของชุมชนพืชบนเกล็ดเชิงพื้นที่ขนาดใหญ่

4. Cascade เงินอุดหนุนของมาเลเซีย

การอุดหนุนลดหลั่นไม่ได้ทั้งหมดเป็นผลมาจากการกระทำของมนุษย์

อาหารเสริมบางครั้งมาจากสภาพแวดล้อมใกล้เคียงที่แตกต่างกัน แต่มักมาจากฟาร์ม พื้นที่เพาะปลูก หรือแม้แต่สวนชานเมือง

ตัวอย่างเช่น ผู้ล่าอาจกำหนดเป้าหมายไปที่วัวมากกว่าที่จะหาเหยื่อป่าที่หายาก ในขณะที่สัตว์กินพืชอาจกินพืชในทุ่งของเกษตรกร

นักวิจัยพิจารณาสถานการณ์ที่สัตว์ป่าคุ้มครองในมาเลเซียออกหาอาหารจากสวนปาล์มในบริเวณใกล้เคียงเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเงินอุดหนุนที่ลดหลั่นกันลงมา

พวกเขาพบว่าการกิน "ผลไม้" ของแรงงานชาวนา โดยเฉพาะหมูป่า ส่งผลเสียต่อระบบนิเวศน์อย่างมาก

แนวโน้มของหมูป่าในการโจมตีพืชผลเพิ่มขึ้น 100% ตามการศึกษาซึ่งอิงตามข้อมูลที่รวบรวมได้กว่า 20 ปี

สิ่งนี้ล่อหมูป่าออกจากภายในป่า ซึ่งพวกมันมักจะทำรังจากพืชพันธุ์ในท้องทุ่งเพื่อออกลูกอ่อน

การเจริญเติบโตของกล้าไม้ในป่าลดลง 62% ส่งผลให้ต้นไม้มีขนาดเล็กลงและเป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่าหลากหลายชนิดน้อยลง

น้ำตกชั้นอาหารในระบบนิเวศทางน้ำ

น้ำตกชั้นอาหารมีความคล้ายคลึงกับที่เห็นบนบกทั้งในแหล่งน้ำจืดและที่อยู่อาศัยในทะเล

ผลกระทบจากการกำจัดสิ่งมีชีวิตออกจากสิ่งแวดล้อมสามารถกระจายขึ้นและลงในห่วงโซ่อาหาร ทำให้เกิดความเครียดอย่างมากต่อระบบนั้น

องค์ประกอบทางเคมีของน้ำอาจได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของระบบนิเวศทางน้ำตามการวิจัย

• ชล
• เตียงสาหร่าย
• บ่อเกลือ

1. ทะเลสาบ

เนื่องจากมีขนาดที่เล็กและเป็นธรรมชาติ ทะเลสาบจึงมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษต่อน้ำตกชั้นอาหาร

การกำจัดสัตว์นักล่าชั้นยอด (เบสและปลาคอนสีเหลือง) ออกจากทะเลสาบน้ำจืดเป็นเรื่องของการทดลองในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสังเกตผลลัพธ์

น้ำตกชั้นอาหารส่งผลกระทบต่อการผลิตแพลงก์ตอนพืชซึ่งเป็นแหล่งโภชนาการที่สำคัญตลอดจนกิจกรรมของแบคทีเรียและการหายใจโดยรวมของทะเลสาบ

2. เตียงสาหร่าย

นากทะเลมักถูกล่าเพื่อขนของพวกเขาในอลาสก้าตะวันออกเฉียงใต้

ในเตียงสาหร่ายทะเลใกล้ชายฝั่งแปซิฟิกนากเป็นสัตว์กินเนื้อและในบางสถานที่ยังคงเป็นสัตว์กินเนื้อ สัตว์กินพืชที่ไม่มีกระดูกสันหลังเช่นเม่นทะเลมีประชากรเพิ่มขึ้นเมื่อนากทั้งหมดหายไปจากสภาพแวดล้อมของสาหร่ายทะเล

ผลลัพธ์ที่ได้คือ “เม่นเป็นหมัน” ที่กว้างใหญ่ซึ่งตัวสาหร่ายไม่มีอยู่แล้ว

ไม่น่าแปลกใจที่การวิจัยแสดงให้เห็นว่าระบบนิเวศของสาหร่ายทะเลมีสุขภาพที่ดีขึ้นและมีความสมดุลทางนิเวศวิทยามากขึ้นในสถานที่ที่ยังคงมีนาก

3. บ่อเกลือ

ระบบนิเวศที่หลากหลายของบ่อเกลือต้องพึ่งพาผู้ผลิตที่ฐานของห่วงโซ่อาหารเป็นอย่างมาก

กิจกรรมปูและหอยทากควบคุมพฤติกรรมผู้บริโภคในบ่อเกลือ

ตัวอย่างเช่น หอยทากถูกค้นพบเพื่อควบคุมการเจริญเติบโตของพืชในบึง

ประชากรหอยทากเพิ่มสูงขึ้นและพืชพรรณในหนองน้ำจะหายไปเมื่อปูสีน้ำเงินที่กินหอยทากหายไปจากระบบนิเวศ

ผลที่ได้คือหนองเกลือกลายเป็นโคลนที่รกร้าง

สรุป

หากมนุษย์เป็นสาเหตุหลักของน้ำตกชั้นอาหาร เราต้องดำเนินการบางอย่างเพื่อลดการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ

การปลูกป่าและการปลูกป่าท่ามกลางการตัดไม้ทำลายป่าในปัจจุบัน และการดำเนินการอื่นๆ ที่มุ่งสู่การอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติจะมีความจำเป็นมากขึ้น

7 ตัวอย่าง Tropic Cascade ทั่วโลก สาเหตุ – คำถามที่พบบ่อย

น้ำตกทราฟฟิกจากล่างขึ้นบนหมายความว่าอย่างไร

ประชากรของผู้ผลิตหลักมักจะควบคุมการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของพลังงานในระดับโภชนาการที่สูงขึ้นในน้ำตกจากล่างขึ้นบน ความไม่สมดุลของผู้ผลิตหลักในระบบนิเวศทำให้เกิดการเรียงซ้อนของอาหารจากล่างขึ้นบน

อาหารสำหรับระดับอาหารส่วนใหญ่จะหายไปเมื่อผู้ผลิตหลักถูกกำจัดออกจากห่วงโซ่อาหาร ซึ่งส่งผลให้จำนวนผู้บริโภคหลักและผู้บริโภคหลักลดลง

แนะนำ

• กระบวนการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม | ไฟล์ PDF
  .
• กระบวนการรีไซเคิลน้ำทิ้งและเราควรดื่มหรือไม่?
  .
• การจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในน้ำ | หลอกลวงหรือความจริง
  .
• ข้อดีและข้อเสียของพลังงานความร้อนใต้พิภพ
  .
• 6 ผลกระทบของคลื่นทะเลและสาเหตุ
  .
• 5 ผลกระทบของโลกาภิวัตน์ต่อมลพิษทางอากาศในประเทศจีน