الشبكات الغذائية والديناميكيات الغذائية

تُربط الأنواع في مجتمع ما من خلال الشبكات الغذائية التي تحدد من يأكل من، وتتدفق الطاقة والمواد عبر هذه الشبكات، ويمكن أن تنتشر التغيرات في مستوى واحد عبر الشبكة بأكملها.

Definition

تصف الشبكات الغذائية والديناميكيات الغذائية شبكة تفاعلات التغذية بين الأنواع والتدفق الناتج للطاقة وتنظيم الوفرة عبر المستويات الغذائية في مجتمع ما.

Scope

يغطي هذا الموضوع بنية وديناميكيات علاقات التغذية: المستويات الغذائية والسلاسل الغذائية، وبنية شبكة الشبكات الغذائية، وكفاءة نقل الطاقة وهرم الإنتاجية، وتنظيم المجتمعات من الأعلى إلى الأسفل بواسطة الحيوانات المفترسة أو من الأسفل إلى الأعلى بواسطة الموارد. ويشمل الافتراس الأساسي، والشلالات الغذائية، وعواقب إزالة المستهلكين الرئيسيين.

Core questions

• كيف تُنظم علاقات التغذية في مستويات غذائية وشبكات غذائية؟
• ما مدى كفاءة نقل الطاقة من مستوى غذائي إلى آخر؟
• متى تُتحكم المجتمعات من الأعلى إلى الأسفل مقابل التحكم من الأسفل إلى الأعلى؟
• كيف تنشر الشلالات الغذائية تأثيرات الحيوانات المفترسة عبر المجتمع؟

Key theories

تدفق الطاقة الديناميكي الغذائي

تنتقل الطاقة التي تدخل المجتمع كإنتاج أولي إلى المستويات الغذائية مع خسائر كبيرة في كل خطوة، بحيث يصل جزء صغير فقط إلى المستهلكين الرئيسيين، مما يحد من طول السلسلة الغذائية والكتلة الحيوية للمستويات الأعلى.

الشلالات الغذائية والتحكم من الأعلى إلى الأسفل

يمكن للحيوانات المفترسة تنظيم المجتمعات من الأعلى إلى الأسفل، ويمكن أن يؤدي إزالتها إلى إطلاق العنان للحيوانات العاشبة أو المفترسات المتوسطة في شلالات تعيد تنظيم وفرة وتنوع المستويات الغذائية الأدنى.

Mechanisms

تُثبت المنتجات الطاقة التي تنتقل إلى المستهلكين عند تناولها؛ ونظرًا لأن التنفس والإخراج والاستهلاك غير الكامل يبدد معظم الطاقة عند كل انتقال، فإن الكفاءة البيئية عادةً ما تكون حوالي عشرة بالمائة، مما يحد من عدد المستويات الغذائية. تقلل الحيوانات المفترسة من وفرة فرائسها أو تغير سلوكها، مما يؤثر بدوره على موارد الفريسة؛ وعندما تنتشر هذه التأثيرات إلى أسفل السلسلة الغذائية، فإنها تنتج شلالات غذائية، وتعتمد قوتها على ترابط الشبكة، والتغذية المتعددة، ووجود المتفاعلات القوية.

Clinical relevance

تُفيد فهم الشبكات الغذائية في إدارة مصايد الأسماك والحيوانات المفترسة، والحفاظ على الحيوانات المفترسة العليا، والتنبؤ بعواقب فقدان الأنواع، ومكافحة الآفات من خلال العوامل البيولوجية. هذا سياق تعليمي، وليس وصفة إدارية.

History

وصف إلتون السلاسل الغذائية وهرم الأعداد في عام 1927، وقام ليندمان بتحديد كمية تدفق الطاقة عبر المستويات الغذائية في عام 1942. كشفت تجارب باين على الحيوانات المفترسة الأساسية في الستينيات عن التحكم من الأعلى إلى الأسفل، ووثق إستيس وزملاؤه التدهور الغذائي الواسع النطاق الناتج عن فقدان المستهلكين الرئيسيين.

Debates

التحكم من الأعلى إلى الأسفل مقابل التحكم من الأسفل إلى الأعلى

تختلف الأهمية النسبية للتحكم بواسطة الحيوانات المفترسة مقابل التحكم بواسطة إمدادات الموارد بين الأنظمة، ويتناقش علماء البيئة حول متى وأين يهيمن كل منهما، حيث تتشكل العديد من المجتمعات بفعل كليهما في وقت واحد.

Key figures

• Charles Elton
• Raymond Lindeman
• Robert Paine
• James Estes

Seminal works

• lindeman1942
• paine1966
• estes2011

Frequently asked questions

لماذا تكون السلاسل الغذائية قصيرة عادةً؟

لأن حوالي عشرة بالمائة فقط من الطاقة في مستوى غذائي واحد تنتقل إلى المستوى التالي، هناك طاقة قليلة جدًا لدعم العديد من المستويات، مما يحد معظم السلاسل الغذائية بأربع أو خمس حلقات.

ما هو الشلال الغذائي؟

يحدث الشلال الغذائي عندما ينتشر التغير في وفرة مفترس علوي إلى أسفل الشبكة الغذائية، مما يغير بشكل غير مباشر وفرة الكائنات الحية على مستويين أو أكثر تحته.