ДЕТРИТНАЯ ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ — это… Что такое ДЕТРИТНАЯ ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ?
- ДЕТРИТНАЯ ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ
- ДЕТРИТНАЯ ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ
- (Д.п.ц.) — пищевая цепь, в которой органическое вещество мертвых растений, животных, грибов или бактерий потребляется детритофагами, могущими стать добычей хищников. Таким образом, часть питательных веществ, содержащихся в детрите, возвращается в круговорот, минуя стадию разложения до минеральных соединений и потребления их растениями. Д.п.ц. используется человеком для переработки органических отходов при разведении дождевых червей и личинок мух на корм птицам или рыбам.
Экологический словарь, 2001
- Детритная пищевая цепь
-
пищевая цепь, в которой органическое вещество мертвых растений, животных, грибов или бактерий потребляется детритофагами, могущими стать добычей хищников. Таким образом, часть питательных веществ, содержащихся в детрите, возвращается в круговорот, минуя стадию разложения до минеральных соединений и потребления их растениями. Д.п.ц. используется человеком для переработки органических отходов при разведении дождевых червей и личинок мух на корм птицам или рыбам.
EdwART. Словарь экологических терминов и определений, 2010
.
- ДЕТРИТ
- ДЕТРИТОФАГИ
Смотреть что такое «ДЕТРИТНАЯ ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ» в других словарях:
пищевая цепь — (трофическая цепь, цепь питания), взаимосвязь организмов через отношения пища потребитель (одни служат пищей для других). При этом происходит трансформация вещества и энергии от продуцентов (первичных производителей) через консументов… … Биологический энциклопедический словарь
ТРОФИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ — цепь питания, взаимоотношения между организмами при переносе энергии пищи от ее источника зеленого растения через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими из более высоких трофических уровней. Экологическая пирамида… … Экологический словарь
ДЕТРИТ — (от лат. detritus истертый), совокупность взвешенных в воде и осевших на дно водоема органо минеральных частиц (биогенного и абиогенного происхождения). Некоторые авторы используют понятие детрит и в приложении к наземным экосистемам (обломки,… … Экологический словарь
Пищевая цепь типы, примеры
Пищевая цепь – это взаимоотношения между несколькими видами живых организмов, при которых один вид является пищей для другого и так далее.Особенностью её является то, что энергия переходит от самого слабого вида к самому сильному в пределах экосистемы.
Есть два основных вида пищевых цепей:
- Пастбищная цепь (цепь выедания) состоит из 3-5 звеньев, причём в таком виде цепи живущие организмы поедают растения или более мелкие организмы. Пример: трава — косуля — тигр.
- Детритная цепь (цепь разложения) состоит из мёртвых продуктов питания и организмов, которые их потребляют. Пример детритной пищевой цепи: мёртвые растения и животные –> микроорганизмы –> земноводные –> мелкие млекопитающие –> хищники.
- пшеница –> мышь –> ястреб
- морковь –> кролик –> волк
- водоросли–> мелкая рыба – хищная рыба – хищная птица.
В общем виде пищевая цепь у насекомых выглядит так: растения –> фитофаги –> энтомофаги –> крупные хищники. Фитофаги – это небольшие привычны нам насекомые, например, бабочки или тля. Энтомофагами называют более крупных хищных насекомых: стрекоз, клопов, жужелиц. Энтомофаги служат пищей для птиц, земноводных и мелких млекопитающих. Пример: нектар цветка — бабочка — стрекоза — лягушка — змея — ястреб.
Биогеоценоз – это сообщество организмов (растения, грибы,животные), которые тесно взаимосвязаны друг с другом. Если хотя бы одно звено выпадает из пищевой цепи биогеоценоза – это становится угрозой для всего сообщества, так как особо просто не могут найти себе пищу. Например: лист одуванчика — гусеница — крот — ворон.
С латинского языка слово «редуцент» переводится как «разрушитель». В природе редуцентами называют организмы, которые способствуют разложению органических веществ до неорганических. Например – грибы и бактерии. Эти организмы являются важным звеном детритной пищевой цепи и экосистемы в целом, так как они восстанавливают минерально-солевой баланс в природе.
Пищевая цепь состоит из звеньев, каждое из которых – это организм определенного вида. Часто звеньями цепи становятся группы организмов: в этом случае у пищевой цепи больше шансов на сохранение, если какой-то из видов внезапно исчезнет.
Первое звено пищевой цепи еще называют первым трофическим уровнем. На нём обычно находятся автотрофные организмы: растения или бактерии. Чтобы получить энергию для жизни, им не нужно непосредственно кого-то есть, так как они питаются солнечной энергией, разлагающимися остатками и прочими веществами, которые находятся в природе.
пищевая цепь фото
На втором уровне находятся животные, которые питаются этими автотрофами. Их еще называют первичными потребителями. Ими могут быть насекомые, мелкие грызуны, рыбы, птицы и другие организмы, которые потребляют растительную пищу. На третьем уровне стоят вторичные потребители, или хищники. Так, если вторым звеном пищевой цепи является мышь, то третьим станет змея, хорёк или ястреб.
Леса бывают смешанными и хвойными. И там, и там очень распространены детритные пищевые цепи, ведь таким образом лес восстанавливает свою флору и фауну. Насекомые потребляют разлагающиеся остатки растений; грызуны питаются насекомыми и так далее к верхним порядкам цепи. А вот пастбищные цепи в лесу отличаются своим многообразием, так как лес – огромная экосистема и там множество видов организмов.
Некоторые обитатели леса могут быть суперхищниками – как, например, медведь или волк. Если выше хищника в цепи уже никого не стоит, то после смерти его остатками будут питаться редуценты. Еще одна особенность пищевой цепи в лесу – то, что вторым звеном (то есть потребителями первого порядка) могут стать крупные животные. Например, траву, кору и листья деревьев будут есть олени и косули, а их – крупные хищники. Таким образом, эта пищевая цепь будет короче той, которая начинается с мелких животных типа грызунов.
Примеры пастбищной пищевой цепи в лесу:
- Орех –> белка –> норка –> лиса
- Трава –> косуля –> волк.
Пищевая цепь поддерживает благосостояние экосистемы, в которой она находится. Она обеспечивает контроль над популяцией и способствует нормальному балансу веществ в природе. Каждое звено (уровень) цепи очень важны, ведь при его исчезновении цепь «размыкается» и все участники становятся под угрозу. Более мелкие звенья будут бесконтрольно размножаться, а крупные вымрут из-за отсутствия еды. Вот почему так важно следить за экологией леса и вымирающий животными!
Цепи питания в биологии
Что такое цепи питанияЧто такое цепи питания
Все живые существа нашей планеты связаны между собой одной из самых прочных связей – пищевой. То есть кто-то для кого-то является пищей или говоря научным языком – кормовой базой. Травоядные едят растения, самих травоядных едят хищники, которых также в свою очередь могут поедать другие, более крупные и сильные хищники. Эти своеобразные пищевые связи в биологии принято называть цепями питания. Понимание того, как работает экосистема цепи питания, дает ученым биологам представление о различных нюансах эволюции живых организмов, помогает объяснить поведение некоторых животных, понять, откуда растут ноги у тех или иных повадок наших четвероногих друзей.
Виды цепей питания
В целом различают два основных вида цепей питания: цепь выедания (она же пастбищная цепь питания) и детритная цепь питания, которую еще называют цепью разложения.
Пастбищная цепь питания
Пастбищная цепь питания в целом проста и понятна, ее суть кратко описана в начале статьи: растения служат пищей для травоядных животных и в научной терминологии зовутся продуцентами. Травоядные, поедающие растения называются консументами (из латинского это слово переводится как «потребители») первого порядка. Мелкие хищники являются консументами второго порядка, а более крупные уже третьего. В природе встречаются и более длинные цепи питания, насчитывающие пять и больше звеньев, такие встречаются в основном в океанах, где более крупные (и прожорливые) рыбы поедают более мелких, те в свою очередь едят еще более мелких и так вплоть до водорослей. Замыкает звенья цепи питания особенное счастливое звено, которое уже никому не служит пищей. Обычно это человек, разумеется, при условии, что он осторожен и не пытается плавать с акулами или гулять со львами )). А если серьезно, то такое замыкающее звено питание в биологии называется редуцентом.
Детритная цепь питания
А вот тут все происходит немножечко наоборот, а именно поток энергии цепи питания идет в противоположную сторону: крупные животные, будь-то хищники или травоядные умирают и разлагаются, их останками питаются более мелкие животные, различные падальщики (например, гиены), которые в свою очередь также умирают и разлагаются, и их бренные останки аналогично служат пищей, или, для еще более мелких любителей мертвячины (например, некоторых видов муравьев), или же для разных специальных микроорганизмов. Микроорганизмы, перерабатывая останки, выделяют специальную субстанцию, называемую детритом, отсюда и название этой цепи питания.
Более наглядная схема цепи питания представлена на картинке.
О чем говорит длина цепи питания
Исследование длины цепи питание дает ученых ответы на многие вопросы, например, о том, насколько благоприятна среда обитания животных. Чем благоприятнее среда обитания, тем длиннее будет природная цепь питания в силу обилия различных животных, служащих пищей друг другу. Но самая длинная цепь питания у рыб, и других обитателей океанических глубин.
Что лежит в основе цепи питания
В основе любой цепи питания лежат пищевые связи и энергия, которая передается с поеданием одного представителя фауны (или флоры) другим. Благодаря полученной энергии потребители могут продолжать свою жизнедеятельность, но в свою очередь также становятся зависимыми от своей пищи (кормовой базы). Например, когда происходит знаменитая миграция леммингов, служащих пищей для различных арктических хищников: лис, песцов, сов, происходит сокращение популяции не только самих леммингов (массово погибающих во время этих самых миграций) но и хищников, питающихся леммингами, а часть из них даже мигрирует вместе с ними.
Цепи питания, видео фильм
И в дополнение предлагаем вам образовательное видео о значении цепей питания в биологии.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.
Какие цепи питания в природе
Пищевые цепи — это многочисленные пересекающиеся друг с другом ветви, образующие трофические уровни. В природе существуют пастбищные и детритные пищевые цепи. Первые по другому называют «цепями выедания», а вторые «цепями разложения».Трофические цепи в природе
Одним из ключевых понятий, необходимых для понимания жизни природы, является понятие «пищевая (трофическая) цепь». Его можно рассматривать в упрощенном, обобщенном виде: растения ‒ травоядные ‒ хищники, но в природе пищевые цепи гораздо более разветвленные и сложные.
По звеньям пищевой цепи происходит передача энергии и вещества, до 90% которой теряется при переходе с одного уровня на другой. По этой причине в цепи обычно наличествует 3 ‒ 5 звеньев.
Трофические цепи включаются в общий круговорот веществ в природе. Так как реальные связи в экосистеме достаточно разветвлённые, например, многие животные, в том числе и человек, питаются и растениями, и травоядными, и хищниками, то цепи питания всегда пересекаются между собой, образуя пищевые сети.
Виды пищевых цепей
Условно трофические цепи делят на пастбищные и детритные. И те, и другие в равной степени одновременно функционируют в природе.
Пастбищные трофические цепи ‒ это взаимоотношения различных по способу питания групп организмов, отдельные звенья которых объединены отношениями по типу «поедаемое ‒ поедающий».
Простейший пример пищевой цепи: злаковое растение‒ мышь ‒ лисица; или трава‒ олень ‒ волк.
Детритные пищевые цепи представляют собой взаимодействие мертвых травоядных, хищных животных и мёртвой растительной органики с детритом. Детрит ‒ это общее название для различных групп микроорганизмов и продуктов их деятельности, принимающих участие в разложении останков растений и животных. Это грибы и бактерии (редуценты).
Существует и цепь питания, связывающая редуцентов и хищников: детрит ‒ детритофаг (дождевой червь) ‒ хищник (дрозд) ‒ хищник (ястреб).
Экологическая пирамида
В природе пищевые цепи не стационарны, они сильно ветвятся и пересекаются, образуя так называемые трофические уровни. Например, в системе «злак ‒ травоядное животное», трофический уровень включает множество видов растений, употребляемых этим животным, а на уровне «травоядное» находятся многочисленные виды травоядных животных.
Трофические уровни образуют пирамиду питания (экологическую пирамиду), в которой в схематическом виде обозначены уровни, по которым происходит перенос энергии от редуцентов (детрит) к продуцентам (растения, водоросли). От них к первичным консументам (травоядные). От них к вторичным (хищные животные) и к третичным консументам (хищники, поедающие хищников и паразиты).
Пищевая цепь (трофическая цепь, цепь питания)
— цепь взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества: при этом каждое предыдущее звено цепи является пищей для последующего ее звена. На схемах перенос энергии в цепи обозначается стрелкой, направленной от предыдущего звена к последующему (т. е. от поедаемого к поедающему, а не наоборот!). В пищевой цепи при переходе от звена к звену меряется до 90% энергии (рассеивается в виде тепла), поэтому число звеньев в цепи обычно не превышает пяти. Понятно, что чем длиннее пищевая цепь, тем меньшую величину составляет отношение продукции ее последнего звена к продукции начального. Несмотря на то что понятие пищевой сети более полно отражает сложность пищевых отношений в сообществе, понятие «пищевая цепь» сохраняет свое значение, особенно в тех случаях, когда возможно разнести всех членов сообщества по отдельным звеньям этой цепи — трофическим уровням. Различные виды пищевых цепей имеют свои особенности: 1. В пастбищной цепи (цепи выедания) основным источником пищи служат зеленые растения. Например: трава — насекомые — земноводные — змеи — хищные птицы. 2. Детритные цепи (цепи разложения) обязательно проходят через отмершую биомассу. Например: листовой опад — дождевые черви — бактерии. Особенностью детритных цепей является также то, что в них часто продукция растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает и минерализуется сапрофитами. Детритные цепи характерны также для экосистем океанических глубин, обитатели которых питаются мертвыми организмами, опустившимися вниз из верхних слоев воды. 3. Особенностью пищевых цепей паразитов является то, что они могут начинаться как с продуцентов (яблоня — щитовка — наездник), так и с консументов (корова — паразитические черви — простейшие — бактерии — вирусы).
Источник: Т.Л. Богданова «Пособие для поступающих в вузы»
Ответы | Практ. 2. Составление цепей и сетей питания в различных экосистемах — Биология, 10 класс
1.
Возможно два варианта пастбищных цепей:
1) Дерево → гусеница → дятел → сокол
2) Дерево → гусеница → божья коровка
Птицы не питаются божьими коровками.
2.
а) бактерии, гиена, лев, антилопа, растения:
растения → антилопа → гиена → лев → бактерии.
б) растения луга, лягушка, уж, ястреб-змееяд, насекомые:
растения луга → насекомые → лягушка → уж → ястреб.
3.
1) Ель → белка → куница;
2) Чертополох → бабочка → стрекоза → лягушка → уж → ястреб → змееяд.
4.
Детритные пищевые цепи:
1) Опавшая листва → клещ → жужелица → крот → блоха → грибы и гельминты.
2) Опавшая листва → ногохвостка → паук → крот → блоха → грибы и гельминты.
3) Опавшая листва → ногохвостка → паук → крот → клещ → грибы и гельминты.
5.
а) тимофеевка луговая → гусеница → кукушка → лиса → рысь;
б) опавшая листва → дождевой червь → грибы → гетеротрофные протисты → почвенные бактерии.
6.
Исчезновение моллюсков приведёт к загрязнению воды, что повлечёт за собой гибель рыб. Инфузории — это пища дафний в аквариуме, а дафнии — это пища для рыб, поэтому исчезновение и первых, и вторых приведёт к гибели рыб.
7.
8.
В природе пастбищные цепи связаны с детритными цепями общими пищевыми звеньями и образуют сеть питания.
Наличие в экосистеме пищевой сети способствует выживанию организмов при недостатке определенного вида корма благодаря возможности использовать другой корм. И чем шире видовое разнообразие особей в экосистеме, тем больше пищевых цепей в составе пищевой сети и тем устойчивее экосистема. Выпадение одного звена из цепи питания не нарушит всей экосистемы, так как могут быть использованы источники питания из других пищевых цепей.
Присоединяйтесь к Telegram-группе @superresheba_10, делитесь своими решениями и пользуйтесь материалами, которые присылают другие участники группы!Пищевые цепи и сети экосистем
Непрерывный поток солнечной энергии воспринимается молекулами живых клеток растений и в результате фотосинтеза преобразуется в энергию химических связей создаваемого органического вещества. В отличие от растений животные не способны к реакциям фото- или хемосинтеза, поэтому вынуждены использовать солнечную и очень незначительно химическую энергию опосредовано – питаясь органическим веществом, созданным растениями. Животные-консументы 1-го уровня питаются растительной пищей и одновременно служат пищей животных-консументов 2-го уровня и т. д. Таким образом в экосистемах образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим, которая называется трофической или пищевой.
При каждом очередном переносе большая часть (более 90 %) потенциальной энергии пищи теряется, переходя в тепло. Данное обстоятельство ограничивает возможное число звеньев пищевой цепи до 4 – 5. Чем короче пищевая цепь или чем ближе к её началу место, занимаемое данным организмом, тем больше доступной пищи и энергии.
Пищевые цепи можно разделить на два основных типа: пастбищные цепи, которые начинаются с зелёного растения и идут дальше к пасущимся фитофагам, а затем к хищникам; детритные цепи, которые от мёртвого органического вещества идут к детритофагам, а затем к хищникам.
Пастбищные цепи, в свою очередь, объединяют пищевые цепи хищников и пищевые цепи паразитов.
Пищевые цепи хищников идут от продуцентов к травоядным, поедаемым мелкими плотоядными, а они служат пищей более крупным хищникам и т.д. По мере продвижения по цепи хищников животные увеличиваются в размерах и уменьшаются в числе.
Трофические цепи бывают простыми и короткими, например, «осина – заяц – лиса», и более сложными и длинными, например, «сосна — тли — божьи коровки — пауки – насекомоядные птицы — хищные птицы».
Удлинение цепи происходит благодаря участию в ней хищников.
Пищевые цепи паразитов, наоборот, ведут к организмам, которые всё более уменьшаются в размерах и увеличиваются численно. Примером может служить цепь: «трава — травоядные млекопитающие — блохи – жгутиконосцы».
В детритных цепях консументами являются детритофаги, относящиеся к различным систематическим группам: мелкие животные, преимущественно беспозвоночные, которые живут в почве и питаются опавшей листвой, или бактерии и грибы, разлагающие органические вещества по схеме: «детрит — бактерии, грибы» или «детрит – мелкие животные – хищники».
В большинстве случаев деятельность обеих групп детритофагов характеризуется строгой согласованностью: животные создают условия для работы микроорганизмов, разделяя трупы животных и мёртвые растения на мелкие части.
Пищевые цепи, начинающиеся с зеленых растений и от мёртвого органического вещества, чаще всего представлены в экосистемах совместно, но почти всегда одна из них доминирует над другой. Тем не менее в некоторых специфических средах (например, подземной), где существование организмов с хлорофиллом невозможно из-за отсутстыия света, сохраняются пищевые цепи только детритного типа.Пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетены. Они составляют так называемые пищевые сети. Принцип образования пищевых сетей состоит в следующем. Каждый продуцент имеет не одного, а несколько консументов. В свою очередь, консументы, среди которых преобладают полифаги, пользуются не одним, а несколькими источниками питания.
Необходимо подчеркнуть, что трофическая классификация делит на группы не сами виды, а типы их жизнедеятельности. Популяция одного вида может занимать один или более трофических уровней, в зависимости от того, какие источники энергии эти виды используют. Точно так же любой трофический уровень представлен не одним, а несколькими видами, в результате чего цепи питания сложно переплетены.
В процессе жизнедеятельности всех уровней трофической цепи возникают обходы. Зелёные растения частично или полностью сбрасывают листву, значительная часть организмов постоянно отмирает. В конечном счёте, созданное органическое вещество частично или полностью заменяется. Эта замена происходит благодаря особому звену трофической цепи – звену редуцентов. Это звено составляют бактерии, грибы, простейшие, мелкие беспозвоночные организмы. Редуценты разлагают органические остатки всех трофических уровней продуцентов и консументов на минеральные компоненты. Минеральные вещества и выделяющийся при дыхании редуцентов диоксид углерода (CO2) вновь возвращаются к продуцентам.
Рекомендуем прочитать:
Конспект по экологии
Detritus — обзор | Темы ScienceDirect
5.03.8.1 Микробная деградация и дыхание
Органический детрит в POC устья и донных отложениях давно признан за его важность в качестве пищевого ресурса и его влияние на биогеохимические циклы как водной толщи, так и донных отложений прибрежных систем ( Tenore, 1977; Rice, 1982; Tenore et al., 1982; Mann and Lazier, 1991). Основными источниками образования бассейнов органического обломка в устьях рек являются гниющие растения и планктон, а также гранулы фекалий животных.Детрит сосудистых растений из наземных и болотных систем особенно важен в ряде эстуарных систем. Этот материал, который обычно считается огнеупорным, обычно требует микробной активности для преобразования лигноцеллюлозных полимеров, в частности, в более лабильные и доступные пищевые ресурсы для более высоких пищевых сетей (Moran and Hodson, 1989a, 1989b).
Деградация эстуарного органического детрита в ПОУ и отложениях оперативно подразделяется на (1) выщелачивание, (2) разложение и (3) тугоплавкие фазы (Olah, 1972; Odum et al., 1973; Fell et al., 1975; Харрисон и Манн, 1975; Райс и Тенор, 1981; Valiela et al., 1985; Вебстер и Бенфилд, 1986). Во время выщелачивания наиболее растворимые соединения быстро (от минут до недель) извлекаются из свежего детрита, что приводит к потерям до 20–60% S. alterniflora при экспериментальных обработках (Wilson et al., 1986). Эти растворимые субстраты РОВ, высвобождаемые во время выщелачивания, поддерживают высокую численность и активность свободноживущих гетеротрофных бактерий в соответствующей толще воды (Anesio et al., 2003). Большая часть этого выщелоченного материала, по-видимому, состоит из углеводов, белков и жирных кислот с низкой молекулярной массой (Dunstan et al., 1992; Harvey et al., 1995). Роль кислородных и анаэробных условий в дальнейшей судьбе этих материалов в эстуариях остается нерешенной, при этом некоторые исследования показывают более быстрое разложение в кислородных условиях (Bianchi et al., 1991; Lee, 1992; Sun et al., 1993; Harvey et al. ., 1995) и другие, не показывающие влияния окислительно-восстановительных условий (Henrichs and Reeburgh, 1987; Andersen, 1996).
Фаза разложения определяется как период гетеротрофного разложения ВОУ микробами и многоклеточными животными (например, детритофагами, отложениями и т. Д.). Поскольку микроорганизмы колонизируют детрит во время разложения, содержание азота в «стареющем» детрите действительно увеличивается (Darnell, 1967; Tenore et al., 1982; Rice and Hanson, 1984) из-за колонизации бактериями с высоким содержанием азота. (Newell, 1965; Odum et al., 1973), увеличение небелкового азота в растительном детрите (Suberkropp et al., 1976; Mackin and Aller, 1984) или и то, и другое. Кроме того, данные о обогащении гуминовых геополимеров за счет комплексообразования (физического и химического) (Hobbie and Lee, 1980; Rice, 1982; Rice and Hanson, 1984) позволяют предположить, что белок N — не единственный источник. Прикрепленные, в отличие от свободноживущих, бактерии считаются наиболее активными (Griffith et al., 1994) и вносят наибольший вклад в разложение тугоплавких соединений. Последовательность микробов также происходит так, что экзоферменты, используемые прикрепленными бактериями для солюбилизации ПОМ, затем становятся доступными для последующих групп свободных бактерий (Azam and Cho, 1987).Следующую стадию сукцессии обычно занимают простейшие (Caron, 1987; Biddanda and Pomeroy, 1988), которые в дальнейшем модифицируют как ПОМ, так и связанные с ним микробные сообщества. Следует отметить, что есть определенные виды беспозвоночных, которые развили способность переваривать этот очень огнеупорный растительный материал. Например, было показано, что сесармидные крабы (Grapsidae) удаляют 20–40% опадающих мангровых лесов в мангровых лесах Восточной Африки (Slim et al., 1997).
Повышенное количество богатых углеродом древесных и фенольных соединений, обнаруженных в сосудистых растениях, также может снизить доступность ресурсов для потребителей (Valiela et al., 1979; Райс и Тенор, 1981; Харрисон, 1982). Вторичные растительные соединения, такие как фенолы, алкалоиды, дубильные вещества, органические кислоты, сапонины, терпены, стероиды, эфирные масла и гликозиды, играют важную роль в генезе гуминовых и фульвокислот, которые, как было показано, также подавляют активность микробных ферментов (Thurman, 1985 ; Wetzel, 2003). Хотя повышенное содержание азота, добавляемое микробами к разложению детритного ПОМ, повышает качество материала сосудистых растений, микробы также могут разрушать структурные углеводы (например,g., целлюлозу и ксилан), которые многие беспозвоночные детритивы / травоядные не способны переваривать (Kofoed, 1975; Levinton et al., 1984). Однако присутствие вторичных растительных соединений обычно приводит к более медленной скорости разложения сосудистых и несосудистых растений из-за их часто токсичного или ингибирующего характера по отношению к микробам и беспозвоночным (Valiela et al., 1985).
Тугоплавкая фаза деградации ПОМ эстуария характеризуется преобладанием в остающемся детритовом материале лигнина и целлюлозы, которые распадаются очень медленно по сравнению с другими биохимическими группами (Maccubbin and Hodson, 1980; Wilson et al., 1986). Таким образом, относительный вклад различных источников детрита (например, фитопланктона по сравнению с материалом сосудистых растений) будет влиять на период времени распада тугоплавкого материала. Например, рефрактерная фаза фитодетрита может длиться всего несколько недель по сравнению с детритом сосудистых растений, который может длиться от месяцев до лет (Valiela, 1995; Opsahl and Benner, 1999). Наконец, температура и размер разлагающихся частиц детрита также представляют собой параметры, влияющие на скорость распада.Ранние работы Ходсона и др. (1983) показали, что скорость реминерализации лигно-целлюлозы увеличивалась с уменьшением размера частиц из-за более высокого относительного количества микробов с увеличением отношения поверхности к объему. Неудивительно, что эксперименты с мешками для мусора показывают, что повышение температуры также увеличивает скорость разложения из-за повышенной микробной активности (Wilson et al., 1986).
5.03.8.2 Модели распада
Бернер (1980) впервые ввел следующую концепцию модели «одного G» для определения констант распада первого порядка ( k ) разложения органического вещества:
[7] Gt = G0e − kt
, где G t — масса детрита в момент времени t и G 0 — начальная масса детрита.
Хотя эта модель, казалось, хорошо работала при вычислении констант распада для преимущественно лабильных источников органического вещества, таких как макро- и микроводоросли, были проблемы с более тугоплавкими источниками детрита, такими как Spartina (Rice and Hanson, 1984). Чтобы лучше описать динамику распада тугоплавкого детрита, который обычно содержит как лабильные, так и тугоплавкие биохимические компоненты, Райс и Хансон (1984) разработали следующую модель двух G:
[8] Gt = G * + G10e − k1t
, где G * — постоянная масса огнеупорного материала, определяемая как G * = G — G 1 , где G — общая масса детрита, а G 1 лабильный материал; G 10 начальная масса лабильного материала; k 1 константа распада лабильного материала.
В эксперименте по разложению, сравнивающему динамику распада макроводорослей (например, G. foliifera ) и детрита сосудистых растений (например, Spartina alterniflora ), было обнаружено, что модель двух G оказалась более точной при вычислении констант распада более более короткие временные интервалы (дни) по сравнению с моделью one-G, которая относительно хорошо работает от нескольких недель до месяцев (Rice and Hanson, 1984). Другая работа показала четкие различия в лабильных и рефрактерных компонентах макроводорослей и сосудистых растений, в результате чего в S.alterniflora сохраняется в течение 40 недель по сравнению с аналогичными потерями лабильных жирных кислот в течение примерно 3 недель ( Фигуры 26, и 27 ) (Tenore et al., 1984).
Рисунок 26. Процент и содержание (г) лигноцеллюлозы в оставшемся детрите S. alterniflora и G. foliifera в течение 40 недель.
Воспроизведено Тенором, К.Р., Хэнсоном, Р.Бюллетень морских наук 35, 299–311; Бианки Т.С., 2007. Биогеохимия эстуариев. Oxford University Press, New York, NY, 720 стр.Рис. 27. Относительное и общее содержание незаменимых жирных кислот в оставшемся детрите S. alterniflora и G. foliifera за период около 3 недель.
Воспроизведено Тенором, К.Р., Хэнсоном, Р.Бюллетень морских наук 35, 299–311; Бианки Т.С., 2007. Биогеохимия эстуариев. Oxford University Press, New York, NY, 720 pp.Точно так же Вестрих и Бернер (1984) провели лабораторные эксперименты, чтобы показать, что разложение фито-детрита в отложениях можно разделить на две разлагаемые фракции — со значительными различиями в реакционной способности и высоко тугоплавкая (неметаболизируемая) фракция. Эта работа впервые установила экспериментальное свидетельство того, что разложение органического вещества в отложениях может быть описано с помощью модели с несколькими G.
Обломочные пути в лагуне коралловых рифов
Алонги, Д. М. (1986). Количественные оценки бентосных простейших в тропических морских системах с использованием силикагеля: сравнение методов. Estuar. cstl Shelf Sci. 23: 443–450
Google ученый
Алонги, Д. М. (1989). Детрит в экосистемах коралловых рифов: потоки и судьбы. Proc. 6-е. внутр. Symp. Коралловые рифы 2: 29–36 [Чоат, Дж. Х. и др. (ред.) Исполнительный комитет Шестого Международного симпозиума по коралловым рифам, Таунсвилл, Австралия]
Google ученый
Барнс, Д.Дж. (1983). Профилирование продуктивности и кальцификации коралловых рифов с помощью pH и кислородных электродов. J. exp. мар. Биол. Ecol. 79: 213–231
Google ученый
Барнс, Д. Дж. (1989). Сезонность продуктивности сообществ и кальцификации на рифе Дэвис, в центральной части Большого Барьерного рифа. Proc. 6-й инт. Symp. Coral Reefs 2: 521–527 [Choat, J.H. et al. (ред.) Исполнительный комитет Шестого Международного симпозиума по коралловым рифам, Таунсвилл, Австралия]
Google ученый
Братбак, Г., Дандас, I. (1984). Оценка содержания сухого вещества бактерий и биомассы. Прил. envirl Microbiol. 48: 755–757
Google ученый
Коффрот, М. А. (1990). Формирование слизистой оболочки поритидных кораллов: оценка коралловой слизи как источника питательных веществ на рифах. Mar. Biol. 105: 39–49
Google ученый
Доббс, Ф. К., Гукерт, Дж. Б., Карман, К. Р. (1989). Сравнение трех методов введения радиоактивно меченных субстратов в отложения для трофических исследований: включение микробами.Microb. Ecol. 17: 237–250
Google ученый
Даклоу, Х. Т. (1983). Производство и судьба бактерий в океанах. BioSci. 33: 494–501
Google ученый
Финдли, Р. Х., Поллард, П. К., Мориарти, Д. Дж. У., Уайт, Д. К. (1985). Качественное определение микробной активности и статуса питания сообщества в эстуарных отложениях: свидетельство артефакта нарушения.Жестяная банка. J. Microbiol. 31: 493–498
Google ученый
Фолк, Р. Л. (1974). Петрология осадочных пород. Хемфилл, Остин, Техас
Google ученый
Хамнер, У. М., Джонс, М. С., Карлтон, Дж. Х., Хаури, И. Р., Уильямс, Д. МакБ. (1988). Зоопланктон, планктоноядные рыбы и водные течения на наветренной поверхности рифа: Большой Барьерный риф, Австралия. Бык. мар. Sci.42: 459–479
Google ученый
Хансен, Дж. А., Алонги, Д. М., Мориарти, Д. Дж. У., Поллард, П. С. (1987). Динамика сообществ донных микробов на рифе Дэвис, центральная часть Большого Барьерного рифа. Коралловые рифы 6: 63–70
Google ученый
Хэтчер Б.Г. (1983a). Роль детрита в метаболизме и вторичном производстве экосистем коралловых рифов. В: Бейкер, Дж.Т., Картер, Р. М., Саммарко, П. В., Старк, К. П. (ред.) Труды первой конференции по Большому Барьерному рифу. Университетское издательство Джеймса Кука, Таунсвилл, стр. 317–325
Google ученый
Хэтчер Б.Г. (1983b). Выпас в экосистемах коралловых рифов. В: Барнс, Д. Дж. (Ред.) Перспективы коралловых рифов. Клустон, Манука, стр. 164–169
Google ученый
Хобби, Дж.Э., Дейли Р. Дж., Джаспер Р. (1977). Использование фильтров Nuclepore для подсчета бактерий с помощью флуоресцентной микроскопии. Прил. envirl Microbiol. 33: 1225–1228
Google ученый
Йоханнес Р. Э. и соавторы (1972). Метаболизм некоторых сообществ коралловых рифов: групповое исследование потока питательных веществ и энергии на Эниветаке. BioSci. 22: 541–543
Google ученый
Кинси, Д.W. (1978). Оценка продуктивности и известкования с использованием периодов слабой воды и полевых ограждений. В: Стоддарт Д. Р., Йоханнес Р. Э. (ред.) Коралловые рифы: методы исследования. ЮНЕСКО, Париж, стр. 439–468
Google ученый
Кинси, Д. У. (1979). Круговорот и накопление углерода коралловыми рифами. Докторская диссертация, Гавайский университет, Гонолулу
Google ученый
Кинси, Д.W. (1985a). Функциональная роль тыловых рифов и лагунных систем в центральной части Большого Барьерного рифа. Proc. 5-й внутр. Symp. Коралловые рифы 6: 223–228 [Gabrié, C. et al. (ред.) Антеннский музей-EPHE, Муреа, Французская Полинезия]
Google ученый
Кинси, Д. У. (1985b). Метаболизм, кальцификация и производство углерода I. Исследования на системном уровне. Proc. 5-й внутр. Symp. Коралловые рифы 4: 505–526 [Gabrié, C. et al. (ред.) Антеннский музей-EPHE, Муреа, Французская Полинезия]
Google ученый
Клумпп, Д.В., Маккиннон, А. Д. (1989). Временные и пространственные закономерности в первичной продукции эпилитического сообщества водорослей коралловых рифов. J. exp. мар. Биол. Ecol. 131: 1–22
Google ученый
Клумпп Д.В., Полунин Н.В.К. (1989). Разделение кормовых ресурсов между пастбищами на территории коралловых рифов. J. exp. мар. Биол. Ecol. 125: 145–169
Google ученый
Клумпп, Д.У., Полунин Н. В. Ц. (1990). Производство водорослей, выпас скота и разделение среды обитания на коралловом рифе: положительная корреляция между скоростью выпаса скота и доступностью пищи. В: Барнс, М. (ред.) Трофические отношения в морской среде. Aberdeen University Press, Aderdeen, p. 372–388
Google ученый
Клумпп Д. В., Пульфрих А. (1989). Трофическое значение травоядных макробеспозвоночных центральной части Большого Барьерного рифа.Коралловые рифы 8: 135–144
Google ученый
Куп К., Ларкум А. В. Д. (1987). Отложение органического материала в лагуне коралловых рифов на острове Уан-Три, Большой Барьерный риф. Estuar. cstl Shelf Sci. 25: 1–9
Google ученый
Льюис, Дж. Б. (1980). Экосистемы коралловых рифов. В: Лонгхерст А. Р. (ред.) Анализ морских экосистем. Academic Press, Лондон, стр. 127–158
Google ученый
Лоренцен, К.Дж. (1967). Определение хлорофилла и феопигментов: спектрометрические уравнения. Лимнол. Oceanogr. 12: 343–346
Google ученый
Мориарти, Д. Дж. У. (1986). Измерение скорости роста бактерий в водных системах по скорости синтеза нуклеиновых кислот. Adv. микроб. Ecol. 9: 245–292
Google ученый
Мориарти, Д. Дж. У. (1988). Точные коэффициенты пересчета для расчета скорости роста бактерий в результате включения тимидина в ДНК: неуловимые или иллюзорные? В: Каппенберг, Т.Э., Стинберген, С. Л. М. (ред.) Труды Третьего международного семинара по измерению активности микробов в углеродном цикле в водных экосистемах. Adv. Лимнол. 31: 211–217
Мориарти, Д. Дж. У. (1989). Связь бактериальной биомассы и продукции с первичной продукцией в морских отложениях. В: Hattori, T., Ishida, Y., Maruyama, Y., Morita, R.Y., Uchida, A. (eds.) Последние достижения в микробной экологии. Пресса японских научных обществ, Токио, стр. 349–354
Google ученый
Мориарти, Д.Дж. У., Поллард П. С. (1990). Влияние радиоактивного мечения макромолекул, нарушение активности бактерий и адсорбция тимидина в осадок на определение скорости роста бактерий в осадке с меченным тритием тимидином. J. microbiol. Meth. 11: 127–139
Google ученый
Мориарти, Д. Дж. У., Поллард, П. К., Хант, В. Г., Мориарти, К. М., Вассенберг, Т. Дж. (1985). Продуктивность бактерий и микроводорослей и влияние пастбищ голотурий на коралловых рифах.Mar. Biol. 85: 293–300
Google ученый
Одум, Э. П., Одум, Х. Т. (1955). Трофическая структура и продуктивность сообщества коралловых рифов на атолле Эниветок. Ecol. Monogr. 25: 291–320
Google ученый
Поллард П. К. (1987). Диализ: простой метод отделения меченой бактериальной ДНК и меченного тритием тимидина от водных отложений. J. Microbiol.Meth. 7: 91–101
Google ученый
Поллард, П. К., Мориарти, Д. Дж. У. (1984). Достоверность изотопного разведения меченного тритием тимидина во время включения в ДНК как оценка скорости роста бактерий. Прил. envirl Microbiol. 48: 1075–1083
Google ученый
Райс, Д. Л., Тенор, К. Р. (1981). Динамика углерода и азота при разложении детрита эстуарных макрофитов.Estuar. cstl Shelf Sci. 13: 681–690
Google ученый
Риддл, М. Дж., Алонги, Д. М., Дейтон, П. К., Хансен, Дж. А., Клумпп, Д. В. (1990). Обломочные пути в лагуне коралловых рифов. I. Биомасса макрофауны и оценки производства. Mar. Biol. 104: 109–118
Google ученый
Роман, М. Р., Фурнас, М. Дж., Муллин, М. М. (1990). Численность зоопланктона и его выпас на рифе Дэвис, Большой Барьерный риф, Австралия.Mar. Biol. 105: 73–82
Google ученый
Русс Г. Р. (1987). Снижается ли скорость удаления водорослей травоядными на территориях тропических стрекоз? J. exp. мар. Биол. Ecol. 110: 1–17
Google ученый
Sandstrom, M. W., Tirendi, F., Nott, A. (1985). Прямое определение органического углерода в современных рифовых отложениях и известковых организмах после растворения карбоната.Mar. Geol. 70: 321–329
Google ученый
Страйер Д. (1988). О пределах вторичного производства. Лимнол. Oceanogr. 33: 1217–1220
Google ученый
Тенор, К. Р., Хэнсон, Р. Б., Макклейн, Дж., Маккуббин, А. Е., Ходсон, Р. Е. (1984). Изменения в составе и питательной ценности донных отложений, питающих разлагающиеся бассейны детрита. Бык. мар. Sci.35: 299–311
Google ученый
Уильямс, П. Дж. ЛеБ. (1984). Производство бактерий в морской пищевой цепи: новый костюм императора? В: Фашам, М. Дж. Р. (ред.) Потоки энергии и материалов в морских экосистемах. Plenum Press, Нью-Йорк, стр. 271–300
Google ученый
Винер, Б. Дж. (1971). Статистические принципы в экспериментальном разряде, 2-е изд.MacGraw Hill, Когакуша, Токио
Google ученый
Search
- Anywhere
SearchSearch
Расширенный поиск- Войти | регистр
- Подписка / продление
- Учреждения
- Индивидуальные подписки
- Индивидуальные продления
- Библиотекари
- Полный охват и охват содержимого
- Файлы KBART и RSS-каналы
- Разрешения и перепечатки
- Инициатива развивающихся стран Чикаго
- Даты отправки и претензии
- Часто задаваемые вопросы библиотекарей
- Агенты
- и платежи
- Полный пакет Chicago
- Полный охват и содержание
- Даты отправки и претензии
- Часто задаваемые вопросы агента
- Чикагский пакет
- О нас
- Публикуйте у нас
- Недавно приобретенные журналы
- Publishing tners
- Подпишитесь на уведомления eTOC
- Пресс-релизы
- СМИ
- The University of Chicago Press Books
- Распределительный центр в Чикаго
- Чикагский университет
- Положения и условия
- Заявление об издательской этике
- Уведомление о конфиденциальности
- Доступность Chicago Journals
- Доступность университета
- Следуйте за нами на facebook
- Следуйте за нами в Twitter
- Свяжитесь с нами
- Запросы СМИ и рекламы
- Открытый доступ в Чикаго
- Следуйте за нами на facebook
- Следуйте за нами в Twitter
Биодоступность органического вещества в сильно нарушенном эстуарии: роль детрита и ресурсов водорослей
Реферат
Важность кормовых запасов водорослей и обломков для планктонной пищевой сети сильно нарушенной эстуарной экосистемы была оценена в ответ на сокращение зоопланктона и популяций рыб.Мы оценили биодоступность органического вещества среди разнообразных сред обитания и гидрологических факторов в течение 2 лет в дельте реки Сакраменто и Сан-Хоакин в устье Сан-Франциско. Результаты показывают, что биодоступный растворенный органический углерод из внешних речных источников поддерживает значительный компонент метаболизма экосистемы. Однако биодоступный органический углерод в виде частиц, полученный в основном в результате внутренней продукции фитопланктона, является основным источником пищи для планктонной пищевой сети. Относительная важность фитопланктона как источника пищи удивительна, потому что продукция фитопланктона является незначительным компонентом баланса массы органических веществ в экосистеме.Наши результаты показывают, что планы управления, нацеленные на изменение снабжения органическими веществами речных, устьевых и прибрежных трофических сетей, должны включать потенциально широкий диапазон питательных веществ, представленный различными источниками органического вещества.
Экологи давно осознали потенциальную важность органических веществ наземного происхождения для поддержания вторичной продуктивности водных экосистем (1–3). Связи между земными и водными ресурсами в поставке органических веществ были хорошо задокументированы во многих верхних водотоках, дренирующих покрытые лесом водосборы (4–7), и все чаще фиксируются в больших озерах (8), крупных реках (9), эстуариях (10) и открытом грунте. океан (11).Эти последние результаты предполагают, что дыхание водного сообщества обычно зависит от внешних поступлений детрита даже в водных экосистемах, в которых дыхание и вторичная продукция, как ранее считалось, тесно связаны с внутренней продукцией фитопланктона (12). Хотя наземно-водные связи в снабжении и дыхании органического вещества были задокументированы во все более крупных водных экосистемах, соответствующая сила этих внешних детритных путей к более высоким трофическим уровням в планктонных пищевых сетях остается неясной (13-17).Мы изучили роль поступления детрита в поддержку пищевой сети большого сильно нарушенного эстуария. Мы оценили количество, состав, источники и биодоступность органического вещества среди разнообразных сред обитания и гидрологических факторов в течение 2 лет в дельте реки Сакраменто-Сан-Хоакин в устье Сан-Франциско. Результаты этого сравнительного исследования и общесистемный бюджет органического вещества были использованы для количественной оценки потенциального поступления детрита и органического вещества водорослей в пищевую сеть многоклеточных животных в этой большой эстуарной экосистеме.
Фон
Дельта реки Сакраменто – Сан-Хоакин представляет собой мозаику приливных пресноводных местообитаний, соединяющих водораздел 1,6 × 10 7 га с заливом Сан-Франциско (18). Водные пути и среды обитания Дельты обеспечивают северную часть залива Сан-Франциско с большей частью речного притока и поступления органических веществ (18). Водные пути Дельты обеспечивают множество важных экосистемных услуг, включая транспортировку питьевой воды для более чем 20 миллионов человек, снабжение оросительной водой почти 10 миллионов га сельскохозяйственных угодий и 26000 га открытых водоемов для водоплавающих птиц и 130 видов рыб (19).Экосистема Дельты пережила 150 лет интенсивных нарушений, вызванных деятельностью человека, и имеет один из самых высоких показателей инвазивных видов в мире (20). Однако недавнее сокращение численности многих видов рыб стимулировало широкомасштабные усилия по восстановлению экосистем (19). Несмотря на то, что несколько факторов могли воздействовать на сокращение рыбных запасов и разнообразия, сокращение кормовых ресурсов было выдвинуто как важный фактор, объясняющий сокращение численности молоди рыбы (21).В частности, за последние 30 лет произошло значительное сокращение фитопланктона (22) и многочисленных видов местного зоопланктона (23). Снижение фитопланктона связывают с широко распространенной инвазией моллюска, питающегося суспензией Potamocorbula amurensis (22). Прирост биомассы фитопланктона остается низким из-за продолжающегося давления на бентосный выпас (24) и низких темпов роста, которые являются функцией ограничения света, а не ограничения питательных веществ (25). Долгосрочное сокращение фитопланктона дельты, местного зоопланктона и местных рыб предполагает потенциальную трофическую связь (21), но для определения силы этой связи требуются дополнительные дополнительные подходы.Экосистемная наука требует множественных подходов для получения убедительных выводов (26). Наше исследование было разработано, чтобы предоставить экосистемную оценку пищевых ресурсов, которые поддерживают производство беспозвоночных низшего трофического уровня, которые служат кормом для молоди рыб.
Для построения баланса массы органического вещества в масштабах всей Дельты использовался длинный набор исторических данных (18). В годовом исчислении поступление внешних рек составляло 69% поставок органического вещества в Дельту, в то время как на первичные производители в рамках системы приходилось <15%.На притоках внешних рек преобладала река Сакраменто, которая обеспечивает 84% пресной воды Дельты. Во внутренней первичной продукции преобладал фитопланктон, в отличие от макрофитов и бентосных водорослей, но эта продукция невелика по сравнению с другими эстуариями (27) и снизилась на 43% с 1975 года (22). В дополнительном исследовании мы измерили изотопный состав (отношения 13 C: 12 C и 15 N: 14 N) сестона, отложений и живых растений, собранных по всему устью.Результаты показали, что пулы органических веществ в Дельте не содержат крупных компонентов недавно произведенной растительной биомассы или детрита, за исключением периода цветения фитопланктона (28).
Методы
Это исследование было разработано для оценки биодоступности и осознанной важности потенциальных источников органических веществ в дельте реки. Наш экспериментальный план был направлен на максимальное увеличение потенциальных пространственных и временных вариаций биодоступности органических веществ. Мы сравнили 12 местообитаний и гидрологические поступления в течение двухлетнего периода.Участки отбора проб были выбраны таким образом, чтобы охватить дельту и простираться до залива Суйсун на севере залива Сан-Франциско, района, в котором зарегистрировано сокращение фитопланктона и зоопланктона (рис. 1). Даты отбора проб были выбраны с учетом гидрологических условий и сезонов. Мы разделили органическое вещество на экологически значимые классы размеров (растворенные и твердые) и качественные пулы (биодоступные и устойчивые). Твердые органические вещества могут непосредственно потребляться зоопланктоном, тогда как растворенные органические вещества обычно должны быть преобразованы в биомассу бактерий или простейших, прежде чем они станут доступными для зоопланктона (29, 30).Мы оперативно определили биодоступное органическое вещество как фракцию, которая может вдыхаться или включаться бактериями в течение 21-дневного биоанализа, что соответствует среднему гидравлическому времени пребывания дельты.
Рисунок 1Улучшенный спутниковый снимок Сакраменто устья Сан-Франциско и дельты реки Сан-Хоакин. Желтыми кружками показаны сайты, отобранные в течение 2-летнего исследования. Эти участки были классифицированы как пять различных местообитаний: ( i ) русло реки (DRC), ( ii ) приливно-болотные топки (TMS), ( iii ) пойменный дренаж (FPD), ( iv ) ) мелководная среда обитания (SWH) и ( v ) река Сан-Хоакин (SJR).
Пробы воды были собраны в период с октября 1998 г. по июль 2000 г. с помощью перистальтического насоса и просеяны через ячейку с размером ячеек 210 мкм. Граница между растворенным органическим углеродом (DOC) и органическим углеродом в виде частиц (POC) составляла 1,0 мкм. DOC и POC измеряли при высокотемпературном сжигании после отдельных процедур фильтрации и подкисления. Биодоступный DOC (BDOC) и биодоступный POC (BPOC) были оперативно определены как метаболизированная фракция во время независимых 21-дневных инкубаций в темноте при комнатной температуре.Потеря органического углерода измерялась непосредственно в обоих наборах анализов и подкреплялась дополнительными анализами, которые измеряли 21-дневную биологическую потребность в кислороде и преобразование POC в DOC. Во время анализов BDOC флокуляции не наблюдали. Хлорофилл а и феофитин определяли стандартными флуориметрическими методами.
Мы разделили наши участки отбора проб на пять функционально различных типов местообитаний: ( i ) русла глубоководных рек, ( ii ) приливно-болотные топи, ( iii ) пойменный дренаж, ( iv ) мелководные места обитания. , и ( v ) входы реки Сан-Хоакин (рис.1). Среда обитания в глубоком русле реки включает три участка вдоль реки Сакраменто и два участка в центральной дельте, которые получают воду из реки Сакраменто (средняя глубина = 9,7 м). Приливно-болотный болот представляет собой мелководное болото, осушающее болото Суисун, остаток болота Туле ( Scirpus ). Дренаж поймы характеризует воду, которая прошла через обходной путь Йоло, большую сельскохозяйственную пойму, которая затопляется для защиты от наводнений во время высокого потока. Мелководные места обитания представляют собой урочище Фрэнкс и остров Милдред, два больших озерных пространства в центральной дельте.Входы реки Сан-Хоакин представляют собой отбор проб на реке Сан-Хоакин в Моссдейле, выше по течению от входа реки в дельту в Стоктоне.
Помимо измерения биодоступных пулов органического вещества, мы оценили потенциальный вклад фитопланктона и бактериопланктона в пищевую сеть многоклеточных животных Дельты. Мы оценили потенциальный выход биомассы простейших, предположив эффективный перенос BDOC бактериям (эффективность роста = 0,25) и бактерий простейшим (эффективность роста = 0.25). Эти оценки представляют собой теоретические максимальные урожаи и использовались при сравнении различных пулов органического вещества. Мы стремились максимизировать потенциальный пул биомассы простейших, чтобы подчеркнуть относительную важность биомассы водорослей. Взвешенные питатели, которые могут напрямую фильтровать бактерии (например, многие ветвистые раки), составляют меньший процент сообщества зоопланктона Дельты по сравнению с более селективными питателями, которые полагаются на более крупные частицы (например, некоторые веслоногие рачки и коловратки).
Коэффициенты продуцирования фитопланктона и бактерий были рассчитаны с помощью дополнительных анализов, которые не были связаны с ранее описанными анализами биодоступности.Валовая первичная продукция фитопланктона была рассчитана как функция от хлорофилла a и средней освещенности водяного столба с использованием эмпирической модели, построенной на основе 51 прямого измерения первичной продуктивности на участках в пределах Дельты с использованием стандартного метода поглощения NaH 14 CO 3 (22). Дыхание фитопланктона было рассчитано как функция биомассы и скорости роста с использованием дополнительной эмпирической модели, основанной на 145 опубликованных измерениях культур водорослей (31). Численность бактерий была измерена с помощью прямого микроскопического подсчета и преобразована в оценки бактериальной биомассы, предполагая, что бактериальная клетка: C = 20 фг на клетку (32).Бактериальное дыхание рассчитывалось как дыхание всего сообщества за вычетом дыхания водорослей. Дыхание всего сообщества измерялось как потребление кислорода в течение 24 часов in situ инкубаций в темноте. Продуктивность бактерий оценивалась по дыханию бактерий, предполагая, что эффективность роста бактерий = 0,25 (это значение аналогично среднему глобальному значению; ссылка 33).
Результаты и обсуждение
Наши результаты показали, что небольшая часть общего пула органического вещества была биодоступной (Таблица 1), предполагая, что только небольшая часть химической энергии Дельты может поддерживать вторичную продуктивность.Концентрация DOC обычно была выше, чем POC, но концентрации биодоступного DOC и биодоступного POC были более сопоставимы (таблица 1). Это несоответствие является следствием того, что биодоступным является больший процент твердых частиц органического вещества (таблица 1). Это открытие является экологически важным, поскольку ВОУ попадает в пищевую сеть многоклеточных животных с гораздо большей эффективностью, чем ДОУ. POC часто попадает в организм напрямую, тогда как DOC должен проходить через микробную петлю, что приводит к большой респираторной потере углерода (30).Таким образом, вторичная продукция зоопланктона, вероятно, в большей степени связана с биодоступными ВОУ, чем с биодоступными ДОУ.
Таблица 1Биодоступность растворенного и взвешенного органического углерода
Органическое вещество, полученное из фитопланктона, составляет небольшую долю от общего количества органических веществ и твердых частиц, обнаруженных среди местообитаний. Например, биомасса фитопланктона обычно составляла только 5% от общего количества органического вещества (т. Е. DOC + POC) и 28% POC в среде обитания в глубоких руслах реки (общие медианы; Таблица 2).Однако биомасса фитопланктона была крупным и важным компонентом биодоступных ВОУ. Биомасса фитопланктона обычно равнялась или превышала биодоступные ВОУ во всех местообитаниях (таблица 2). Кроме того, биомасса фитопланктона и биодоступные ВОУ сильно коррелировали во всех местообитаниях (общий коэффициент ранга Спирмена (r) = 0,66, и r > 0,40 независимо от конкретной среды обитания). Эти результаты были неожиданными из-за небольшого вклада биомассы водорослей в баланс массы органических веществ в Дельте (18).И наоборот, полученные из детрита ВОУ составляли большую часть общего ВОУ в большинстве местообитаний (общее медианное соотношение = 0,72), но представляли гораздо меньший компонент биодоступных ВОУ. Это открытие было неожиданным, поскольку обломочное органическое вещество является энергетической основой многих речных и речных экосистем (5–7). Это открытие способствует возникновению общей картины круговорота углерода в крупных реках и эстуариях. Речное органическое вещество может быть намного старше и устойчивее, чем считалось ранее (17).Наши результаты предоставляют убедительные доказательства того, что планктонная трофическая сеть Дельты может сильно зависеть от продукции фитопланктона, хотя этот источник органического вещества представляет собой небольшое количество потенциальной энергии экосистемы на более высоких трофических уровнях.
Таблица 2Общая биомасса фитопланктона (PhytoOC) по отношению к другим пулам органического углерода
Эксперименты по росту зоопланктона, проведенные совместно с представленными здесь исследованиями, подтвердили эту гипотезу о трофической связи (34).Лабораторные анализы роста кладоцера Daphnia magna показали, что скорость роста зоопланктона сильно зависит от биомассы фитопланктона и не зависит от количества детритного органического вещества. Предыдущие исследования, посвященные скорости выведения и эффективности ассимиляции у Potamocorbula amurensis , бентосного моллюска, питающегося суспензией, который в изобилии встречается в заливе Суйсун, пришли к аналогичным выводам (24), но конкретные результаты не были перенесены на питатели планктонных фильтров всей Дельты.Сила взаимосвязи между скоростью роста зоопланктона и биомассой фитопланктона была наиболее выражена при концентрациях хлорофилла и в диапазоне 0–10 мкг литр –1 . Это открытие предполагает, что пищевые компоненты, связанные с фитопланктоном, а не с детритом, регулируют рост зоопланктона и что зоопланктон дельты может быть ограничен в пище, когда концентрация хлорофилла и составляет <10 мкг литр -1 . Наши измерения показали, что концентрации хлорофилла и редко превышают 10 мкг литр -1 на большинстве участков в дельте реки (исключение составляет река Сан-Хоакин).Например, фракционированный по размеру фитопланктон (т.е. фитопланктон <10 мкм и потенциально имеющий высокую пищевую ценность) превышал только 10 мкг литр -1 в 4 из 207 проб. Эти результаты согласуются с долгосрочным историческим анализом биомассы фитопланктона дельты (22). Эти данные имеют важное экологическое значение, поскольку предполагают, что зоопланктон Дельты может быть постоянно ограничен в пище. Наши результаты также предполагают, что фитопланктон Дельты, хотя обычно имеет низкое количество биомассы, в целом имеет высокое питательное качество.Например, большой процент Delta chlorophyll a содержится в клетках размером менее 10 мкм (общее медианное соотношение = 0,67; Таблица 2) и обычно состоит из высокой доли диатомовых водорослей и криптофитов.
Какова относительная сила связи водорослей и детрита с зоопланктоном дельты? Река Сакраменто вносит большую часть поступлений пресной воды в дельту и значительную часть поступлений внешних органических веществ (18). В нашей классификации местообитаний глубоководного русла реки есть участки, на которые сильно влияет сток реки Сакраменто.Среда обитания в глубоком русле реки составляет значительную часть объема Дельты (52% объема Дельты имеют глубину> 3 м). В русле реки была самая низкая биомасса водорослей среди местообитаний (среднегодовое значение = 191 мкг C литр -1 ; Таблица 3), но биомасса водорослей представляла большую долю биодоступных ВОУ (среднее соотношение = 1,18; Таблица 2). Однако может ли биодоступный DOC увеличить вклад твердых частиц? Даже если предположить прямой (т. Е. Всего два трофических шага) и эффективный (т.е., высокая эффективность роста 0,25) преобразования DOC в биомассу простейших, среднегодовой вклад составит 19 мкг C литр -1 (при использовании среднегодовой концентрации BDOC в таблице 1). Даже эта оценка верхнего предела только увеличила бы биодоступный POC на 9% (и только на 12%, когда используются средние значения для всей Дельты). С другой стороны, отношение потенциальной биомассы простейших к биомассе фитопланктона также показывает относительно небольшой вклад детрита, полученного из DOC, независимо от среды обитания (Таблица 2).Эти оценки относительного вклада потенциальной биомассы простейших почти наверняка завышены, потому что они основаны на пулах BDOC, созданных после 21-дневной инкубации и оцененных с использованием оптимальной передачи энергии; таким образом, превращение биодоступного DOC в биомассу простейших вряд ли существенно увеличит пул биодоступных POC в Дельте.
Таблица 3Активность фитопланктона и бактериопланктона среди типов местообитаний
Альтернативный подход к оценке относительной силы связей водорослей и детрита с зоопланктоном Дельты заключается в сравнении запасов на корню и продуктивности фитопланктона и бактериопланктона (Таблица 3).По причинам, рассмотренным выше, мы выделяем результаты для глубоководного русла, где среднегодовая биомасса фитопланктона была в 4 раза выше, чем биомасса бактериопланктона. Чистая первичная продуктивность была намного ниже в русле реки по сравнению со всеми другими местообитаниями (Таблица 3) из-за больших респираторных потерь в глубоководной афотической зоне. Мы оценили бактериальную продуктивность по дыханию in situ , предполагая, что эффективность роста бактерий составляет 0,25. Предполагая, что все бактерии превращаются в биомассу простейших с такой же высокой эффективностью роста, мы производим <25% органического углерода в виде твердых частиц, производимого чистым первичным производством.Во всех других местообитаниях в дельте биомасса фитопланктона и чистая первичная продукция были намного выше, чем в местообитаниях в глубоких руслах реки (Таблица 3). Напротив, бактериальная биомасса и продуктивность были лишь немного выше (обычно <2-кратное увеличение) в других местообитаниях (таблица 3). Таким образом, относительная важность органического вещества фитопланктона была намного выше в других местообитаниях. Наши зарегистрированные темпы производства фитопланктона и бактериопланктона в Дельте аналогичны ранее сообщенным оценкам.Например, наши оценки продукции бактериопланктона по сравнению с оценками Холлибо и Вонга (32) для северной части залива Сан-Франциско имеют аналогичные диапазоны и только 2-кратные различия в средних показателях, хотя использовались разные методы.
Важная роль биомассы фитопланктона в пуле биодоступных ВОУ в Дельте была подтверждена тремя независимыми подходами: ( i ) сравнение пулов органического вещества и взаимосвязей между пулами с использованием прямых измерений и биотестов биодоступности; ( ii ) сравнение активности фитопланктона и бактериопланктона; и ( iii ) биотесты роста и плодовитости зоопланктона.Объединенные результаты показывают, что связи обломков с планктонной пищевой цепью относительно слабы даже при самых благоприятных сценариях важности обломков.
Выводы
Экологи давно обсуждают относительную важность водорослей и детритов для пищевых сетей в водных пищевых цепях (1, 2, 7, 13, 14, 16). Экспериментальные манипуляции с целыми ручьями, реками, озерами, водосборами и массами морской воды значительно продвинули наше понимание потока энергии в водных экосистемах, но такие эксперименты редки (35).Наши коллективные результаты, полученные на основе долгосрочных, сравнительных и экспериментальных подходов, предоставляют убедительные доказательства в поддержку ранее выдвинутой гипотезы о связи пищевой цепи между фитопланктоном и пелагической пищевой цепью в дельте устья Сан-Франциско. Наши результаты были неожиданными, потому что фитопланктон составляет небольшую часть запасов органического вещества экосистемы. Наши результаты имеют важное значение для управленческих действий, направленных на стабилизацию или увеличение популяций ценных пелагических видов.В частности, наша работа документирует связь между фитопланктоном (ограничивающим ресурсом) и пелагической пищевой цепью и предполагает, что для успешных действий по управлению, возможно, потребуется включить стратегии увеличения биомассы фитопланктона в экосистеме дельты. Такая стратегия управления контрастирует со стратегиями в других нарушенных экосистемах (например, Чесапикского залива), которые направлены на снижение продукции и биомассы фитопланктона. Кроме того, наши результаты предоставляют ценную информацию для прогнозирования реакции трофической сети на будущие манипуляции с поставками органических веществ, как запланированные, так и незапланированные.Такие прогнозы состояния экосистемы позволяют улучшить планирование и принятие решений (25, 36).
Наши результаты показывают, что меры управления, направленные на изменение поступления органического вещества в речные, эстуарные и прибрежные трофические сети, должны учитывать потенциально широкий диапазон питания, представленный различными источниками органических веществ. В частности, самые большие скопления органических веществ могут иметь самое слабое влияние на питание, тогда как самые маленькие бассейны могут представлять собой наиболее важный источник энергии для пищевой сети.Планктонные пищевые сети в низкопродуктивных эстуарных и речных экосистемах могут быть особенно чувствительны к изменениям в продукции фитопланктона, хотя биомасса фитопланктона представляет собой небольшую часть потока органических веществ через многие реки и эстуарии. Наши результаты важны, потому что многие крупные эстуарии испытали массивные антропогенные модификации внешнего и внутреннего снабжения органическим веществом (27). Действия человека привели к потере и деградации приливных болот и прибрежных лесов во всем мире, что изменило поступление внешних органических веществ в эстуарии (15, 37).Действия человека также привели к глобальному манипулированию гидрологическими, химическими и биологическими факторами, которые регулируют производство фитопланктона в эстуариях (27, 38, 39). Прогнозируемые тенденции в области землепользования во всем мире предполагают, что устья рек мира будут все больше зависеть от биодоступного органического вещества, производимого внутри экосистемы, по сравнению с органическим веществом, поступающим из внешних источников (40).
Благодарности
Мы благодарим Э. Кануэля, С. Конарда, М. Кокса, Дж. Эдмондса, К.Форши, К. Лопес, Л. Лукас, Н. Монсен, Ф. Парчасо, Б. Ричардс, Л. Шемел, Р. Стюарт, Дж. Томпсон, Б. Топпинг и В. Пилон за вклад в это исследование. Особая благодарность А. Арнсбергу, Б. Коулу и Т. Шраге за их самоотверженные полевые и лабораторные работы. Дж. Кувабара, Л. Лукас, М. Марвин-ДиПасквале, Л. Шемель, Дж. Трассел и три анонимных рецензента предоставили вдумчивые комментарии к рукописи. Это исследование финансировалось программой восстановления экосистемы CALFED Bay-Delta Ecosystem Restoration Program и U.С. Геологическая служба.
Сноски
↵ † Кому следует обращаться с запросами на перепечатку. Электронная почта: wsobczak {at} usgs.gov.
Этот документ был отправлен напрямую (Трек II) в офис PNAS.
Сокращения
- DOC,
- растворенный органический углерод;
- POC,
- органический углерод в виде твердых частиц;
- BDOC,
- биодоступный DOC
- Поступила 18 ноября 2001 г.
- Copyright © 2002, Национальная академия наук
Экология экосистем | Безграничная биология
Динамика экосистемы
Экосистемы контролируются как внешними, так и внутренними факторами; они могут быть как устойчивыми, так и невосприимчивыми к нарушениям экосистемы.
Цели обучения
Объясните динамику экосистемы
Основные выводы
Ключевые моменты
- Биотические и абиотические факторы взаимодействуют посредством круговоротов питательных веществ и потоков энергии.
- Внешние факторы контролируют ввод ресурсов и не зависят от самой экосистемы.
- Внутренние факторы — это процессы, существующие в экосистеме, такие как разложение, сукцессия и типы присутствующих видов.
- Находясь в равновесии, экосистема может оправиться от небольших изменений посредством отрицательной обратной связи, вернувшись в исходное состояние.
- Сопротивление описывает способность экосистемы противостоять нарушениям динамики экосистемы.
- Нарушение человеком экосистем может подавить устойчивость экосистемы, подрывая ее способность вернуться к равновесию.
Ключевые термины
- устойчивость : скорость, с которой экосистема возвращается в исходное состояние после нарушения
- равновесие : состояние системы, в которой конкурирующие влияния уравновешены и не приводят к чистому изменению
- сопротивление : тенденция системы оставаться близкой к своему состоянию равновесия, несмотря на возмущения
Динамика экосистемы
Экосистема — это сообщество живых организмов (растений, животных и микробов), существующих в сочетании с неживыми компонентами их окружающей среды (воздух, вода и минеральная почва), взаимодействующих как система.Эти биотические и абиотические компоненты связаны друг с другом посредством круговоротов питательных веществ и потоков энергии. Поскольку экосистемы определяются сетью взаимодействий между организмами или между организмами и окружающей их средой, они могут быть любого размера, но обычно охватывают определенные ограниченные пространства.
Внутренние и внешние факторы
Экосистемы — это динамические образования, контролируемые как внешними, так и внутренними факторами. Внешние факторы, такие как климат и исходный материал, образующий почву, контролируют общую структуру экосистемы и то, как в ней работают вещи, но сами на них экосистема не влияет.В то время как ввод ресурсов обычно контролируется внешними процессами, доступность этих ресурсов в экосистеме контролируется внутренними факторами, такими как разложение, корневая конкуренция или затенение. Другие внутренние факторы включают беспокойство, последовательность и типы присутствующих видов. Из года в год экосистемы претерпевают изменения в своей биотической и абиотической среде. Засуха, особенно холодная зима и нашествие вредителей — все это представляет собой краткосрочную изменчивость условий окружающей среды.Популяции животных меняются из года в год, увеличиваясь в периоды, богатые ресурсами, но падают из-за дефицита продовольствия.
Равновесие — это устойчивое состояние экосистемы, в котором все организмы находятся в равновесии со своей средой и друг с другом. В состоянии равновесия любые небольшие изменения в системе будут уравновешиваться отрицательной обратной связью, позволяя системе вернуться в исходное состояние.
Сопротивление и устойчивость
В экологии для измерения изменений в экосистемах используются два параметра: устойчивость и устойчивость.Сопротивление — это способность экосистемы оставаться в равновесии, несмотря на нарушения. Устойчивость — это скорость, с которой экосистема восстанавливается до равновесия после нарушения. Люди могут влиять на природу экосистемы до такой степени, что экосистема может полностью потерять свою устойчивость. В этих случаях внешние воздействия человека могут привести к полному разрушению или необратимому изменению равновесия экосистемы.
Вмешательство человека в равновесие экосистемы : Практика «огневого земледелия» у австралийских аборигенов коренным образом изменила австралийские экосистемы.В результате долгой практики этой практики леса превратились в луга. В этом примере леса становились все менее и менее устойчивыми со временем, пока не изменилось фундаментальное равновесие системы.
Вирус Sin Nombre: динамика экосистемы в человеческой популяции
В 1993 году изменение динамики экосистемы вызвало вспышку заболевания среди населения. В мае 1993 года необъяснимая легочная болезнь поразила жителей юго-запада Соединенных Штатов в районе, разделяемом Аризоной, Нью-Мексико, Колорадо и Ютой, известном как «Четыре угла».Молодой, физически здоровый мужчина навахо, страдающий одышкой, был доставлен в больницу в Нью-Мексико и быстро скончался. После дальнейшего расследования государственные чиновники обнаружили еще пятерых молодых, здоровых людей, которые все умерли в результате острой дыхательной недостаточности.
Когда лабораторные тесты не смогли идентифицировать болезнь, вызвавшую смерть, официальные лица здравоохранения штата Нью-Мексико уведомили Центры по контролю за заболеваниями (CDC), правительственное агентство США, ответственное за борьбу с потенциальными эпидемиями.Поскольку в последующие недели были зарегистрированы дополнительные случаи заболевания, врачи и ученые интенсивно работали над сокращением списка возможных причин. Вирусологи из CDC связали легочный синдром с вирусом — ранее неизвестным типом хантавируса. Хантавирус стал известен как Sin Nombre , вирус «без названия». ”
Sin Nombre hantavirus : после серии внезапных смертей в 1993 году ученые в районе Четырех углов на юго-западе США поспешили определить причину.Они выделили ранее неизвестный хантавирус, вызывающий легочную недостаточность или хантавирусный легочный синдром (HPS). Новый вирус получил название Sin Nombre, или вирус без названия. «
Хотя они определили вирус как причину заболевания, исследователи не поняли, как он передается. Исследователи отловили и исследовали грызунов, которые жили в домах жертв и вокруг них, и обнаружили, что почти 30% мышей-оленей были заражены хантавирусом Sin Nombre. Вирус передавался людям через помет мышей в виде аэрозоля, и резкое увеличение популяции мышей-оленей привело к увеличению показателей инфицирования людей.
В районе Четырех Углов до начала 1993 года наблюдалась засуха, когда были сильные снегопады и дожди. Окончание засухи вызвало рост растительности, в частности, производства орехов пинон. В связи с внезапным увеличением запасов пищи местная популяция оленьих мышей резко увеличилась и размножалась так быстро, что в мае 1993 года было в десять раз больше мышей, чем в мае 1992 года. Более высокая популяция оленьих мышей означала больше мышиного помета и больше возможностей. для передачи хантавируса человеку.
Динамика экосистемы может повлиять на человеческое население : В районе Четырех Углов уже несколько лет наблюдается засуха. В начале 1993 года из-за дождей увеличилось количество растительности, что привело к увеличению местной популяции оленьих мышей. Хантавирус заразил большую популяцию оленьих мышей и быстро передался людям через мышиный помет в виде аэрозоля.
В рамках усилий по обнаружению источника вируса исследователи обнаружили и исследовали хранящиеся образцы ткани легких людей, умерших от необъяснимой болезни легких.Некоторые из этих образцов показали доказательства предыдущего заражения вирусом Sin Nombre, что указывает на то, что более ранние случаи заболевания не были выявлены. Коренные американцы навахо признают подобное заболевание в своих медицинских традициях и связывают его возникновение с мышами.
Пищевые цепи и пищевые сети
Пищевая сеть описывает поток энергии и питательных веществ через экосистему, а пищевая цепь — это линейный путь через пищевую сеть.
Цели обучения
Различать пищевые цепи и пищевые сети как модели потока энергии в экосистемах
Основные выводы
Ключевые моменты
- Организмы можно разделить на трофические уровни: первичный производитель, первичный потребитель, вторичный потребитель и третичный потребитель или потребитель более высокого порядка.
- Энергия уменьшается на каждом последующем трофическом уровне, предотвращая более четырех или пяти уровней в пищевой цепи.
- Экосистема обычно имеет два разных типа пищевых цепей: пастбищную пищевую сеть, основанную на фотосинтезирующих растениях или водорослях, а также детритную пищевую сеть, основанную на разложителях (таких как грибы).
- Существуют различные типы пищевых сетей, в том числе пастбищные пищевые сети на основе фотосинтезирующих растений (таких как водоросли) или детритные пищевые сети на основе разложителей (таких как грибы).
Ключевые термины
- детритофаги : организм, питающийся детритом; декомпозитор
- пищевая цепь : кормовые отношения между видами в биотическом сообществе; линейный путь через пищевую сеть
- трофический уровень : определенное положение, занимаемое группой организмов в пищевой цепи (первичный производитель, первичный потребитель, вторичный потребитель или третичный потребитель)
Пищевые цепочки и пищевые сети
В экологии пищевая сеть описывает пищевые связи между организмами в биотическом сообществе.И энергия, и питательные вещества проходят через пищевую сеть, проходя через организмы, когда они потребляются организмом, находящимся над ними в пищевой сети. Единственный путь энергии через пищевую сеть называется пищевой цепочкой.
Трофические уровни
Каждый организм в пищевой сети можно классифицировать по трофическому уровню в соответствии с их положением в сети. В зависимости от местоположения организма в пищевой сети он может быть сгруппирован более чем в одну из этих категорий. Энергия и питательные вещества перемещаются вверх по трофическим уровням в следующем порядке:
- Первичные производители
- Первичные потребители
- Вторичные потребители
- Третичные и прочие потребители высокого уровня
И в пищевых сетях, и в пищевых цепях стрелки указывают от организма, который потребляется, к организму, который его потребляет.Во многих экосистемах нижняя часть пищевой цепи состоит из фотосинтезирующих организмов, таких как растения или фитопланктон, известных как первичные продуценты. Организмы, которые потребляют первичных продуцентов, являются травоядными животными: основными потребителями. Вторичными потребителями обычно являются плотоядные животные, которые поедают основных потребителей, в то время как третичные потребители — плотоядные животные, которые едят других плотоядных животных. Потребители более высокого уровня питаются на следующих более низких трофических уровнях и так далее, вплоть до организмов на вершине пищевой цепи, которые называются потребителями вершины.Некоторые линии в пищевой сети могут указывать на более чем один организм; эти организмы могут занимать разные трофические уровни в зависимости от их положения в каждой пищевой цепи в сети.
Пищевая сеть : Эта пищевая сеть показывает взаимодействия между организмами на разных трофических уровнях в экосистеме озера Онтарио. Первичные производители обведены зеленым, первичные потребители — оранжевым, вторичные потребители — синим, а третичные (верхние) потребители — фиолетовым. Креветки опоссума питаются как первичными производителями, так и первичными потребителями; таким образом, он является одновременно первичным и вторичным потребителями.
Потеря энергии на тропических уровнях
Редко можно найти пищевые цепи, содержащие более четырех или пяти звеньев, потому что потеря энергии ограничивает длину пищевых цепей. На каждом трофическом уровне большая часть энергии теряется из-за биологических процессов, таких как дыхание или поиск пищи. Только энергия, которая непосредственно ассимилируется потребляемой массой животного, будет переведена на следующий уровень, когда это животное будет съедено. Следовательно, после ограниченного количества передач трофической энергии количество энергии, остающейся в пищевой цепи, не может поддерживать более высокий трофический уровень.Хотя энергия теряется, питательные вещества перерабатываются через отходы или разложение.
Пищевая цепь : Это трофические уровни пищевой цепи в озере Онтарио. Энергия и питательные вещества текут от фотосинтезирующих зеленых водорослей внизу к лососю наверху пищевой цепи. В этой цепочке всего четыре звена, потому что между каждым последующим трофическим уровнем теряется значительная энергия.
Ученый по имени Ховард Т. Одум продемонстрировал потерю энергии на каждом трофическом уровне в экосистеме Силвер-Спрингс, Флорида, в 1940-х годах.Он обнаружил, что первичные производители выработали 20 819 ккал / м 2 / год (килокалорий на квадратный метр в год), первичные потребители выработали 3368 ккал / м 2 / год, вторичные потребители выработали 383 ккал / м 2 / год, а третичные потребители выработали только 21 ккал / м 2 / год. На каждом последующем трофическом уровне энергия, доступная следующему уровню, значительно уменьшалась.
Энергия уменьшается на трофический уровень. : Показана относительная энергия на трофических уровнях в экосистеме Силвер-Спрингс, Флорида.Каждый трофический уровень имеет меньше доступной энергии и поддерживает меньшее количество организмов на следующем уровне.
Типы пищевых сетей
Часто показаны два основных типа пищевых сетей, взаимодействующих в рамках одной экосистемы. Например, в основе пастбищной пищевой сети есть растения или другие фотосинтезирующие организмы, за которыми следуют травоядные и различные плотоядные животные. Обломочная пищевая сеть состоит из основы организмов, которые питаются разлагающимся органическим веществом (мертвыми организмами), называемыми деструкторами или детритофагами.Эти организмы обычно представляют собой бактерии или грибы, которые перерабатывают органический материал обратно в биотическую часть экосистемы, поскольку сами потребляются другими организмами. Поскольку все экосистемы нуждаются в методе вторичного использования материала мертвых организмов, большинство пищевых сетей на пастбищах имеют связанную детритную пищевую сеть. Например, в экосистеме луга растения могут поддерживать пастбищную пищевую сеть различных организмов, первичных и других уровней потребителей, и в то же время поддерживать детритную пищевую сеть, состоящую из бактерий, грибов и беспозвоночных, питающихся мертвыми растениями и животными. .
Изучение динамики экосистемы
Для изучения динамики экосистемы используется множество различных моделей, включая целостные, экспериментальные, концептуальные, аналитические и имитационные модели.
Цели обучения
Различия между концептуальными, аналитическими и имитационными моделями динамики экосистемы и исследованиями мезокосма и микрокосма
Основные выводы
Ключевые моменты
- Целостная модель экосистемы позволяет количественно оценить динамику всей экосистемы.
- Ученые могут использовать экспериментальные системы, такие как микрокосмы или мезокосмы, для изучения экосистем в контролируемых лабораторных условиях.
- Концептуальная модель использует блок-схемы, чтобы показать взаимодействия между живыми и неживыми компонентами экосистемы.
- Аналитическая модель использует простые математические формулы для прогнозирования воздействия нарушений окружающей среды на структуру и динамику экосистемы.
- Имитационная модель предсказывает эффекты нарушений окружающей среды с использованием сложных компьютерных алгоритмов; они обычно являются довольно надежными предикторами.
Ключевые термины
- мезокосм : небольшая часть естественной среды, помещенная в контролируемые условия для экспериментальных целей
- микрокосм : искусственная упрощенная экосистема, которая используется для моделирования и прогнозирования поведения естественных экосистем в контролируемых условиях
Исследование динамики экосистемы: эксперименты и моделирование экосистемы
Динамика экосистемы — это исследование изменений в структуре экосистемы, вызванных нарушениями окружающей среды или внутренними силами.Динамика экосистемы измеряется различными исследовательскими методологиями. Некоторые экологи изучают экосистемы с помощью контролируемых экспериментальных систем, а некоторые изучают экосистемы целиком в их естественном состоянии; другие используют оба подхода.
Модель целостной экосистемы
Целостная модель экосистемы пытается количественно оценить состав, взаимодействие и динамику целых экосистем. Пищевая сеть — это пример целостной модели экосистемы, которая является наиболее репрезентативной для экосистемы в ее естественном состоянии.Однако этот тип исследования ограничен временем и расходами, а также его ограниченной осуществимостью для проведения экспериментов на крупных природных экосистемах.
Экспериментальные системы
По этим причинам ученые изучают экосистемы в более контролируемых условиях. Экспериментальные системы обычно включают в себя либо разделение части естественной экосистемы, которая может быть использована для экспериментов, называемую мезокосмом, либо полное воссоздание экосистемы в лабораторных условиях в помещении или на открытом воздухе, что называется микрокосмом.Основным ограничением этих подходов является то, что удаление отдельных организмов из их естественной экосистемы или изменение естественной экосистемы путем разделения может изменить динамику экосистемы. Эти изменения часто происходят из-за различий в количестве и разнообразии видов, но также и из-за изменений окружающей среды, вызванных разделением (мезокосм) или воссозданием (микрокосм) естественной среды обитания. Таким образом, эти типы экспериментов не полностью предсказывают изменения, которые могут произойти в экосистеме, из которой они были собраны.
Мезокосм : Теплицы вносят вклад в исследования мезокосма, потому что они позволяют нам управлять окружающей средой и, таким образом, экспериментом. Мезокосмы в этом примере, растения томатов, были помещены в теплицу, чтобы контролировать воздух, температуру, воду и распределение света, чтобы наблюдать эффекты при воздействии различных количеств каждого фактора.
Поскольку оба этих подхода имеют свои ограничения, некоторые экологи предлагают использовать результаты этих экспериментальных систем только в сочетании с целостными исследованиями экосистем для получения наиболее репрезентативных данных о структуре, функциях и динамике экосистем.
Модели экосистемы
Ученые используют данные, полученные в результате этих экспериментальных исследований, для разработки моделей экосистем, демонстрирующих структуру и динамику экосистем. В исследованиях и управлении экосистемами обычно используются три основных типа экосистемного моделирования: концептуальные модели, аналитические модели и имитационные модели.
Концептуальная модель состоит из блок-схем, показывающих взаимодействие различных частей живых и неживых компонентов экосистемы.Концептуальная модель описывает структуру и динамику экосистемы и показывает, как экологические нарушения влияют на экосистему, хотя ее способность предсказывать последствия этих нарушений ограничена.
Аналитические и имитационные модели — это математические методы описания экосистем, которые способны предсказывать последствия потенциальных изменений окружающей среды без прямого экспериментирования, хотя и с ограниченной точностью. Аналитическая модель создается с использованием простых математических формул для прогнозирования воздействия нарушений окружающей среды на структуру и динамику экосистемы.
Имитационная модель создается с использованием сложных компьютерных алгоритмов для целостного моделирования экосистем и прогнозирования воздействия экологических нарушений на структуру и динамику экосистемы. В идеале эти модели достаточно точны, чтобы определять, какие компоненты экосистемы особенно чувствительны к нарушениям. Они могут служить руководством для менеджеров экосистем (например, экологов-экологов или биологов-рыболовов) в практическом поддержании здоровья экосистемы.
Моделирование динамики экосистемы
Концептуальные модели описывают структуру экосистемы, а аналитические и имитационные модели используют алгоритмы для прогнозирования динамики экосистемы.
Цели обучения
Сравните и сопоставьте концептуальные, аналитические и имитационные модели динамики экосистемы
Основные выводы
Ключевые моменты
- Концептуальные модели часто представляют собой блок-схемы, демонстрирующие взаимосвязи между различными организмами в сообществе и их окружающей средой, включая передачу энергии и питательных веществ.
- Аналитические модели используют математические уравнения для прогнозирования и описания простых линейных компонентов экосистем, таких как пищевые цепи.
- Имитационные модели используют компьютерные алгоритмы для прогнозирования динамики экосистемы; они считаются наиболее экологичными и точными.
Ключевые термины
- концептуальная модель : модель, которая представлена концептуальными представлениями взаимоотношений между различными организмами в сообществе и окружающей их средой
- аналитическая модель : модель, которая лучше всего работает с относительно простыми (часто линейными) системами, особенно с теми, которые могут быть точно описаны набором математических уравнений, поведение которых хорошо известно
- имитационная модель : модель, которая использует математические алгоритмы для прогнозирования сложных реакций в динамике экосистемы
Концептуальные модели
Концептуальные модели полезны для описания структуры и динамики экосистемы, а также для демонстрации взаимоотношений между различными организмами в сообществе и их окружающей средой.Концептуальные модели обычно изображаются графически в виде блок-схем. Организмы и их ресурсы сгруппированы в определенные отсеки со стрелками, показывающими взаимосвязь и передачу энергии или питательных веществ между ними. Эти схемы иногда называют моделями отсеков.
Концептуальная модель энергии : Эта концептуальная модель показывает поток энергии через весеннюю экосистему в Силвер-Спрингс, Флорида. Обратите внимание, что энергия уменьшается с каждым повышением трофического уровня.Концептуальные модели полезны для описания структуры экосистемы, но ограничены из-за их плохого прогнозирования изменений экосистемы.
Для моделирования круговорота минеральных питательных веществ органические и неорганические питательные вещества подразделяются на биодоступные (готовые к включению в биологические макромолекулы) и те, которые нет. Например, в наземной экосистеме около месторождения угля углерод будет доступен растениям этой экосистемы в виде углекислого газа в краткосрочный период, а не из самого богатого углеродом угля.Однако в течение более длительного периода микроорганизмы, способные переваривать уголь, будут включать его углерод или выделять его в виде природного газа (метан, CH 4 ), превращая этот недоступный органический источник в доступный.
Сжигание человеком ископаемых видов топлива ускоряет это преобразование за счет выброса в атмосферу большого количества диоксида углерода, который может внести большой вклад в повышение уровней диоксида углерода в атмосфере в индустриальную эпоху. Углекислый газ, выделяемый при сжигании ископаемого топлива, производится быстрее, чем фотосинтезирующие организмы могут его использовать, в то время как количество фотосинтезирующих деревьев уменьшилось из-за вырубки лесов во всем мире.Большинство ученых согласны с тем, что концентрация двуокиси углерода в атмосфере является основной причиной глобального изменения климата.
Аналитические и имитационные модели
Концептуальные модели ограничены; они плохо предсказывают последствия изменений видов экосистемы и / или окружающей среды. Экосистемы — это динамические образования, подверженные множеству абиотических и биотических нарушений. В этих случаях ученые часто используют аналитические или имитационные модели. Эти модели предсказывают, как экосистемы восстанавливаются после нарушений, возвращаясь к состоянию равновесия.Поскольку большинство экосистем подвержены периодическим нарушениям и часто находятся в состоянии изменений, они обычно либо движутся в сторону нескольких состояний равновесия, либо удаляются от них. Поскольку воздействие человека может значительно и быстро изменить состав видов и среду обитания в экосистеме, ученым крайне важно разработать модели, которые предсказывают, как экосистемы реагируют на эти изменения.
Аналитические модели
Аналитические модели обычно лучше всего работают с относительно простыми линейными системами; в частности, те, которые могут быть точно описаны набором математических уравнений, поведение которых хорошо известно.Это математически сложные модели, которые хорошо подходят для прогнозирования компонентов экосистем, таких как пищевые цепи. Однако их точность ограничена упрощением сложных экосистем.
Имитационные модели
Как и аналитические модели, имитационные модели используют сложные алгоритмы для прогнозирования динамики экосистемы. Однако сложные компьютерные программы позволили имитационным моделям предсказывать реакции в сложных экосистемах. В имитационных моделях используются численные методы для решения проблем, аналитические решения которых непрактичны или невозможны.Такие модели, как правило, используются более широко. Они обычно считаются более экологически реалистичными, в то время как аналитические модели ценятся за их математическое изящество и объяснительную силу. Эти модели считаются наиболее точными и позволяют прогнозировать динамику экосистемы.
(получить ответ) — ВОПРОС 1 Все обломочные осадочные породы имеют _______________…
ВОПРОС 1
Все
обломочных осадочных пород имеют структуру _______________.
1 балл
ВОПРОС 2
Все
химические осадочные породы, кроме одного, имеют ____________________ текстуру.
1 балл
ВОПРОС 3
Какие
из следующих осадочных пород имеют обломочную структуру?
а.
мел
г.
кремень
г.
брекчия
г.
долостон
1 балл
ВОПРОС 4
Какие
из следующих осадочных пород имеют детритовое происхождение?
а.
алевролит
г.
сланец
г.
кремень
г.
известняк
e.
и a, и b
1 балл
ВОПРОС 5
Какие
из следующих осадочных пород образуются там, где испаряется ограниченный бассейн теплой
мелкой морской воды?
а.
кремень
г.
сланец
г.
ракушечник
г.
каменный гипс
1 балл
ВОПРОС 6
Какие
из следующих осадочных пород будут шипеть в разбавленной HCl?
а.
мел
г.
ракушечник
г.
известняк
г.
каменная соль
e.
а, б и в
1 балл
ВОПРОС 7
Какие
из следующих осадочных пород могут поцарапать стекло?
а.
сланец
г.
кремень
г.
известняк
г.
долостон
1 балл
ВОПРОС 8
Какие
из следующих условий отложения обеспечат горную породу с наилучшей сортировкой
?
пляж
пустынные дюны
потоковый канал
выносной вентилятор
1 балл
ВОПРОС 9
Каков
химический состав кремня или кремня? ________________
1 балл
ВОПРОС 10
Каков
основной химический состав известняка? ____________
1 балл
ВОПРОС 11
зерен в песчанике могут быть угловатыми или округлыми.В целом, степень округлости зерен в обломочной осадочной породе
указывает на что?
1 балл
ВОПРОС 12
Какие
из следующих могут содержать больше полевого шпата, чем другие?
Вариант 1: песчаник с зернами, полученными из выветренной гранитной скалы
в 600 милях от вас
Вариант 2: песчаник с зернами, полученными из выветренной скалы из песчаника
в 600 милях.
укажите здесь свой ответ: ___________________
1 балл
Нажмите «Сохранить и отправить», чтобы сохранить и отправить.Щелкните Сохранить все ответы
, чтобы сохранить все ответы.
Факультет
Профессор географии, планирования и окружающей среды
Доктор Леонард Скляр — профессор кафедры географии, планирования и окружающей среды. Он получил докторскую степень в области геологии и геофизики и степень магистра в области инженерии водных ресурсов в Калифорнийском университете в Беркли, а также степень бакалавра прикладных наук в Нью-Йоркском университете и степень бакалавра гражданского строительства в Союзе Купера Нью-Йорка.До прихода в Конкордию в 2017 году доктор Скляр 14 лет проработал на факультете Государственного университета Сан-Франциско.
Научные интересы
Процессы на поверхности Земли и эволюция ландшафта
Производство и транспортировка осадков
Управление водными ресурсами
Взаимодействие эколого-геоморфных процессов
Наука о глобальных изменениях и устойчивости
GEOL 210: Знакомство с Землей
GEOG 298: От источника к морю к устойчивости, интегрированные циклы очистки сточных вод и управления питательными веществами
GEOG 475: Управление водными ресурсами
GEOG 655: Моделирование окружающей среды
Рецензируемые статьи в журналах
(Авторы-студенты подчеркнуты)
]]>
]]>61. Li, T. , T.K. Фуллер, Л.С. Склар , К.Б. Гран и Дж. Venditti, (в печати). Механистическая модель боковой эрозии берегов коренных пород от ударов частиц грунтового слоя, Journal of Geophysical Research: Earth Surface.
60. Sklar, L.S. , C.S. Riebe, J. Genetti , S. Leclere и C.E. Lukens , (2020). Окрашивание нижних долин отложений на склонах в альпийском водосборе: последствия для очистки потоков наносов в горных реках вниз по течению, Процессы земной поверхности и формы рельефа , doi: 10.1002 / esp.4849.
]]>
54. Wohl, EE, G. Brierley, D. Cadol, T. Coulthard, T. Covino, K. Fryirs, G. Grant, R. Hilton, S. Lane, K. Meitzen, P. Passalacqua, R. Poppl , С. Рэтберн и LS Склар (2018). Связность как эмерджентное свойство геоморфных систем, Процессы земной поверхности и формы рельефа ; DOI: 10.1002 / esp.4434.
53. Бакке, П.Д., Л.С. Скляр , Д. Доуди и У. Ванга (2017). Разработка калиброванной модели гравийного транспорта Parker-Klingeman, Water 9, 441; DOI: 10.3390 / w41.
52. Sklar, L.S., C.S. Riebe, C.E. Lukens , and D. Bellugi (2016). Мощность улова и совместное распределение высоты и пройденного расстояния до розетки, Earth Surface Dynamics , doi: 10.5194 / esurf-2016-9.
51. Diehl, R.M., A.C. Wilcox, J.C. Stella, L. Kui , L.S. Скляр, и А. Лайтбоди (2016). Подача речных отложений и первые древесные саженцы как средство контроля над топографией поверхности стержней, Процессы земной поверхности и формы рельефа , DOI: 10.1002 / esp.4017.
50. Goodfellow, B.W., G.E. Хилли, М. Шульц, С. Уэбб, Л.С. Sklar, S. Moon и C.Olson (2016). Химическая, механическая и гидрологическая эволюция гранитоидов выветривания, Journal of Geophysical Research — Earth Surface, doi: 10.1002 / 2016JF003822.
49. Sklar, L.S., C.S. Riebe, J.A. Marshall, J. Genetti , S. Leclere , C.E. Lukens и V. Merces (2016).Проблема прогнозирования гранулометрического состава наносов, поступающих по склонам холмов в реки, Геоморфология , doi: 10.1016 / j.geomorph.2016.05.005
48. Lukens, C.E., C.S. Riebe, L.S. Sklar и D.L. Шустер (2016). Ошибка размера зерен в исследованиях космогенных нуклидов в отложениях ручьев на крутых склонах, Journal of Geophysical Research: Earth Surface 121, 978-999, doi: 10.1002 / 2016JF003859.
47. Фуллер Т.К. , К.Б. Гран, Л.С. Скляр, и К. Паола (2016). Боковая эрозия в экспериментальном канале коренной породы: влияние шероховатости пласта на эрозию в результате ударов нагрузки, Журнал геофизических исследований: поверхность Земли, doi: 10.1002 / 2015JF003728.
46. Мерфи, Б.П. , Дж. П. Джонсон, Н. М. Гаспарини и Л.С. Скляр, (2016). Механизм климатического контроля врезки коренных пород реки . Nature, doi: 10.1038 / nature17449.
45. Overstreet, B.T. , C.S. Riebe, J.K. Вустер, Л.С. Скляр, и Д. Беллуги (2015). Измерение емкости субстратов для нереста лосося, Процессы земной поверхности и формы рельефа, doi: 10.1002 / esp.3831.
44. Riebe, C.S., L.S. Sklar, , , C.E., Lukens, и D.L. Шустер (2015). Климат и топография контролируют размер наносов, образующихся на горных склонах, Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073 / pnas.1503567112.
43. Маннерс, Р. Б., А. К. Уилкокс, Л. Куи, , А. Лайтбоди, Дж. К. Стелла и Л.С. Склар (2015). Когда растения изменяют речные процессы? Гидравлическое взаимодействие между установкой при переменном расходе и скорости поступления наносов, Журнал геофизических исследований — Поверхность Земли, doi: 10.1002 / 2014JF003265.
42. Lamb M.P., N.J. Finnegan, J.S. Scheingross и L.S. Склар (2015). Новое понимание механики речной эрозии коренных пород с помощью экспериментов и теории лотков, Geomorphology, doi: 10.1016 / j.geomorph.2015.03.003.
41. Gaeuman, D., L.S. Sklar, и Y. Lai (2014). Эксперименты по ограничению длины адаптации нагрузки к постели, Journal of Hydrologic Engineering, doi: 10.1061 / (ASCE) HE.1943-5584.0001067 .
40. Albertson, L.K ., L.S. Sklar, P. Pontau , M. Dow и B.J. Cardinale (2014). Механистическая модель, связывающая шелковые сети насекомых ( Hydropsychidae ) с зарождающимся движением отложений в гравийных ручьях, Journal of Geophysical Research — Earth Surface, 110, 1833-1852, DOI: 10.1002 / 2013JF003024.
39. Sklar, L.S. (2014). Эфемерное ущелье: News & Views, Nature Geoscience 7, 624-625, DOI: 10.1038 / ngeo2235 .
38. Albertson, L.K ., B.J. Cardinale и L.S. Скляр (2014). Неаддитивные взаимодействия видов производят синергетический эффект на стабильность отложений в потоках, PLoS ONE, doi: 10.1371 / journal.pone.0103417.g005.
37. Hsu, L., W.E. Дитрих и Л.С. Скляр (2014). Средние и колеблющиеся базальные силы, создаваемые гранулированными потоками: лабораторные наблюдения в большом вертикально вращающемся барабане, Журнал геофизических исследований — Поверхность Земли, doi: 10.1002 / 2013JF003078.
36. Новичок, M.E. , J.J. Гурдак, Л.С. Скляр, и Л. Нанус (2014). Пополнение запасов в городах в условиях развития с низким уровнем воздействия и последствий изменчивости и изменения климата, Water Resources Research 50, doi: 10.1002 / 2013WR014282.
35. Riebe, C.S., L.S. Sklar, B.T. Overstreet и J.K. Вустер (2014). Оптимальное воспроизводство в субстратах для нереста лосося зависит от размера зерна и длины рыбы, Water Resources Research 50, doi: 10.1002 / 2013WR014231 .
34. Luers, A.L. и L.S. Скляр (2013). Трудное, опасное и катастрофическое: управление спектром климатических рисков, Earth’s Future 2, doi: 10.1002 / 2013EF000192 .
33. Берр, Д.М., Дж. Т. Перрон, М. Лэмб, Р.П. Ирвин, А.Д. Ховард, Г.К. Коллинз, Л.С. Склар , Дж. М. Мур, М. Адамкович, В. Baker, S.A. Drummond , B.A. Черный (2012 г.). Речные объекты на Титане: выводы из морфологии и моделирования, Бюллетень Геологического общества Америки , doi: 10.1130 / B30612.2 .
32. Litwin, K.L. , B.R. Зигельбаум , P.J. Polito , L.С. Скляр и Г. К. Коллинз (2012). Влияние температуры, состава и размера зерен на разрушение водяного льда при растяжении: последствия эрозии на Титане, Journal of Geophysical Research — Planets; DOI: 10.1029 / 2012JE004101.
31. Marshall, J.A. и Л.С. Склар (2012). Базы данных по добыче почв для определения закономерностей обилия и распределения обломков горных пород по размерам, Earth Surface Processes and Landforms , 37 (3): 287-300; DOI: 10.1002 / особенно2241.
30. Humphries, R. , J.G. Вендитти, Л.С. Sklar , J.K. Вустер (2012). Экспериментальные доказательства влияния гидрографов на импульсную динамику наносов в реках с гравийным слоем, Water Resources Research 48, W01533, doi: 10.1029 / 2011WR010419.
29. Ходж Р., Хоуи Т. и Л.С. Склар (2011). Перенос донных отложений в коренных реках: роль осадочного покрова в захвате, переносе и отложении зерна, Журнал геофизических исследований — Поверхность Земли , DOI: 10.1029/2011JF002032.
28. Фуллер. Б.М. , Л.С. Sklar , Z.G. Компсон , К.Дж. Адамс , Дж. К. Маркс и А. К. Уилкокс (2011). Экогеоморфные обратные связи в отрастании морфологии травертинового ступенчатого бассейна после вывода из эксплуатации плотины, Фоссил Крик, Аризона, Геоморфология, 126: 314-322 ; DOI: 10.1016 / j.geomorph.2010.05.010.
27. Grove, K., L.S. Sklar , A.M. Scherer , G. Lee и J.Дэвис (2010). Ускоряющееся и изменяющееся в пространстве поднятие горных пород и его геоморфическое выражение, зона разлома Сан-Андреас к северу от Сан-Франциско, Калифорния, Tectonophysics, 495: 256-268, DOI: 10.1016 / j.tecto.2010.09.034.
26. Venditti, J.G., W.E. Дитрих, П.А. Nelson , M.A. Wydzga , J. Fadde, и L.S. Склар (2010). Влияние пульсового размера частиц наносов на скорость переноса наносов и подвижность дна в реках с гравийным слоем, Журнал геофизических исследований — Поверхность Земли , 115: F03039.DOI: 10.1029 / 2009JF001418.
25. Venditti, J.G., W.E. Дитрих, П.А. Nelson , M.A. Wydzga , J. Fadde и L.S. Склар (2010). Мобилизация крупных поверхностных слоев рек с гравийным слоем за счет более мелкого гравия, Water Resources Research , doi: 10.1029 / 2009WR008329.
24. Johnson, J.P. , K.X. Уиппл и Л.С. Склар (2010). Контрастные скорости врезания коренных пород в результате таяния снега и внезапных наводнений в горах Генри, штат Юта, Бюллетень Геологического общества Америки, 122 (9/10): 1600-1615, DOI: 10.1130 / B30126.1.
23. Даунс, П. У., Ю. Цуй, Дж. К. Вустер, С. Дастерхофф, Д. Бут, W.E. Дитрих, Л.С. Скляр (2009). Управление выбросом наносов в проектах по удалению плотин: подход, основанный на физическом и численном моделировании несвязных наносов, International Journal of River Basin Management, 7 (4): 433-452 .
22. Braudrick, C.A ., W.E. Дитрих, G.T. Леверих и Л.С. Скляр (2009). Экспериментальные данные об условиях, необходимых для поддержания извилистости рек с крупным руслом, Proc.Национальной академии наук , 106 (40), 16936-16941, DOI: 10.1073 / pnas.07106.
21. Sklar, L.S., J. Fadde, J.G. Venditti, A. Wyzdga , P. Nelson , Y. Цуй и У. Дитрих (2009). Трансляция и рассеяние импульсов наносов в экспериментах с лотками, моделирующих наращивание гравия под плотинами, Water Resources Research, 45 , doi: 10.1029 / 2008WR007346.
20. Джонсон, Дж. П. , К.X. Whipple, L.S. Скляр и Т. Хэнкс (2009). Транспортные откосы, осадочный покров и разрез канала коренных пород в горах Генри, штат Юта, Журнал геофизических исследований — поверхность Земли, 114, F02014, DOI: 10.1029 / 2007JF000862.
19. Nelson, P.A. , J.G. Venditti, W.E. Дитрих, Дж. Киршнер, Х. Икеда, Ф. Исейя и Л.С. Скляр (2009). Реакция неоднородности поверхности дна на уменьшение поступления наносов, Журнал геофизических исследований — Поверхность Земли, 114, F02005, DOI: 10.1029 / 2008JF001144.
18. Lamb, M.P. , W.E. Дитрих, Л.С. Склар (2008). Модель речного врезания коренных пород путем воздействия взвешенных и донных отложений, Journal of Geophysical Research-Earth Surface, 113, F03025, doi: 10.1029 / 2007JF000915.
17. Цуй, Ю., П. Бейкер, Дж. Вустер, С. Дастерхофф, Л.С. Sklar и W.E. Дитрих (2008). Теория инфильтрации тонких отложений в неподвижный гравийный слой, Journal of Hydraulic Engineering, 134 (10): 1421-1429, DOI: 10.1061 / (ASCE) 134: 10 (1421).
16. Sas, R.J. , Л.С. Скляр, Л.С. Итон и Дж. Дэвис (2008). Метод для разработки региональных оценок опасности разрушения дорог с использованием ГИС и виртуальных полевых исследований, Environmental and Engineering Geosciences 14 (3): 221-229, doi: 10.2113 / gseegeosci.14.3.221.
15. Sklar, L.S. и W.E. Дитрих (2008). Влияние модели врезки коренных пород сальтации-абразии на устойчивый рельеф продольного профиля реки и вогнутость, Процессы земной поверхности и формы рельефа, doi: 10.1002 / esp.1689.
14. Hsu, L. , W.E. Дитрих, Л.С. Склар (2008). Экспериментальное исследование вскрытия коренных пород гранулированными потоками, Журнал геофизических исследований — поверхность Земли , 113, F02001, DOI: 10.1029 / 2007JF000778.
13. Wooster, J., S. Dusterhoff, Y. Cui, L.S. Sklar , W.E. Дитрих и М. Малько (2008). Влияние поступления отложений и относительного гранулометрического состава на инфильтрацию мелких отложений в неподвижный гравий, Water Resources Research , 44, W03424, doi: 10.1029 / 2006WR005815.
12. Цуй, Ю., Дж. Вустер, Дж. Дж. Venditti, S. Dusterhoff, W.E. Дитрих, Л.С. Склар (2008). Моделирование переноса наносов в двумерном лотке: исследования двух одномерных численных моделей, Journal of Hydraulic Engineering, 134 (7), 892-904, DOI: 10.1061 / (ASCE) 0733-9429 (2008) 134 : 7 (892).
11. Finnegan, N.J. , Sklar, L.S. и T.K. Фуллер ( 2007). Взаимодействие поступления наносов, речного вреза и морфологии канала коренных пород, выявленное в ходе временной эволюции экспериментального канала коренных пород, Journal of Geophysical Research-Earth Surface, 112, F03S11, doi: 10.1029 / 2006JF000569 .
10. Sklar, L.S., W.E. Дитрих, Э. Фуфула-Георгиу, Б. Лашермес и Д. Беллуджи (2006). Регистрирует ли распределение размеров рек с гравийным руслом структуру сети русел? Исследование водных ресурсов , Vol. 42, № 6, W06D18, DOI: 10.1029 / 2006wr005035.
9. Sklar, L.S. и W.E. Дитрих (2006). Роль наносов в регулировании уклона русла коренных пород: значение модели сальтационно-абразивного разреза, Geomorphology , Vol.82, № 1-2, стр.58-83, DOI: 10.1016 / j.geomorph.2005.08.019.
8. Сток, J.D., D.R. Монтгомери, Б. Коллинз, У. Дитрих, Л.С. Склар (2005). Полевые измерения скорости врезов после обнажения коренных пород: последствия для управления технологическим процессом на длинных профилях долин, прорезанных реками и селевыми потоками, Бюллетень Геологического общества Америки , Vol. 117, № 11/12, стр. 174-195, DOI: 10.1130 / B25560.1.
7. Sklar, L.S. и У. Э. Дитрих (2004).Механистическая модель речного врезания в коренную породу за счет сальтации русла, Water Resources Research, Vol. 40, W06301, DOI: 10.1029 / 2003WR002496. PDF .