badania wykazały, że producenci pierwotni wytwarzają węgiel w podobnym tempie we wszystkich ekosystemach. Po wprowadzeniu węgla do systemu jako żywotnego źródła energii, mechanizmy regulujące przepływ energii do wyższych poziomów troficznych różnią się w różnych ekosystemach. Wśród ekosystemów wodnych i lądowych zidentyfikowano wzorce, które mogą uzasadniać tę zmienność i podzielono je na dwie główne ścieżki kontroli: odgórną i oddolną., Mechanizmy działania w ramach każdej ścieżki ostatecznie regulują strukturę społeczności i poziomu troficznego w ekosystemie w różnym stopniu. Kontrole oddolne obejmują mechanizmy oparte na jakości i dostępności zasobów, które kontrolują pierwotną produktywność, a następnie przepływ energii i biomasy do wyższych poziomów troficznych. Kontrole odgórne obejmują mechanizmy oparte na konsumpcji przez konsumentów. Mechanizmy te kontrolują szybkość transferu energii z jednego poziomu troficznego do drugiego, ponieważ zwierzęta roślinożerne lub drapieżniki żywią się niższymi poziomami troficznymi.,
ekosystemy wodne i ziemskieedytuj
wiele różnic w przepływie energii znajduje się w każdym typie ekosystemu, tworząc wyzwanie w identyfikacji różnic między typami ekosystemów. W ogólnym sensie przepływ energii jest funkcją pierwotnej wydajności z temperaturą, dostępnością wody i dostępnością światła. Na przykład wśród ekosystemów wodnych wyższe tempo produkcji występuje zwykle w dużych rzekach i płytkich jeziorach niż w głębokich jeziorach i czystych strumieniach wód powierzchniowych., Wśród ekosystemów lądowych, bagna, bagna i tropikalne lasy deszczowe mają najwyższe wskaźniki produkcji pierwotnej, podczas gdy ekosystemy tundrowe i alpejskie mają najniższe wskaźniki produkcji pierwotnej. Związki między produkcją pierwotną a warunkami środowiskowymi przyczyniły się do uwzględnienia różnic w obrębie typów ekosystemów, umożliwiając ekologom wykazanie, że energia przepływa bardziej efektywnie przez ekosystemy wodne niż ekosystemy lądowe ze względu na różne kontrole oddolne i odgórne.,
Bottom-upEdit
Siła oddolnych kontroli przepływu energii zależy od jakości odżywczej, wielkości i tempa wzrostu producentów pierwotnych w ekosystemie. Materiał fotosyntetyczny jest zazwyczaj bogaty w azot (N) i fosfor (P) i uzupełnia wysokie zapotrzebowanie roślinożerców na N I P we wszystkich ekosystemach. Pierwotna produkcja wody jest zdominowana przez mały, jednokomórkowy fitoplankton, który składa się głównie z materiału fotosyntetycznego, zapewniając skuteczne źródło tych składników odżywczych dla roślinożerców., Natomiast wielokomórkowe rośliny naziemne zawierają wiele dużych struktur celulozowych o wysokiej zawartości węgla i niskiej wartości odżywczej. Ze względu na tę różnicę strukturalną, pierwotni producenci wody mają mniej biomasy na tkankę fotosyntetyczną przechowywaną w ekosystemie wodnym niż w lasach i na łąkach ekosystemów lądowych. Ta niska biomasa w stosunku do materiału fotosyntetycznego w ekosystemach wodnych pozwala na bardziej wydajne Tempo obrotu w porównaniu do ekosystemów lądowych., Ponieważ fitoplankton jest spożywany przez zwierzęta roślinożerne, ich zwiększone tempo wzrostu i rozmnażania w wystarczającym stopniu zastępuje utraconą biomasę i, w połączeniu z ich gęstą jakością składników odżywczych, wspiera większą produkcję wtórną.
dodatkowymi czynnikami wpływającymi na produkcję pierwotną są N I P, które występują w większym stopniu w ekosystemach wodnych. Te składniki odżywcze są ważne w stymulowaniu wzrostu roślin, a po przejściu do wyższych poziomów troficznych, stymulują biomasę i tempo wzrostu konsumentów. Jeśli którykolwiek z tych składników odżywczych jest w niedoborze, mogą one ograniczyć ogólną produkcję pierwotną., W jeziorach P wydaje się być większym ograniczającym składnikiem odżywczym, podczas gdy zarówno N, jak i P ograniczają produkcję pierwotną w rzekach. Ze względu na te ograniczenia nakłady składników odżywczych mogą potencjalnie złagodzić ograniczenia pierwotnej produkcji netto ekosystemu wodnego. Allochtoniczny materiał przemywany do ekosystemu wodnego wprowadza N I P, a także energię w postaci cząsteczek węgla, które są chętnie pobierane przez pierwotnych producentów. Większe nakłady i zwiększone stężenie składników odżywczych wspierają większe wskaźniki produkcji pierwotnej netto, co z kolei wspiera większą produkcję wtórną.,
mechanizmy odgórne
mechanizmy odgórne wywierają większą kontrolę nad producentami surowców wodnych ze względu na zwijanie się konsumentów w sieci żywności wodnej. Wśród konsumentów roślinożercy mogą pośredniczyć w wpływie kaskad troficznych poprzez pomostowanie przepływu energii od pierwotnych producentów do drapieżników o wyższym poziomie troficznym. We wszystkich ekosystemach istnieje konsekwentny związek między wzrostem roślinożerców a jakością odżywczą producenta. Jednak w ekosystemach wodnych producenci pierwotni są spożywani przez roślinożerców w tempie czterokrotnie większym niż w ekosystemach lądowych., Chociaż temat ten jest wysoce dyskutowany, naukowcy przypisali rozróżnienie w kontroli roślinożerców do kilku teorii, w tym stosunek wielkości producenta do konsumenta i selektywności roślinożerców.
a freshwater food web demonstrating the size differences between each trophic level. Głównymi producentami są zazwyczaj małe komórki glonów. Roślinożercami są zwykle małe makro-Bezkręgowce. Drapieżnikami są zazwyczaj większe ryby.,
Modelowanie odgórnych kontroli nad producentami pierwotnymi sugeruje, że największa kontrola nad przepływem energii występuje wtedy, gdy stosunek wielkości konsumenta do producenta pierwotnego jest najwyższy. Rozkład wielkości organizmów występujących w obrębie jednego poziomu troficznego w systemach wodnych jest znacznie węższy niż w systemach lądowych., Na lądzie wielkość konsumenta waha się od mniejszej niż roślina, którą konsumuje, na przykład owad, do znacznie większej, na przykład kopytne, podczas gdy w systemach wodnych rozmiar ciała konsumenta w obrębie poziomu troficznego zmienia się znacznie mniej i jest silnie skorelowany z pozycją troficzną. W rezultacie różnica wielkości między producentami a konsumentami jest stale większa w środowisku wodnym niż na lądzie, co skutkuje silniejszą kontrolą roślinożerców nad wodnymi producentami pierwotnymi.
roślinożercy mogą potencjalnie kontrolować los materii organicznej, ponieważ jest ona przemieszczana przez sieć pokarmową.,ref name=” Schmitz_2008″/> roślinożercy wybierają pożywne rośliny, unikając roślin o strukturalnych mechanizmach obronnych. Podobnie jak struktury podporowe, struktury obronne składają się z ubogiej w składniki odżywcze, wysokowęglowej celulozy. Dostęp do pożywnych źródeł żywności zwiększa metabolizm roślinożerców i zapotrzebowanie na energię, prowadząc do większego wyeliminowania producentów pierwotnych. W ekosystemach wodnych fitoplankton jest bardzo pożywny i na ogół brakuje mu mechanizmów obronnych., Powoduje to większą kontrolę odgórną, ponieważ zużyta Materia roślinna jest szybko uwalniana z powrotem do systemu jako chwiejne odpady organiczne. W ekosystemach lądowych żywiciele pierwotni są mniej gęsti odżywczo i częściej zawierają struktury obronne. Ponieważ roślinożercy preferują gęste odżywczo Rośliny i unikają roślin lub części roślin o strukturach obronnych, większa ilość materii roślinnej pozostaje nieskonsumowana w ekosystemie. Roślinożerne unikanie niskiej jakości materii roślinnej może być powodem, dla którego systemy ziemskie wykazują słabszą odgórną kontrolę nad przepływem energii.