a investigação demonstrou que os produtores primários fixam carbono a taxas semelhantes entre os ecossistemas. Uma vez que o carbono foi introduzido em um sistema como uma fonte viável de energia, os mecanismos que governam o fluxo de energia para níveis tróficos mais elevados variam entre os ecossistemas. Entre os ecossistemas aquático e terrestre, foram identificados padrões que podem explicar esta variação e foram divididos em duas principais vias de controlo: de cima para baixo e de baixo para cima., Os mecanismos de ação dentro de cada caminho finalmente regulam a estrutura de nível comunitário e trófico dentro de um ecossistema em diferentes graus. Os controles Bottom-up envolvem mecanismos baseados na qualidade e disponibilidade dos recursos, que controlam a produtividade primária e o subsequente fluxo de energia e biomassa para níveis tróficos mais elevados. Os controlos de cima para baixo envolvem mecanismos baseados no consumo dos consumidores. Estes mecanismos controlam a taxa de transferência de energia de um nível trófico para outro como herbívoros ou predadores se alimentam em níveis tróficos mais baixos.,
Aquatic vs terrestrial ecosystemsEdit
muita variação no fluxo de energia é encontrada dentro de cada tipo de ecossistema, criando um desafio na identificação da variação entre os tipos de ecossistemas. Em um sentido geral, o fluxo de energia é uma função da produtividade primária com temperatura, disponibilidade de água e disponibilidade de luz. Por exemplo, entre os ecossistemas aquáticos, taxas de produção mais elevadas são geralmente encontradas em grandes rios e lagos rasos do que em lagos profundos e cursos de água claros., Entre os ecossistemas terrestres, pântanos, pântanos e florestas tropicais têm as maiores taxas de produção primária, enquanto os ecossistemas tundra e alpino têm as menores taxas de produção primária. As relações entre a produção primária e as condições ambientais têm contribuído para a variação dentro dos tipos de ecossistemas, permitindo que os ecologistas demonstrem que a energia flui de forma mais eficiente através dos ecossistemas aquáticos do que os ecossistemas terrestres, devido aos vários controles bottom-up e top-down em jogo.,
Bottom-upEdit
a força dos controlos bottom-up sobre o fluxo de energia é determinada pela qualidade nutricional, tamanho e taxas de crescimento dos produtores primários num ecossistema. O material fotossintético é tipicamente rico em nitrogênio (N) e fósforo (P) e complementa a alta demanda de herbívoros por N E P em todos os ecossistemas. A produção primária aquática é dominada pelo fitoplâncton pequeno, unicelular, que é composto principalmente de material fotossintético, fornecendo uma fonte eficiente destes nutrientes para herbívoros., Em contraste, as plantas terrestres multi-celulares contêm muitas grandes estruturas de celulose de alto carbono, baixo valor nutritivo. Devido a esta diferença estrutural, os produtores primários aquáticos têm menos biomassa por tecido fotossintético armazenado no ecossistema aquático do que nas florestas e prados dos ecossistemas terrestres. Esta baixa biomassa em relação ao material fotossintético nos ecossistemas aquáticos permite uma taxa de turnover mais eficiente em comparação com os ecossistemas terrestres., À medida que o fitoplâncton é consumido pelos herbívoros, as suas taxas de crescimento e reprodução aumentadas substituem suficientemente a biomassa perdida e, em conjunto com a sua densa qualidade nutritiva, suportam uma maior produção secundária.factores adicionais que afectam a produção primária incluem factores de produção de N E P, que ocorrem com maior magnitude nos ecossistemas aquáticos. Estes nutrientes são importantes para estimular o crescimento das plantas e, quando passados a níveis tróficos mais elevados, estimular a biomassa do consumidor e a taxa de crescimento. Se algum destes nutrientes estiver em falta, podem limitar a produção primária global., Dentro dos Lagos, p tende a ser o nutriente mais limitante, enquanto N E P limitam a produção primária nos rios. Devido a estes efeitos limitativos, os insumos de nutrientes podem potencialmente aliviar as limitações da produção primária líquida de um ecossistema aquático. O material alochthonous lavado em um ecossistema aquático introduz N E P, bem como a energia na forma de moléculas de carbono que são prontamente absorvidos pelos produtores primários. Maiores insumos e maior concentração de nutrientes suportam maiores taxas líquidas de produção primária, o que, por sua vez, suporta maior produção secundária.,os mecanismos de topo para baixo exercem um maior controlo sobre os produtores aquáticos primários devido à presença de consumidores numa rede de alimentos aquáticos. Entre os consumidores, os herbívoros podem mediar os impactos das Cascatas tróficas através da ligação do fluxo de energia dos produtores primários aos predadores em níveis tróficos mais elevados. Em todos os ecossistemas, existe uma associação consistente entre o crescimento herbívoro e a qualidade nutricional do produtor. No entanto, nos ecossistemas aquáticos, os produtores primários são consumidos pelos herbívoros a um ritmo quatro vezes superior ao dos ecossistemas terrestres., Embora este tópico seja altamente debatido, os pesquisadores atribuíram a distinção no controle herbívoro a várias teorias, incluindo rácios de tamanho de produtor para consumidor e seletividade herbívora.
uma rede alimentar de água doce demonstrando as diferenças de tamanho entre cada nível trófico. Os produtores primários tendem a ser pequenas células de algas. Herbívoros tendem a ser pequenos macro-invertebrados. Os predadores tendem a ser peixes maiores.,
Modelagem de controles top-down sobre os produtores primários sugere que o maior controle sobre o fluxo de energia ocorre quando a razão de tamanho do consumidor para o produtor primário é o mais alto. A distribuição de tamanho de organismos encontrados dentro de um único nível trófico em sistemas aquáticos é muito mais estreita do que a dos sistemas terrestres., Em terra, o consumidor tamanho varia de menor do que a planta consome, como um inseto, significativamente maior, como um ungulados, enquanto em sistemas aquáticos, consumidor tamanho do corpo dentro de um nível trófico varia muito menos e está fortemente correlacionada com a posição trófica. Como resultado, a diferença de tamanho entre produtores e consumidores é consistentemente maior em ambientes aquáticos do que em terra, resultando em um controle herbívoro mais forte sobre os produtores aquáticos primários.
herbívoros podem controlar potencialmente o destino da matéria orgânica, uma vez que é cycled através da Web dos alimentos.,ref name= “Schmitz_2008” / > herbívoros tendem a selecionar plantas nutritivas, evitando plantas com mecanismos de defesa estrutural. Tal como as estruturas de apoio, as estruturas de defesa são compostas por baixo de nutrientes, celulose de alto carbono. O acesso a fontes nutritivas de alimentos aumenta o metabolismo herbívoro e a demanda de Energia, levando a uma maior remoção dos produtores primários. Nos ecossistemas aquáticos, o fitoplâncton é altamente nutritivo e geralmente carece de mecanismos de defesa., Isso resulta em um maior controle top-down porque a matéria vegetal consumida é rapidamente liberado de volta para o sistema como lixo orgânico labial. Nos ecossistemas terrestres, os produtores primários são menos densos em termos nutritivos e são mais propensos a conter estruturas de defesa. Porque herbívoros preferem nutricionalmente densa de plantas e evite plantas ou partes de plantas com estruturas de defesa, uma maior quantidade de matéria vegetal é deixado consumidos dentro do ecossistema. Evitar herbívoros de matéria vegetal de baixa qualidade pode ser a razão pela qual os sistemas terrestres exibem um controle top-down mais fraco sobre o fluxo de energia.