Кейс: в озере исчез крупный хищник (щука), через несколько лет изменился состав водной растительности и увеличилось количество водорослей — опишите причинно-следственные связи и возможные механизмы трофической каскады

30 Сен в 17:35
11 +1
0
Ответы
1

Кратко — исчезновение крупного хищника (щуки) может запустить трофическую каскаду, в результате которой растёт численность мелких рыб, снижается численность и/или размерный состав эффективных фитопланктона—падальщиков (крупных копепод/клadóцер и т. п.), уменьшается плотность зоопланктона, ослабляется контроль за фитопланктоном, растёт биологическая продуктивность воды и мутность, что в свою очередь меняет видовой состав макрофитов и доминирование водорослей. Ниже — развернуто и по пунктам.

1) Основной логический ход (упрощённо)

Ушёл верхний хищник (щука) → снизилось давление на популяции мелких и средних рыб (плотво́вые, уклейка, карась и пр.) → численность или активность этих мелких рыб выросла (mesopredator / planktivore release) → они сильнее поедают зоопланктон (особенно крупных фильтраторов типа Daphnia) → уменьшение плотности крупного зоопланктона → ослабление их контроля над фитопланктоном → рост биомассы водорослей и снижение прозрачности → затем гибель/снижение запаса макрофитов из‑за затенения и/или выкапывания корней/смены условий среды.

2) Важные дополнительные механизмы, усиливающие эффект

Изменение размерного состава зоопланктона: мелкий зоопланктон менее эффективен в поедании фитопланктона.Бентовормы/донные виды рыб (например, карп, лещ) при росте численности начинают больше перерывать донные отложения → взмучивание и высвобождение фосфора → подпитка фитопланктона.Поведенческий эффект «экологии страха»: при наличии щуки мелкие рыбы держатся ближе к береговой растительности и избегают открытой воды; при отсутствии щуки они активнее питаются в местах с макрофитами, что может приводить к поеданию всходов растений и повреждению зарослей.Изменение кругооборота питательных веществ: больше рыбы — больше экскретов (растворные питательные вещества), что увеличивает доступность N и P для фитопланктона.Сдвиг в альтернативное устойчивое состояние: озеро из состояния «чистая вода — макрофиты» может перейти в «мутная — доминируют фитопланктон», и возврат требует сильных вмешательств.

3) Предсказуемые именные изменения (что именно изменится)

Рост численности мелких пелагических/планктоноядных рыб.Снижение доли крупных клaдoцер (Daphnia) и повышение доли мелкого зоопланктона.Увеличение хлорофилла a, снижение прозрачности (Secchi), рост общих фосфатов/растворённого фосфора в воде.Снижение биомассы и видового разнообразия макрофитов, смещение к видам, устойчивым к затенению или волнообразованию,/ростом нитчатых водорослей.Увеличение частоты и интенсивности цветений водорослей (включая токсичные цианобактерии при наличии соответствующих условий).

4) Как подтвердить гипотезу (данные и эксперименты)

Рыбные учёты (сетьныe ловы, гидроакустика) до и после.Анализы зоопланктона по размерам и видам.Химия воды: TP, SRP, TN, хим. потребность кислорода, хлорофилл a, прозрачность.Отбор донных отложений на запасы P и свидетельства взмучивания.Эксперименты в мезокосмах / экcклюзии (исключающие/включающие хищников) — тестировать влияние наличия/отсутствия щуки на цепочку.Стабильные изотопы / анализ нутриентов и кормовых цепочек для определения потоков энергии и изменений в диете рыб.Наблюдение за макрофитами: посевные/восстановительные участки и экспозиция по времени.

5) Возможные дополнительные факторы и альтернативные объяснения

Внешние поступления питательных веществ (сельское хозяйство, сточные воды) могут быть основной причиной — тогда исчезновение щуки лишь ускорило или усилило эффект.Инвазивные виды рыб или беспозвоночных.Изменение климата (потепление) — увеличивает сезон вегетации фитопланктона.Болезни/паразиты у рыб, гибридизация и т. п.

6) Управленческие выводы / меры

Снижение нагрузки питательными веществами в бассейне (источниковая работа) — базовая мера.Биомануипуляция: восстановление популяции щуки или других хищников, выборочное удаление планктофагов (требует осторожности и мониторинга).Контроль донных видов, кормивших донь: ограничение карповых/бентоворных видов.Посадка/восстановление макрофитов, чтобы вернуть «чистое» состояние; сочетать с мерами по снижению внешних P.Мелкомасштабные эксперименты и длительный мониторинг для оценки эффективности мер.

Итог: исчезновение щуки легко объяснимо как инициирующее звено трофической каскады: через рост численности мелких рыб и снижение зоо‑контроля над фитопланктоном происходят усиленный рост водорослей и смена сообщества водных растений. Точные пропорции механизмов (зooпланктонный контроль vs. взмучивание донных отложений vs. внешние питательные вещества) нужно подтверждать полевыми данными и экспериментами.

30 Сен в 23:27
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир