Organisering av limniske økosystemer

Limniske økosystemer: "bunn opp" eller "topp ned"-kontroll

Enkle modeller av næringskjedene og de trofiske nivåene er til god hjelp når forskerne diskuterer hvordan ulike økosystemer er organisert. Det er lettest å studere slike forhold i en innsjø fordi grensene til andre økosystemer der er tydeligere enn i noe annet økosystem.

 
Forskerne ser for seg tre mulige forhold mellom vegetasjonen (V) og herbivorer (H) 
Herbivorer betyr planteetere.
 
Tabell 1. Pilene viser at forandringen i biomassen på ett trofisk nivå fører til forandring på et annet trofisk nivå. 
 

converted/89c6130629763399e002b964d35a2a77.png  H
betyr at en økning i vegetasjonen vil øke produksjonen og biomassen av herbivorer, men ikke omvendt.
 
converted/89c6130629763399e002b964d35a2a772.png H
vil derimot bety at en økning av herbivorer fører til en reduksjon i vegetasjonen.
 
converted/89c6130629763399e002b964d35a2a773.png H
betyr at påvirkningen går i begge retninger, og at hvert av de trofiske nivåene er følsomt overfor forandringer i biomassen til det andre.
 

 
Forskerne angir to modeller for organisering av samfunn:
1.      bunn opp-modell
2.      topp ned-modell
 
1. I bunn opp-modellen tror forskerne at vegetasjonen påvirker herbivorene (V   H). I dette tilfellet vil næringsinnholdet (N) bestemme produksjonen av all biomasse fordi næringen bestemmer produksjonen av vegetasjonen, som videre bestemmer produksjonen av herbivorer, som igjen bestemmer produksjon av dem som spiser herbivorene, nemlig rovdyrene eller predatorene (P). Rovdyrene blir også kalt karnivorer eller kjøttetere.
En forenklet modell av bunn opp-modellen vil da se slik ut:
 
 N =>  V =>  H =>  P
 
Dersom vi vil forandre samfunnsstrukturen, må vi forandre på et lavere trofisk nivå. Når vi tilsetter mer næring for å øke planteveksten, vil veksten på alle de trofiske nivåene øke. Det er ikke mulig å forandre lavere trofiske nivåer i slike samfunn ved å tilføre eller fjerne rovdyr. 
 
2. En topp ned-modell forutsetter derimot at det først og fremst er predatorene som kontrollerer samfunnsstrukturen fordi de kontrollerer herbivorene, som igjen kontrollerer vegetasjonen. Denne modellen kan illustreres på følgende måte:
N  <= V  <=  H  <= P 
 
En topp ned-modell blir også kalt en trofisk kaskade-modell. Den forutsier en rekke med pluss- og minusforhold nedover i de trofiske nivåene. 
a)      Dersom antallet predatorer øker, så vil antallet herbivorer synke. Det vil si liten beiting på vegetasjonen. Vegetasjonen vil øke, og den blir sterkt næringsbegrenset.

P:  ↑   H:   ↓  V:  ↑ 
 
b) Dersom antallet predatorer minker, blir det motsatt. Da vil antallet herbivorer øke, og det blir mye beiting på vegetasjonen, som synker.

P:  ↓    H:  ↑    V:  ↓ 
 
Dersom en innsjø har fire trofiske nivåer, sier denne modellen at dersom sekundærrovdyrene blir fjernet, blir det mer primærrovdyr. De vil spise av herbivorene, som det da blir færre av. Et fåtall herbivorer spiser mindre vegetasjon, derfor vil vegetasjonen øke, og den vil være sterkt næringsbegrenset. 
Dersom det bare er tre trofiske nivåer i en innsjø og primærrovdyrene blir fjernet, vil herbivorene øke og beite på vegetasjonen, som blir mindre, og næringsbegrensningen blir svak eller opphører.       
Det øverste nivået i en næringskjede vil alltid være ressursbegrenset, og ressurs- og predasjonkontrollen veksler for hvert nivå. Vegetasjonen vil være stor og næringsbegrenset når det er et oddetall nivåer i kjeden, og den vil være lav og beitekontrollert når det er et partall nivåer i kjeden. 
Det er også mulig å tenke seg modeller som ligger mellom dem som er nevnt ovenfor, eller som veksler mellom å være «bunn opp» og «topp ned».