Łowienie w sieci pokarmowej - Fishing down the food web

Łowienie w sieci pokarmowej

Łowienie w sieć pokarmową to proces, w którym łowiska w danym ekosystemie „po wyczerpaniu dużych ryb drapieżnych na szczycie sieci pokarmowej, zamieniają się w coraz mniejsze gatunki, ostatecznie kończąc z wcześniej odrzuconymi małymi rybami i bezkręgowcami”.

Proces ten został po raz pierwszy zademonstrowany przez naukowca zajmującego się rybołówstwem Daniel Pauly i innych w artykule opublikowanym w czasopiśmie Science w 1998 roku. Duże ryby drapieżne o wyższych poziomach troficznych zostały wyczerpane w dzikich łowiskach . W rezultacie przemysł rybny systematycznie „łowi sieć pokarmową”, skupiając się na gatunkach ryb na coraz niższych poziomach troficznych.

Poziom troficzny ryby to pozycja, jaką zajmuje w łańcuchu pokarmowym . W artykule określono znaczenie średniego poziomu troficznego łowisk jako narzędzia pomiaru stanu ekosystemów oceanicznych. W 2000 r. Konwencja o różnorodności biologicznej wybrała średni poziom troficzny połowów ryb, przemianowany na „Morski wskaźnik troficzny” (MTI), jako jeden z ośmiu wskaźników zdrowia ekosystemu . Jednak wiele z najbardziej lukratywnych łowisk na świecie to łowiska skorupiaków i mięczaków, które znajdują się na niskim poziomie troficznym, co skutkuje niższymi wartościami MTI.

Przegląd

Średni poziom troficzny połowu świata rybołówstwa stale maleje, ponieważ wiele wysoki poziom troficzny ryby, takie jak ten tuńczyka , zostały nadmiernie eksploatowanych .

Rybacy coraz częściej wybierają ryby z niższych poziomów troficznych, takie jak anchois i inne ryby pastewne .

Według Daniela Pauly'ego , jeśli trend się utrzyma, konsumenci mogą jeść kanapki z meduzami .

W ciągu ostatnich 50 lat liczebność dużych drapieżników , takich jak dorsz , miecznik i tuńczyk , spadła o 90 procent. Obecnie statki rybackie coraz częściej polują na mniejsze ryby pastewne , takie jak śledzie , sardynki , menhaden i anchois , które znajdują się niżej w łańcuchu pokarmowym . „Jadamy przynętę i przechodzimy do meduz i planktonu” – mówi Pauly. Poza tym, od końca lat 80. ogólna wielkość złowionych ryb na świecie spada.

Średni poziom troficzny

Średni poziom troficzny jest obliczany poprzez przypisanie każdej ryby lub gatunków bezkręgowców numer w oparciu o jego poziomu troficznego . Poziom troficzny jest miarą pozycji organizmu w sieci pokarmowej , zaczynając od poziomu 1 z producentami pierwotnymi , takimi jak fitoplankton i wodorosty morskie , następnie przechodząc przez konsumentów pierwotnych na poziomie 2 , którzy zjadają producentów pierwotnych do konsumentów wtórnych na poziom 3, który zjada podstawowych konsumentów i tak dalej. W środowisku morskim poziomy troficzne wahają się od dwóch do pięciu dla drapieżników wierzchołkowych . Średni poziom troficzny można następnie obliczyć dla połowów rybnych, uśredniając poziomy troficzne dla całkowitego połowu przy użyciu zbiorów danych dotyczących wyładunków ryb komercyjnych.

Ekopata

Zespół Pauly'ego wykorzystał dane dotyczące połowów z FAO, które wprowadzono do modelu Ecopath . Ecopath to skomputeryzowany system modelowania ekosystemów . Funkcjonowanie ekosystemu można opisać za pomocą analizy ścieżek, aby śledzić kierunek i wpływ wielu czynników kontrolujących ekosystem. Oryginalny model Ecopath został zastosowany do sieci pokarmowej rafy koralowej . Naukowcy śledzili rekiny tygrysie na szczycie sieci pokarmowej i zebrali dane na temat ich zachowań żywieniowych, tego, co jedzą i ile. Podobnie zebrali dane dotyczące karmienia innych organizmów w łańcuchach pokarmowych, aż do głównych producentów , takich jak glony . Dane te zostały wprowadzone do modelu Ecopath, który następnie opisał przepływ energii w kategoriach żywności, w miarę przemieszczania się od pierwotnych producentów w górę sieci pokarmowej do drapieżnika wierzchołkowego. Takie modele pozwalają naukowcom obliczyć złożone skutki, które występują, zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio, w wyniku interakcji wielu elementów ekosystemu.

Model wykazał, że w ciągu ostatnich 50 lat średni poziom troficzny połowów ryb obniżył się o około 0,5 do 1,0 poziomu troficznego. Spadek ten dotyczył zarówno globalnie, w skali ogólnoświatowej, jak i bardziej lokalnie, w skali specyficznej dla oceanów, to znaczy dla oddzielnych podobszarów FAO: Oceanu Atlantyckiego, Oceanu Indyjskiego i Pacyfiku oraz Morza Śródziemnego i Czarnego.

Odpowiedź krytyczna

Zespół Pauly'ego argumentował w swoim artykule z 1998 r., że większe, bardziej wartościowe ryby drapieżne , takie jak tuńczyk , dorsz i granik , były systematycznie przeławiane , w wyniku czego nakłady połowowe przenosiły się na mniej pożądane gatunki znajdujące się dalej w łańcuchu pokarmowym. To "łowienie w sieci pokarmowej", powiedział Pauly, z czasem zredukuje ludzi do diety "zupy meduzy i planktonu". Kolorowy język i innowacyjne modelowanie statystyczne opracowane przez zespół Pauly'ego wywołały krytyczne reakcje. Później w tym samym roku Caddy i jego zespół z FAO argumentowali przeciw temu w artykule opublikowanym również w Science . Argumentowali, że zespół Pauly'ego nadmiernie uprościł sytuację i mógł „błędnie zinterpretować statystyki FAO”. Odpowiedź zespołu Pauly'ego została opublikowana w tym samym artykule, twierdząc, że poprawki sugerowane przez FAO, takie jak uwzględnienie akwakultury , w rzeczywistości pogorszyły trend.

Obawy zgłoszone przez FAO zostały dalej rozwiane przez Pauly'ego i innych w 2005 roku. Inni badacze ustalili, że „połów” dotyczy również mniejszych obszarów regionalnych, takich jak Morze Śródziemne, Morze Północne, Morze Celtyckie, a także w Kanadzie, Kubie i Kubie. Wody islandzkie.

Badanie z 2006 r. sugerowało, że w wielu zbadanych ekosystemach połowy gatunków na wysokim poziomie troficznym nie zmniejszyły się, ale raczej, że łowiska na niskim poziomie troficznym były dodawane równolegle z czasem, co skutkowało mylącymi danymi o wyładunkach poprzez powiązany, ale inny mechanizm. Badania nad łowiskami morskimi na Alasce wykazały, że na badanym obszarze spadek średniego poziomu trofii połowów był związany raczej z wahaniami biomasy gatunków niskotroficznych spowodowanymi klimatem niż z załamaniami się drapieżników, i sugerowało, że podobna dynamika może mieć miejsce w innych przypadki zgłoszonej degradacji sieci pokarmowej.

Indeks trofów morskich

Obraz zewnętrzny
Zmiana w Marine Trophic Index (początek lat 50. do chwili obecnej)

W 2000 roku Konwencja o różnorodności biologicznej , międzynarodowy traktat mający na celu utrzymanie różnorodności biologicznej, który został przyjęty przez 193 kraje członkowskie, wybrał średni poziom troficzny połowów ryb jako jeden z ośmiu wskaźników do natychmiastowego testowania. Zmienili nazwę na „Marine Trophic Index” (MTI) i nakazali krajom członkowskim zgłaszanie zmian poziomów troficznych oceanów z biegiem czasu jako głównego wskaźnika bioróżnorodności i zdrowia morskiego .

Marine Trophic Index jest miarą ogólnego stanu zdrowia i stabilności morskiego ekosystemu lub obszaru. Indeks jest również miarą zastępczą dla przełowienia i wskazuje, jak obfite i bogate są duże ryby o wysokim poziomie troficznym.

Zmiany w troficznych Główna Marine czasem może działać jako wskaźnik do trwałości zasobów rybnych danego kraju. Może wskazywać, w jakim stopniu nakład połowowy na łowiskach danego kraju zmienia jego zasoby rybne . Negatywna zmiana ogólnie wskazuje, że większe ryby drapieżne ulegają wyczerpaniu i łowi się coraz większą liczbę mniejszych ryb pastewnych . Zerowa lub dodatnia zmiana w Marine Trophic Index wskazuje, że łowisko jest stabilne lub poprawia się.

Ekologia łowienia

Z ekologicznego punktu widzenia spadek średniego poziomu troficznego tłumaczy się relacją między wielkością odłowionych ryb a ich poziomem troficznym . Poziom troficzny ryb zwykle wzrasta wraz z ich wielkością, a połowy mają tendencję do selektywnego chwytania większych ryb. Dotyczy to zarówno między gatunkami, jak i wewnątrz gatunku. Gdy połowy są intensywne, względna liczebność większych ryb znajdujących się wysoko w łańcuchu pokarmowym jest zmniejszona. W konsekwencji z czasem w połowach ryb zaczynają dominować małe ryby, a średni poziom troficzny połowów spada. W ostatnim czasie wartość rynkowa małych ryb pastewnych i bezkręgowców, które mają niski poziom troficzny, gwałtownie wzrosła do tego stopnia, że ​​można je uznać za subsydiowanie połowów.

Daniel Pauly zasugerował ramy dla ekologicznego wpływu połowów na ekosystemy morskie . Ramy wyróżniają trzy fazy:

• Nieskazitelna – pierwsza faza. Nieskazitelne środowisko to stany, w jakich znajdował się ekosystem oceaniczny, zanim rybołówstwo wywarło silny wpływ. Niektóre odstające obszary południowego Pacyfiku mogą nadal być nieskazitelne. Dla większości świata, czym mogły być te dziewicze stany, można jedynie wywnioskować z danych archeologicznych, relacji historycznych i anegdot. W nieskazitelnym środowisku oceanicznym biomasa dużych ryb drapieżnych jest 10 do 100 razy większa niż ich obecna biomasa. Oznacza to dużą biomasę podtrzymującą małych ryb drapieżnych i bezkręgowców . Na dnie morskim bentos zdominowany jest przez podajniki osadów, które zapobiegają resuspensji osadów, oraz podajniki filtrujące, które utrzymują fitoplankton w dół. Tak więc słup wody ma tendencję do bycia oligotroficznym , wolnym od zarówno zawieszonych cząstek, jak i składników odżywczych, które z nich wypłukują.
• Wykorzystane – druga faza. Eksploatacja to faza, w której się obecnie znajdujemy. Charakteryzuje się spadkiem biomasy dużych ryb drapieżnych, spadkiem różnorodności, wielkości i poziomu troficznego odławianych ryb oraz spadkiem bentosu. Trawlery denne stopniowo niszczą struktury biogeniczne budowane przez wiele lat na dnie morskim przez filtry i podajniki detrytusu. Gdy te struktury i zwierzęta, które filtrowały fitoplankton i pochłaniały detrytus ( śnieg morski ), znikały, zastępowane były stadiami polipów meduz i innych małych zbłąkanych zwierząt bentosowych. Burze ponownie zawieszają morskie śniegi, a słup wody stopniowo ulega eutrofii . We wczesnej fazie tej fazy efekty kaskadowe rekompensują te spadki wraz z pojawieniem się nowych łowisk dla oportunistycznych karmników, takich jak kalmary, krewetki i inne bezkręgowce. Ale ostatecznie i ten spadek.
• Całkowicie zdegradowany – trzecia faza. Strefa martwa jest punktem końcowym biologiczna pełni zdegradowanego ekosystemu morskiego. Strefa martwa to strefa z nadmiarem składników odżywczych w słupie wody, co powoduje ubytek tlenu i eliminację organizmów wielokomórkowych . Obfity detrytus i śnieg morski są przetwarzane przez bakterie, a nie przez zwierzęta bentosowe. Te martwe strefy rozrastają się obecnie na całym świecie w takich miejscach, jak Morze Bohai w Chinach, północne Morze Adriatyckie i północna Zatoka Meksykańska . Niektóre estuaria, takie jak ujście Chesapeake Bay , również wykazują cechy związane z całkowicie zdegradowanym ekosystemem morskim. W Zatoce Chesapeake przełowienie wyeliminowało filtratory bentosowe, takie jak ostrygi i większość drapieżników większych od basu pręgowanego , obecnego drapieżnika wierzchołkowego . Sto pięćdziesiąt lat temu ostrygi utworzyły gigantyczne rafy i co trzy dni filtrowały wody zatoki Chesapeake. Ponieważ ostrygi zniknęły, zanieczyszczenia dostające się do estuarium z rzek powodują teraz szkodliwe zakwity glonów .

Łowienie ryb przez sieć

• Essington® TE, Beaudreau AH, Wiedenmann J (2006). „Wędkowanie przez morskie sieci pokarmowe”. PNAS , 103 (9): 3171-3175.
• Lista zakupów staje się dłuższa – nie mniej wybredna – w niektórych największych na świecie łowiskach, wiadomości Uniwersytetu Waszyngtońskiego , 14 lutego 2006 r.
• National Research Council (Autorzy) (2006) Dynamiczne zmiany w ekosystemach morskich: rybołówstwo, sieci pokarmowe i opcje na przyszłość National Academies Press . ISBN  978-0-309-10050-2

Uprawianie sieci

Podczas gdy średni poziom troficzny w dzikich łowiskach spada, średni poziom troficzny wśród ryb hodowlanych wzrasta.

Jako przykład powyższa tabela przedstawia trendy w poziomach troficznych ryb hodowanych w Morzu Śródziemnym. Jednak hodowla tuńczyka błękitnopłetwego ogranicza się do procesu tuczenia. Młode tuńczyki są odławiane na wolności i umieszczane w kojcach do tuczu. Dzikie stada błękitnopłetwego są obecnie zagrożone, a naukowiec zajmujący się rybołówstwem Konstantinos Stergiou i jego współpracownicy twierdzą, że „fakt, że pojemność hodowli tuńczyka znacznie przekracza całkowity dopuszczalny połów, wskazuje na brak planowania ochrony w rozwoju przemysłu tuczenia tuńczyka, co w idealnym przypadku byłoby powinien być powiązany z polityką zarządzania rybołówstwem i może prowadzić do nielegalnych połowów”.

Również hodowla ryb na Morzu Śródziemnym jest konsumentem ryb netto. Do karmienia wysokotroficznych ryb, takich jak tuńczyk błękitnopłetwy, potrzebne są duże ilości paszy dla zwierząt. Ta pasza składa się z mączki rybnej przetworzonej z ryb pastewnych, takich jak sardynki i sardele , które w przeciwnym razie ludzie zjadaliby bezpośrednio. Oprócz kwestii ekologicznych rodzi to kwestie etyczne. Duża część ryb nadających się do bezpośredniego spożycia przez ludzi jest wykorzystywana do hodowli ryb o wyższym poziomie troficznym, aby zaspokoić stosunkowo niewielką grupę zamożnych konsumentów.

Zobacz też

• 2010 Partnerstwo na rzecz Wskaźników Bioróżnorodności
• Bioróżnorodność
• Wykaz zebranych zwierząt wodnych według wagi
• Przesuwanie linii bazowych

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• Projekt Fishing Down Marine Food Webs Sea Around Us , Uniwersytet Kolumbii Brytyjskiej. Strona poświęcona łowieniu ryb.
• Ołów łańcucha pokarmowego” nie przechodzi globalnego testu Scientific American , 10 listopada 2010 r.