Dekomposisi tingkat trofik
14. Analisis jaringan
2
Setelah memasukkan semua parameter masukan dasar untuk makroalga, EwE akan menanyakan apakah Anda ingin memperkirakan akumulasi biomassa untuk kelompok tersebut. Anda melakukannya, karena makroalga ditangkap dan dibuang oleh kapal pukat, dan kami memperkirakan biomassanya akan menurun dalam situasi Ecopath dasar.
Ini akan membuka formulir hasil, yang dapat dikenali dari latar belakang grid yang diarsir, dan oleh parameter yang diperkirakan melalui perhitungan keseimbangan massa Ecopath yang ditunjukkan dalam font biru.
Dalam contoh ini model akan seimbang seperti yang dimasukkan (kecuali Anda membuat kesalahan).
Namun, Anda dapat mencoba melihat dampak dari nilai yang tidak mungkin atau tidak mungkin, misalnya dengan kembali ke Ecopath > Input > Input dasar, dan mengubah estimasi biomassa untuk ikan piscivora menjadi 5 t · km-2
Anda sekarang telah memasukkan semua parameter input yang diperlukan untuk model tersebut. Anda mungkin memperhatikan pada formulir Ecopath > Input > Input dasar bahwa semua parameter input yang mungkin (yaitu tidak diblokir sebagaimana ditunjukkan dengan warna latar belakang kuning) telah dimasukkan untuk alga makro, yaitu biomassa (B, t · km-2 ), rasio produksi/
biomassa (P/ B, tahun-1 ) dan efisiensi ekotropik (EE). Dengan memasukkan semua parameter input dasar, Anda mengubah Persamaan Master Ecopath kedua (lihat bab). Di mana kita dalam kebanyakan kasus berusaha untuk memperkirakan EE, kita telah memasukkan EE untuk alga makro dan Ecopath dapat memperkirakan M2 (mortalitas pemangsaan), F (mortalitas
penangkapan ikan = tangkapan / biomassa), dan P/ B, jadi untuk memastikan keseimbangan massa, Ecopath akan memperkirakan akumulasi bio-massa (BA) atau istilah migrasi bersih (NM).
Bermain dengan keseimbangan massa Ecopath
Langkah berikutnya adalah menyeimbangkan model, pilih Ecopath > Output > Estimasi dasar.
t · km-2 · tahun-1 ikan pemakan ikan. Lanjutkan ke Ecopath > Input > Perikanan > Buangan dan masukkan 0,3 t · km-2 · tahun-1 ganggang makro. Selanjutnya, masuk ke Ecopath > Input > Perikanan > Buangan, dan tentukan bahwa semua buangan akan masuk ke kotak detritus, (yaitu masukkan 1,0 pada formulir).
Anda sekarang akan mendapat peringatan bahwa EE untuk ikan kecil melebihi 1.
Buka Ecopath > Output > Tingkat kematian > Kematian, dan perhatikan bahwa untuk ikan kecil, tingkat kematian pemangsaan sesaat ditunjukkan dengan warna merah untuk menunjukkan bahwa tingkat kematian tersebut melebihi tingkat kematian total. Periksa Ecopath > Output > Tingkat kematian > Tingkat kematian pemangsaan untuk melihat rincian kematian pemangsaan, dan jelas bahwa masalah dengan kematian pemangsaan yang terlalu tinggi terkait dengan ikan pemakan ikan. Tidak mengherankan, kita meningkatkan biomassa mereka dengan orde besaran, dan hal ini kembali menghantui kita. Jadi, ubah biomassa ikan pemakan ikan kembali ke 0,5 t · km-2 untuk menyeimbangkan kembali
modelnya.
Mengapa alga makro tidak terus punah? Dengan pengaturan parameter default diasumsikan ada kompensasi yang bergantung pada kepadatan untuk kelompok produsen. Karena beberapa alga makro dihilangkan melalui penangkapan ikan, alga yang tersisa mendapatkan kondisi yang lebih baik. Anda dapat mengubah prediksi ini di Ecosim > Info Grup dengan mengubah P/ B relatif maksimum untuk alga makro dari default 2,0 menjadi, misalnya, 1,01,
untuk menunjukkan bahwa tidak akan ada kompensasi yang bergantung pada kepadatan. Jalankan kembali Ecosim – dan alga makro akan menuju perluasan.
Dalam simulasi hingga saat ini ( skenario simulasi dasar ), hanya makroalga yang terdampak oleh pukat, sisanya diprediksi dalam situasi status quo. Kita dapat memodifikasinya dengan menerapkan proses yang dikenal sebagai mediasi (lihat bab).
Mediasi di sini didefinisikan sebagai proses di mana suatu kelompok memiliki dampak non-trofik pada interaksi trofik kelompok lain dalam sistem. Dalam kasus kita, makroalga berfungsi sebagai tempat persembunyian bagi ikan kecil; mereka dapat bersembunyi bagi ikan pemakan ikan dan cumi-cumi yang memakannya.
Selanjutnya, masuk ke Ecosim > Input > Mediasi. Di panel kiri bawah, klik Tambahkan untuk menambahkan bentuk mediasi. Selanjutnya, di panel kanan bawah, klik Tentukan grup dan armada mediasi… ' klik makro-
Sekarang klik tombol perintah Run , dengan demikian menjalankan Ecosim 'apa adanya', yaitu dengan pengaturan parameter default. Grafik akan menunjukkan bagaimana biomassa diprediksi berubah relatif terhadap biomassa dasar Ecopath. Anda akan melihat biomassa makroalga menurun secara asimtotik. Ini adalah konsekuensi dari kita yang telah 'memberi tahu' model (dengan menentukan istilah akumulasi biomassa negatif) bahwa dalam situasi dasar, makroalga menurun dengan laju tertentu.
Lalu, berapa nilai yang 'tepat' untuk digunakan pada parameter ini? Maaf, itu masalah Anda, Andalah yang perlu tahu tentang kelompok-kelompok dalam sistem Anda, dan saya tekankan hal ini untuk memperkuat apa yang ditekankan sebelumnya: tidak ada yang dapat menggantikan data; setidaknya bukan jenis data yang menghasilkan pengetahuan.
Saat akan menggunakan Ecosim, ada baiknya untuk langsung masuk dan menjalankan simulasi.
Jalankan dulu, tanya kemudian, itulah filosofinya.
Ketika kita melanjutkan ke model simulasi dinamis waktu, Ecosim, akan terlihat bahwa ada istilah akumulasi bio-massa negatif untuk alga makro.
Jadi, buka Ecosim > Output > Run Ecosim, dan masukkan judul untuk skenario, misalnya, Simulasi dasar. Ecosim akan menyimpan semua parameter yang diperlukan untuk menjalankan sebagai bagian dari skenario ini, dan dengan cara ini Anda dapat dengan mudah menyimpan skenario alternatif.
Mari kita modelkan ini dengan skenario baru. Pertama, simpan model Anda (Menu, File > Simpan Model), lalu pilih Menu, Ecosim > Skenario baru, dan masukkan judul skenario, misalnya, “dengan mediasi”.
Sekarang kita harus menerapkan bentuk mediasi. Buka Ecosim > Input > Mediation > Apply mediation (consumer) dan klik interaksi antara ikan pemakan ikan dan ikan kecil (kolom 1, baris 2).
Gambar 2. Bentuk mediasi untuk makroalga yang memengaruhi predasi piscivora terhadap ikan kecil serta interaksi antara cumi-cumi dan ikan kecil.
alga, panah kanan dan OK. Ini mendefinisikan sumbu X dari bentuk Mediasi 1 sebagai bio- massa alga makro. Selanjutnya ubah bentuk bentuk Mediasi 1 dengan mengklik Ubah bentuk di panel atas , pilih Sigmoid dan masukkan nilai seperti pada Gambar 2.
Pada formulir 'Terapkan fungsi FF dan mediasi' yang muncul, klik Bentuk mediasi 1, panah
kanan, tombol radio Kerentanan , dan OK. Lakukan operasi yang sama untuk sel yang
menunjukkan interaksi antara cumi-cumi dan ikan kecil
Sekarang kita telah menetapkan bahwa jika biomassa alga makro diturunkan, akan ada lebih banyak interaksi (kerentanan yang lebih tinggi) antara ikan kecil dan ikan kecil, dan juga bahwa hal ini akan menyebabkan lebih banyak pemangsaan oleh cumi-cumi terhadap ikan kecil. Jalankan simulasi lagi (Ecosim > Output > Run Ecosim
> Run), dan lihat apa yang terjadi sekarang.
Gambar 3. Cuplikan layar dari Ecosim, yang menunjukkan fungsi mediasi sigmoid yang digunakan untuk memengaruhi interaksi antara ikan piscivora & cumi-cumi dan ikan kecil sebagai fungsi biomassa alga makro (sumbu x). Garis vertikal bertitik menunjukkan situasi dasar Ecopath, dan di sini telah dipindahkan ke kanan dengan mengklik grafik dan memindahkannya. Biomassa alga makro yang lebih rendah akan menyebabkan interaksi makan yang lebih tinggi antara ikan piscivora dan ikan kecil, biomassa yang lebih tinggi akan lebih rendah. Jadi, dengan garis bertitik di tempatnya, itu menunjukkan bahwa pemberantasan alga makro secara menyeluruh akan membuat ikan kecil ~3 x lebih rentan terhadap predator mereka.
Jika plot grup Anda memiliki lebih dari 9
Anda dapat menggunakan model ini untuk mengeksplorasi dampak parameter Ecosim tambahan.
Makroalga akan menurun seperti sebelumnya, hal ini akan menyebabkan biomassa ikan kecil menurun karena meningkatnya pemangsaan oleh ikan
kecil dan cumi-cumi . Anda dapat memeriksa apakah ini benar-benar yang terjadi di Ecosim > Output > Plot kelompok Ecosim > Ikan kecil, untuk melihat plot dengan pemangsaan dari waktu ke waktu untuk ikan kecil. Kelimpahan ikan kecil yang lebih rendah selanjutnya menyebabkan predator utama mereka, ikan kecil, menurun karena kekurangan makanan, dan cumi-cumi, yang dilepaskan dari tekanan pemangsaan yang disebabkan oleh ikan kecil, dan yang kehilangan pesaing dalam bentuk kelompok yang sama, meningkatkan biomassa mereka. Upaya penangkapan ikan konstan, sehingga menyebabkan perubahan pada ikan kecil.
Gambar 3. Ecosim > Output > Plot kelompok untuk ikan kecil. Plot mortalitas akibat pemangsaan menunjukkan peningkatan pemangsaan oleh cumi-cumi dan penurunan pemangsaan oleh ikan pemakan ikan. Plot kelompok sangat informatif tentang model Anda dan sangat bagus untuk dijelajahi.
plot pada Gambar 3, Anda dapat mengklik Pilih plot… di kanan atas untuk menyembunyikan beberapa plot – ini membuat plot lebih
mudah dilihat.
Perhatikan pada Gambar 3 bagaimana penurunan B pada ikan kecil mengakibatkan berkurangnya waktu makan bagi kelompok tersebut, yang akan membatasi paparan mereka terhadap predator. Kita biasanya menetapkan
1. Sainsbury, KJ, RA Campbell, dan WW Whitelaw, Dampak pukat harimau terhadap habitat laut di North West Shelf of Australia dan implikasinya terhadap pengelolaan perikanan berkelanjutan, dalam Sustainable Fisheries through Sustainable Habitat, DA Hancock, Editor. 1993, Bureau of Rural Sciences Proceedings, AGPS: Canberra. hlm. 137-145.
Catatan
Kesimpulannya? Model sederhana ini memang menunjukkan bahwa penangkapan ikan pukat
mungkin dapat "mengolah tanah" untuk meningkatkan hasil tangkapan cumi-cumi. Izinkan saya mengakhiri dengan mengutip Keith Sainsbury sebagai contoh yang baik tentang pembalikan logika umum: "jika Anda mempertimbangkan intervensi manajemen, dan Anda tidak dapat membuatnya berhasil menggunakan model sederhana; seberapa besar kemungkinan hal itu akan berhasil dalam kenyataan?"
Anda dapat mengunduh model untuk bab ini pada tautan ini.
Ecosim > Input > Info grup > Tingkat penyesuaian waktu makan menjadi 0 untuk semua kecuali predator puncak, kelompok usia sangat muda, dan mungkin zooplankton. Periksa apa yang terjadi pada ikan kecil jika Anda menyetel Tingkat penyesuaian waktu makan mereka menjadi 0. Apakah penurunannya akan berkurang atau bertambah?
Atribusi
Bab ini diadaptasi dan diperbarui dari Christensen, V. 2009. Ecopath with Ecosim: Linking fisheries and ecology. Halaman 55-70, Bab 5 dalam: SE Jørgensen, TS Chon, FA Recknagel (Editor) Handbook of Ecological Modelling and Informat-ics. WIT Press
dalam EwE dapat digabungkan dalam Ecosim dan Ecospace • Dapatkan gambaran tentang perbedaan antara penggerak model temporal dan spasial
Atau, buat serangkaian skenario potensial dan evaluasi semuanya. Itu dapat diotomatisasi, EwE dapat dijalankan dari skrip.
• Memperoleh pengalaman mengenai bagaimana dampak non-trofik yang tidak dimodelkan secara langsung Tujuan latihan ini adalah untuk menggabungkan efek non-trofik melalui mediasi berdasarkan faktor yang tidak dimodelkan secara langsung.
Pertanyaan kunci untuk memodelkan dampak kebisingan adalah: apa dampak kebisingan? Anda perlu mempertimbangkan pertanyaan itu, tidak ada model yang akan mengetahuinya – model tidak terlalu pintar, tetapi mereka pandai dalam analisis.
Jadi, cara yang masuk akal untuk menangani ketidakpastian ini adalah dengan membaca literatur, dan mengevaluasi skenario yang masuk akal, ditambah skenario dampak tinggi dan rendah, sebagai minimum.
Dalam tutorial ini, kami mengilustrasikan prosedur tentang cara memodelkan dampak kebisingan, dan mencatat bahwa prosedur tersebut juga dapat digunakan untuk faktor eksternal lainnya, misalnya, dampak cahaya.
Ecosim dapat menggabungkan efek non-trofik melalui apa yang kami sebut mediasi. Fungsionalitas mediasi juga dapat digunakan dalam Ecospace, yang dapat mengambil fungsi mediasi yang ditetapkan dalam Ecosim, tetapi lapisan penggerak spasial perlu ditetapkan untuk digunakan dalam Ecospace. Dalam tutorial ini, kami mengilustrasikan cara menggabungkan efek faktor eksternal, yaitu faktor yang tidak dimodelkan secara langsung dalam EwE. Kami mengilustrasikan ini melalui pemodelan dampak kebisingan kapal pada mamalia laut.