Natural ecosystems are open to flows of energy, materials, and organisms. These subsidies are ubiquitous and influence ecosystem structure and functioning at local and regional extents. Subsidized consumers can attain higher biomass and abundance than unsubsidized consumers but the indirect, cascading effects generated from subsidized consumers are not well understood. I derive ecosystem models to investigate the relationship between subsidies and trophic cascades. I show that the ratio of subsidy to equivalent in situ prey may not be the best predictor of consumer response to subsidies, particularly when subsidies are temporally variable. I predict strong generalist consumer responses to subsidies in ecosystems with high in situ prey and relatively frequent subsidies. Next, I use response ratios to quantify the relative effect of predator regulation of herbivores and consumer-mediated recycling on producers stocks. I observe that predator regulation of herbivores has a larger, positive, effect on producer stocks than consumer-mediated recycling, however, consumer-mediated recycling can influence producer biomass in many cases. The relative contribution of both mechanisms to cascading trophic interactions depends on feeding relationships between predator and prey, nutrient turnover rates and the rate of external nutrient loading. Trophic cascade theory and experiments to date, have been conducted in closed ecosystems but recent evidence suggests that predators can have cascading effects across ecosystem boundaries. I derive a model of a recipient ecosystem and demonstrate that ecosystems with higher rates of constant subsidies experience stronger trophic cascades because these subsidies facilitate higher secondary production and consumption. I extend this previous model to meta-ecosystem extents in order to consider the effects of reciprocal pulsed subsidies on ecosystem functioning. I show that reciprocal pulsed subsidies can be reinforcing, particularly when th / Les écosystèmes naturels sont ouverts aux flux d'énergie, de matière, et d'organismes. Omniprésents, ces apports allochtones ont un impact sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes. S'il est clair que des consommateurs bénéficient directement de ces flux, nous n'avons qu'une connaissance rudimentaire de leurs effets indirects sur les réseaux trophiques. Je développe des modèles d'écosystème afin d'étudier la relation existante entre flux de matière et d'organismes et cascades trophiques. Je démontre ainsi que le ratio de la biomasse des apports sur la biomasse de proie locale ne prédit pas l'effet des flux sur les consommateurs, notamment lorsque ces apports sont variables dans le temps. L'impact des flux sur la biomasse de consommateur se révèle d'autant plus grand quand la biomasse de proie locale est importante et que les flux sont fréquent. J'examine ensuite l'impact relatif du contrôle des herbivores et du recyclage de nutriments par les prédateurs sur la population de plantes et montre que, bien que les deux soient positifs, l'effet du contrôle des herbivores est plus fort. La contribution relative de ces deux mécanismes pour les cascades trophiques dépend des interactions entres proies et prédateurs, des taux de recyclages et des flux de nutriments provenant de l'extérieur. Les cascades trophiques sont généralement étudiées et conceptualisées dans des écosystèmes fermés. Cependant, il a récemment été mis en évidence que les prédateurs peuvent avoir des effets indirects dépassant les frontières d'un écosystème. A l'aide d'un modèle d'écosystème bénéficiant de flux allochtones, je démontre en effet que les cascades trophiques sont d'autant plus fortes quand les écosystèmes reçoivent des flux de matière et d'organismes fréquents. Ce modèle est ensuite étendu à l'échelle de méta-écosystèmes afin d'examiner l'effet des flux réciproques et variables dans le temps sur la force des cascade
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.95157 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Leroux, Shawn |
| Contributors | Michel Loreau (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0017 seconds