A világ táplálékhálójának és az emberi trófikus szintnek az elfogyasztása

Szerkesztette: B. L. Turner, Arizona Állami Egyetem, Tempe, AZ, és jóváhagyta 2013. november 4-én (felülvizsgálatra érkezett 2013. április 25)

Ez a cikk Letters-t tartalmaz. Lásd:

Az emberek csúcsragadozók - 2014. február 4
A marhahús növekvő preferenciája növeli az emberi hatást a világ élelmiszer-hálózatára - 2014. február 4

Kapcsolódó tartalom megtekintése:

Jelentőség

Itt kombináljuk az ökológiai elméletet, a demográfiát és a szocioökonómiát, hogy kiszámítsuk az emberi trofikus szintet (HTL) és az embereket az élelmiszer-háló kontextusában helyezzük el. A trófikus szintek az étrend összetételének mérőszámai, és az ökológia alapvető mutatói, de emberre még soha nem számoltak. A globális táplálékhálóban felfedezzük, hogy az emberek hasonlóak a szardellához vagy a sertésekhez, és nem tekinthetők csúcsragadozóknak. Ezenkívül megmutatjuk, hogy bár az országoknak sokféle étrendjük van, csak öt fő országcsoport létezik hasonló étrendi trendekkel. Jelentős összefüggéseket találunk a HTL és a Világbank fontos fejlesztési mutatói között, amelyek betekintést engednek a társadalmi-gazdasági, környezeti és egészségügyi viszonyok és az étkezési szokások közötti kapcsolatba.

Absztrakt

A trófikus szintek kritikus fontosságúak a fajok étrendjének szintetizálásában, az energiautak ábrázolásában, az élelmezési háló dinamikájának és az ökoszisztéma működésének megértésében, valamint az ökoszisztéma állapotának figyelemmel kísérésében. Pontosabban, a trofikus szintek leírják a fajok helyzetét az élelmiszer-hálóban, az őstermelőktől kezdve a csúcsragadozókig (tartomány, 1–5). A trófikus szint kismértékű különbségei az étrend nagy különbségeit tükrözhetik. Bár a trofikus szintek az ökoszisztémákban az állatokról gyűjtött legalapvetőbb információk közé tartoznak, az emberi trófikus szintet (HTL) még soha nem határozták meg. Itt egy globális HTL-értéket találunk, amelynek értéke 2,21, vagyis az anchoveta trofikus szintje. Ez az érték az idő múlásával nőtt, összhangban a húsban magasabb étrendre vonatkozó globális tendenciával. A 2,04 és 2,57 közötti nemzeti HTL-k az étrend sokféleségét tükrözik, bár a hasonló táplálkozási tendenciákkal rendelkező országok klaszterelemzése csak öt fő csoportot tár fel. Jelentős összefüggéseket találunk a társadalmi-gazdasági és környezeti mutatók és a globális étrendi trendek között. Bemutatjuk, hogy a HTL szintetikus index az emberi étrend figyelemmel kísérésére, és kiindulási alapot nyújt az étrendek országonkénti összehasonlításához.

A trófikus szintek az ökológiai vizsgálatokhoz gyűjtött alapvető mérőszámok, és sokféle alkalmazási területtel rendelkeznek (1). Leírják a táplálékhálóban az alapfajok és a ragadozók közötti közvetítők számát, és segítenek meghatározni a fajok szerepét az ökoszisztémában (2, 3). A fajok étrendjének szintetikus metrikáját képviselik, amely leírja az elfogyasztott ételek összetételét, és lehetővé teszi az étrend fajok közötti összehasonlítását.

Az őstermelőket, mint például a növényeket vagy a fitoplanktonot, az 1. trófikus szintként definiálják (1, 4). A későbbi trófikus szinteket ezután a fajok étrendjében szereplő élelmiszerek trofikus szintjének átlagaként számolják, mennyiséggel súlyozva, plusz egy. Például a növényevők, például a tehenek növényekkel táplálkoznak (1. trófikus szint); így trofikus szintjük 2. Hasonlóképpen, egy olyan faj esetében, amelynek étrendje fél növényből és fél tehénből áll, trofikus szintje 2,5. Ezért a trofikus szint 0,5-ös különbsége teljesen más étrendet tükrözhet, például a növényevőtől a mindenevőig. A húsevő csúcsragadozók, például jegesmedvék vagy gyilkos bálnák esetében a trofikus szint 5,5 (5) -ig terjed.

Az egyes trofikus szintek között energiaveszteség van (3, 6), ami azt jelenti, hogy a magasabb trofikus szintek fenntartásához több primer termelésre van szükség (7). 10% -os energiaátadási sebességet feltételezve 100 kg C elsődleges termelésre lenne szükség ahhoz, hogy 1 kg C-ot hozzanak létre egy olyan fajból, amelynek trofikus szintje 3 (7). Ez az energiaátviteli sebesség jelentősen változhat az ökoszisztémák között [3–20% (8)]. A nettó elsődleges termelés (NPP) a világ korlátozott kapacitása biomassza előállítására. Az emberek jelenleg az atomerőmű 25% -át (8–14,8 Pg C) adják el élelmiszer-termelés és földhasználat révén (9, 10), és ez az emberi előirányzat megközelíti a bolygó határát (11, 12). Az élelmiszertermeléshez szükséges erőforrások közvetlen kinyerése az atomerőmű emberi előirányzatának 35–40% -át teszi ki (10), mind az elfogyasztott élelmiszer mennyisége, mind az étrend összetétele szempontjából. Ezért egy meghatározott mennyiségű elfogyasztott élelmiszer esetében hatékonyabb, ha az emberi populációk alacsonyabb trofikus szintről esznek, hogy csökkentsék az erőforrások kitermelését.

Jelenleg nincs kvantitatív értékelés az emberi trófikus szintről (HTL). Itt kiszámítjuk a HTL-t az Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezet (FAO) országos adatainak felhasználásával, az emberi táplálék-ellátás egy főre eső, évenkénti élelmiszer-tételre (1961–2009) vonatkozóan. Élelmiszer-ellátási adatok 196 ország 176-ból állnak rendelkezésre, vagyis a világ népességének 98,1% -ára. Leírjuk a HTL időbeli tendenciáit és regionális változékonyságát. A Világbank fejlesztési mutatóit felhasználva jelentős összefüggéseket találunk a HTL és a fontos globális társadalmi-gazdasági és környezeti mutatók között. Megállapítottuk, hogy a HTL egy egyszerű eszköz az emberi étrend számszerűsítésére, a különböző országok étrendjeinek összehasonlítására és a globális trendek nyomon követésének megkönnyítésére.

Eredmények

A globális medián HTL-értéket 2009-ben 2,21-nek (SD = 0,13) találjuk. Ez 3% -os növekedést jelent 1961 óta (1A. Ábra). A medián HTL értékét az egyes országok népességmérete súlyozza, így ezt a tendenciát főként Kína és India vezérli, amelyek medián HTL-értéke 2,05-ről 2,20-ra nőtt ebben az időszakban (+ 7,4%; 1A. Ábra). Ha ezeket az országokat kivesszük az elemzésből, a globális HTL az idő múlásával stabil, 2,31-nél (1A. Ábra).