Trophische Ökologie ist die allgemeine Untersuchung der Struktur der Nahrungsbeziehungen zwischen Organismen in einem Ökosystem. Diese Ernährungs- oder trophischen Beziehungen werden oft als Nahrungsnetze oder Nahrungsketten dargestellt. Ein sehr wichtiges Phänomen der trophischen Ökologie ist als trophische Kaskade bekannt, die die indirekte Kontrolle beschreibt, die ein Top-Raubtier auf Arten auf niedrigeren, nicht angrenzenden trophischen Ebenen ausübt. In einer trophischen Kaskade wirken sich ökologische Prozesse und Konsequenzen, die durch eine Veränderung an der Spitze der Nahrungskette ausgelöst werden, auf niedrigere trophische Ebenen aus und gleichen schließlich die ökologischen Beziehungen zahlreicher Arten aus. Zum Beispiel können Raubtiere die Populationsdichte ihrer direkten Beute reduzieren oder das Verhalten ihrer Beute so stark behindern, dass sie das Überleben anderer Arten verbessern, die ihre Beute unterdrückt. Trophische Kaskaden können auch den gegenteiligen Effekt haben: Die Entfernung des obersten Raubtiers aus einer Nahrungskette kann die Population seiner Beute erhöhen, was wiederum zu einer Verringerung der Arten auf der nächstniedrigeren trophischen Ebene führt. Siehe auch: Ökologische Gemeinschaften; Ökologische Modellierung; Ökologie; Ökosystem; Nahrungsnetz; Raubtier-Beute-Interaktionen; Trophische Ökologie
Ein bemerkenswertes Beispiel für diese ökologische Interaktion von oben nach unten wurde im Yellowstone-Nationalpark im Westen der USA beobachtet. In den 1920er Jahren verursachte das lokale Aussterben der Parkpopulation von Grauwölfen (Canis lupus) durch die Jagd eine Zunahme der Population von Elchen (Cervus elaphus), was zu einem überwältigenden Rückgang der Fülle zahlreicher Pflanzen (insbesondere Espen, Weiden und Gräser) führte. Tatsächlich hat der Elch diese Pflanzen auf vernachlässigbare Werte reduziert. Im Jahr 1995 begann die Wiedereinführung der Wölfe in den Park eine dramatische Umkehrung dieses Trends, die Zahl der Elche zu senken und die Höhe der oben genannten Pflanzen zu erhöhen. Darüber hinaus reduzierte die Wiederansiedlung der Wölfe nicht nur die Anzahl der Elche durch Raubtiere, sondern veränderte auch das Verhalten der Elche. Die Elche begannen sich in Gebieten abseits der Wölfe zu versammeln und bewegten sich schneller durch Gebiete, die von den Wölfen frequentiert wurden. Da die Elche nicht so stark auf den Pflanzen in Wolfsgebieten grasten, blühten dort Pflanzenarten. Siehe auch: Biologische Produktivität; Hirsch; Hunde; Populationsökologie; Populationslebensfähigkeit; Restaurierungsökologie
Parkmanager hatten zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts wenig Ahnung von den Auswirkungen, die die Ausrottung der grauen Wölfe (ein Top-Raubtier) auf die ökologischen Gemeinschaften in Yellowstone haben würde. Zu dieser Zeit dachten Wissenschaftler, dass alle trophischen Ökosysteme von unten aufgebaut wurden. Im Bottom-up-Szenario war das Pflanzenleben die Grundlage, auf der alles wuchs. Nachdem sich die Pflanzen in einer Region etabliert hatten, würde der Rest der Arten, aus denen die Nahrungskette besteht, zusammenfallen, angefangen bei Insekten und Kleintieren bis hin zu größeren Pflanzenfressern und dann zu den Top-Raubtieren. Die Beobachtungen von Naturforschern über trophische Kaskaden wie die der Wölfe im Yellowstone beweisen jedoch, dass auch Top-Down-Effekte berücksichtigt werden müssen, da ihre indirekten Einflüsse die Dichte der unteren trophischen Pflanzenfresser verändern und dadurch das Wachstum der Primärproduzenten (Pflanzen) beeinflussen können. Dennoch müssen die Forscher mehr über trophische Kaskaden erfahren, einschließlich der Entschlüsselung des ultimativen Gleichgewichts von Top-Down- und Bottom‐Up-Determinanten. Siehe auch: Pflanzenfresser; Pflanzen-Tier-Interaktionen; Systemökologie; Theoretische Ökologie