Войти
Леса водорослей - это подводные районы с высокой плотностью ламинария, которая покрывает большую часть береговых линий мира. Они признаны одной из самых продуктивных и динамичных экосистем на Земле. Меньшие участки прикрепленных келпов называются зарослями ламинарии .
Глобальное распространение лесов ламинарии «Я могу сравнивать только эти большие водные леса... с земными лесами в межтропических регионах. Но если в какой-либо стране лес был уничтожен, я не верю, что так много видов животных погибло бы, как здесь, от уничтожения ламинарии. Среди листьев этого растения обитают многочисленные виды рыб, которые нигде больше не могли найти ни пищи, ни убежища; с их уничтожение многих бакланов и других рыболовных птиц, выдры, тюленей и морских свиней, тоже скоро погибнут; и, наконец, огнестрельное [ы]... уменьшится в численности и, возможно, прекратит свое существование. – Чарльз Дарвин, 1 июня 1834 г., Огненная Земля, Чили
Леса водорослей встречаются во всем умеренном и полярном прибрежном океане. В 2007 году ламинарии были обнаружены в тропические воды вблизи Эквадора.
Физически образованные коричневыми макроводорослями, леса ламинарии обеспечивают уникальную Они являются средой обитания морских организмов и служат источником понимания многих экологических процессов. За последнее столетие они были в центре внимания обширных исследований, особенно в трофической экологии, и продолжают вызывать важные идеи, актуальные за пределами этой уникальной экосистемы. Например, ламинарии могут влиять на прибрежные океанографические модели и обеспечивать множество экосистемных услуг.
Однако влияние человека часто способствует деградации ламинарии лесов. Особую озабоченность вызывают последствия перелова прибрежных экосистем, которые могут освободить травоядных от их нормального регулирования популяции и привести к чрезмерному выпасу ламинарии и других водорослей. Это может быстро привести к переходу к бесплодным ландшафтам, где сохранилось относительно небольшое количество видов. Уже из-за комбинированного воздействия перелова и изменения климата, леса водорослей почти исчезли во многих особо уязвимых местах, таких как восточное побережье Тасмании и побережье Северной Калифорнии. Реализация морских охраняемых районов является одной из стратегий управления, полезных для решения таких проблем, поскольку она может ограничить воздействие рыболовства и защитить экосистему от дополнительных воздействий других факторов экологического стресса.
Термин kelp относится к морским водорослям, принадлежащим к отряду Laminariales (тип: Heterokontophyta ). Хотя водоросли не считаются таксономически разнообразным отрядом, они очень разнообразны структурно и функционально. Наиболее широко известные виды - это гигантские водоросли (Macrocystis spp.), Хотя многие другие роды, такие как Laminaria, Ecklonia, Lessonia, Alaria и Eisenia.
Широкий спектр морских обитателей использует леса ламинарии для защиты или в пищу, включая рыбу. В лесах водорослей северной части Тихого океана, особенно морского окуня, и многих беспозвоночных, таких как амфиподы, креветки, морские улитки, щетинистые черви и хрупкие звезды. Встречаются также многие морские млекопитающие и птицы, в том числе тюлени, морские львы, киты, каланы, чайки, крачки, снежные цапли, большие голубые цапли и бакланы, а также некоторые прибрежные птицы.
Часто считается инженером экосистемы, водоросли обеспечивают физический субстрат и среду обитания для лесных сообществ ламинарии. У водорослей (царство Protista ) тело отдельного организма известно как слоевище, а не растение (царство Plantae ). Морфологическая структура слоевища ламинарии определяется тремя основными структурными единицами:
Кроме того, многие виды водорослей имеют пневматоцисты, или наполненные газом пузыри, обычно расположенные у основания листьев рядом с ножкой. Эти конструкции обеспечивают келпу необходимую плавучесть, чтобы поддерживать вертикальное положение в толще воды.
К факторам окружающей среды, необходимым для выживания ламинарии, относятся твердый субстрат (обычно камень или песок), высокие питательные вещества (например, азот, фосфор) и свет (минимальная годовая доза облучения >50 Э м). Особенно продуктивные ламинарии обычно связаны с зонами значительного океанографического апвеллинга, процесса, который доставляет прохладную, богатую питательными веществами воду с глубины в смешанный поверхностный слой океана. Поток воды и турбулентность способствуют усвоению питательных веществ листьями ламинарии в толще воды. Прозрачность воды влияет на глубину, на которую может быть передано достаточное количество света. В идеальных условиях гигантские водоросли (Macrocystis spp.) Могут вырастать по вертикали на 30–60 см за день. Некоторые виды, такие как Nereocystis, являются однолетними, в то время как другие, такие как Eisenia, являются многолетними, живущими более 20 лет. В многолетних лесах ламинарии максимальные темпы роста наблюдаются в течение месяцев апвеллинга (обычно весной и летом), а замирание соответствует снижению доступности питательных веществ, более коротким световым периодам и учащению штормов.
Водоросли в первую очередь связаны с умеренные и арктические воды во всем мире. Из наиболее доминирующих родов Laminaria в основном связаны с обеими сторонами Атлантического океана и побережьями Китая и Японии ; Эклония встречается в Австралии, Новой Зеландии и Южной Африке ; и Macrocystis встречаются на северо-востоке и юго-востоке Тихого океана, Южного океана архипелагов, а также отдельными участками вокруг Австралии, Новой Зеландии и Южной Африки. Регион с наибольшим разнообразием водорослей (>20 видов) - это северо-восток Тихого океана, от севера Сан-Франциско, Калифорния, до Алеутских островов, Аляска.
Хотя ламинарии неизвестны в поверхностных тропических водах, известно, что несколько видов ламинарии встречаются исключительно в глубоких тропических водах. Считается, что такое общее отсутствие водорослей в тропиках в основном связано с недостаточным уровнем питательных веществ, связанным с теплой олиготрофной водой. Одно недавнее исследование, наложившее необходимые физические параметры ламинарии на средние океанографические условия, позволило создать модель, предсказывающую существование подповерхностных водорослей в тропиках по всему миру на глубине до 200 м. Для горячей точки на Галапагосских островах местная модель была улучшена с использованием мелкомасштабных данных и протестирована; Исследовательская группа обнаружила процветающие леса ламинарии на всех восьми выбранных участках, все из которых были предсказаны моделью, что подтвердило их подход. Это говорит о том, что их глобальная модель на самом деле может быть довольно точной, и если это так, то ламинарии будут изобиловать тропическими подземными водами во всем мире. Важность этого вклада была быстро признана в научном сообществе и подтолкнула к совершенно новой траектории исследований лесов ламинарии, особенно подчеркивая потенциал пространственного убежища от изменения климата, а также объяснения эволюционных паттернов водорослей во всем мире. 202>Архитектура экосистемы
Морской окунь плавает вокруг гигантских водорослей 
Дайвер в ламинарии лесу у побережья Калифорнии 
Лес водорослей у побережья Анакапы Остров, Калифорния 
Гигантские водоросли используют наполненные газом поплавки, чтобы держать растение в подвешенном состоянии, позволяя лезвиям водорослей у поверхности океана улавливать свет для фотосинтеза.
Архитектура экосистемы ламинарии основана на ее физическая структура, которая влияет на ассоциированные виды, определяющие структуру его сообщества. Структурно экосистема включает три гильдии водорослей и две гильдии, занятые другими водорослями:
Множественные виды водорослей часто сосуществуют в лесу; Термин «нижний полог» относится к ножкам и распростертым водорослям. Например, полог Macrocystis может простираться на много метров над морским дном по направлению к поверхности океана, в то время как подлесок водорослей Eisenia и Pterygophora поднимается вверх всего на несколько метров. Под этими водорослями может встречаться бентосное скопление лиственных красных водорослей. Плотная вертикальная инфраструктура с вышележащим пологом образует систему микроокружений, аналогичных тем, которые наблюдаются в наземном лесу, с солнечным пологом, частично затененной серединой и затемненным морским дном. У каждой гильдии есть ассоциированные организмы, которые различаются по уровню зависимости от среды обитания, и совокупность этих организмов может меняться в зависимости от морфологии ламинарии. Например, в Калифорнии, в лесах Macrocystis pyrifera, голожаберник Melibe leonina и креветка-скелет Caprella californica тесно связаны с поверхностным пологом; водорослевой окунь Brachyistius frenatus, морской окунь Sebastes spp. и многие другие рыбы встречаются в подлеске прилистников; хрупкие звезды и тюрбаны тегула spp. тесно связаны с водорослями, в то время как различные травоядные животные, такие как морские ежи и морские ушки, живут под распростертым пологом; среди донных сообществ обитает множество морских звезд, гидроидов и донных рыб; одиночные кораллы, различные брюхоногие моллюски и иглокожие обитают поверх корковых коралловых водорослей. Кроме того, пелагические рыбы и морские млекопитающие слабо связаны с лесами ламинарии, обычно взаимодействуя вблизи краев, когда они заходят, чтобы питаться местными организмами.
Такие морские ежи пурпурные морские ежи могут повредить леса водорослей, пережевывая ламинарии прижимные части 
каланы - это важный хищник морских ежей.
Украшенная драгоценностями улитка Calliostoma annulatum, пасущаяся на лезвии гигантской водоросли Классические исследования в области экологии ламинарии в основном сосредоточены на трофических взаимодействиях (взаимоотношениях между организмами) и их пищевые сети ), особенно понимание и трофические процессы сверху вниз. Процессы снизу вверх, как правило, обусловлены абиотическими условиями, необходимыми для роста первичных производителей, такими как доступность света и питательных веществ и последующая передача энергии потребителям на более высоких трофических уровнях. Например, появление ламинарии часто коррелирует с океанографическими зонами апвеллинга, которые обеспечивают необычно высокие концентрации питательных веществ в местной окружающей среде. Это позволяет водорослям расти и впоследствии поддерживать травоядных животных, что, в свою очередь, поддерживает потребителей на более высоких трофических уровнях. Напротив, в процессах сверху вниз хищники ограничивают биомассу видов на более низких трофических уровнях за счет потребления. В отсутствие хищников эти виды низшего уровня процветают, потому что ресурсы, поддерживающие их энергетические потребности, не ограничены. В хорошо изученном примере из лесов водорослей Аляски каланы (Enhydra lutris) контролируют популяции травоядных морских ежей посредством хищничества. Когда каланы удаляются из экосистемы (например, в результате эксплуатации человеком), популяции ежей выходят из-под контроля хищников и резко увеличиваются. Это приводит к увеличению давления травоядных на местные водоросли. Ухудшение самой ламинарии приводит к потере физической структуры экосистемы и, как следствие, к потере других видов, связанных с этой средой обитания. В экосистемах лесных водорослей Аляски каланы являются ключевыми видами, которые опосредуют этот трофический каскад. В Южной Калифорнии леса водорослей сохраняются без каланов, а контроль над травоядными ежами вместо этого осуществляется целым набором хищников, включая омаров и крупных рыб, таких как калифорнийская овчарка. Эффект удаления одного хищного вида в этой системе отличается от Аляски, потому что существует избыточность на трофических уровнях, а другие хищные виды могут продолжать регулировать ежей. Однако устранение нескольких хищников может эффективно освободить ежей от давления хищников и позволить системе следовать траекториям к деградации леса ламинарии. Подобные примеры существуют в Новой Шотландии, Южной Африке, Австралии и Чили. Относительная важность контроля сверху вниз по сравнению с контролем снизу вверх в лесных экосистемах ламинарии и сила трофических взаимодействий по-прежнему являются предметом значительных научных исследований.
Переход от макроводорослей (т.е. леса ламинарии) к обнаженным ландшафтам. преобладают морские ежи (или «ежи пустоши») - широко распространенное явление, часто возникающее в результате трофических каскадов, подобных описанным выше; две фазы рассматриваются как альтернативные стабильные состояния экосистемы. Восстановление лесов водорослей из состояния бесплодия было документально подтверждено после драматических потрясений, таких как болезнь ежей или большие изменения температурных условий. Восстановление из промежуточных состояний ухудшения менее предсказуемо и зависит от комбинации абиотических факторов и биотических взаимодействий в каждом случае.
Хотя ежи обычно являются доминирующими травоядными животными, другие со значительной силой взаимодействия включают морских звезд, равноногих, водорослей крабов и травоядных рыб. Во многих случаях эти организмы питаются водорослями, которые были вытеснены из субстрата и дрейфуют у дна океана, вместо того, чтобы тратить энергию на поиск целых талломов, которыми можно было бы питаться. Когда водоросли достаточно дрейфуют, травоядные травоядные не оказывают давления на прикрепленные растения; когда дотации на дрейф недоступны, травоядные напрямую влияют на физическую структуру экосистемы. Многие исследования в Южной Калифорнии показали, что наличие дрейфующих водорослей влияет на поведение морских ежей в поисках пищи. Дрейфующие водоросли и твердые частицы, полученные из водорослей, также сыграли важную роль в субсидировании соседних местообитаний, таких как песчаные пляжи и каменистые приливы.
Было направлено еще одно важное исследование лесов ламинарии при понимании пространственно-временных паттернов пятен водорослей. Такая динамика не только влияет на физический ландшафт, но также влияет на виды, которые связываются с водорослями в поисках убежища или поиска пищи. Крупномасштабные нарушения окружающей среды позволили сделать важные выводы о механизмах и устойчивости экосистем. Примеры нарушений окружающей среды включают:
Помимо экологического мониторинга лесов ламинарии до, во время и после таких нарушений, ученые пытаются дразнить кроме тонкостей динамики ламинарии с помощью экспериментальных манипуляций. Работая в более мелких пространственно-временных масштабах, они могут контролировать наличие или отсутствие определенных биотических и абиотических факторов, чтобы обнаружить действующие механизмы. Например, в южной Австралии манипуляции с типами полога водорослей продемонстрировали, что относительное количество Ecklonia radiata в пологе можно использовать для прогнозирования сообществ подлеска; следовательно, доля E. radiata может использоваться как индикатор других видов, встречающихся в окружающей среде.
Леса водорослей были важны для существования человека на протяжении тысяч лет. Действительно, многие теперь предполагают, что первая колонизация Америки была вызвана рыболовными сообществами, которые следовали за лесами водорослей Тихого океана во время последнего ледникового периода. Одна из теорий утверждает, что леса из водорослей, которые простирались бы от Северо-Восточной Азии до американского побережья Тихого океана, принесли бы много пользы древним лодочникам. Леса водорослей предоставили бы много возможностей к существованию, а также выступили в качестве своего рода буфера от бурной воды. Помимо этих преимуществ, исследователи полагают, что леса ламинарии могли помочь ранним яхтсменам ориентироваться, действуя как своего рода «шоссе ламинарии». Теоретики также предполагают, что леса водорослей помогли этим древним колонистам, обеспечив им стабильный образ жизни и не давая им адаптироваться к новым экосистемам и разрабатывать новые методы выживания, даже когда они преодолевали тысячи миль. Современная экономика основана на промысле связанных с водорослями видов, таких как лобстер и морской окунь. Люди также могут собирать водоросли непосредственно для кормления видов аквакультуры, таких как морское ушко, и для извлечения соединения альгиновой кислоты, которое используется в таких продуктах, как зубная паста и антациды. Леса водорослей ценятся для рекреационных мероприятий, таких как подводное плавание с аквалангом и каякинг; Отрасли, поддерживающие эти виды спорта, представляют одно преимущество, связанное с экосистемой, а удовольствие, получаемое от этих видов деятельности, - другое. Все это примеры экосистемных услуг, предоставляемых именно лесами ламинарии.
Голожаберниковые Melibe leonina на ветвях Macrocystis (Калифорния): охраняемые морские территории - один из способов защиты водорослей как экосистемы. Учитывая сложность лесов ламинарии - их изменчивую структуру, географию и взаимодействие - они представляют собой серьезную проблему для менеджеров по охране окружающей среды. Экстраполировать даже хорошо изученные тенденции в будущее сложно, потому что взаимодействия внутри экосистемы будут меняться в различных условиях, не все взаимосвязи в экосистеме понятны, а нелинейные пороги переходов еще не признаны. Что касается ламинарии, то к основным проблемам, вызывающим беспокойство, относятся загрязнение морской среды и качество воды, сбор и рыболовство ламинарии, инвазивные виды и изменение климата. Самой серьезной угрозой сохранению лесов водорослей может быть чрезмерный вылов прибрежных экосистем, что за счет устранения более высоких трофических уровней способствует их переходу в бедные пустоши ежей. Поддержание биоразнообразия признано способом общей стабилизации экосистем и их услуг с помощью таких механизмов, как функциональная компенсация и снижение восприимчивости к инвазиям чужеродных видов.
Во многих местах руководители предпочитают регулировать вылов ламинарии и / или вылов лесных пород ламинарии рыбными промыслами. Хотя они могут быть эффективными в определенном смысле, они не обязательно защищают всю экосистему. Морские охраняемые районы (МОР) предлагают уникальное решение, охватывающее не только целевые виды для промысла, но также взаимодействие между ними и местной окружающей средой в целом. Прямые выгоды от МОР для рыболовства (например, побочные эффекты) хорошо документированы во всем мире. Косвенные преимущества также были продемонстрированы в нескольких случаях среди таких видов, как морские ушки и рыбы в Центральной Калифорнии. Что наиболее важно, МОР могут быть эффективными для защиты существующих экосистем лесных водорослей, а также могут позволить восстановление тех, которые были затронуты.
 | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Леса водорослей. |
