Келпске шуме

Келпска шума|мини

Келпске шуме су подводна подручја са високом густином келпа, која покривају велики део светских обала. Мање површине усидреног келпа називају се келпска лежишта. Препознате су као једни од најпродуктивнијих и најдинамичнијих екосистема на Земљи. Иако келпске шуме заједно са коралним гребенима покривају само 0,1% укупне површине Земље, оне чине 0,9% глобалне примарне продукције.See Fig. 3 in Келпске шуме се јављају широм света дуж умерених и поларних приобалних океана. Године 2007, келпске шуме су такође откривене у тропским водама у близини Еквадора.

мини|244п|

мини|350п|Келпска шума на сидришту Кохо у близини Појнт Консепшона, Калифорнија. Физички формиране од стране смеђих макроалги, келпске шуме пружају јединствено станиште за морске организме и представљају извор за разумевање многих еколошких процеса. Током прошлог века, биле су у фокусу опсежних истраживања, посебно у трофичкој екологији, и настављају да подстичу важне идеје које су релевантне и изван овог јединственог екосистема. На пример, келпске шуме могу утицати на приобалне океанографске обрасце и пружати многе услуге екосистема.

Међутим, људски утицај је често доприносио деградацији келпских шума. Посебно су забрињавајући ефекти прекомерног излова приобалних екосистема, што може ослободити хербиворе од њихове нормалне регулације популације и резултирати прекомерном испашом келпа и других алги. Ово може брзо резултирати преласком у пусте пределе где опстаје релативно мало врста. Већ због комбинованих ефеката прекомерног излова и климатских промена, келпске шуме су скоро нестале на многим посебно рањивим местима, као што су источна обала Тасманије и обала Северне Калифорније. Успостављање морских заштићених подручја је једна од стратегија управљања корисна за решавање таквих проблема, јер може ограничити утицаје риболова и заштитити екосистем од адитивних ефеката других стресора из животне средине.

Келп

Термин келп односи се на морске алге које припадају реду Laminariales (раздео: Ochrophyta). Иако се не сматра таксономски разноврсним редом, келпи су веома структурно и функционално разноврсни. Најшире препознате врсте су џиновски келпи (Macrocystis spp.), иако су описани и бројни други родови као што су Laminaria, Ecklonia, Lessonia, Nereocystis, Alaria и Eisenia.

Широк спектар морског живота користи келпске шуме за заштиту или храну, укључујући рибе. У севернопацифичким келпским шумама, посебно рибе шкрпине, и многи бескичмењаци, као што су амфиподе, шкампи, морски пужеви, вишечекињасти црви и морске змијаче. Такође се могу наћи многи морски сисари и птице, укључујући фоке, морске лавове, китове, морске видре, галебове, чигре, снежне чапље, велике плаве чапље и корморане, као и неке приобалне птице.Kelp forests provide habitat for a variety of invertebrates, fish, marine mammals, and birds NOAA. Updated 11 January 2013. Retrieved 15 January 2014.

Често сматран инжењером екосистема, келп пружа физички супстрат и станиште за заједнице келпских шума. Код алги (царство Протисти), тело индивидуалног организма је познато као талус, а не као биљка (царство Биљке). Морфолошка структура талуса келпа дефинисана је са три основне структурне јединице: Холдфаст је маса налик корену која усидрава талус за морско дно, иако за разлику од правог корена није одговоран за апсорпцију и испоруку хранљивих материја остатку талуса. Стабљика је аналогна биљној стабљици, протеже се вертикално од холдфаста и пружа оквир подршке за друге морфолошке карактеристике. Фрондови су додаци налик листовима или перајима који се протежу од стабљике, понекад дуж целе њене дужине, и места су апсорпције хранљивих материја и фотосинтетске активности. Поред тога, многе врсте келпа имају пнеуматоцисте, или мехурове испуњене гасом, обично смештене у основи фронда близу стабљике. Ове структуре пружају неопходну пловност како би келп одржао усправан положај у воденом стубцу.

Фактори животне средине неопходни за опстанак келпа укључују тврду подлогу (обично камен или песак), високе хранљиве материје (нпр. азот, фосфор) и светлост (минимална годишња доза ирадијансе > 50 Е m−2). Посебно продуктивне келпске шуме обично су повезане са подручјима значајног океанографског апвелинга, процеса који допрема хладну воду богату хранљивим материјама из дубине до измешаног површинског слоја океана. Проток воде и турбуленција олакшавају асимилацију хранљивих материја преко келпових фронда широм воденог стуба. Бистрина воде утиче на дубину до које се може пренети довољно светлости. У идеалним условима, џиновски келп (Macrocystis spp.) може расти и до 30–60 cm вертикално дневно. Неке врсте, као што је Nereocystis, су једногодишње, док су друге, попут Eisenia, вишегодишње, живећи више од 20 година. У вишегодишњим келпским шумама, максималне стопе раста се јављају током месеци апвелинга (обично пролеће и лето), а одумирање одговара смањеној доступности хранљивих материја, краћим фотопериодима и повећаној учесталости олуја.

Келпи су првенствено повезани са умереним и арктичким водама широм света. Од доминантнијих родова, Laminaria је углавном повезана са обе стране Атлантског океана и обалама Кине и Јапана; Ecklonia се налази у Аустралији, Новом Зеланду и Јужноафричкој Републици; а Macrocystis се јавља широм североисточног и југоисточног Тихог океана, архипелага Јужног океана и у местимичним деловима око Аустралије, Новог Зеланда и Јужне Африке. Регион са највећом разноврсношћу келпа (>20 врста) је североисточни Пацифик, од севера Сан Франциска, Калифорнија, до Алеутских острва, Аљаска.

Иако су келпске шуме непознате у тропским површинским водама, за неколико врста Laminaria се зна да се јављају искључиво у тропским дубоким водама.Petrov, J.E., M.V. Suchovejeva and G.V. Avdejev. 1973. New species of the genus Laminaria from the Philippine Sea. Nov Sistem. Nizch. Rast. 10: 59–61. Верује се да је ово опште одсуство келпа из тропа углавном последица недовољних нивоа хранљивих материја повезаних са топлим, олиготрофним водама. Једна недавна студија просторно је преклопила неопходне физичке параметре за келп са средњим океанографским условима и произвела модел који предвиђа постојање подповршинских келпова широм тропа до дубина од . За жариште на Галапагоским острвима, локални модел је побољшан фино скалираним подацима и тестиран; истраживачки тим је пронашао успешне келпске шуме на свих осам узоркованих локација, од којих су све предвиђене моделом, чиме је потврђен њихов приступ. Ово сугерише да би њихов глобални модел заправо могао бити прилично тачан, и ако је тако, келпске шуме би биле обилне у тропским подповршинским водама широм света. Значај овог доприноса брзо је препознат у научној заједници и подстакао је потпуно нови правац истраживања келпских шума, наглашавајући потенцијал келпских шума да пруже морским организмима просторно уточиште под климатским променама и пружајући могућа објашњења за еволуционе обрасце келпа широм света.

Архитектура екосистема мини|Рибе шкрпине пливају око џиновског келпа мини|Ронилац у шуми келпа код обале Калифорније мини|десно|Келпска шума код острва Анакапа, Калифорнија мини|десно|Џиновски келп користи пловке испуњене гасом да одржи талус суспендованим, омогућавајући предњим деловима келпа близу површине океана да хватају светлост за фотосинтезу.

Архитектура екосистема келпске шуме заснована је на њеној физичкој структури, која утиче на придружене врсте које дефинишу структуру њене заједнице. Структурно, екосистем укључује три гилде келпа и две гилде које заузимају друге алге: Келпи крошње (канопи келпи) укључују највеће врсте и често чине плутајуће крошње које се протежу до површине океана (нпр. Macrocystis и Alaria). Стабљикасти келпи се обично протежу неколико метара изнад морског дна и могу расти у густим агрегацијама (нпр. Eisenia и Ecklonia). Полегли келпи леже близу и дуж морског дна (нпр. Laminaria). Бентосну заједницу чине друге врсте алги (нпр. филаментозне и фолиозне функционалне групе, зглобне коралине) и сесилни организми на дну океана. Инкрустирајуће коралинске алге директно и често опсежно прекривају геолошку подлогу.

Више врста келпа често коегзистира унутар шуме; термин крошња подспрата односи се на стабљикасте и полегле келпе. На пример, крошња Macrocystis може се протезати много метара изнад морског дна ка површини океана, док се подспрат келпова Eisenia и Pterygophora уздиже само неколико метара. Испод ових келпова, може се појавити бентосна заједница фолиозних црвених алги. Густа вертикална инфраструктура са покровном крошњом формира систем микросредина сличних онима у копненој шуми, са сунчаним регионом крошње, делимично осенченим средњим делом и замраченим морским дном. Свака гилда има асоциране организме, који варирају у нивоима зависности од станишта, а скуп ових организама може варирати са морфологијом келпа. На пример, у Калифорнији, шумама Macrocystis pyrifera, нудибранхија Melibe leonina и рачић скелеташ Caprella californica су блиско повезани са површинским крошњама; келпски гргеч Brachyistius frenatus, рибе шкрпине Sebastes spp. и многе друге рибе налазе се унутар стабљикастог подспрата; морске змијаче и турбански пужеви Tegula spp. су блиско повезани са холдфастом келпа, док различити биљоједи, попут морских јежева и абалоне, живе испод полегле крошње; многе морске звезде, хидроиди и бентичке рибе живе међу бентосним заједницама; усамљени корали, разни гастроподи и ехинодерми живе преко инкрустирајућих коралинских алги. Поред тога, пелагичне рибе и морски сисари су лабаво повезани са келпским шумама, обично у интеракцији близу рубова док долазе да се хране резидентним организмима.

Келпске шуме

Źródło i licencja