stringtranslate.com

Бентическая зона

Бентическая зона — это экологическая область на самом нижнем уровне водоема, такого как океан , озеро или ручей , включая поверхность осадка и некоторые подповерхностные слои. Название происходит от древнегреческого слова βένθος ( bénthos ), что означает «глубины». [1] Организмы, живущие в этой зоне, называются бентосом и включают микроорганизмы (например, бактерии и грибы ) [2] [3], а также более крупных беспозвоночных , таких как ракообразные и полихеты . [4] Организмы здесь, как правило, живут в тесной связи с субстратом, и многие из них постоянно прикреплены ко дну. Бентический пограничный слой , который включает нижний слой воды и самый верхний слой осадка, на который напрямую влияет вышележащая вода, является неотъемлемой частью бентической зоны, поскольку он в значительной степени влияет на биологическую активность, которая там происходит. Примерами контактных слоев почвы являются песчаные дна, скалистые выходы, кораллы и заливной ил .

Описание

Океаны

Бентическая зона океана начинается у береговой линии ( приливно-отливная или литоральная зона ) и простирается вниз по поверхности континентального шельфа в море. Таким образом, эта область включает в себя большое разнообразие физических условий, различающихся по: глубине, проникновению света и давлению. [5] В зависимости от водоема, бентическая зона может включать области, которые находятся всего на несколько дюймов ниже поверхности.

Континентальный шельф представляет собой пологую бентосную область, которая простирается от суши. На краю континентального шельфа, обычно на глубине около 200 метров (660 футов), градиент значительно увеличивается и известен как континентальный склон. Континентальный склон опускается к глубоководному морскому дну. Глубоководное морское дно называется абиссальной равниной и обычно имеет глубину около 4000 метров (13000 футов). Океаническое дно не полностью плоское, но имеет подводные хребты и глубокие океанические впадины , известные как хейдальная зона . [6] Для сравнения, пелагическая зона является описательным термином для экологической области над бентосом, включая толщу воды до поверхности. На другом конце спектра бентос глубокого океана включает нижние уровни океанической абиссальной зоны . [7]

Для получения информации о животных, которые живут в более глубоких областях океанов, см. афотическая зона . Как правило, они включают формы жизни, которые переносят низкие температуры и низкий уровень кислорода , но это зависит от глубины воды. [8]

Озера

Как и в случае с океанами, бентосная зона — это дно озера, состоящее из накопленных затонувших органических веществ . Литоральная зона — это зона, граничащая с берегом; свет легко проникает, и водные растения процветают. Пелагическая зона представляет собой широкую массу воды, вплоть до глубины, на которую не проникает свет. [9]

Организмы

Бентос — это организмы, которые живут в бентической зоне и отличаются от организмов, находящихся в других местах водной толщи ; даже в пределах бентической зоны изменения таких факторов, как проникновение света, температура и соленость, приводят к четким различиям, очерченным по вертикали, в группах поддерживаемых организмов. [10] Многие организмы, приспособленные к глубоководному давлению, не могут выживать в верхних частях водной толщи: разница в давлении может быть очень значительной (примерно одна атмосфера на каждые 10 метров глубины воды). Многие приспособились жить на субстрате (дне). В своих местообитаниях их можно считать доминирующими существами, но они часто являются источником добычи для Carcharhinidae , таких как лимонная акула . ​​[11]

Поскольку свет не проникает очень глубоко в океанскую воду, источником энергии для бентической экосистемы часто является морской снег . Морской снег представляет собой органическое вещество из более высоких слоев водной толщи, которое дрейфует вниз на глубину. [12] Это мертвое и разлагающееся вещество поддерживает бентосную пищевую цепь ; большинство организмов в бентической зоне являются падальщиками или детритофагами . Некоторые микроорганизмы используют хемосинтез для производства биомассы .

Бентосные организмы можно разделить на две категории в зависимости от того, обитают ли они на дне океана или на глубине нескольких сантиметров. Те, кто живет на поверхности дна океана, известны как эпифауна . [13] Те, кто живет, зарывшись в дно океана, известны как инфауна . [10] Экстремофилы, включая пьезофилов , которые процветают при высоком давлении, также могут там жить. Примером бентосного организма является Chorismus antarcticus.

Поток питательных веществ

Источники пищи для бентосных сообществ могут происходить из водной толщи над этими местообитаниями в виде скоплений детрита , неорганических веществ и живых организмов. [14] Эти скопления обычно называют морским снегом , и они важны для отложения органических веществ и бактериальных сообществ. [15] Количество материала, опускающегося на дно океана, может составлять в среднем 307 000 агрегатов на м 2 в день. [16] Это количество будет варьироваться в зависимости от глубины бентоса и степени бенто-пелагической связи. Бентос в мелководном регионе будет иметь больше доступной пищи, чем бентос в глубоком море. Из-за своей зависимости от нее микробы могут стать пространственно зависимыми от детрита в бентической зоне. Микробы, обнаруженные в бентической зоне, в частности динофлагелляты и фораминиферы , довольно быстро колонизируют детритный материал, формируя симбиотические отношения друг с другом. [17] [18] В глубоком море, которое покрывает 90-95% дна океана, 90% всей биомассы состоит из прокариот. Чтобы высвободить все питательные вещества, запертые внутри этих микробов, в окружающую среду, вирусы играют важную роль, делая их доступными для других организмов. [19] [20]

Места обитания

Современные технологии картирования морского дна выявили связи между геоморфологией морского дна и бентической средой обитания, в которой наборы бентических сообществ связаны с определенными геоморфологическими условиями. [21] Примерами служат холодноводные коралловые сообщества, связанные с подводными горами и подводными каньонами, леса водорослей, связанные с внутренними шельфовыми скалистыми рифами, и каменные окуни, связанные со скалистыми уступами на континентальных склонах. [22] В океанической среде бентические среды обитания также можно зонировать по глубине. От самых мелких до самых глубоких: эпипелагические ( менее 200 метров), мезопелагические (200–1000 метров), батиальные (1000–4000 метров), абиссальные (4000–6000 метров) и самые глубокие, хадальные (ниже 6000 метров). [23]

Нижние зоны находятся в глубоких, находящихся под давлением областях океана. Воздействие человека происходило на всех глубинах океана, но наиболее существенно на мелководных континентальных шельфах и склоновых местообитаниях. [24] Многие бентосные организмы сохранили свои исторические эволюционные характеристики. Некоторые организмы значительно крупнее своих сородичей, живущих в более мелких зонах, в основном из-за более высокой концентрации кислорода в глубокой воде. [25]

Нелегко картировать или наблюдать эти организмы и их среду обитания, и большинство современных наблюдений проводятся с использованием дистанционно управляемых подводных аппаратов (ROV) и редко с использованием подводных лодок . [26] [27]

Экологические исследования

Бентосные макробеспозвоночные выполняют множество важных экологических функций, таких как регулирование потока материалов и энергии в речных экосистемах через связи в пищевой цепи . Из-за этой корреляции между потоком энергии и питательными веществами, бентосные макробеспозвоночные обладают способностью влиять на пищевые ресурсы рыб и других организмов в водных экосистемах . Например, добавление умеренного количества питательных веществ в реку в течение нескольких лет привело к увеличению богатства беспозвоночных, их численности и биомассы . Это, в свою очередь, привело к увеличению пищевых ресурсов для местных видов рыб с незначительным изменением структуры сообщества макробеспозвоночных и трофических путей. [28] Присутствие макробеспозвоночных, таких как Amphipoda, также влияет на доминирование определенных типов водорослей в бентических экосистемах. [29] Кроме того, поскольку на бентические зоны влияет поток мертвого органического материала , были проведены исследования взаимосвязи между потоками ручьев и речных вод и результирующим воздействием на бентосную зону. События низкого потока демонстрируют ограничение транспорта питательных веществ из бентосных субстратов в пищевые сети и вызывают снижение биомассы бентосных макробеспозвоночных, что приводит к исчезновению источников пищи в субстрате. [30]

Поскольку бентосная система регулирует энергию в водных экосистемах, были проведены исследования механизмов бентосной зоны для лучшего понимания экосистемы. Бентосные диатомовые водоросли использовались Рамочной директивой по водным ресурсам Европейского союза (WFD) для установления экологических показателей качества, которые определяют экологическое состояние озер в Великобритании. [31] В настоящее время проводятся начальные исследования бентосных сообществ, чтобы выяснить, можно ли их использовать в качестве индикаторов здоровых водных экосистем. Бентосные сообщества в урбанизированных прибрежных районах функционально не эквивалентны бентосным сообществам в нетронутых регионах. [32]

Экологи пытаются понять связь между гетерогенностью и поддержанием биоразнообразия в водных экосистемах. Бентосные водоросли использовались как изначально хороший объект для изучения краткосрочных изменений и реакций сообщества на гетерогенные условия в потоках. Понимание потенциальных механизмов, связанных с бентосом перифитона , и влияния на гетерогенность в потоке может обеспечить лучшее понимание структуры и функции экосистем потоков. [33] Популяции перифитона страдают от высокой естественной пространственной изменчивости , в то время как трудный доступ одновременно ограничивает практическое количество образцов, которые могут быть взяты. Нацеливание на места перифитона, которые, как известно, обеспечивают надежные образцы — особенно твердые поверхности — рекомендуется в программе мониторинга бентоса Европейского союза (Kelly 1998 для Соединенного Королевства, затем в ЕС и для ЕС в целом CEN 2003 и CEN 2004) и в некоторых программах Соединенных Штатов (Moulton et al 2002). [34] : 60  Бентическая валовая первичная продукция (GPP) может быть важна для поддержания точек биоразнообразия в прибрежных зонах в крупных озерных экосистемах . Однако относительный вклад бентических местообитаний в пределах конкретных экосистем изучен плохо, и запланированы дополнительные исследования. [35]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Словарное определение термина бентос в Викисловаре
  2. ^ Ветцель, Роберт Г. (2001). Лимнология: экосистемы озер и рек, 3-е изд . Academic Press, Сан-Диего. С. 635–637.
  3. ^ Фенчел, Т.; Кинг, Г.; Блэкберн, Т. Х. (2012). Бактериальная биогеохимия: экофизиология минерального цикла, 3-е изд . Academic Press, Лондон. С. 121–122.
  4. ^ "Что такое бентос?". Baybenthos.versar.com . 2006-01-23 . Получено 2013-11-24 .
  5. ^ Walag, Angelo (2022). «Понимание мира бентоса: введение в бентологию». В Godson, Prince; et al. (ред.). Экология и биоразнообразие бентоса . Амстердам, Нидерланды: Elsevier . стр. 1. ISBN 9780128211618.
  6. ^ Николс, К. Рид; Уильямс, Роберт Г. (2009). «хадал зона». Энциклопедия морской науки . Нью-Йорк: Информационная база . ISBN 9781438118819.
  7. ^ Николс, Уильямс (2009): «абиссальная зона»
  8. ^ Николс, Уильямс (2009): «афотическая зона»
  9. ^ Силк, Николь; Сируна, Кристин (2005). Практическое руководство по сохранению пресноводного биоразнообразия . Вашингтон, округ Колумбия: Island Press . ISBN 9781597260435.
  10. ^ ab Walag (2022) стр.2
  11. ^ Брайт, Майкл (2000). Частная жизнь акул: правда за мифом . Механиксбург, Пенсильвания: Stackpole Books. ISBN 0-8117-2875-7.
  12. ^ Маттиссен, Берте (2018). «Экологическая организация океана». В Salomon, Markus; et al. (ред.). Справочник по защите морской среды . Берлин: Springer . стр. 53. ISBN 978-3-319-60154-0.
  13. ^ "Эпифауна - Определение и многое другое из бесплатного словаря Merriam-Webster". Merriam-webster.com. 2012-08-31 . Получено 2013-11-24 .
  14. ^ Годсон (2022) стр.90
  15. ^ Alldredge, Alice; Silver, Mary W. (1988). «Характеристики, динамика и значение морского снега». Progress in Oceanography . 20 (1): 41–82. Bibcode : 1988PrOce..20...41A. doi : 10.1016/0079-6611(88)90053-5.
  16. ^ Шанкс, Алан; Трент, Джонатан Д. (1980). «Морской снег: скорость опускания и потенциальная роль в вертикальном потоке». Deep-Sea Research . 27A (2): 137–143. Bibcode : 1980DSRA...27..137S. doi : 10.1016/0198-0149(80)90092-8.
  17. ^ "Foraminifera" . Получено 7 декабря 2014 г. .
  18. ^ "foraminifera" . Получено 7 декабря 2014 г. .
  19. ^ Сиборг, Дэвид (30 июня 2023 г.). Организмы усиливают разнообразие: автокаталитическая гипотеза. CRC Press. ISBN 978-1-000-82638-8.
  20. ^ Дановаро, Р.; Молари, М.; Коринальдези, К.; Делл'Анно, А. (2016). «Макроэкологические факторы, влияющие на археи и бактерии в бентосных глубоководных экосистемах». Science Advances . 2 (4): e1500961. Bibcode : 2016SciA....2E0961D. doi : 10.1126/sciadv.1500961. PMC 4928989. PMID  27386507 . 
  21. ^ Харрис, ПТ; Бейкер, ЕК 2012. « Атлас GEOHAB геоморфологических особенностей морского дна и бентосных местообитаний – синтез и извлеченные уроки», в: Харрис, ПТ; Бейкер, ЕК (ред.), Геоморфология морского дна как бентосная среда обитания: Атлас GeoHab геоморфологических особенностей морского дна и бентосных местообитаний . Elsevier, Амстердам, стр. 871-890.
  22. ^ Харрис, ПТ; Бейкер, ЕК; 2012. Геоморфология морского дна как бентосная среда обитания: атлас GeoHab геоморфологических особенностей морского дна и бентосных сред обитания . Elsevier, Амстердам, стр. 947.
  23. ^ «Стандарт классификации прибрежных и морских экологических зон (CMECS)». 2012. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  24. ^ Харрис, ПТ, 2012. «Антропогенные угрозы бентическим местообитаниям», в: Харрис, ПТ; Бейкер, ЕК (ред.), Геоморфология морского дна как бентосная среда обитания: Атлас геоморфологических особенностей морского дна и бентосных местообитаний GeoHab . Elsevier, Амстердам, стр. 39-60.
  25. ↑ Королевский бельгийский институт естественных наук, новость от марта 2005 г. Архивировано 28 сентября 2011 г. на Wayback Machine
  26. ^ Кларк, Малкольм и др. (2016). Биологический отбор проб в глубоком море . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley . стр. 30. ISBN 9781118332559.
  27. ^ Тиллин, Х. М.; и др. «Руководство по платформам морского мониторинга: дистанционно управляемые транспортные средства для использования в морском бентосном мониторинге» (PDF) . Питерборо, Великобритания: Объединенный комитет по охране природы . стр. 1. Получено 15 июня 2022 г.
  28. ^ Миншалл, Уэйн; Шафии, Бахман; Прайс, Уильям Дж.; Холдерман, Чарли; Андерс, Пол Дж.; Лестер, Гэри; Барретт, Пэт (2014). «Влияние замены питательных веществ на бентосных макробеспозвоночных в ультраолиготрофном участке реки Кутенай, 2003–2010 гг.». Freshwater Science . 33 (4): 1009–1023. doi : 10.1086/677900 . JSTOR  10.1086/677900. S2CID  84495019.
  29. ^ Даффи, Дж. Эмметт; Хей, Марк Э. (2000-05-01). «Сильные воздействия пасущихся амфипод на организацию бентосного сообщества». Экологические монографии . 70 (2): 237–263. CiteSeerX 10.1.1.473.4746 . doi :10.1890/0012-9615(2000)070[0237:SIOGAO]2.0.CO;2. ISSN  0012-9615. S2CID  54598097. 
  30. ^ Роллс, Роберт; Ли, Кэтрин; Шелдон, Фрэн (2012). «Механистические эффекты гидрологии низкого стока на речные экосистемы: экологические принципы и последствия изменения». Freshwater Science . 31 (4): 1163–1186. doi :10.1899/12-002.1. hdl : 10072/48539 . JSTOR  10.1899/12-002.1. S2CID  55593045.
  31. ^ Беннион, Хелен; Келли, Мартин Г.; Джаггинс, Стив; Яллоп, Мэриан Л.; Берджесс, Эми; Джеймисон, Джейн; Кроковски, Ян (2014). «Оценка экологического состояния озер Великобритании с использованием бентосных диатомовых водорослей» (PDF) . Freshwater Science . 33 (2): 639–654. doi :10.1086/675447. JSTOR  10.1086/675447. S2CID  33631675.
  32. ^ Лоу, Майкл; Петерсон, Марк С. (2014). «Влияние прибрежной урбанизации на фаунистические сообщества солончаков в северной части Мексиканского залива». Морское и прибрежное рыболовство: динамика, управление и наука об экосистемах . 6 : 89–107. doi : 10.1080/19425120.2014.893467 . hdl : 1912/6981 .
  33. ^ Wellnitz, Todd; Rader, Russell B. (2003). «Механизмы, влияющие на состав сообщества и сукцессию в перифитоне горных ручьев: взаимодействие между историей вымывания, выпасом и облучением». Журнал Североамериканского бентоведческого общества . 22 (4): 528–541. doi :10.2307/1468350. JSTOR  1468350. S2CID  85061936.
  34. ^ Смол, Джон П. (2010). Диатомовые водоросли: применение в науках об окружающей среде и Земле . Кембридж , Нью-Йорк : Cambridge University Press (CUP). ISBN  978-0-521-50996-1. OCLC  671782244.
  35. ^ Althouse, Bryan; Higgins, Scott; Vander Zanden, Jake M. (2014). «Первичная продукция бентоса и планктона вдоль градиента питательных веществ в Грин-Бей, озеро Мичиган, США». Freshwater Science . 33 (2): 487–498. doi : 10.1086/676314 . JSTOR  10.1086/676314. S2CID  84535584.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Бентические зоны .