Bentik-pelagik birikma - Benthic-pelagic coupling

Bentik-pelagik birikma bog'laydigan jarayonlardir bentik zona va pelagik zona energiya, massa yoki oziq moddalar almashinuvi orqali. Ushbu jarayonlar chuchuk suvda ham, dengiz ekotizimida ham muhim rol o'ynaydi va ozuqa aylanmasidan oziq-ovqat tarmoqlarida energiya uzatishga qadar muhim bo'lgan bir qator kimyoviy, biologik va jismoniy kuchlar ta'sirida bo'ladi.[1]

Tavsif

Bentik va pelagik zonalar cho'kindidan ozuqa moddalari (azot, fosfor va silikat) almashinuvi bilan o'zaro bog'liq bo'lib, ular suv ustunidagi fitoplanktonning birlamchi hosil bo'lishiga yordam beradi, bu esa o'z navbatida mikroblar va makrofaunalar cho'kindilarida regeneratsiya uchun organik substrat beradi.[2] Ushbu almashinuvlar mavsumiy o'zgaruvchanlikka ega, chunki asosiy ishlab chiqarish va cho'kindi jinslarni boshqaradigan harorat va yorug'lik sharoitlari o'zgaradi. Qish oylarida ozuqa moddalarining to'planishi, odatda, bahorda fitoplankton ishlab chiqarishning eng yuqori cho'qqisiga, so'ngra cho'kma. Yozda birlamchi ishlab chiqarishni pelagik usulda qayta ishlash samaraliroq bo'lib, cho'kindi jinslar umuman past bo'ladi. [3]

Suv ekotizimining chuqurligi bentik-pelagik almashinuv uchun asosiy omil hisoblanadi, chunki u ikki muhit o'rtasidagi yaqinlik va o'zaro ta'sir darajasini belgilaydi. Birlashma sayoz suvlarda, masalan ko'llarda va qirg'oqlarda kuchli bo'ladi, chunki bu erda birlamchi mahsuldorlik odatda fotosintez yoki fekal moddadan yangi organik moddalarning miqdori bentik faunani yoqilg'iga etkazish uchun pastgacha etib borishi mumkin bo'lgan joylarda yuqori bo'ladi. eslab qolish va sirtda birlamchi ishlab chiqarish uchun zarur oziq moddalarni etkazib beradigan organik moddalarni nafas olish. Suv ustunining tabaqalanishi, harorati yoki sho'rligi bo'yicha bo'lsin, bentik va pelagik yashash joylari o'rtasidagi almashinuv darajasini ham tartibga soladi.[4]

Yirtqichlik va raqobat kabi kislorod kontsentratsiyasi va biologik o'zaro ta'sir bentik hamjamiyat tuzilishi va biomassaga ta'sir qiladi. Masalan, bentik makrofauna, masalan, ko'p qirrali va ikki pallali baliqlar baliqlarni, shu jumladan tijorat maqsadlarida yassi baliqlar va treska baliqlarini oziqlantirish uchun muhim manba hisoblanadi. [3]

Mexanizmlar

Organizm harakati

Diel vertikal migratsiyasi (DVM) baliqlar, zooplankton va undan katta umurtqasiz hayvonlar, masalan, sefalopodlar va meduzalar, sirtdan pastgacha ozuqa moddalari va detritlarni pelagik zonadan bentos.[5] Masalan, zooplankton suv ustunida organik uglerod, ozuqa moddalari, parazitlar va oziq-ovqat resurslari kabi narsalarni vertikal ravishda tashiydi.[6] Ushbu organizmlar tomonidan suv ustunida hosil bo'lgan zarralar (najasli granulalar) va erigan organik uglerod dengiz qorlari bentosda mikroblarni ishlab chiqarishni qo'llab-quvvatlovchi "biologik nasos.'[7]

Ushbu kundalik migratsiyalar vertikal gradyan bo'ylab, agar harakatlar odatda yirtqichlardan qochish kabi bir necha omillarga javoban kunduzi pastga, kechasi esa yuqoriga qarab harakatlanadigan bo'lsa,[8] oziq-ovqat mavjudligi,[9] va yorug'lik intensivligi. [4]

Bentik-pelagik bog'lanishda hayotning tarixiy bosqichlari va ovqatlanish tartiblari asosida harakatlanish ham rol o'ynaydi. Ko'pgina suvda yashovchi organizmlar ham pelagik, ham bentik hayot bosqichlariga ega, masalan, cho'kindiga joylashishdan oldin pelagik lichinka bosqichlari bo'lgan bentik makrofauna.[10] Hayotiy tarixining bir qismi sifatida bentik va pelagik yashash joylarini egallagan organizmlar kattalar populyatsiyasini va jamoat tuzilishini saqlab qolishga yordam beradi va yirtqichlik, raqobat va parazitizm kabi ekologik ta'sir o'tkazish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlar sifatida xizmat qiladi. [4]

Cho'kindilarda yashovchi organizmlar, shuningdek, cho'kindi donalari orasiga tushgan organik moddalar bilan oziqlanish yoki yirtqichlardan yashirinish uchun cho'kindi jinsini bezovta qilib, bentik-pelagik birikishda ishtirok etadi. Bu sifatida tanilgan bioturbatsiya, bu organik moddalarning minerallashishini va ozuqa moddalarining chiqarilishini rag'batlantiradi (Hansen va boshq. 1998; Lohrer va boshq. 2004; D'Andrea va DeWitt 2009), shu bilan pelagik zonada fitoplankton o'sishiga ta'sir qiladi (Welsh 2003). Makrofauna bilan bioturbatsiya cho'kindi o'tkazuvchanligiga va suv tarkibiga ta'sir qiladi, kimyoviy gradyanlarni beqarorlashtiradi, organik moddalarni subdukt qiladi va remineralizatsiya darajasi va noorganik ozuqa oqimini ta'sir qiladi.[11]

Umuman olganda, ushbu natijalar yashash joylari unumdorligi va ekotizimning umumiy faoliyati uchun juda muhimdir.[4]

Trofik o'zaro ta'sirlar

Organizmlarning o'zaro ta'siri qanday bo'lishi bentik-pelagik birikma darajasini ham belgilaydi. Ushbu o'zaro ta'sirlar asosan bog'liq bo'lgan turlarga qarab farqlanadi. Ham chuchuk suvlarda, ham dengiz ekotizimlarida turli xil hayot bosqichlarida ham demersal, ham pelagik baliqlar ov qiladigan bentik organizmlar mavjud. Bentik organizmlar pelagik turlarni ham o'lja qilishi mumkin. Bentik süspansiyonlu besleyiciler, masalan, ikki tomonlama, fitoplankton va mikrozooplanktonda o'tlatish bosimini sezilarli darajada oshirishi mumkin.[12] Shunday qilib, bentik va pelagik fauna suv ustunidan yoki cho'kindidan kelib chiqadigan resurslarni iste'mol qilish orqali yashash muhitini birlashtiruvchi rolini bajarishi mumkin.[4]

Toshloq intertidal sohillarda fitoplankton va dengiz yulduzlari tarqalishlariga yaqin sohil oqimlarining ta'siri midiya bentik birlashmasi tuzilishiga va dengiz yulduzlari tomonidan yirtqich bosimiga ta'sir qiladi.[13]

Bentik sohalarda yashovchi detritorlar cho'kib ketayotgan pelagik detritdan energiya oladi va keyinchalik bentik yoki pelagik yirtqichlar tomonidan iste'mol qilinadi va bu jamiyat tuzilishiga ta'sir qiladi.[4]

Bentik va pelagik domenlar tuna va qilich baliqlari kabi pelagik yirtqichlar bilan bir qatorda demersal resurslari bilan bog'lanadi, sardalye va hamsi kabi pelagik yirtqichlar demersal yirtqichlarni boqishi mumkin.[14]

Biogeokimyoviy velosiped

Bentik biogeokimyoviy jarayonlar asosan pelagik jarayonlar tomonidan boshqariladi, ular pelagik moddalarni (masalan, organik moddalar, kaltsiy karbonat) yotqizishidan kelib chiqadi. Bunga javoban cho'kindilar yotqizilgan materialni (masalan, parchalanish va eritma orqali) yana suv ustunida olish uchun mavjud bo'lgan ozuqa moddalariga aylantiradi.[4] Ushbu mahsulotlarning bir qismi bakterial va fitoplankton ishlab chiqarishga yaroqli bo'lib, oxir-oqibat yana bentik jamoalarga yoqilg'i quyish uchun dengiz tubiga singib ketishi mumkin.[15]

Antropogen va iqlim o'zgarishiga ta'sir

Antropogen bosim bentik-pelagik birikishni to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita ularning ekotizimlarning jismoniy (masalan, sho'rlanish, kislorod, harorat) va biologik (masalan, turlar, jamoalar, funktsional xususiyatlar) qismlariga ta'siri orqali tartibga soladi. Sohil va estuarinekosistemalarda iqlim o'zgarishi, ozuqa moddalarining yuklanishi va baliq ovlash ekotizim faoliyati uchun aniq oqibatlarga olib keladigan bentik-pelagik birikmalarga bevosita ta'sir ko'rsatishi isbotlangan. Masalan, Narragansett ko'rfazidagi suv haroratining ko'tarilishi vaqtning o'zgarishiga va fitoplankton gullash hajmining pasayishiga olib keldi. Bu organik moddalarning bentosga tushishini pasaytirdi va natijada cho'kindidan noorganik ozuqa moddalarining chiqarilishini kamaytirdi.[16][4]

Prognozli ozuqa moddalari va sho'rlanish miqdori midiya tarqalishi va unumdorligiga salbiy ta'sir ko'rsatishi va ularning bentik-pelagik almashinuvidagi rolini pasaytirishi mumkin.[17] Umuman olganda, evtrofikatsiya fitoplankton biomassasi va gullashining ko'payishiga, fitoplankton birlashmasining tuzilishining o'zgarishiga va bentik asosiy ishlab chiqarishning pasayishiga olib keladi. [4]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Griffits, JR (yanvar 2017). "O'zgaruvchan dunyoda dengiz ekotizimi uchun bentik-pelagik birikmaning ahamiyati". Global o'zgarish biologiyasi. 23 (6): 2179–2196. Bibcode:2017GCBio..23.2179G. doi:10.1111 / gcb.13642. PMID  28132408.
  2. ^ Grenzx, Kristian (2000 yil may). "Janubiy San-Frantsisko ko'rfazida (AQSh) bahorgi fitoplankton gullab-yashnashi paytida ozuqa moddalarining aylanish jarayoni va unga bog'liq bentik ozuqa moddalari va kislorod oqimlari" (PDF). Dengiz ekologiyasi taraqqiyoti seriyasi. 197: 67–80. Bibcode:2000MEPS..197 ... 67G. doi:10.3354 / meps197067.
  3. ^ a b Ehrnsten, Eva (avgust 2019). "Sohil bo'yidagi bentik-pelagik birikma - makrofaunal biomassasini va organik moddalar ta'minotiga javoban uglerodni qayta ishlashni modellashtirish". Dengiz tizimlari jurnali. 196: 36–47. Bibcode:2019JMS ... 196 ... 36E. doi:10.1016 / j.jmarsys.2019.04.003. hdl:10138/304447.
  4. ^ a b v d e f g h men Baustian, Melissa M. (oktyabr 2014). Suv ekotizimlarida pastki qismni tepaga bog'lash: bentik-pelagik bog'lanish mexanizmlari va stresslari (PDF). Limnologiya va okeanografiya fanlari assotsiatsiyasi. p. 38-60.
  5. ^ Polis, Gari (1997). "Landshaft va oziq-ovqat veb-ekologiyasining integratsiyalashuvi sari: kosmik ravishda subsidiyalangan oziq-ovqat veb-saytlarining dinamikasi."". Ekologiya va sistematikaning yillik sharhi. 28: 289–316. doi:10.1146 / annurev.ecolsys.28.1.289. hdl:1808/817. JSTOR  2952495.
  6. ^ Uilyamson, Kreyg E. (1996 yil mart). "Zooplanktonni ko'paytirish uchun er osti oziq-ovqat resurslaridan foydalanish: diel vertikal migratsiya nazariyasiga ta'siri". Limnologiya va okeanografiya. 41 (2): 224–233. Bibcode:1996LimOc..41..224W. doi:10.4319 / lo.1996.41.2.0224.
  7. ^ De La Rocha, Kristina (2007 yil mart). "POC cho'kishiga ta'sir qiluvchi omillar va biologik uglerod nasosining samaradorligi" (PDF). Chuqur dengiz tadqiqotlari II qism: Okeanografiyaning dolzarb tadqiqotlari. 54 (5–7): 639–658. Bibcode:2007DSRII..54..639D. doi:10.1016 / j.dsr2.2007.01.004.
  8. ^ Zaret, Tomas (1976 yil noyabr). "Zoplanktondagi vertikal migratsiya yirtqichlardan saqlanish mexanizmi sifatida". Limnologiya va okeanografiya. 21 (6): 804–813. Bibcode:1976LimOc..21..804Z. doi:10.4319 / lo.1976.21.6.0804.
  9. ^ Bollens, Stiven (1992). "Zooplanktondagi diel vertikal migratsiyasi: yirtqichlardan saqlanish gipotezasini tasdiqlovchi dalil dalillari". Gidrobiologiya. 234: 33–39. doi:10.1007 / BF00010777.
  10. ^ Markus, Nanku (1998). "Bentik-pelagik bog'lanishning ahamiyati va qirg'oq bo'yidagi suv tizimlarida hayot tsikllarining unutilgan roli". Limnologiya va okeanografiya: 763–768. doi:10.4319 / lo.1998.43.5.0763.
  11. ^ Lohrer, Endryu (2004 yil oktyabr). "Bioturbatatorlar murakkab biogeokimyoviy o'zaro ta'sirlar orqali ekotizim faoliyatini yaxshilaydi". Tabiat. 431 (7012): 1092–1095. Bibcode:2004 yil natur.431.1092L. doi:10.1038 / nature03042. PMID  15470385.
  12. ^ Lonsdeyl, Darsi (2009). "Sayoz, qirg'oq bo'yidagi embrionlarning pelagik oziq-ovqat tarmoqlariga osma bilan oziqlanadigan ikki tomonlama suyaklarning ta'siri" (PDF). Suv biologiyasi. 6: 263–279. doi:10.3354 / ab00130.
  13. ^ Menge, Bryus A. (1997). "Bentik-pelagik bog'lanishlar va toshloq intertidal jamoalar: pastdan yuqoriga qarab boshqarishga ta'siri?". Amerika Qo'shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. 94 (26): 14530–14535. Bibcode:1997 yil PNAS ... 9414530M. doi:10.1073 / pnas.94.26.14530. PMC  25044. PMID  9405647.
  14. ^ Agnetta, Davide (2019). "Bentik-pelagik birikma O'rta er dengizi aralash baliqchiligidagi o'zaro ta'sirga vositachilik qiladi: ekotizimni modellashtirish yondashuvi". PLOS ONE. 14 (1): e0210659. Bibcode:2019PLoSO..1410659A. doi:10.1371 / journal.pone.0210659. PMC  6333361. PMID  30645620.
  15. ^ Soetaert, K ​​(2000 yil iyul). "Bentik va pelagik biogeokimyoviy modellarni birlashtirish to'g'risida". Earth-Science sharhlari. 51 (1–4): 173–201. Bibcode:2000ESRv ... 51..173S. doi:10.1016 / S0012-8252 (00) 00004-0.
  16. ^ Fulviler, RW (2009). "Ob-havoning o'zgarishi bilan bentik-pelagik birikmaning javoblari". Sohil ekotizimlarida evtrofikatsiya. Gidrobiologiyaning rivojlanishi. 207: 147–156. doi:10.1007/978-90-481-3385-7_13. ISBN  978-90-481-3384-0.
  17. ^ Kotta, Jonne (2015). "Abiotik muhit, makrofitlarni qamrab olish, resurs gradyanlari va ularning tarqalishi o'rtasidagi funktsional munosabatlarni o'rnatish. Mytilus trossulus Tuzli bo'lmagan dengiz muhitida ". PLOS ONE. 10 (8): e0136949. Bibcode:2015PLoSO..1036949K. doi:10.1371 / journal.pone.0136949. PMC  4552857. PMID  26317668.