岩石潮间带

在世界各地海洋与陆地交汇的地方，我们发现了潮间带生态系统。“潮间带”指被潮汐覆盖或露出的土地(图1 a, B)．在岩石多的地方，我们会发现岩石潮间带生态系统，那里经常出现潮池。潮池包含独特的生命形式，这是我们在其他潮间带系统(如沙滩或泥滩)中不经常发现的。在北美西海岸，岩石潮间带它是由潮汐形成的，每天有四个阶段:两个低潮和两个高潮。这些潮汐在岩石潮间带形成四个区域(图1 c)，(1)浪花区(受到浪花、巨浪和风暴潮的影响)，(2)高潮间带(只有在非常高的潮汐时才在水下)，(3)中间潮间带(暴露在高潮和低潮之间的空气中)，(4)低潮间带(几乎总是在水下)。如果没有这四种栖息地，岩石潮间带的生物多样性就不会如此丰富。

和潮汐一样，疾病也会影响潮间带群落。疾病通常会伤害特定的物种，从而影响群落关系。最近的一种疾病叫做海星消瘦综合征影响了北美西海岸的许多海星物种[1]，其中一个物种(赭石星)在形成岩石潮间带群落方面发挥着重要作用。两种形式的扰动——潮汐和疾病——都是改变这些群落的天然工程师。当潮汐增强时生物多样性通过创造多个区域，疾病倾向于减少它。

谁在研究这些东西?

作为多机构岩石潮间带网络的一部分，美国国家公园管理局的科学家与其他科学家合作研究岩石潮间带[2］．我们一起观察海洋动物和海藻，以及海面温度。跟踪海洋表面温度很重要，因为它能给我们提供全球变暖如何影响海洋生物的信息。海洋表面温度对于了解海星消耗综合征也很重要。

通过密切关注岩石潮间带群落，我们可以了解它们如何应对潮汐、疾病、温度变化、风暴潮、石油泄漏或捕鱼等干扰。我们可以利用这些信息做出明智的决定，如何管理带岩石潮间带生态系统的公园。

重要无脊椎动物:贻贝和海星

每年，在美国西海岸的国家公园里，我们都会调查岩石潮间带群落。我们拍照和测量，经常在清晨退潮时外出。有些物种很常见，很容易找到，但有些则是神秘的，或者很难找到。其中许多都是像藻类这样的小物种或微小物种无脊椎动物(如蜗牛)，它们生活在贻贝床中，通常覆盖了大部分中间潮间带。在贻贝床上，我们经常发现数百个隐藏的物种，它们的面积只有一个小后院大!这些神秘的生物是许多大型动物的重要食物来源。

和它们赖以生存的神秘动物一样，贻贝也是无脊椎动物。美国这一地区最常见的贻贝是加州贻贝(图2一个)．加利福尼亚贻贝很适合岩石潮间带。它们主要栖息在潮间带的中低处，那里有足够的水来防止它们干涸。它们形成巨大的床，成千上万的它们挤在一起生活。当海浪袭来时，贻贝床会减缓流经它们的水流，从而减少海浪对其他动物的影响。加州贻贝会制造小线，将它们彼此连接在一起，并与它们生活的岩石连接在一起，以保持它们的位置。这些贻贝床为神秘动物创造了栖息地，并捕获了这些动物吃的食物。加州贻贝不仅为这些神秘的动物提供食物，它们本身也是海星和一些蜗牛等捕食者的食物。加州贻贝就在岩石潮间带食物网的中间，为社区的其他成员提供必要的资源。

在太平洋沿岸地区，最重要的潮间带海星是赭石星(图2中)．像加利福尼亚贻贝一样，赭石星是无脊椎动物，主要栖息在中低潮间带栖息地。我们已经知道，当我们从社区中移除赭石星时，加利福尼亚贻贝的数量会增加[2］．这是因为岩石潮间带栖息地的大小限制在每天被海洋覆盖和覆盖的区域，动物和藻类的空间是有限的。加利福尼亚贻贝非常擅长在岩石上争夺空间。当赭石星出现时，它们会控制贻贝的数量，为其他物种创造生存空间。但是，当赭色星星消失时，贻贝可以迅速占领开阔的栖息地，排斥其他物种。因此，赭石星可以增加必须依附在岩石上才能生存的物种的生物多样性。

与数量丰富的加利福尼亚贻贝相比，赭色贻贝稀少，数量较少生物质。尽管它们的生物量很低，但它们对潮间带岩石群落的影响是巨大的[3.] !因此，赭石星被认为是一种关键物种。事实上，赭石海星是生态学家用来定义关键物种概念的第一个物种，关键物种是指(像赭石海星一样)尽管生物量很低但具有巨大影响的物种。我们现在知道，所有的生态系统——陆地、淡水、海洋以及介于两者之间的一切——都有关键物种。一个关键物种的消失会产生巨大的影响。没有赭石星，生物多样性就会减少。

海星消瘦综合征和赭石星恢复

2013年，美国华盛顿州奥林匹克国家公园的科学家发现了海星消瘦综合征的爆发。从加利福尼亚南部的圣地亚哥一直到阿拉斯加，这种疾病导致大量海星死亡。没有人确定这种疾病从何而来，但一些人认为这与海洋表面的高温有关。虽然它杀死了许多不同种类的海星，但其中最严重的一种是赭石星。1］．当这个关键物种减少时，你认为贻贝种群发生了什么变化?正如预期的那样，贻贝的数量在一些地方增加了，但不是全部。我们不完全确定为什么会这样，但我们正在研究赭色恒星之外的因素是如何影响贻贝数量的增长的。

在灭绝后的两年内，赭石星的数量开始在一些地方恢复，但不是所有地方。在种群数量恢复的地方，出现了一个新的问题:新的赭石恒星都是婴儿，婴儿赭石恒星吃得没有成年恒星多(图3)．换句话说，它们没有发挥那么大的作用捕食压力关于贻贝[4］．为什么这很重要?没有了成年海星的捕食压力，贻贝的数量可以迅速增长。它们将在竞争中击败其他需要相同栖息地的物种。所以，即使在赭色星星数量恢复的地方，贻贝的数量也没有立即减少[4］．社区需要成年赭石恒星来实现这一目标，而婴儿赭石恒星可能需要5年时间才能成熟为成年恒星。一旦赭石星成熟，贻贝的数量应该会减少，附着在岩石上的动物和藻类的生物多样性应该会再次增加。我们希望小赭石星能摆脱海星损耗综合症，长大后重新获得关键物种的地位。

自疫情爆发以来，我们每年都继续进行调查。在北加州的红木国家公园和州立公园，赭石星似乎正在恢复——这对社区来说是个好兆头!在南加州的海峡群岛国家公园，它们似乎没有恢复。为什么会有这种差异?我们还不知道，但我们将在未来很长一段时间内继续研究这些生态系统。关于形成潮间带岩石群落的所有元素，我们收集的数据越多，我们的理解就会越透彻。这包括研究海藻、动物、水和空气温度，以及其他生物或环境干扰。

结论

几十年来，人们一直在研究岩质潮间带，这让我们清楚地了解了健康的岩质潮间带群落是什么样的。北美西海岸有关键物种(海星)、贻贝床和许多神秘的生物。潮汐创造了四种类型的栖息地，为每种潮间带物种提供了适合的地方。岩石潮间带是连接海洋和陆地的重要生态系统。

美国国家公园管理局在保护岩石潮间带方面发挥着重要作用。当我们研究海星消耗综合征的影响时，我们将继续学习。如果海洋表面温度与这种疾病有关，我们将在气温再次升高时观察疾病的爆发。我们的工作使我们能够管理我们的公园，在岩石潮间带社区特别脆弱的时候保护它们。随着地球气候的持续变化以及人类活动对岩石潮间带的影响，监测变化将变得尤为重要。如果你想参与，请考虑加入公民科学小组，所以你也可以调查这些美丽的潮间带社区[2］．

术语表

潮间带：↑最低水位和最高水位之间的海岸区域的不同空间，其中水位由潮汐决定。

海星消瘦综合症：↑海星病许多海星种的疾病，症状包括病变、组织腐烂，最终死亡最近的爆发是有记录以来最大规模的海洋疾病死亡。

生物多样性：↑在一个地区发现的所有不同种类的生命。

神秘的：↑具有在自然环境中伪装动物的颜色或标记的特征，通常有助于减少捕食。

无脊椎动物：↑没有脊梁的冷血动物。

生物质：↑生物量:某一特定地区或生态系统中生物的总数或质量生物量可以指物种生物量，它是一个地区一个或多个物种的总质量。

关键物种：↑一个物种对环境的影响比它的生物量所表明的要大，就像海狸建造大坝，创造新的湿地，或者海獭吃海胆，让海带森林蓬勃发展。

捕食压力：↑捕食者(吃其他生物的生物)通过吃掉猎物(被吃掉的生物)来限制猎物数量的效果。

公民科学：↑利用大众进行的科学研究。科学家通常指导和协助当地社区参与当地研究甚至全球研究。

利益冲突

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

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参考文献

[1]↑米纳，C. M.，伯纳福德，J. L.，安布罗斯，R. F.，安特里姆，L.，波尔曼，H.，布兰切特，C. A.等。2018。海星消瘦病(SSWD)对潮间带海星的大规模影响及其对恢复的影响。《公共科学图书馆•综合》13: e0192870。doi: 10.1371 / journal.pone.0192870

[２]↑2021年海洋。海星消瘦综合症。海洋。网上订购地址:seastarwasting.org(2021年5月2日访问)。

[3]↑潘恩，1966。食物网的复杂性和物种多样性。点。博物学家。100:65 - 75。doi: 10.1086/282400

[4]↑莫里奇，M. M.和雷蒙迪，p.t. 2018。疾病相关的大规模死亡后关键捕食压力的降低和恢复。生态。另一个星球。8:3952 - 64。doi: 10.1002 / ece3.3953