Детские места обитания морских видов: продуктивность и факторы влияния.

Введение

Морская среда

В морской среде место нереста и выращивания молоди является частью всех мест обитания, где встречаются молодые особи вида, характеризуясь более высокой продуктивностью на единицу площади по сравнению с другими местами обитания молоди (Beck et al. 2001). Мангровые заросли, соленые болота и луга из морской травы – типичные места нереста и выращивания молоди для широкого спектра морских видов. Некоторые виды используют участки без растительности, такие как желтоглазый кефаль, синий шпрот и камбала.

Обзор

Гипотеза об обиталище-питомнике утверждает, что вклад на единицу площади обиталища-питомника выше, чем в других местах обитания, используемых молодыми особями данного вида. Продуктивность может измеряться по плотности, выживаемости, росту и переходу в среду обитания взрослых особей (Beck et al. 2001). Существуют две общие модели расположения мест обитания молодняка в пределах общего ареала вида, отражающие стратегии жизненного цикла вида. Это классическая концепция: молодь и взрослые особи обитают в отдельных местах обитания, с последующей миграцией молоди в среду обитания взрослых. Общая концепция: перекрытие мест обитания молодняка и взрослых особей. У некоторых морских видов нет отдельных мест обитания молодняка, например, у членистоногих и гребнюшек. Однако, у большинства рыб, угрей, некоторых лобстеров, синих крабов (и других) есть четко выраженные места обитания молодняка, которые могут перекрываться или не перекрываться с местами обитания взрослых особей. С точки зрения управления, использование гипотезы о роли питомника может быть ограничено, поскольку она исключает некоторые потенциально важные места нереста и нагула. В таких случаях концепция эффективного местообитания молодняка может оказаться более полезной. Она определяет питомник как место, обеспечивающее более высокий процент пополнения взрослой популяции. Выявление и последующее управление местами обитания молодняка может быть важным для поддержания прибрежного рыболовства и обеспечения выживания видов в будущем. Если мы не сможем сохранить места обитания молодняка, то пополнение взрослой популяции может снизиться, что приведет к сокращению численности популяции и поставит под угрозу выживание видов, что негативно скажется на биоразнообразии и вылове человеком.

Определение

Для определения среды обитания питомника для вида необходимо обследовать все среды обитания, используемые молодыми особями. Это может включать в себя леса водорослей, морские травы, мангровые заросли, приливные отмели, илистые отмели, водно-болотные угодья, соленые болота и устричные рифы. Хотя плотность может служить индикатором продуктивности, полагаться только на плотность недостаточно для оценки роли среды обитания как питомника. Биомасса новых особей, переходящих во взрослую популяцию, является наиболее точным показателем перемещения между двумя средами обитания. Также необходимо учитывать биотические, абиотические и ландшафтные факторы, влияющие на ценность питомников. Это важный аспект при определении приоритетов в управлении и охране территорий. Биотические факторы включают: структурную сложность, доступность пищи, сигналы для поселения личинок, конкуренцию и хищничество. Абиотические: температуру, соленость, глубину, содержание растворенного кислорода, приток пресной воды, зоны удержания и воздействие. Ландшафтные факторы включают: близость мест обитания молодняка и взрослых особей, доступность личинок, количество соседних мест обитания, форму участков, площадь и фрагментацию. Эффект этих факторов может быть положительным или отрицательным в зависимости от вида и общих экологических условий. Более целостный подход предполагает учет временных изменений в средах обитания, используемых в качестве питомников, и включение временных масштабов в исследования. Также следует рассматривать видовые сообщества. Подходы, ориентированные на отдельные виды, могут оказаться недостаточными для эффективного управления экосистемами. Акоста и Батлер провели экспериментальные наблюдения за колючим лобстером, чтобы определить, какие среды обитания используются в качестве питомников. Мангровые заросли служат предпочтительной средой обитания питомника при низкой плотности кораллов. Хищничество на новопоселившихся личинках было ниже в мангровых зарослях, чем в зарослях морских трав и коралловых рифах. В отличие от этого, трубчаторотые рыбы предпочитают морские травы водорослям и песчаным участкам. У короля Георга Уайтинга более сложная схема развития. Поселение предпочтительно в морских травах и водорослях, а стадии роста – преимущественно в рифовых водорослях. Через 4 месяца после поселения они перемещаются в незаращенные растительностью участки (Jenkins и Wheatley, 1998).

In order to determine the nursery habitat for a species, all habitats used by juveniles must be surveyed. This may include kelp forest, seagrass, mangroves, tidal flat, mudflat, wetland, salt marsh and oyster reef. While density may be an indicator of productivity, it is suggested that alone, density does not adequately provide evidence of the role of a habitat as a nursery. Recruitment biomass from juvenile to adult population is the best measure of movement between the two habitats. Consider also biotic, abiotic and landscape variability in the value of nursery habitats. This may be an important consideration when looking at which sites to manage and protect. Biotic factors include: structural complexity, food availability, larval settlement cues, competition, and predation. Abiotic: temperature, salinity, depth, dissolved oxygen, freshwater inflow, retention zone and disturbance. Landscape factors involve: proximity of juvenile and adult habitats, access to larvae, number of adjacent habitats, patch shape, area and fragmentation. The effects of these factors may be positive or negative depending on species and broader environmental conditions at any given time. It may be more holistic to consider temporal variation in habitats used as nurseries, and incorporating temporal scales into any testing is important. Also consider assemblages of species. Single species approaches may not be able to be used to adequately manage systems appropriately. Acosta and Butler conducted experimental observation of spiny lobster to determine which habitats are used as nurseries. Mangroves are used as preferred nursery habitat when coral density is low. Predation on newly settled larvae was lower in mangrove than in seagrass beds and coral crevices. In comparison, Pipefish prefer seagrass over algae and sand habitats. King George Whiting have a more complex pattern of development. Settlement is preferred in seagrass and algae. Growth stages are primarily preferred in reef algae. 4 months post settlement, they move into unvegetated habitats (Jenkins and Wheatley, 1998).

Недоступные места обитания подростков

Для многих видов рыб, включая коммерчески важные виды, требующие тщательного управления, места обитания молоди остаются неизвестными. В этих случаях выявление питомников требует знаний о нерестовом поведении и развитии личинок вида, а также об океанографии местной морской среды (водные течения, температура, соленость и градиенты плотности и т. д.). В совокупности эти источники информации могут быть использованы для прогнозирования того, куда яйца перемещаются после нереста, где вылупляются личинки, и где личинки оседают и метаморфизируются в молодь. Дальнейшее изучение этих мест оседания позволит определить питомниковые местообитания, которые следует учитывать при управлении и сохранении вида. Например, пелагическое разбросное нерестование, одна из нескольких стратегий нереста, известных для морских видов, происходит, когда яйца высвобождаются на определенном уровне водной толщи и дрейфуют среди планктона до вылупления личинок и достижения ими достаточного размера для оседлой жизни в питомниках и превращения в молодь после метаморфозы. Для выявления питомниковых местообитаний видов с пелагическим разбросным нерестом, таких как палтус, треска, групер и другие, первым шагом является определение мест нереста взрослых особей. Это можно сделать с помощью целевых рыболовных обследований и вскрытия половых желез рыб для определения стадии зрелости. Местоположение рыб с зрелыми (т.е. готовыми к нересту) половыми железами можно считать местом нереста. Пелагические яйца обладают плавучестью или полуплавучестью и подвержены воздействию течений и градиентов на уровне водной толщи, в которую они были выпущены. Исследования планктона на разных глубинах над местами нереста вида могут быть использованы для определения того, в какой части водной толщи были высвобождены яйца. Данные о водных течениях и градиентах окружающей среды на тех же глубинах, что и пелагические яйца, могут быть включены в модели циркуляции и использованы для расчета вероятных закономерностей рассеивания яиц и последующих личинок. Информация о продолжительности развития личинок (т.е. о количестве дней, необходимых для развития особи до каждой стадии жизни личинки) может указать, как долго вид остается в водной толще и какое расстояние он может преодолеть, достигнув подвижной стадии жизни вместо пассивного дрейфа. Знание о такой способности к перемещению личинок может помочь оценить вероятность того, что определенные участки являются питомниками. Другая важная информация для выявления труднодоступных питомников – наличие или отсутствие подходящей добычи для оседания личинок и молоди, наличие или отсутствие хищников, а также предпочтительные экологические параметры (температура, соленость и т. д.). Местообитания, не обладающие свойствами, необходимыми для поддержания молоди данного вида, вряд ли будут питомниками, даже если модели рассеивания яиц и личинок указывают на возможность их оседания в этих районах.

For many fish species, including commercially exploited species that require careful management, juvenile habitats are unknown. In these cases, identifying nursery habitats requires knowledge of the spawning behavior and larval development of the species, and knowledge of the oceanography of the local marine environment (water currents; temperature, salinity, and density gradients; etc.). In combination, these sources of information can be used to predict where eggs go after spawning, where larvae hatch, and where larvae settle and metamorphose into juveniles. Further study of these settlement locations can identify the nursery habitats that should be considered in the management and conservation of the species. For example, pelagic broadcast spawning, one of several spawning strategies known for marine species, occurs when eggs are released into some level of the water column and left to drift among the plankton until the larvae hatch and grow large enough to settle in nursery habitats and become juveniles after metamorphosis. To identify nursery habitats of pelagic broadcast spawning species, such as halibut, cod, grouper, and others, the first step is to identify the adult spawning grounds. This can be done with targeted fishing surveys and dissection of fish gonads for maturity stage. The location of the fish with mature (i. e. ready to spawn) gonads can be inferred as a spawning location. Pelagic eggs are buoyant or semi buoyant and will be subject to the currents and gradients at the level of the water column in which they were released. Plankton surveys at different depths above the spawning grounds of a species can be used to parcel out where in the water column the eggs have been released. Data on the water currents and environmental gradients at the same depths as the pelagic eggs can be incorporated into circulation models and used to calculate likely dispersal patterns for the eggs and subsequent larvae. Information on the duration of larval development (i. e. the number of days it takes for an individual to develop into each larval life stage) can indicate how long the species remains in the water column and the distance the species may travel once it has reached a motile life stage instead of passively drifting. The knowledge of such larval movement capability can inform the likelihood that areas represent nursery habitats. Other relevant information for identifying elusive nursery grounds is the presence or absence of appropriate prey for settling larvae and young juveniles, the presence or absence of predators, and the preferred environmental thresholds (temperature, salinity, etc.). Habitats that do not contain the properties necessary to support a juvenile of the given species are not likely to be nursery habitats, even if models of egg and larval dispersal indicate the possibility of settlement in those areas.