圣巴巴拉海峡的海带森林和沙滩紧密相连。巨型海带是岩礁的基础物种，是海滩食物网的主要组成部分，因为巨型海藻的叶子从森林中脱离并被运送到海滩。但这种关系更加深入。

在本周《国家科学院院刊》上发表的一篇论文中，一组科学家证明，海带森林的作用不仅仅是为生活在沙子里的微小、饥饿的甲壳类动物提供食物。它们还可以影响沙滩食物网的动态。

加州大学戴维斯分校的高级研究员乔纳森·沃尔特(Jonathan Walter)表示：“珊瑚礁上的海带数量随着时间的推移而变化，几个海带森林的丰度峰值和低点是相互匹配的。”流域科学中心。“这就是我们所说的同步。它与系统面对不断变化的环境条件时持续存在的能力有关。一点点的异步性可以让系统抵抗波动，从而更加稳定。”

这项研究揭示了海滩食物网中同步性的作用，随着气候的变化可能会改变相关生态系统发挥其功能的方式，从而产生更广泛的影响。

揭示同步在这些生态系统中的作用填补了我们理解珊瑚礁和海滩联系的一个关键知识空白。

“海带森林和海滩都是高度动态的生态系统，”合著者、加州大学圣巴巴拉分校沿海海洋生态学家珍妮·杜根说。“这两个生态系统的动态如何相互作用和表现是这里的关键问题，特别是在海滩系统如此依赖海带森林的情况下。”

同步中

尽管同步是一种自然且普遍存在的现象，但其含义尚未得到充分理解。

研究小组试图了解海带碎片(碎屑)是否以及如何影响海滩生态系统的动态。例如，物种如何应对不断变化的环境，以及海滩生态系统对干扰的适应能力如何?

为了解决这些问题，该研究使用了加州大学圣巴巴拉分校圣巴巴拉沿海长期生态研究中心的长期数据，该研究中心得到了国家科学基金会的支持。该团队的模型是根据 11 年来五个沙滩上的风、波浪、残骸和海滩宽度数据的时间序列构建的。

它揭示了同步模式——海滩上大量海带残骸可以用森林中海带丰富度、波浪作用和海滩宽度一起波动来解释。在最长的时间尺度上，海带森林生物量和海滩宽度是海滩上海带破坏的最大驱动因素。

海滩旋律

“我们发现这种同步性中的时间滞后很重要，”杜根说。“这并不像所有事情同时发生变化那么简单——它就像不同的歌曲或旋律以不同的方式组合在一起。这使得模式变得更加复杂，这就是为什么它需要我们使用的分析类型。”

重要的是，研究人员发现这种同步性从海洋延伸到海岸。鹬和鸻等掠食性滨鸟的数量落后于海滩上残骸的沉积。

杜根解释说：“一旦到达海滩，海带残骸就会为小型无脊椎动物(甲壳类动物和昆虫)的高产群落提供食物，而这些动物又是滨鸟最喜欢的食物。” 她补充说，跨系统同步性尤其值得注意，因为海滩生态系统严重依赖海带补贴。

动态性质

“海带森林的动态性质，就其高生产力和周转率而言，对于围绕基础物种构建的生态系统来说是独一无二的，”合著者、加州大学圣巴巴拉分校海洋科学研究所的沿海生态学家凯尔·埃默里(Kyle Emery)说。“与其他基础物种相比，它使我们能够多次观察变化，并使我们能够观察许多不同的系统状态、过程和功能。这使我们能够更快速地分析这些跨生态系统同步问题。”

该研究由圣巴巴拉沿海长期生态研究、国家科学基金会、麦克唐纳基金会和洪堡基金会资助。