Исследование, проведенное учеными из Университета Мэриленда, Смитсоновского центра экологических исследований и Института морских наук Вирджинии, появилось в качестве обложки в самом последнем выпуске Restoration Ecology.«Многие усилия по восстановлению прибрежной среды обитания сосредоточены на выращивании только одного вида, такого как устрицы, мангры или водоросли», — говорит Керин Гедан из UMD, ведущий автор исследования. «Однако наши исследования показывают, что положительное влияние разнообразных экосистем может быть намного больше. В случае устричных рифов обычно ассоциируемые виды, такие как мидии, могут умножать преимущества восстановления качества воды за счет фильтрации большего количества и различных частей планктона».«Оценки экосистемных услуг, предоставляемых проектом восстановления, используются для обоснования, определения приоритетов и оценки таких проектов», — добавляет ученый VIMS Лиза Келлогг. «Количественно оценивая значительную роль, которую мидии могут играть в фильтрации в среде обитания устричных рифов, наша работа показывает, что« окупаемость инвестиций »в восстановление устричных рифов потенциально намного выше, чем обычно думают».
Фильтрация планктона помогает улучшить качество воды, потому что эти крошечные дрейфующие организмы питаются избыточным азотом и другими питательными веществами, которые люди выделяют в залив и его притоки в результате земледелия, сброса сточных вод и сжигания ископаемого топлива.«Фильтрация планктона из воды — это первый шаг к удалению питательных веществ», — говорит Келлог. «Хотя часть из них будет возвращена в толщу воды, значительная часть будет удалена из системы». Удаление планктона также имеет более прямые преимущества.
При отсутствии контроля планктон может образовывать густые цветы, которые затеняют другие водные растения, такие как водоросли, и может привести к образованию «мертвых зон» с низким содержанием кислорода, когда они умирают, тонут и разлагаются.
Исследовательская группа, в которую также входила Дениз Брейтбург из SERC, основывала свои выводы на сочетании лабораторных экспериментов и компьютерного моделирования. В лаборатории они добавили фитопланктон разных классов размера в резервуары, содержащие восточных устриц (Crassostrea virginica) или мидий на крючках (Ischadium recurvum), а затем измерили скорость фильтрации животных при разных температурах. Затем они включили эти измеренные скорости в простую модель и использовали ее для моделирования общей фильтрации для трех различных сценариев восстановления в Харрис-Крик, штат Мэриленд, одном из крупнейших участков восстановления устричных рифов Восточного побережья.
Основным вкладом Келлогг в статью были данные об относительном количестве устриц, мидий и других организмов, населяющих восстановленные устричные рифы, собранные во время ее работы в качестве постдокторского исследователя в лаборатории Хорн-Пойнт в Мэриленде. Эти данные, которые показали, что биомасса мидий на восстановленном рифе может быть равной или превышать биомассу устриц, были использованы в качестве исходных данных для модельных прогнозов.Результаты этого моделирования были очевидны. «В среднем, — говорит Гедан, — добавление фильтрации с помощью мидий на крючке в нашу модель увеличивает фильтрующую способность рифа более чем в два раза».«Мидии на крючке также в два раза эффективнее устриц в фильтрации пикопланктона», — говорит Брейтбург.
Пикопланктон — это самая маленькая категория морского планктона, размером от 1,5 до 3 микрон (эритроцит человека составляет около 5 микрон в поперечнике). Пикопланктон особенно популярен в Чесапикском заливе летом, при этом более раннее исследование реки Йорк показало, что они могут составлять почти 15% «биомассы» фитопланктона в теплые месяцы.«Некоторые предполагают, что восстановление устричных рифов будет менее эффективным, чем ожидалось, в борьбе с популяциями фитопланктона из-за неспособности устриц фильтровать пикопланктон», — говорит Келлог. «Наши открытия с мидиями уменьшают эту озабоченность».«Способность мидий фильтровать пикопланктон указывает на то, что они занимают определенную экологическую нишу», — добавляет Гедан. «Учитывая фильтрацию устриц и мидий, крупномасштабные проекты восстановления, подобные тем, которые проводятся в Чесапикском заливе, могут значительно контролировать фитопланктон, особенно в летние месяцы, когда животные фильтруют больше всего».
Суть в том, говорит Гедан, что «оценки экосистемных услуг, предоставляемых только устрицами на устричном рифе, могут значительно занижать общий вклад рифов. Поскольку устричные рифы также содержат много других видов, питающихся фильтрами, они, вероятно, принесут пользу воде. качество намного выше, чем предполагают предыдущие попытки моделирования ".
В настоящее время Келлог продолжает это направление исследований, изучая, как другой распространенный обитатель устричных рифов — организм, называемый оболочкой, — также может способствовать улучшению качества воды. Туникаты, мясистые животные, также известные как морские брызги, фильтруют планктон и другие частицы из воды так же, как устрицы и мидии.