Используя данные, собранные за 22 года сетью гражданских ученых, исследователи из Океанографического института Вудс-Холла (WHOI) и их коллеги из Национальной программы по устью Баззардс-Бей, Коалиции Баззардс-Бэй и Морской биологической лаборатории обнаружили, что средние летние температуры в заливы по всему заливу Баззардс нагрелись почти на 2 градуса по Цельсию — примерно на 4 градуса по Фаренгейту.«Это быстрое повышение температуры для морской флоры и фауны», — сказала Дженни Реубан, научный сотрудник WHOI и ведущий автор статьи, опубликованной 15 января 2016 года в журнале Biogeosciences. «Для некоторых видов изменение температуры на один градус по Фаренгейту может означать разницу между комфортной средой и той, в которой они больше не могут процветать».
Кроме того, добавил Реубан, повышение температуры воды способствует увеличению роста водорослей. Хотя водоросли и другие микроскопические растения, составляющие основу морской пищевой цепи, жизненно важны для здоровой экосистемы, слишком много их может вызвать мутную воду, снизить уровень солнечного света и кислорода и, в конечном итоге, нанести вред морской жизни.
Это означает дополнительные проблемы для улучшения качества воды в некоторых водосборах Кейп-Код и юго-восточной части штата Массачусетс, которые уже страдают от слишком большого количества азота, что чаще всего вызвано выбросами из септических систем и очистных сооружений, атмосферным загрязнением и стоком удобрений. Избыток азота также способствует росту водорослей.«По долгосрочным данным мы видим, что одинаковые уровни азота в системе приводят к гораздо большему росту водорослей, чем два десятилетия назад», — сказал Реубан.
Это увеличение роста водорослей и хлорофилла означает, что качество воды хуже при том же количестве азота, что имеет большое значение для целевых показателей качества воды и планов очистки.Выявление и понимание того, как различные экосистемы реагируют на изменение климата, поможет в будущих усилиях по мониторингу и очистке, поскольку прибрежные сообщества готовятся к адаптации.
Это исследование является частью многостороннего проекта, финансируемого в 2014 году Фондом Джона Д. и Кэтрин Т. Макартуров, направленного на установление партнерских отношений с местными организациями для разработки научно обоснованных решений по изменению климата для прибрежных сообществ.Летние снимки с течением времени
Каждое лето, начиная с 1992 года, добровольцы, работающие с Коалицией Баззардс-Бэй, отправляются на свои местные пляжи и доки, чтобы следить за здоровьем бухты. В местах отбора проб от Вестпорта до островов Элизабет обученные ученые-граждане собирают пробы и проверяют температуру, соленость, прозрачность воды и растворенный кислород в одних и тех же местах каждые пять дней с конца мая по сентябрь.
В июле и августе волонтеры также собирают пробы воды, которые доставляются в Морскую биологическую лабораторию, где их анализируют на содержание азота, фосфора и хлорофилла.Программа Baywatchers собрала данные за более чем два десятилетия, которые на протяжении многих лет были ценным ресурсом не только для образовательных и информационных усилий Коалиции, но и для агентств, которые следят за качеством воды и разрабатывают планы очистки.«Эти данные использовались правительством на всех уровнях для принятия решений об управлении водными путями, от определения того, какие воды повреждены, до определения того, сколько азота может обработать конкретный эстуарий», — сказала Рэйчел Якуба, доктор философии, научный директор Коалиции Баззардс-Бэй. и соавтор статьи.
Это первый раз, когда данные мониторинга за более чем 20 лет были проанализированы на предмет долгосрочных тенденций и закономерностей, в частности, с акцентом на изменение климата. Сначала исследователи посмотрели, какие места и участки имеют наиболее согласованные данные за 22-летний период (с 1992 по 2012 год), а затем разделили их на 17 отдельных заливов (участки показаны на сопроводительной карте).«Мы проанализировали данные об погашении по шкале погашения», — сказал Реубан. «Степень загрязнения в каждом заливе очень разная, и это связано с рядом различных факторов — уровнями развития, будь то сельское хозяйство или урбанизация поблизости».
Например, расширенная канализация в крупных городах на западной стороне залива помогла уменьшить попадание избыточного азота в близлежащие водные пути в большей степени, чем на участках вдоль Кейп-Кодской стороны залива Баззардс, где такая инфраструктура уже отсутствует.«Мы не видим повсеместного увеличения содержания азота», — сказал Реубан. «Но то, что мы действительно видим в анализе данных, — это повышение температуры и концентрации хлорофилла в заливе, а также изменение соотношения между азотом и хлорофиллом — индикатором роста водорослей и качества воды — по мере того, как вода нагревается».«Это потенциально важно, потому что это предполагает, что в будущем мире с более высокими температурами городам вокруг Баззардс-Бей придется удалять больше азота из прибрежных водосборов, чтобы поддерживать такое же качество воды», — добавил Кристофер Нил, директор Экосистемного центра Морской биологической лаборатории. и один из соавторов исследования.
По словам исследователей, эти типы реакции экосистемы на более высокие температуры имеют решающее значение для включения в обновленные планы управления и очистки.«Загрязнение питательными веществами поражает прибрежные воды вверх и вниз по восточному побережью», — сказал Скотт Дони, морской химик из WHOI и соавтор статьи. «Мы надеемся, что уроки, извлеченные из Баззардс-Бей, помогут улучшить управление во многих других местах».Джо Коста, исполнительный директор Национальной программы по устью Баззардс-Бей, который помог создать программу мониторинга Баззардс-Бей и соавтор статьи, похвалил команду WHOI, инициировавшую исследование.
«Это отличный пример ценности данных гражданской науки, и мы ценим внимание к меняющимся условиям в Баззардс-Бей», — сказал он. «Полученные данные ясно показывают, как нам нужно учитывать изменение климата в наших стратегиях по сокращению загрязнения азотом».