Ведущий автор Брент Хьюз, в настоящее время научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Крузе, начал изучать качество воды в Элкхорн-Слау в качестве аспиранта UCSC. Его более ранние исследования показали, что практически каждая часть лимана страдает от высоких уровней питательных веществ, которые стимулируют рост водорослей, что приводит к низкому уровню кислорода, когда водоросли умирают и разлагаются. Новое исследование, основанное на данных, собранных за последние 40 лет, показывает, как низкие уровни растворенного кислорода (состояние, известное как «гипоксия») влияют на популяции рыб в устье реки и за ее пределами.
«Мы обнаружили, что снижение уровня растворенного кислорода постоянно было связано с уменьшением разнообразия и численности рыбы в Элкхорн-Слау», — сказал Хьюз. «В частности, мы увидели сокращение количества некоторых видов рыб, которые, как мы знаем, используют устье реки в качестве нерестилища для молоди».Английская камбала — один из видов рыб, использующих Элкхорнский топь в качестве питомника, и исследование показало, что низкий уровень кислорода был связан не только с меньшим количеством молоди в устье, но и с более поздним снижением количества английской камбалы, пойманной при коммерческом промысле. и научные рыбные съемки в заливе Монтерей.«С точки зрения сохранения, эти результаты предполагают, что улучшения в управлении земельными ресурсами и сокращение стока питательных веществ могут принести прямую пользу эстуариям и косвенно принести пользу морскому рыболовству из-за важной роли эстуариев как рассадников некоторых видов», — сказала соавтор Мэри Глисон, ведущий морской ученый. для охраны природы в Калифорнии.Для проведения исследования исследовательская группа собрала наборы долгосрочных данных из различных источников о численности рыбы, качестве воды, а также океанографических и климатических факторах за последние 40 лет.
По словам Глисона, доступность этих наборов долгосрочных данных для Элькхорн-Слау и залива Монтерей предоставила редкую возможность изучить связи между использованием прибрежных земель, качеством воды в устье и морским рыболовством.В дополнение к английской подошве, многие другие рыбы используют Элкхорн Слау в качестве питомника для своих детенышей, в том числе других видов камбал, таких как калифорнийский палтус, крапчатые песчаники и звездчатая камбала, а также леопардовые акулы и скаты летучих мышей.
Кроме того, здесь обитают каланы, морские тюлени, крабы Дандженесс и многие виды птиц.«Большое скопление видов использует болотные угодья в качестве рассадников, и, поскольку это единственный крупный эстуарий между Сан-Франциско и заливом Морро, его роль рассадника важна для всего региона», — сказал Хьюз. «Изучая всю совокупность рыб, мы обнаружили, что гипоксия влияет на разнообразие системы, а также на численность отдельных видов».В течение четырех десятилетий, охваченных исследованием, Элькхорн-Слау получал постоянно увеличивающийся приток питательных веществ, в основном из удобрений в стоках с сельскохозяйственных полей в окружающем водоразделе и в долине Салинас.
Но Хьюз сказал, что уровни растворенного кислорода сильно варьировались в течение того же времени, потому что периоды обильных дождей могут эффективно вымывать из эстуария накопившееся органическое вещество, образованное чрезмерными питательными веществами.В частности, исследователи обнаружили, что сильные явления Эль-Ниньо, характеризующиеся увеличением количества осадков и повышением температуры океана вдоль побережья Калифорнии, были связаны с повышением уровня растворенного кислорода в Элкхорн-Слау и других устьях рек.
Помимо дождя, Эль-Ниньо также может подавлять подъем холодной глубоководной воды океана вдоль побережья. Этот ветровой апвеллинг обычно приносит важные питательные вещества в прибрежные экосистемы с ограниченными питательными веществами, такие как залив Монтерей, но в глубоководных водах также мало кислорода, что может усугубить состояние гипоксии при попадании в болота.«В большинстве эстуариев северо-восточной части Тихого океана, на которые мы смотрели, условия растворенного кислорода положительно отреагировали в годы Эль-Ниньо», — сказал Хьюз.
Хотя уровни питательных веществ в Элкхорнском топи в первую очередь зависят от сельскохозяйственных стоков, городские ландшафты также могут сбрасывать излишки питательных веществ в прибрежные экосистемы. В результате, по словам Хьюза, районы вдоль южного побережья Калифорнии также страдают от обогащения питательными веществами и гипоксии.
«Куда бы мы ни посмотрели, мы находим участки с гипоксией», — сказал он. «Азот — это азот, независимо от того, поступает ли он из сельскохозяйственных полей, сточных вод или городских стоков. Он вызывает цветение водорослей, водоросли умирают и опускаются, образуются микробные маты, и, поскольку микробы потребляют водоросли, они истощают кислород в воде».Исследователи обнаружили, что климат может быть мощным замедлителем прибрежной гипоксии, но последствия изменения климата трудно предсказать. Изменение климата, вероятно, приведет к повышению температуры воды в будущем, а теплая вода содержит меньше кислорода, чем холодная.
Это также может повлиять на частоту и интенсивность явлений Эль-Ниньо, но как именно, пока неясно. По словам Хьюза, хотя необходимы дополнительные исследования для разработки прогнозных моделей того, как изменение климата повлияет на прибрежные экосистемы, снижение стресса, вызванного обогащением питательными веществами и гипоксией, повысит устойчивость этих экосистем и поможет смягчить последствия изменения климата.
По словам Глисона, есть много возможностей для улучшения практики управления прибрежными землями. "Это исследование демонстрирует важную взаимосвязь между землепользованием и здоровьем наших устьев и океанов. Нам необходимо улучшить диалог между землеустроителями и океанологами — между фермерами и рыбаками — чтобы обеспечить улучшение практики землепользования для сокращения неблагоприятное воздействие питательных веществ на прибрежные и морские экосистемы », — сказала она.
В районе Элкхорн-Слау организация The Nature Conservancy работает с партнерами над сокращением стока питательных веществ за счет улучшения методов управления земельными ресурсами и обработки водно-болотных угодий. «Низкое качество воды представляет собой серьезную угрозу для некоторых морских рыбных промыслов и морского биоразнообразия, поэтому крайне важно улучшить управление с суши и уменьшить сток», — сказал Глисон. «Помимо управления внесением питательных веществ, еще одним решением является восстановление или строительство заболоченных земель в нижнем конце дренажных систем ферм. Эти обрабатываемые заболоченные земли могут собирать, фильтровать и обрабатывать сточные воды, сбрасываемые сельским хозяйством, для снижения уровня питательных веществ до того, как вода попадет в эстуарий. "
