Рецензируемое исследование, недавно опубликованное в серии «Прогресс в морской экологии», проводилось доктором Робом Новицким, научным сотрудником лаборатории Mote Marine Laboratory, который проводил полевые исследования, одновременно получая докторскую степень в Международном университете Флориды (FIU). Д-р Майкл Хейтхаус, декан Колледжа искусств ПФР Science и коллеги из множества организаций изучают экосистему Shark Bay более 20 лет. В текущем исследовании участвовали партнеры из ПФР, Университета Дикина в Австралии и Университета Нова Юго-Восточный в Форт-Лодердейле, Флорида.
Залив Шарк получил статус всемирного наследия отчасти из-за того, что в нем 1853 квадратных миль (4800 квадратных километров) зарослей водорослей, которые на веб-сайте ЮНЕСКО называются «самыми богатыми в мире». В этой обширной субтропической экосистеме обитают тысячи крупных акул, других рыб, морских черепах, афалин и критическая популяция дюгоней, млекопитающих, питающихся растениями, связанных с ламантинами.«Мы изучали относительно нетронутую экосистему, но летом 2011 года у нас была самая высокая температура воды за всю историю наблюдений, и мы увидели 70-90-процентную потерю водорослей на наших участках исследования; никто не ожидал, что это будет так плохо», — сказал Новицки. «После того, как наши коллеги задокументировали убытки, мы хотели узнать, насколько экосистема может восстановиться за несколько лет. Если вы сделаете удар и быстро встанете, вы будете готовы к следующему удару.
Но наше исследование показало, что эта система потребовала удар, и в краткосрочной перспективе он не вернулся ».В период с 2012 по 2014 год исследователи четыре раза обследовали 63 участка в заливе Шарк, чтобы оценить восстановление и изменения водорослей.
До наступления аномальной жары на многих участках преобладали водоросли умеренного климата, известные как «проволочники» (Amphibolis antarctica), чьи густые и высокие заросли обеспечивают достаточную пищу и убежище для многих видов. Волна жары резко истончила многие заросли проволочника, и во многих местах их корневища (подземные стебли) почернели и отмерли, оставив голый песок.Новое исследование показало, что уцелевшие слои A. antarctica выглядели стабильными, но не восстановили много дерна.
Вместо этого тропические водоросли Halodule uninervis, близкий родственник мелководья, произрастающего во Флориде, начали заполнять пробелы. В 2012 году H. uninvervis был обнаружен на 2% сайтов, но к 2014 году он увеличился почти до 30%.«Морские водоросли сильно ударили по наиболее распространенным видам — и были густыми, как мини-лес», — сказал Хейтхаус, научный руководитель Новицкого и соавтор исследования. "Потеря этого укрытия действительно огромна; это все равно, что перейти от кустарника в Африке к хорошо подстриженному газону.Потеря такой большой структуры имеет последствия. «После гибели мы также увидели, что прозрачность воды упала на тонну», — сказал Новицки.
Меньше водорослей было доступно для улавливания отложений, а гниющие водоросли, возможно, подпитали цветение микроскопических водорослей, наблюдавшееся в 2014 году. Авторы исследования говорят, что эти последствия не удивительны, учитывая ценные экосистемные услуги, которые предоставляют здоровые заросли водорослей.Грядки водорослей стабилизируют отложения, предотвращая эрозию и осветляя воду.
Больше биомассы морских водорослей может накапливать больше углекислого газа, уменьшая его доступность для нанесения вреда экосистемам из-за изменения климата и закисления океана. Густые заросли морских водорослей также имеют решающее значение для экономически важного рыболовства. Согласно исследованию 2009 года, проведенному другими исследователями в Proceedings of the National Academy of Sciences, луга морских водорослей во всем мире оцениваются в 1,9 триллиона долларов только за их роль в круговороте питательных веществ.
Однако основные экосистемы морских водорослей по всему миру с 1990 года сокращались примерно на 7 процентов в год, что напоминает сокращение коралловых рифов и других критических экосистем.Исследование предполагает, что в заливе Шарк бухты медленнорастущие водоросли A. antarctica могут изо всех сил пытаться восстанавливаться дальше. Залив Шарк, расположенный там, где пересекаются умеренные и тропические экосистемы, является одним из самых теплых районов, которые может занимать A. antarctica, и, по прогнозам, экстремально высокие температуры станут более обычным явлением с изменением климата.Из-за наложения тропических и умеренных широт в Шарк-Бэй обитает около 12 видов морских водорослей — примерно в два раза больше, чем во всем штате Флорида.
Его разнообразие сохраняется, наряду с другими ключевыми особенностями, которые помогли завоевать статус объекта всемирного наследия.Крайне важно продолжить расследование того, как недавняя потеря некоторых морских водорослей, составляющих основу морской пищевой сети, повлияет на животных, питающихся растениями, и их хищников в заливе Шарк.Некоторые основные идеи ясны: очень важно контролировать экосистемы после нарушения; они не гарантированно придут в норму. «Это показывает важность этих долгосрочных всесторонних исследований на уровне экосистемы», — сказал Хайтхаус, имея в виду усилия команды по изучению залива Шарк. «Если бы мы не делали этого с 1997 года, у нас не было бы исходных данных, чтобы знать, что снижение было большим делом».
Кроме того, если относительно нетронутые заросли водорослей в заливе Шарк уязвимы перед экстремальными погодными условиями, то неясно, как будут сохраняться заросли водорослей, поврежденные деятельностью человека в ближайшие десятилетия.Новицки говорит, что сведение к минимуму местных факторов стресса, таких как загрязнение питательными веществами от стока удобрений в заливы и устья рек, может повысить шансы водорослей на фоне изменения климата и других глобальных факторов стресса.
Сказал Новицки: «Если бы качество воды в Shark Bay было хуже, мы могли бы потерять намного больше».