Химические следы, отпечатанные на крошечных камнях, которые образуются внутри ушей рыб, показывают, что две из самых продуктивных популяций лосося на Аляске и поддерживаемый ими рыбный промысел зависят от всего водораздела.
Нерка и чавыча, родившиеся в реке Нушагак и ее сети ручьев и озер на юго-западе Аляски, используют весь бассейн в качестве мальков в поисках лучших мест для поиска добычи, укрытия и защиты от хищников. От рождения до того, как рыба мигрирует в океан год спустя, это критический период для молодняка лосося, чтобы питаться и расти.
Проанализировав ушной камень каждой рыбы, называемый отолитом, ученые обнаружили, что различные части водораздела являются горячими точками для производства и роста лосося, и эти благоприятные места меняются из года в год в зависимости от того, как климатические условия взаимодействуют с местными условиями. особенности ландшафта, такие как топография, влияют на ценность мест обитания.
Новое исследование, проведенное Вашингтонским университетом, появится 24 мая в журнале Science.
«Мы обнаружили, что районы, где рождаются и растут рыбы, из года в год меняются с точки зрения продуктивности», - сказал ведущий автор Шон Бреннан, научный сотрудник Школы водных и рыбных наук Университета Вашингтона. «Условия среды обитания не статичны, и оптимальные места меняются. Если вы хотите стабилизировать производство рыбы на протяжении многих лет, единственная стратегия - держать все варианты на столе».
Водораздел реки Нушагак является крупнейшим речным бассейном в районе Бристольского залива на Аляске, который поддерживает крупнейший в мире промысел нерки и обеспечивает около 50 процентов мировой добычи дикой нерки. Он также известен большим промыслом чавычи.
Новое исследование совпало с возобновлением усилий по получению разрешений на шахту Pebble Mine, предполагаемую добычу меди и золота недалеко от истоков реки Нушагак. В проекте анализа окружающей среды Инженерного корпуса армии США учитывались только двух- или трехлетние подсчеты рыбы в определенных местах вблизи предполагаемой шахты. В нем говорится, что среда обитания рыб, потерянная из-за шахты, может быть воссоздана в другом месте.
Но новое научное исследование показывает, что основные места обитания лосося меняются из года в год, и то, насколько продуктивен тот или иной район в течение короткого периода времени, может не отражать его общую ценность для популяции рыб или более крупной экосистемы.
«Система в целом - это больше, чем просто сумма ее частей, и небольшие части среды обитания могут быть непропорционально важны», - сказал старший автор Дэниел Шиндлер, профессор Школы водных и рыбных наук Университета Вашингтона. «Стрелки указывают на необходимость защиты или восстановления в масштабе всего бассейна, если мы хотим, чтобы реки продолжали функционировать так, как они должны в природе."
Исследовательская группа реконструировала вероятное географическое местонахождение почти 1400 взрослых лососей с момента их рождения в ручье Нушагак до их миграции в океан. Глядя на отолит каждой рыбы, который накапливает слои по мере роста животного, исследователи могли сказать, где жила рыба, сопоставив химические признаки, отпечатанные на каждом «кольце роста» отолита, с химическими признаками воды, в которой они плавали.
Эти химические признаки исходят от изотопов микроэлемента стронция, обнаруженного в коренных породах. Изотопный состав стронция географически варьируется от одного притока к другому, особенно в бассейне Нушагака, что позволяет легко определить, где и когда рыба проводила время.
«Отолит - это природный архив, который в основном представляет собой расшифровку того, как рыба двигалась вниз по течению через речную сеть», - сказал Шиндлер. «По сути, мы берем пробы со всего водосбора и позволяем рыбам рассказать нам, где условия среды обитания были наиболее продуктивными в тот год."
Исследователи заметили существенные закономерности, сравнивая места обитания рыб из года в год. Например, в 2011 г. северо-западная часть водораздела Верхнего Нушагака была высокопродуктивной для чавычи, а это означает, что в этом районе родилось и набрало массу тела больше рыбы. Но к 2014 и 2015 годам население переместилось на восток, чтобы использовать ресурсы реки Мульчатна и ее притоков, некоторые из которых находятся ниже по течению от месторождения Галька..
Подобные типы сдвигов были задокументированы в ряде популяций наземных и водных животных, но это первое исследование, демонстрирующее явление в масштабах всего водораздела, говорят авторы.
Главное, что мы показываем, это то, что эти типы динамики имеют решающее значение для стабилизации биологического производства во времени. Когда у вас есть ряд доступных мест обитания, общее производство из системы имеет тенденцию быть более стабильным, надежным и устойчивым к изменение окружающей среды», - сказал Бреннан.
Период общественного обсуждения проекта заявления о воздействии на окружающую среду шахты Pebble недавно был продлен до 29 июня, чтобы дать группам больше времени для взвешивания 1400-страничного документа.
Авторы нового исследования выразили надежду, что его можно будет использовать для научного анализа предполагаемого воздействия шахты на рыбу.
«Результаты, подобные тем, которые мы представляем в этой статье, заставят людей задуматься о том, что они могут потерять, начав развивать и уничтожать среду обитания в таких местах, как река Нушагак», - сказал Шиндлер. «Отчет о воздействии на окружающую среду Pebble Mine, который должен представлять собой зрелую научную оценку рисков, на самом деле плохо оценивает риски этого конкретного проекта».