Огромные заросли морских водорослей в заливе Шарк-Бей в Западной Австралии, объекте Всемирного наследия ЮНЕСКО, еще не оправились от разрушительной волны тепла 2011 года, согласно новому исследованию, демонстрирующему, как некоторые жизненно важные экосистемы могут резко измениться в условиях потепления климата..
Рецензируемое исследование, недавно опубликованное в серии «Прогресс морской экологии», возглавлял доктор Роб Новицки, научный сотрудник Морской лаборатории Mote, который проводил полевые исследования во время получения докторской степени в Международном университете Флориды (ПФР). Доктор Майкл Хейтхаус, декан Колледжа искусств и наук ПФР, и его коллеги из нескольких учреждений изучают экосистему Shark Bay более 20 лет. В текущем исследовании приняли участие партнеры из ПФР, Университета Дикина в Австралии и Юго-восточного университета Нова в Форт-Лодердейле, Флорида.
Шарк-Бей получил статус Всемирного наследия отчасти из-за своих 1853 квадратных миль (4800 квадратных километров) зарослей водорослей, которые веб-сайт ЮНЕСКО называет «самыми богатыми в мире». В этой обширной субтропической экосистеме обитают тысячи крупных акул, других рыб, морских черепах, дельфинов-афалин и критическая популяция дюгоней, травоядных млекопитающих, родственных ламантинам.
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 морских водорослей на наших участках исследования; никто не ожидал, что это быть настолько плохим», - сказал Новицкий. «После того, как наши коллеги задокументировали потери, мы хотели узнать, насколько экосистема может восстановиться за несколько лет. Если вы принимаете удар и быстро встаете, вы готовы к следующему удару. Но наше исследование показало, что эта система выдержала удар, и в краткосрочной перспективе она не восстановилась».
В период с 2012 по 2014 год исследователи четыре раза обследовали 63 участка в Шарк-Бей, чтобы оценить восстановление и изменения водорослей. До аномальной жары на многих участках преобладали водоросли умеренного пояса, известные как «проволочник» (Amphibolis antarctica), чьи густые и высокие заросли обеспечивают достаточную пищу и убежище для многих видов. Волна тепла сильно изрежила многие заросли проволочника, и во многих местах их корневища (подземные стебли) почернели и отмерли, оставив голый песок.
Новое исследование показало, что уцелевшие грядки A. antarctica выглядят стабильными, но не восстанавливают много дерна. Вместо этого пробелы начали заполнять тропические водоросли Halodule uninervis, близкие родственники мелководья, произрастающего во Флориде. В 2012 году H. uninvervis был обнаружен на 2 процентах сайтов, но к 2014 году их количество увеличилось почти до 30 процентов.
«Сильнее всего пострадали морские водоросли, они были густыми, как мини-лес», - сказал Хейтхаус, советник доктора Новицки и соавтор исследования. «Потеря этого укрытия действительно велика; это все равно, что перейти из зарослей в Африке на хорошо подстриженный газон.
Потеря такой структуры имеет последствия. «После вымирания мы также увидели, что прозрачность воды снизилась на тонну», - сказал Новицки. Меньше морских водорослей было доступно для улавливания отложений, и разлагающиеся водоросли, возможно, питали цветение микроскопических водорослей, наблюдавшееся в 2014 году. Авторы исследования говорят, что эти последствия неудивительны, учитывая ценные экосистемные услуги, которые обеспечивают здоровые заросли морских водорослей.
Заросли водорослей стабилизируют отложения, предотвращая эрозию и очищая воду. Больше биомассы морских водорослей может хранить 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. Луга с водорослями оцениваются во всем мире в 1,9 триллиона долларов только за их роль в круговороте питательных веществ, согласно исследованию 2009 года, проведенному другими учеными в Proceedings of the National Academy of Sciences. Однако с 1990 года основные экосистемы морских водорослей по всему миру сокращались примерно на 7 процентов в год, что напоминает сокращение коралловых рифов и других важных экосистем.
В Shark Bay заросли медленно растущей водоросли A. antarctica могут бороться за дальнейшее восстановление, предполагает исследование. Залив Шарк, расположенный на пересечении умеренных и тропических экосистем, является одним из самых теплых районов, которые может занимать A. antarctica, и, по прогнозам, экстремально высокие температуры станут более частыми с изменением климата..
Из-за пересечения умеренного и тропического поясов в Шарк-Бей обитает разнообразная группа, насчитывающая около 12 видов морских водорослей, что примерно в два раза больше, чем во всем штате Флорида. Его разнообразие сохранилось, наряду с другими ключевыми особенностями, которые помогли заслужить статус объекта всемирного наследия.
Крайне важно продолжать расследование того, как недавняя потеря некоторых морских водорослей, основы морской пищевой сети, повлияет на растительноядных животных и их хищников в заливе Шарк.
Некоторые основные выводы ясны: очень важно следить за состоянием экосистем после нарушения; они не гарантированно приходят в норму. «Это показывает важность этих долгосрочных, всесторонних исследований на уровне экосистемы», - сказал Хейтхаус, имея в виду усилия команды по изучению Shark Bay.«Если бы мы не занимались этим с 1997 года, у нас не было бы исходных данных, позволяющих понять, что снижение имеет большое значение».
Кроме того, если относительно нетронутые заросли водорослей в заливе Шарк-Бей уязвимы для экстремальных погодных условий, то неясно, как будут жить заросли водорослей, поврежденные деятельностью человека, в ближайшие десятилетия.
Новицки говорит, что минимизация местных факторов стресса, таких как загрязнение питательными веществами из-за стока удобрений в заливы и эстуарии, может повысить шансы водорослей в условиях изменения климата и других глобальных факторов стресса.
Сказал Новицки: «Если бы качество воды в Shark Bay было хуже, мы могли бы потерять гораздо больше».