Время дноуглубительных работ и нахождение «экологического окна» является ключом к сохранению одной из самых продуктивных и важных экосистем в мире - лугов с водорослями, как показало новое исследование, проведенное исследователями QUT.
Исследование, опубликованное накануне в Nature Communications, было проведено исследователями QUT в сотрудничестве с экспертами по водорослям из университетов Эдит Коуэн и Джеймса Кука. Ведущий исследователь, доктор Пол Ву из QUT, разработал способ предсказания идеального времени для дноуглубительных работ, чтобы дать водорослям наилучшие и самые быстрые шансы на восстановление.
Ключевые моменты:
- Луга с морскими водорослями являются одной из самых недооцененных, но самых важных экосистем в мире
- Морские водоросли исчезают с той же скоростью, что тропические леса и коралловые рифы
- Новое исследование может дать ответы на вопрос, когда и сколько копать через «экологическое окно»
- Моделирование позволяет сократить время восстановления водорослей до четырех раз
Д-р Ву сказал, что дноуглубительные работы являются источником потери морских водорослей, а время дноуглубительных работ определяет, восстановятся ли водоросли и как быстро.
"Это называется экологическим окном", - сказал доктор Ву.
Команда исследователей изучила 28 лугов с водорослями по всему миру.
Морские травы обеспечивают убежище и пищу невероятно разнообразному сообществу живых существ, от мельчайших морских существ до рыб, черепах, дюгоней, других морских млекопитающих и птиц.
Также подсчитано, что один гектар морских водорослей может поглощать в 35 раз больше углекислого газа, чем гектар тропических лесов Амазонки, а также производить 100 тысяч литров кислорода в день.
Несмотря на эту огромную ценность, большие площади морских водорослей исчезают каждый год из-за накопленных факторов стресса, включая деятельность человека, в первую очередь дноуглубительные работы.
Доктор Ву является младшим исследователем Центра передового опыта ARC по математическим и статистическим исследованиям (ACEMS) на факультете математических и статистических наук QUT.
Он разработал продвинутую статистическую модель, позволяющую предсказать, когда дноуглубительные работы с наименьшей вероятностью повредят водоросли.
Д-р Ву сказал, что эту модель можно использовать во всем мире, а не только в Австралии.
"Наша модель может обеспечить четырехкратное сокращение времени восстановления и до 35-процентного снижения риска местного исчезновения видов морских водорослей", - сказал доктор Ву.
"Таким образом, если водоросли смогут вернуться быстрее или свести к минимуму воздействие, это также поможет всему, что от них зависит."
Моделирование также учитывает еще один очень важный фактор - устойчивость.
Некоторые участки водорослей сильнее и здоровее и могут выдерживать больший стресс. При моделировании рассматривается, насколько система устойчива к изменениям, как быстро она может восстановиться, и учитывается вероятность исчезновения местных популяций.
Возможность определить разницу между участком, где вы можете провести дноуглубительные работы, и морская трава вернется, участком, который находится на своем пределе, и вы не должны больше с ним что-либо делать, или участком, который уже смерть, и не имеет значения, что вы с ней сделаете, очень важна», - сказал доктор Ву.
В мире существуют десятки видов морских водорослей. Обычно они растут вдоль пологих защищенных береговых линий.
Морские травы зависят от света для фотосинтеза, чаще всего встречающегося на небольшой глубине, где уровень освещенности высок.
Дноуглубительные работы могут значительно уменьшить количество света, попадающего на водоросли.
Доктор Кэтрин МакМахон, заместитель директора Центра исследований морских экосистем Университета Эдит Коуэн, говорит, что водоросли очень похожи на наземные растения.
«Существуют естественные фазы роста и размножения морских водорослей, поэтому в определенное время водоросли могут быть более или менее уязвимыми для дноуглубительных работ», - сказал доктор МакМахон.
"Объединяя наши знания о биологии морских водорослей с естественными колебаниями окружающей среды и антропогенным давлением, мы определяем наилучшее время для минимизации долгосрочного воздействия на деятельность человека."
Д-р Ву полагал, что сторонники дноуглубительных работ и развития прибрежных районов будут среди тех, кто получит выгоду от использования этой модели.
«Модель позволяет продвигать дноуглубительные работы и развитие прибрежных районов, но помогает смягчить воздействие на окружающую среду морских водорослей и многих зависящих от них экосистем», - сказал доктор Ву.
Д-р Ву сказал, что его модель байесовской сети сочетает использование данных с экспертными знаниями.
«Как и во многих экосистемах, для полного понимания системы недостаточно данных», - сказал доктор Ву.
"Процессы слишком сложны, а природа слишком изменчива. Мы подкрепляем имеющиеся у нас данные экспертными знаниями ученых, занимающихся морскими водорослями, которые ныряют в заросли водорослей, изучают их и берут образцы, ценный десятилетиями опыт."
Эти эксперты представляют Школу наук и Центр исследований морских экосистем Университета Эдит Коуэн, Институт морских наук Западной Австралии в Перте, Институт океанов UWA и Школу биологических наук Университета Западной Австралии, а также Центр исследований тропической воды и водных экосистем Университета Джеймса Кука.
«Что делает эту модель еще более важной, так это то, что она не ограничивается только водорослями. Ее можно использовать для моделирования других природных экосистем, находящихся в стрессовом состоянии, таких как мангровые заросли и коралловые рифы», - сказал доктор Ву.
Доктор Майкл Рашид из JCU сказал, что модель более практична, чем существующие системы. «Глобальные тенденции указывают на благоприятные окна осенью и зимой, когда дноуглубительные работы наносят наименьший ущерб», - сказал доктор Рашид.
"В идеале, оценки воздействия дноуглубительных работ по-прежнему необходимо адаптировать для конкретных лугов в определенные периоды времени и учитывать неопределенность, связанную с прогнозируемыми будущими условиями в этом районе."