Реинтродукция морских водорослей в прибрежных бухтах Вирджинии является одним из самых успешных примеров восстановления морской среды. За последние два десятилетия ученые и волонтеры разбросали более 70 миллионов семян взморника в 4 ранее бесплодных приморских лагунах, спровоцировав естественное расширение, которое к настоящему времени выросло почти до 9 000 акров - единственного крупнейшего места обитания взморника между Северной Каролиной и Лонгом. Остров Саунд.
Теперь долгосрочное мониторинговое исследование показывает, что этот успех распространяется далеко за пределы одного вида, приводя к значительному увеличению численности рыбы и беспозвоночных, повышению прозрачности воды и улавливанию вызывающих загрязнение углерода и азота.
Исследование, опубликованное в выпуске журнала Science Advances от 7 октября, возглавлял доктор Роберт «Джей-Джей» Орт из Института морских наук Вирджинии вместе с коллегами из VIMS Марком Луккенбахом, Кеном Муром, Ричардом Снайдером и Дэвидом. Уилкокс. К ним присоединяются Джонатан Лефчек из Центра экологических исследований Смитсоновского института; Карен МакГлатери, Лилиан Аоки и Мэтью Ореска из Университета Вирджинии; и Бо Ласк из The Nature Conservancy.
«Человеческая деятельность приводит к деградации прибрежных сред обитания во всем мире», - говорит Орт. «Наше исследование служит планом восстановления и поддержания здоровых экосистем для защиты множества преимуществ по мере того, как мы движемся в неопределенное будущее».
Орт и его соавторы подчеркивают, что некоторые из преимуществ восстановления, включая удаление углекислого газа, вызывающего парниковый эффект, путем захоронения углерода в донных отложениях, даже не рассматривались в качестве целей управления, когда проект начинался. Эти новые преимущества дают дополнительный импульс для восстановления среды обитания в будущем.
«Морские травы играют важную роль в удалении углекислого газа из атмосферы и выделении его из обращения на протяжении десятилетий или тысячелетий», - говорит МакГлатери. «Это первое исследование, которое показывает, как восстановление среды обитания может помочь в борьбе с изменением климата».
«Главная задача восстановления - определить, что составляет успех», - добавляет Орт.
Традиционные показатели были сосредоточены на характеристиках среды обитания, таких как биомасса растений, покрытие или плотность. Но конечной мотивацией часто является не восстановление самой среды обитания, а услуги, которые она предоставляет, такие преимущества, как улучшение качества воды, рыболовство. производство, а теперь и хранение углерода. Поскольку регулирующие органы во всем мире стремятся сохранить и восстановить экосистемные услуги, наше исследование показывает, что восстановление морской среды возможно в масштабах, которые непосредственно способствуют благополучию человека».
Причины исчезновения и обнаружения
Eelgrass процветали в приморских бухтах восточного побережья Вирджинии до 1930-х годов, когда изнуряющая болезнь и сильный ураган уничтожили их. Исследовательская группа излагает несколько причин успеха последующих усилий по восстановлению.
Во-первых, естественному восстановлению препятствовали не ухудшающиеся экологические условия, а недостаток семян. Поскольку в этих изолированных прибрежных лагунах не было зрелых семенных растений, они оставались почти полностью лишенными растительности более полувека. В 1999 году, когда команда Орта начала сажать семена и побеги, собранные в других местах, созрели условия для восстановления. Следствием этого, по словам Орта, является то, что в таких районах, как Чесапикский залив, где мутность, загрязнение питательными веществами и потепление продолжают угрожать здоровью взморника, «мы должны в первую очередь определить факторы стресса, которые привели к проблеме, а затем смягчить или компенсировать эти факторы». до начала восстановительных работ."
Во-вторых, относительно большой размер посевных площадей и высокая плотность посева. Полевой мониторинг показывает, что эти факторы помогли запустить петлю положительной обратной связи, в которой участки взморника стали достаточно устойчивыми, чтобы гасить волны и стабилизировать донные отложения, очищая воду в достаточной степени, чтобы солнечный свет достиг растений для продолжения роста и естественного производства семян.
Третий фактор - это долгосрочная приверженность команды ежегодному засеву и мониторингу, поддерживаемая финансированием от NOAA, Инженерного корпуса армии, Программы управления прибрежной зоной Вирджинии, Фонда лицензий на любительское рыболовство Комиссии по морским ресурсам Вирджинии, Национальный научный фонд, Фонд охраны окружающей среды Кита Кэмпбелла и другие государственные и частные спонсоры.
За 21 год, прошедший с 1999 года, ученые и волонтеры потратили более 3 500 часов на сбор примерно 10 миллионов семян в прибрежных бухтах. Они посадили их, а также более 60 миллионов семян, собранных из собранных побегов, на 536 восстановленных участках площадью около 500 акров. Непрерывный посев помог зарождающимся лугам взморника пережить естественные взлеты и падения, с которыми сталкивается любая прибрежная экосистема.
Ласк говорит: «Община Восточного побережья предоставила добровольного партнера для этого восстановления, поскольку все мы полагаемся на окружающие воды как на часть нашей экономики и культуры. Работая бок о бок с сотнями добровольцев, собирающих семена потому что этот проект является ярким событием каждой весны."
Четвертый фактор - расположение проекта на территории заповедника побережья Вирджинии площадью 40 000 акров. Заповедник, находящийся под управлением The Nature Conservancy, с 1987 года интенсивно изучается как объект долгосрочных экологических исследований (LTER), находящийся в ведении Университета Вирджинии. «Заповедник защищает один из последних участков прибрежной дикой природы вдоль восточного побережья США», - говорит Ласк. «В результате качество воды здесь остается образцовым, что позволяет успешно восстанавливать взморник».
В целом, говорит Орт, успех команды «требовал глубокого понимания причин упадка, повторной оценки передовых методов восстановления и постоянной приверженности долгосрочному мониторингу и исследованиям».
Заливные гребешки
Когда в 1930-х годах в прибрежных бухтах исчезли морские водоросли, исчезли и многочисленные морские организмы и птицы, которые полагались на них в качестве пищи и мест обитания. Одной из заметных потерь стал заливной гребешок, который до этого времени поддерживал значительный коммерческий промысел.
В 2008 году несколько авторов текущего исследования решили развить свой успех в восстановлении взморника, запустив программу по восстановлению вкусных двустворчатых моллюсков. С тех пор они ежегодно высаживают молодых морских гребешков из Северной Каролины в прибрежные бухты Вирджинии.
Доктор. Дик Снайдер, директор Восточной береговой лаборатории VIMS в Вашапреге, сообщает, что популяции лаврового гребешка до сих пор вернулись лишь к части своих предполагаемых исторических значений. Он говорит: «Наши результаты на сегодняшний день показывают, что для полного восстановления этого вида может потребоваться дальнейшее вмешательство, включая увеличение площади морских водорослей и более широкое генетическое разнообразие маточного стада."
Одним из ярких признаков является обнаружение гнедых гребешков в местах разведения моллюсков более чем в 20 милях от места их содержания в нерестовых садках, что свидетельствует о естественном распространении личинок через течения.
Доктор. Марк Лукенбах, заместитель директора по исследованиям и консультационным услугам в VIMS, говорит: «Добычная популяция гнедого гребешка может быть одним из конечных показателей общего успеха наших усилий по восстановлению, как это было в случае с волками в Йеллоустоуне». Лукенбах был директором лаборатории VIMS Eastern Shore Lab в Вашапреге, когда начался проект восстановления гребешка.
Авторы предупреждают, что любой возможный урожай морского гребешка необходимо тщательно контролировать, чтобы поддерживать восстановленную популяцию.