Что убивает коралловые рифы во Флориде, убивает их и в Белизе

В 1842 году Чарльз Дарвин назвал Белизский Барьерный риф «самым замечательным рифом в Вест-Индии». К 2021 году на внешних склонах рифа в Белизе осталось лишь около 17% живого кораллового покрова. Долгое время считалось, что главная причина деградации этой глобально значимой экосистемы у побережья Центральной Америки — перелов рыбы, ведущий к сокращению выедания водорослей.

Новое исследование впервые доказывает, что снижение выедания — не единственная причина гибели кораллов. Ключевой фактор — обогащение вод азотом (N) из наземных источников, что значительно стимулирует цветение макроводорослей и ведет к массовому сокращению твердых кораллов. В то время как в Национальном морском заповеднике Флорида-Кис осталось лишь 2% твердых кораллов, у Белизского рифа еще есть шанс.

Методология: макроводоросли как индикаторы

Для оценки уровня обогащения питательными веществами и эвтрофикации исследователи использовали донные макроводоросли как кумулятивные биоиндикаторы. Ученые под руководством Брайана Лапуанта из Florida Atlantic University's Harbor Branch Oceanographic Institute и Wildlife Conservation Society, Belize Program проанализировали содержание углерода (C), азота (N) и фосфора (P), а также молярные соотношения C:N:P в образцах тканей водорослей 1980-х годов и сравнили их с образцами 2017 и 2019 годов. В новых образцах также проанализировали стабильные изотопы C и N.

Результаты: тревожные изменения

Результаты, опубликованные в журнале Marine Pollution Bulletin, показывают:

• Соотношение N:P в лагуне основного Белизского Барьерного рифа удвоилось за последние 35 лет. Это аналогично трехкратному увеличению N:P у рифа Лу-Ки во Флорида-Кис с 1980-х годов.
• Градиенты C:N:P в макроводорослях указывают на наземные источники этих ключевых питательных веществ.
• Значения δ¹⁵N в макроводорослях были значительно выше значений, характерных для фиксации N₂, особенно в прибрежных водах, где они соответствовали значениям, характерным для загрязнения сточными водами.
• Соотношения N:P в водорослях вдоль всего градиента от берега до открытого моря у Бельмопана достигли примерно 70:1. Это вчетверо выше классического соотношения Редфилда (16:1) для океанических вод и более чем вдвое выше значений середины 1980-х годов для этого рифа (~30:1). Это указывает на широко распространенное обогащение N, рост соотношения N:P и усиление лимитирования по фосфору (P).

Источники загрязнения

Исследователи связывают это с деятельностью человека в бассейнах рек и прибрежных зонах:

• Вырубка лесов и сток с сельхозугодий.
• Неочищенные сточные воды.
• Сточные воды от переработки промысловых видов (королевский стромбус, карибский лангуст).
• Увеличение числа и вместимости круизных судов.
• Эвтрофикация от крупномасштабной аквакультуры.
• Зола от лесных пожаров.

Устье Хауловер-Крик было признано наиболее загрязненным участком, так как оно дренирует коммерческий центр водосбора Белиз-Сити, сильно страдающий от неочищенных стоков.

Выводы и рекомендации

Исследование впервые предполагает, что нагрузка азотом и повышенные соотношения N:P (оба фактора вредны для физиологии твердых кораллов) являются первичным механизмом негативного антропогенного воздействия на риф. Просто контроля над рыболовством, даже с учетом изменения климата, недостаточно для повышения устойчивости рифов, страдающих от эвтрофикации.

Для смягчения воздействия ученые рекомендуют:

1. Снизить нагрузку питательными веществами от городских стоков и сельскохозяйственного стока.
2. Продолжить экологические оценки воздействий.
3. Стандартизировать методы управления и мониторинга качества воды.
4. Принять целостную стратегию сохранения «от хребтов до рифов» (ridge-to-reef).
5. Повысить осведомленность общественности и политических органов о часто «невидимом» загрязнении питательными веществами.

Исследование поддержано: NASA's Biological Diversity and Ecological Forecasting Program (контракт 80NSSC19K0200), Coastal Association of Science and Technology (COAST) и FAU Harbor Branch.